CN217112646U - 健康度检测电路及充放电检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种健康度检测电路，用于便捷式交通工具的充放电检测设备，该电路包括充放电电路、参数采集电路和主控电路，主控电路分别与充放电电路、参数采集电路连接。其中，充放电电路的第一端用于连接市电，第二端用于连接便捷式交通工具的电池；主控电路用于：控制充放电电路作为电池的放电电路，并在电池的放电过程中，接收参数采集电路输出的电压信号、电流信号和温度信号，确定电池的健康度。由此可知，本申请实施例中的健康度检测电路具备电池健康度检测功能，提高了用户体验。此外，本申请实施例还提供了一种充放电检测设备，同样也具备电池健康度检测功能。

Description

健康度检测电路及充放电检测设备

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种健康度检测电路及充放电检测设备。

背景技术

随着锂电池的发展，便捷式交通工具的应用也越来越广泛，例如电动摩托车、电动自行车等等。但目前市售的充电器通常都仅具备充电功能，用户无法得知便捷式交通工具中电池的健康度(SOH)，这大大影响了用户体验。

实用新型内容

基于此，本申请实施例提供一种健康度检测电路及充放电检测设备，旨在提供具备电池健康度检测功能的充放电检测设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种健康度检测电路，用于便捷式交通工具的充放电检测设备，所述电路包括：

充放电电路，第一端用于连接市电，第二端用于连接所述便捷式交通工具的电池；

参数采集电路，用于输出对应所述电池的电压信号、电流信号和温度信号；

主控电路，分别与所述充放电电路、参数采集电路连接，用于：控制所述充放电电路作为所述电池的放电电路，并在所述电池的放电过程中，接收所述参数采集电路输出的电压信号、电流信号和温度信号，确定所述电池的健康度。

可选地，所述参数采集电路包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路；所述主控电路分别与所述电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路连接。

可选地，所述电压采集电路包括第一信号处理器；

所述第一信号处理器，输入端与所述充放电电路的第二端并联，输出端与所述主控电路连接，用于输出对应所述电池的电压信号。

可选地，所述电流采集电路包括采样电阻和第二信号处理器；

所述采样电阻串联在所述充放电电路的第二端的正极；

所述信号处理器，输入端与所述采样电阻并联，输出端与所述主控电路连接，用于输出对应所述电池的电流信号。

可选地，所述温度采集电路包括热敏电阻和分压电阻，所述热敏电阻用于与所述电池进行热传导；

所述热敏电阻，一端通过所述分压电阻与第一预设电压连接，另一端接地；

所述热敏电阻与所述分压电阻的连接处，与主控电路连接，用于输出对应所述电池的温度信号。

可选地，所述健康度检测电路还包括模式切换电路；

所述模式切换电路与所述主控电路连接，用于：根据用户的操作，向所述主控电路输出第一电信号或第二电信号；

其中，所述第一电信号用于指示所述主控电路控制所述充放电电路作为所述电池的放电电路，所述第二电信号用于指示所述主控电路控制所述充放电电路作为所述电池的充电电路。

可选地，所述模式切换电路包括物理开关，所述物理开关能够在用户的操作下进行通断；

所述物理开关，一端与第二预设电压连接，另一端与所述主控电路连接。

可选地，所述充放电电路包括依次连接的双向无桥PFC电路、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路；所述双向无桥PFC电路用于连接市电，所述双向DC/DC电路用于连接所述电池；

所述主控电路分别与所述双向无桥PFC电路、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路连接。

可选地，所述健康度检测电路还包括防雷滤波电路和/或显示电路；

所述防雷滤波电路与所述充放电电路的第一端连接，所述防雷滤波电路用于连接市电；

所述显示电路与主控电路连接，用于显示所述电池的健康度；

和/或，

所述主控电路还用于：将所述电池的健康度发送给上位机。

第二方面，本申请实施例提供了一种充放电检测设备，包括如第一方面所述的健康度检测电路。

本申请实施例提供了一种健康度检测电路，用于便捷式交通工具的充放电检测设备，该电路包括充放电电路、参数采集电路和主控电路，主控电路分别与充放电电路、参数采集电路连接。其中，充放电电路的第一端用于连接市电，第二端用于连接便捷式交通工具的电池；主控电路用于：控制充放电电路作为电池的放电电路，并在电池的放电过程中，接收参数采集电路输出的电压信号、电流信号和温度信号，确定电池的健康度。由此可知，本申请实施例中的健康度检测电路具备电池健康度检测功能，提高了用户体验。此外，本申请实施例还提供了一种充放电检测设备，同样也具备电池健康度检测功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的健康度检测电路的一种电路结构示意图；

图2为本申请实施例中参数采集电路的一种电路结构示意图；

图3为本申请实施例中电压采集电路的一种电路结构示意图；

图4为本申请实施例中电流采集电路的一种电路结构示意图；

图5为本申请实施例中温度采集电路的一种电路结构示意图；

图6为本申请实施例中健康度检测电路的另一种电路结构示意图；

图7为本申请实施例中模式切换电路的一种电路结构示意图；

图8为本申请实施例中充放电电路的一种电路结构示意图；

图9A为本申请实施例中双向无桥PFC电路的一种示例性的电路结构示意图；

图9B为本申请实施例中双向全桥LLC电路的一种示例性的电路结构示意图；

图9C为本申请实施例中双向DC/DC电路的一种示例性的电路结构示意图；

图10为本申请实施例中健康度检测电路的另一种电路结构示意图；

图11为本申请实施例中健康度检测电路的一种示例性的电路结构示意图；

图12为本申请实施例提供的充放电检测设备的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当理解，本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，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。另外，本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“连接”(如果存在)应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接，并且，“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，在本申请的说明书、权利要求书或上述附图中使用的术语“和/或”(如果存在)是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外在本申请实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明，本申请实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势，确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

目前市售的充电器通常都仅具备充电功能，也即用户仅能通过充电器对便捷式交通工具中的电池进行充电。而电池是一种损耗品，当电池损耗到一定程度时需进行更换，但基于现有的充电器，用户无法得知电池的健康度，因此这大大影响了用户体验。

为此，本申请实施例提供了一种健康度检测电路及充放电检测设备，使得便捷式交通工具的充电器具备电池健康度检测功能。

本申请实施例提供的一种健康度检测电路100，可以用于便捷式交通工具的充放电检测设备。需说明，本申请实施例所述的便携式交通工具包括电动摩托车、电动自行车、电动滑板车等等这种类型的交通工具。

如图1所示，健康度检测电路100包括充放电电路10、参数采集电路20以及主控电路30，主控电路30分别与充放电电路10、参数采集电路20连接。

充放电电路10的第一端用于连接市电，第二端用于连接便捷式交通工具的电池。可理解，充放电电路10能够在主控电路30的控制下作为电池的充电电路或放电电路，示例性地，当作为电池的充电电路时，充放电电路10能够将市电转换为符合电池充电要求的直流电；当作为电池的放电电路时，充放电电路10能够将电池输出的直流电转换为市电。

参数采集电路20，用于输出对应电池的电压信号、电流信号和温度信号。可理解，参数采集电路20输出的电压信号、电流信号和温度信号分别用于表征电池的电压值、电流值和温度值。另外，参数采集电路20采集信号的时机可以由主控电路30控制，也可以是在电池的放电过程中一直采集，或者其他可行的实施方式。

基于此，主控电路30用于：控制充放电电路10作为电池的放电电路，并在电池的放电过程中，接收参数采集电路20输出的电压信号、电流信号和温度信号，确定电池的健康度。具体而言，在电池有电的情况下，主控电路30可以控制充放电电路10作为电池的放电电路，实现电池的放电。同时，在电池的放电过程中，参数采集电路20可以向主控电路30输出对应电池的电压信号、电流信号和温度信号，因此主控电路30可以根据这三个信号分别确定电池的放电电压值、放电电流值以及温度值，进而根据这三者确定电池的健康度。

由此可知，本申请实施例中的健康度检测电路100，可以控制电池放电，并且在放电过程中能够通过参数采集电路20获取电池的放电电压值、放电电流值以及温度值，从而确定电池的健康度。与现有技术相比，本申请实施例中的健康度检测电路100具备电池健康度检测功能，提高了用户体验。另外，本申请实施例中的健康度检测电路100具有充电和放电功能，如此也能提高用户体验，示例性地，电池若长期不用可能会导致电池充不上电等异常情况，因此通过本申请实施例中的健康度检测电路100，可以先让电池放电，再给电池充电，这不仅实现了能量的循环利用(回馈电网)，而且能够避免电池因长期不用而导致的异常情况，提高了用户体验。

在一些实施例中，如图2所示，参数采集电路20包括电压采集电路21、电流采集电路22和温度采集电路23，并且，主控电路30分别与电压采集电路21、电流采集电路22和温度采集电路23连接。可理解，电压采集电路21用于向主控电路30输出对应电池的电压信号，电流采集电路22用于向主控电路30输出对应电池的电流信号，温度采集电路23用于向主控电路30输出对应电池的温度信号。

在一实施方式中，如图3所示，电压采集电路21包括第一信号处理器U1。其中，第一信号处理器U1的输入端与充放电电路10的第二端并联，也即，第一信号处理器U1的输入端与电池并联，因此输入端所采集到的电信号可以用于表征电池放电时的电压值；同时，第一信号处理器U1的输出端与主控电路30连接，因此，第一信号处理器21用于输出对应电池的电压信号。另外，需说明，第一信号处理器U1用于将输入端所采集到的电信号处理成适配主控电路30的电信号，例如，信号处理的过程可包括放大、模数转换等等。

在一实施方式中，如图4所示，电流采集电路22包括采样电阻R_S和第二信号处理器U2。其中，采样电阻R_S串联在充放电电路10的第二端的正极，也即，采样电阻R_S与电池的正极串联，因此，流经采样电阻的电流即为电池放电时的电流值。基于此，由于第二信号处理器U2的输入端与采样电阻R_S并联，因此输入端所采集到的电信号可以用于表征电池放电时的电流值；同时，第二信号处理器U2的输出端与主控电路30连接，因此，第二信号处理器用于输出对应电池的电流信号。另外，需说明，采样电阻R_S可以采用高精度电阻，并且，第二信号处理器U2用于将输入端所采集到的电信号处理成适配主控电路30的电信号，例如，信号处理的过程可包括放大、模数转换等等。

在一实施方式中，如图5所示，温度采集电路23包括热敏电阻R_T和分压电阻R_D。其中，热敏电阻R_T用于与电池进行热传导，也即，电池的温度会影响到热敏电阻R_T的温度，进而影响到热敏电阻R_T的阻值。示例性地，充放电检测设备设置有用于与电池外壳固定连接的连接件(例如粘贴件)，因此热敏电阻R_T可以设置于连接件，从而通过该连接件与电池进行热传导。基于此，热敏电阻R_T的一端通过分压电阻R_D与第一预设电压VCC1连接，另一端接地。具体地，由于电池的温度会影响到热敏电阻R_T的阻值，因此电池的温度也会影响到热敏电阻R_T与分压电阻R_D的连接处的电压值，如此，热敏电阻R_T与分压电阻R_D的连接处，可以与主控电路30连接，用于输出对应电池的温度信号。另外，需说明，第一预设电压VCC1的具体电压值可以根据主控电路30合理设置，并且，热敏电阻R_T可以采用正温度系数热敏电阻或者负温度系数热敏电阻。

在一些实施例中，在实际应用中，用户可能并不需要在每次充电时都进行健康度检测，为此，为了进一步提高用户体验，如图6所示，健康度检测电路100还可以包括模式切换电路40。其中，模式切换电路40与主控电路30连接，用于：根据用户的操作，向主控电路30输出第一电信号或第二电信号。具体地，第一电信号用于指示主控电路30控制充放电电路10作为电池的放电电路，第二电信号用于指示主控电路30控制充放电电路10作为电池的充电电路。示例性地，当用户需要给电池充电时，可以操作模式切换电路40，使得模式切换电路40向主控电路30输出第二电信号，实现电池充电的目的；同理，当用户需要给电池放电时，可以操作模式切换电路40，使得模式切换电路40向主控电路30输出第一电信号，实现电池放电的目的。在一实施方式中，健康度检测电路100还可以包括指示灯电路，该指示灯电路用于表征充放电电路10的工作模式，示例性地，当充放电电路10作为放电电路时，指示灯电路亮，而当充放电电路10作为充电电路时，指示灯电路灭。

在一实施方式中，如图7所示，模式切换电路40包括物理开关SW，其中，物理开关SW能够在用户的操作下进行通断，示例性地，当物理开关SW处于断开时，若被用户按下，则变为导通；相反，当物理开关SW处于导通时，若被用户按下，则变为断开。在本实施例中，物理开关SW的一端与第二预设电压VCC2连接，另一端与主控电路30连接，因此，当物理开关SW在用户的操作下导通时，第二预设电压VCC2输入至主控电路30，也即，模式切换电路40向主控电路30输出第一电信号；而当物理开关SW在用户的操作下断开时，第二预设电压VCC2无法输入至主控电路30，也即，模式切换电路40向主控电路30输出第二电信号。示例性地，第二预设电压VCC2可以是5V，则当物理开关SW在用户的操作下导通时，模式切换电路40向主控电路30输出高电平(第一电信号)；当物理开关SW在用户的操作下断开时，模式切换电路40向主控电路30输出低电平(第二电信号)。

在一些实施例中，如图8所示，充放电电路10包括依次连接的双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路12和双向DC/DC电路13，其中，双向无桥PFC电路11用于连接市电，双向DC/DC电路13用于连接电池。在本实施例中，主控电路30分别与双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路12和双向DC/DC电路13连接，以在主控电路30的控制下作为电池的充电电路或放电电路。示例性地，当作为电池的充电电路时，双向无桥PFC电路11能够将市电(220V交流电)处理成400V直流电，双向全桥LLC电路12能够将400V直流电处理成125V直流电，双向DC/DC电路13能够将125V直流电处理为5-100V直流电(具体可以根据电池合理设置，例如72V)；当作为电池的放电电路时，电能的处理过程则相反，此处不再赘述。示例性地，依次连接的双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路12和双向DC/DC电路13可以分别如图9A、9B、9C所示，需说明，这三个电路的开关管均与主控电路30连接，其他连接关系等具体参见附图。

在一些实施例中，如图10所示，健康度检测电路100还可以包括防雷滤波电路50和/或显示电路60。其中，防雷滤波电路50与充放电电路10的第一端连接，因此防雷滤波电路50用于连接市电。可理解，防雷滤波电路50能够对电能起到过滤作用，提高电能的品质，同时，防雷滤波电路50使得健康度检测电路100具备防雷功能，提高了可靠性。而显示电路60与主控电路30连接，用于显示电池的健康度，以便用户得知此刻电路所测出来的健康度。在一些实施例中，如图10所示，主控电路30能够与上位机进行通讯，例如通过RS485、蓝牙、WiFi、NFC等等方式与上位机通讯，因此，主控电路30还用于：将电池的健康度发送给上位机，例如发送给用户的手机，如此上位机可以根据主控电路30发送的多个健康度，生成历史曲线等等。

综上，本申请实施例提供的健康度检测电路100，可以示例性地如图11所示。在本示例中，健康度检测电路100可以包括充放电电路10、参数采集电路20、主控电路30、模式切换电路40、防雷滤波电路50以及显示电路60，其中，充放电电路10可以包括双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路13，并且，这三个电路中的开关管均与主控电路30连接；其他电路和连接关系具体请参见前文论述和附图，此处不再赘述。基于此，主控电路30用于：当接收到高电平信号(由于物理开关SW在用户的操作下导通)时，控制双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路13作为电池的放电电路，当接收到低电平信号(由于物理开关SW在用户的操作下断开)时，控制双向无桥PFC电路11、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路13作为电池的充电电路；主控电路30还用于：在电池的放电过程中，接收第一信号处理器U1传输的电压信号、接收第二信号处理器U2传输的电流信号、以及接收热敏电阻R_T和分压电阻R_D的连接处传输的温度信号，并根据这三者确定电池的健康度；主控电路30还用于：通过显示电路60显示检测到的健康度，以及将检测到的健康度发送给上位机。具体实施过程也请参见前文论述，此处不再赘述，另外，主控电路30可以包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等等，以执行本示例性所需实现的功能。

此外，本申请实施例提供的一种充放电检测设备，如图12所示，包括如上所述的健康度检测电路。充放电检测设备的具体实施方式请参见前文论述，此处不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种健康度检测电路，其特征在于，用于便捷式交通工具的充放电检测设备，所述电路包括：

充放电电路，第一端用于连接市电，第二端用于连接所述便捷式交通工具的电池；

参数采集电路，用于输出对应所述电池的电压信号、电流信号和温度信号；

主控电路，分别与所述充放电电路、参数采集电路连接，用于：控制所述充放电电路作为所述电池的放电电路，并在所述电池的放电过程中，接收所述参数采集电路输出的电压信号、电流信号和温度信号，确定所述电池的健康度。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述参数采集电路包括电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路；所述主控电路分别与所述电压采集电路、电流采集电路和温度采集电路连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电压采集电路包括第一信号处理器；

所述第一信号处理器，输入端与所述充放电电路的第二端并联，输出端与所述主控电路连接，用于输出对应所述电池的电压信号。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电流采集电路包括采样电阻和第二信号处理器；

所述采样电阻串联在所述充放电电路的第二端的正极；

所述信号处理器，输入端与所述采样电阻并联，输出端与所述主控电路连接，用于输出对应所述电池的电流信号。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述温度采集电路包括热敏电阻和分压电阻，所述热敏电阻用于与所述电池进行热传导；

所述热敏电阻，一端通过所述分压电阻与第一预设电压连接，另一端接地；

所述热敏电阻与所述分压电阻的连接处，与主控电路连接，用于输出对应所述电池的温度信号。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电路，其特征在于，所述健康度检测电路还包括模式切换电路；

所述模式切换电路与所述主控电路连接，用于：根据用户的操作，向所述主控电路输出第一电信号或第二电信号；

其中，所述第一电信号用于指示所述主控电路控制所述充放电电路作为所述电池的放电电路，所述第二电信号用于指示所述主控电路控制所述充放电电路作为所述电池的充电电路。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述模式切换电路包括物理开关，所述物理开关能够在用户的操作下进行通断；

所述物理开关，一端与第二预设电压连接，另一端与所述主控电路连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电路，其特征在于，所述充放电电路包括依次连接的双向无桥PFC电路、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路；所述双向无桥PFC电路用于连接市电，所述双向DC/DC电路用于连接所述电池；

所述主控电路分别与所述双向无桥PFC电路、双向全桥LLC电路和双向DC/DC电路连接。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电路，其特征在于，所述健康度检测电路还包括防雷滤波电路和/或显示电路；

所述防雷滤波电路与所述充放电电路的第一端连接，所述防雷滤波电路用于连接市电；

所述显示电路与主控电路连接，用于显示所述电池的健康度；

和/或，

所述主控电路还用于：将所述电池的健康度发送给上位机。

10.一种充放电检测设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的健康度检测电路。

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