CN213261978U - 电池电压监测电路及电动车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池电压监测电路及电动车,所述电路包括电压监测模块、微控制单元以及通讯模块;所述电压监测模块的输入端与电池组连接,所述电压监测模块的输出端与所述微控制单元的数据传输端连接,所述微控制单元还与所述通讯模块连接;所述电压监测模块,用于检测所述电池组的每个电池的输出电压,并发送至所述微控制单元;所述微控制单元,用于将获取到的每个电池的输出电压通过所述通讯模块传输至所述电动车的总控模块。本实用新型能够监测得到电池组中每个电池的电压数据,并根据电压数据判断电池的工作状态是否发生异常,以避免电池组因电池工作异常而发生损坏,提升电动车电池组运行时的安全性和稳定性。

Description

电池电压监测电路及电动车
技术领域
本实用新型涉及电池领域,尤其涉及电池电压监测电路及电动车。
背景技术
目前,随着电池技术的不断发展,电动车成为一种发展趋势,其中,电动车通常包括电动自行车和电动汽车,电动车上通常设置有动力电池组作为电动车的驱动力来源。
为了能够实时、准确地确定电动车的动力电池组的工作状态,需要对电池组中各个电池的输出电压进行实时监测,从而实现电池组的有效管理,并能够在监测到电池组发生异常时及时向用户进行提醒。因此,有必要提出一种电池组中各个电池的电压监测方式,以实时监测电池组的工作状态,保障电池组的工作稳定性和安全性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电池电压监测电路及电动车,旨在解决现有技术无法准确监测电池组中各个电池电压的问题。
为了实现上述目的,本实用新型提供一种电池电压监测电路,应用于电动车的电池组,包括电压监测模块、微控制单元以及通讯模块;
所述电压监测模块的输入端与电池组连接,所述电压监测模块的输出端与所述微控制单元的数据传输端连接,所述微控制单元还与所述通讯模块连接;
所述电压监测模块,用于检测所述电池组的每个电池的输出电压,并发送至所述微控制单元;
所述微控制单元,用于将获取到的每个电池的输出电压通过所述通讯模块传输至所述电动车的总控模块。
可选地,所述电池电压监测电路还包括电源模块,所述电源模块的输入端与车载直流电源连接,所述电源模块的输出端分别与所述微控制单元和所述通讯模块连接;
所述电源模块,用于接收所述车载直流电源输出的车载电源电压为所述微控制单元、所述电压监测模块及所述通讯模块进行供电。
可选地,所述电源模块包括第一电压转换电路,所述第一电压转换电路的输入端与所述车载直流电源连接,所述第一电压转换电路的输出端与所述通讯模块连接;
所述第一电压转换电路,用于将所述车载直流电源输出的车载电源电压转换为第一供电电压为所述通讯模块供电。
可选地,所述第一电压转换电路包括第一调压芯片、第一电容、第二电容及第一稳压二极管;
所述第一调压芯片的输入端与所述车载直流电源连接,所述第一调压芯片的输出端与所述通讯模块连接,所述第一调压芯片的输入端通过所述第一电容接地,所述第一调压芯片的输出端通过所述第二电容接地,所述第一调压芯片的输出端还与所述第一稳压二极管的负极连接,所述第一稳压二极管的正极接地。
可选地,所述第一电压转换电路还包括第一电感,所述第一调压芯片的输出端通过所述第一电感与所述通讯模块连接,所述第一调压芯片的输出端还通过所述第一电感与所述第二电容连接。
可选地,所述电源模块还包括第二电压转换电路,所述第二电压转换电路的输入端与所述第一电压转换电路的输出端连接,所述第二电压转换电路的输出端与所述微控制单元连接;
所述第二电压转换电路,用于将所述第一电压转换电路输出的第一供电电压转换为第二供电电压为所述微控制单元供电。
可选地,所述第二电压转换电路包括线性稳压芯片、第三电容及第四电容;
所述线性稳压芯片的输入端与所述第一电压转换电路的输出端连接,所述线性稳压芯片的输出端与所述微控制单元的电源端连接,所述线性稳压芯片的输入端还通过所述第三电容接地,所述线性稳压芯片的输出端还通过所述第四电容接地。
可选地,所述电池电压监测电路还包括时钟模块,所述时钟模块与所述微控制单元连接;
所述时钟模块,用于向所述微控制单元输出时钟信号;
所述微控制单元,用于根据所述时钟信号周期性检测所述电池组的输出电压。
可选地,所述电池电压监测电路还包括复位模块,所述复位模块与所述微控制单元连接;
所述复位模块,用于在接收用户触发时向所述微控制单元发送复位信号。
此外,为实现上述目的,本实用新型还提供一种电动车,所述电动车包括电池组以及与所述电池组连接的电池电压监测电路,所述电池电压监测电路被配置为如上所述的电池电压监测电路。
本实用新型通过设置电压监测模块,能够对由多个电池串联而成的电池组进行电压监测,从而检测得到每个电池的输出电压数据。微控制单元在接收到检测得到的每个电池的输出电压数据后,可以发送给电动车的总控模块,以使总控模块分析得到每个电池的工作状态,并在电池组中存在有电池的工作状态发生异常时向用户进行提示,以避免电池组因电池工作异常而发生损坏,提升电动车电池组运行时的安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型电池电压监测电路一实施例的模块示意图;
图2为本实用新型电池电压监测电路另一实施例中第一电压转换电路的电路结构示意图;
图3为本实用新型电池电压监测电路另一实施例中第二电压转换电路的电路结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提供一种电池电压监测电路,应用于电动车中,该电动车可以为电动自行车,电动车内设置有电池组作为动力电池。
参见图1,在一实施例中,电池电压监测电路包括电压监测模块10、微控制单元20以及通讯模块30。电压监测模块10的输入端与电池组40连接,电压监测模块10的输出端与微控制单元20的数据传输端连接,微控制单元20还与通讯模块30连接。
电压监测模块10可以对电池组40中的每个电池的输出电压进行单独检测,并将检测到的每个电池的输出电压数据发送至微控制单元20。微控制单元20在接收到每个电池的输出电压数据后,可以通过通讯模块30输出至电动车的总控模块50,以使电动车的总控模块50根据各个电池的输出电压数据确定电池的当前工作状态。
在本实施例中,通过设置电压监测模块10,能够对由多个电池串联而成的电池组40进行电压监测,从而检测得到每个电池的输出电压数据。微控制单元20在接收到检测得到的每个电池的输出电压数据后,可以发送给电动车的总控模块50,以使总控模块50分析得到每个电池的工作状态,并在电池组40中存在有电池的工作状态发生异常时向用户进行提示,以避免电池组40因电池工作异常而发生损坏,提升电动车电池组40运行时的安全性和稳定性。
进一步地,上述电池电压监测电路还可以包括电源模块60,电源模块60的输入端与车载直流电源连接,电源模块60的输出端分别与微控制单元20和通讯模块30连接。车载直流电源为电动车提供的直流电压源,能够输出稳定的车载电源电压。电源模块60在接收到车载电源电压后,可以将该车载电源电压转换为相应的供电电压,以为微控制单元20、电压监测模块10和通讯模块30进行供电。
可以理解的是,上述微控制单元20、电压监测模块10和通讯模块30所需的供电电压并不相同,即,电源模块60需要根据不同的模块所需的供电电压转换得到不同的输出电压进行供电。
一并参照图1和图2,上述电源模块60可以包括第一电压转换电路61,第一电压转换电路61的输入端与车载直流电源连接,第一电压转换电路61的输出端与通讯模块30连接。第一电压转换电路61可以将车载直流电源输出的车载电源电压转换为第一供电电压,并通过第一供电电压为通讯模块30供电。其中,车载直流电源输出的车载电源电压可以为12V,第一供电电压可以为5V,通讯模块30可以为TJA1050型总线芯片,额定工作电压为5V,即第一电压转换电路61生成5V第一供电电压后,可以输出至通讯模块30进行供电。
进一步地,上述第一电压转换电路61可以包括第一调压芯片U1、第一电容C1、第二电容C2及第一稳压二极管ZD1。第一调压芯片U1的输入端与车载直流电源连接,第一调压芯片U1的输出端与通讯模块30连接,第一调压芯片U1的输入端通过第一电容C1接地,第一调压芯片U1的输出端通过第二电容C2接地,第一调压芯片U1的输出端还与第一稳压二极管ZD1的负极连接,第一稳压二极管ZD1的正极接地。
第一调压芯片U1可以对车载电源电压进行直流转换,以生成第一供电电压。第一电容C1和第二电容C2为旁路电容,能够对直流电压信号中的高频噪声进行过滤,避免高频交流信号损坏电路元件。可以理解的是,第一电容C1和第二电容C2还可以分别并联一极性电容,极性电容可以作为滤波电容对交流信号进行过滤,从而进一步过滤交流噪声信号。第一稳压二极管ZD1能够对第一调压芯片U1输出的电压进行稳压,在输出的电压超过第一稳压二极管ZD1的击穿电压时,可以将该输出电压降低为击穿电压,从而避免电压过高而导致电路器件损坏。
进一步地,上述第一电压转换电路61还可以包括第一电感L1,第一调压芯片U1的输出端通过第一电感L1与通讯模块30连接,第一调压芯片U1的输出端还通过第一电感L1与第二电容C2连接。第一电感L1能够抑制电流变化,避免第一调压芯片U1输出的电流发生突变,防止电流骤变而损坏电路器件。可以理解的是,上述第一调压芯片U1可以为LM2596型电压调节芯片。
参见图2和图3,上述电源模块60还可以包括第二电压转换电路62,第二电压转换电路62的输入端与第一电压转换电路61的输出端连接,第二电压转换电路62的输出端与微控制单元20连接。第二电压转换电路62的输入端接收到第一电压转换电路61输出的第一供电电压,并将第一供电电压转换为第二供电电压为微控制单元20供电。其中,第一供电电压可以为5V,第二供电电压和微控制单元20的工作电压可以为3.3V,即第二电压转换电路62可以将第一供电电压转换为第二供电电压,并输出至微控制单元20进行供电。
进一步地,上述第二电压转换电路62可以包括线性稳压芯片U2、第三电容C3及第四电容C4。线性稳压芯片U2的输入端与第一电压转换电路61的输出端连接,线性稳压芯片U2的输出端与微控制单元20的电源端连接,线性稳压芯片U2的输入端还通过第三电容C3接地,线性稳压芯片U2的输出端还通过第四电容C4接地。
第三电容C3和第四电容C4为旁路电容,能够对直流电压信号中的高频噪声进行顾虑,避免高频交流信号损坏电路元件。可以理解的是,第三电容C3和第四电容C4还可以分别并联一极性电容,极性电容可以作为滤波电容对交流信号进行过滤,从而进一步过滤交流噪声信号。第一稳压二极管ZD1能够对第一调压芯片U1输出的电压进行稳压,在输出的电压超过第一稳压二极管ZD1的击穿电压时,可以将该输出电压降低为击穿电压,从而避免电压过高而导致电路器件损坏。线性稳压芯片U2可以为AMS1117型线性稳压器,将输入的5V直流电压转换为3.3V直流电压。
进一步地,上述电池电压监测电路还可以包括与微控制单元20连接的时钟模块70。时钟模块70可以向微控制单元20发送时钟信号,微控制单元20根据接收到的时钟信号能够实现周期性检测,即每间隔预设周期获取电池组40中各个电池的输出电压,周期时长可以设置为二十秒、一分钟、三分钟等。通过对电池的电压进行周期检测,能够快速、有效地在电池的电压数据异常时及时确定电池的工作状态发生异常,并及时进行处理,保障电池组40的运行安全性。
进一步地,上述电池电压监测电路还可以包括与微控制单元20连接的复位模块80。复位模块80上设置有复位按键,用户在触发复位按键时,复位模块80能够向微控制单元20发送复位信号,微控制单元20在接收到该复位信号时可以重新恢复至初始状态。即用户可以在电压监测功能发生异常时,通过复位操作保障监测电路能够正常运行工作。
本实用新型还提供一种电动车,该电动车包括电池组40以及与电池组40连接的电池电压监测电路,该电池电压监测电路的结构可参照上述实施例,在此不再赘述。理所应当地,由于本实施例的电动车采用了上述电池电压监测电路的技术方案,因此该电动车具有上述电池电压监测电路所有的有益效果。
以上仅为本实用新型的可选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池电压监测电路,其特征在于,应用于电动车的电池组,包括电压监测模块、微控制单元以及通讯模块;
所述电压监测模块的输入端与电池组连接,所述电压监测模块的输出端与所述微控制单元的数据传输端连接,所述微控制单元还与所述通讯模块连接;
所述电压监测模块,用于检测所述电池组的每个电池的输出电压,并发送至所述微控制单元;
所述微控制单元,用于将获取到的每个电池的输出电压通过所述通讯模块传输至所述电动车的总控模块。
2.如权利要求1所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述电池电压监测电路还包括电源模块,所述电源模块的输入端与车载直流电源连接,所述电源模块的输出端分别与所述微控制单元和所述通讯模块连接;
所述电源模块,用于接收所述车载直流电源输出的车载电源电压为所述微控制单元、所述电压监测模块及所述通讯模块进行供电。
3.如权利要求2所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述电源模块包括第一电压转换电路,所述第一电压转换电路的输入端与所述车载直流电源连接,所述第一电压转换电路的输出端与所述通讯模块连接;
所述第一电压转换电路,用于将所述车载直流电源输出的车载电源电压转换为第一供电电压为所述通讯模块供电。
4.如权利要求3所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述第一电压转换电路包括第一调压芯片、第一电容、第二电容及第一稳压二极管;
所述第一调压芯片的输入端与所述车载直流电源连接,所述第一调压芯片的输出端与所述通讯模块连接,所述第一调压芯片的输入端通过所述第一电容接地,所述第一调压芯片的输出端通过所述第二电容接地,所述第一调压芯片的输出端还与所述第一稳压二极管的负极连接,所述第一稳压二极管的正极接地。
5.如权利要求4所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述第一电压转换电路还包括第一电感,所述第一调压芯片的输出端通过所述第一电感与所述通讯模块连接,所述第一调压芯片的输出端还通过所述第一电感与所述第二电容连接。
6.如权利要求4所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述电源模块还包括第二电压转换电路,所述第二电压转换电路的输入端与所述第一电压转换电路的输出端连接,所述第二电压转换电路的输出端与所述微控制单元连接;
所述第二电压转换电路,用于将所述第一电压转换电路输出的第一供电电压转换为第二供电电压为所述微控制单元供电。
7.如权利要求6所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述第二电压转换电路包括线性稳压芯片、第三电容及第四电容;
所述线性稳压芯片的输入端与所述第一电压转换电路的输出端连接,所述线性稳压芯片的输出端与所述微控制单元的电源端连接,所述线性稳压芯片的输入端还通过所述第三电容接地,所述线性稳压芯片的输出端还通过所述第四电容接地。
8.如权利要求1所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述电池电压监测电路还包括时钟模块,所述时钟模块与所述微控制单元连接;
所述时钟模块,用于向所述微控制单元输出时钟信号;
所述微控制单元,用于根据所述时钟信号周期性检测所述电池组的输出电压。
9.如权利要求1所述的电池电压监测电路,其特征在于,所述电池电压监测电路还包括复位模块,所述复位模块与所述微控制单元连接;
所述复位模块,用于在接收用户触发时向所述微控制单元发送复位信号。
10.一种电动车,其特征在于,所述电动车包括电池组以及与所述电池组连接的电池电压监测电路,所述电池电压监测电路被配置为如权利要求1~9任一项所述的电池电压监测电路。
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