CN217892522U - 电源检测电路、卡丁车电源系统及卡丁车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源检测电路、卡丁车电源系统及卡丁车，卡丁车包括电池包，电池包包括串联设置于电池包正极端及负极端的多个电池单体，电源检测电路包括：模拟前端，具有多个检测端，每一检测端接入一电池单体，检测多个电池单体的电压，并输出多个第一电压检测信号；电压检测电路，两个检测端与电池包的正极端及负极端连接，检测电池包的电压，并输出第二电压检测信号；控制器，输入端与电压检测电路的输出端和模拟前端的输出端连接，接收多个第一电压检测信号和第二电压检测信号，在检测到模拟前端的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。本实用新型解决了解决无法检测到电源检测线出现损坏的问题。

Description

电源检测电路、卡丁车电源系统及卡丁车

技术领域

本实用新型涉及卡丁车电池检测领域，特别涉及一种电源检测电路、卡丁车电源系统及卡丁车。

背景技术

现在卡丁车的电源模块中会包括多个电池，通常会采用模拟前端对每个电池进行电压检测，而采用模拟前端对每个电池进行检测时需要与每个电池连线，当模拟前端和某个电池之间的连线损坏而电池没有损坏时，模拟前端检测到的该电池的电压会发生变化，使得模拟前端检测到的电源模块总电压出现波动，引起误报，导致卡丁车强行停止工作。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电源检测电路、卡丁车电源系统及卡丁车，旨在解决无法检测到电源检测线出现损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的电源检测电路，应用于卡丁车，所述卡丁车包括电池包，所述电池包包括依次串联设置于所述电池包正极端及负极端的多个电池单体，所述电源检测电路包括：

模拟前端，所述模拟前端具有多个检测端，每一检测端用于接入一所述电池单体，所述模拟前端用于依次检测多个所述电池单体的电压，并输出多个对应的第一电压检测信号；

电压检测电路，所述电压检测电路的两个检测端分别与所述电池包的正极端及负极端连接，所述电压检测电路用于检测所述电池包的电压，并输出第二电压检测信号；

控制器，所述控制器的输入端分别与所述电压检测电路的输出端和所述模拟前端的输出端连接，所述控制器用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并在检测到所述模拟前端的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。

可选地，所述控制器包括：

处理器，所述处理器的输入端分别与所述电压检测电路的输出端和所述模拟前端的输出端连接，所述处理器用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并输出对应的多个第一电压值和第二电压值；

加法器，所述加法器的输入端与所述处理器的输出端连接，所述加法器用于接收多个所述第一电压值，并将多个所述第一电压值相加后输出总电压值；

比较器，所述比较器的输入端与所述加法器的输出端连接，所述比较器与所述处理器电连接，所述比较器用于接收所述总电压值和所述第二电压值，并在比较出所述总电压值不等于所述第二电压值时，输出比较触发信号；

所述处理器还用于根据接收到的所述比较触发信号，产生并输出断线提示信号至所述外部设备。

可选地，所述模拟前端包括第一检测端、第二检测端及多个共用检测端，所述第一检测端与所述电池包的正极端连接，所述第二检测端与所述电池包的负极端连接，每一共用检测端与一相连的所述电池单体的公共端对应连接。

可选地，所述电源检测电路还包括单片机，所述电压检测电路及所述控制器集成设置于所述单片机上。

可选地，所述电压检测电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为所述电压检测电路的第一检测端，所述第一电阻的第二端为所述电压检测电路的输出端，且与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述电压检测电路的第二检测端。

可选地，所述电源检测电路还包括：

提示电路，所述提示电路的输入端与所述控制器的输出端连接；

所述控制器还用于在输出所述断线提示信号时，控制所述提示电路工作。

可选地，所述提示电路包括第三电阻和LED灯，所述第三电阻的第一端为所述提示电路的输入端，所述第三电阻的第二端与所述LED灯的阳极连接，所述LED灯的阴极接地。

本实用新型还提出一种卡丁车电源系统，所述卡丁车电源系统包括电池包及如上所述的电源检测电路。

可选地，所述电池单体包括锂电池、镉镍电池或氢镍电池中的一种或多种。

本实用新型还提出一种卡丁车，所述卡丁车包括如上所述的卡丁车电源系统。

本实用新型技术方案通过模拟前端依次检测多个电池单体的电压，并输出多个第一电压检测信号至控制器，通过电压检测电路用于检测电池包的电压，并输出第二电压检测信号至控制器，控制器则会根据多个第一电压检测信号和第二电压检测信号，在检测到模拟前端的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。由于电池单体与模拟前端断开电连接时，会使得模拟前端检测到的该电池单体的电压值出现波动，最终使得多个第一电压检测信号与第二电压检测信号的对应关系改变，会使控制器输出断线提示信号至外部设备，提示用户在使用完卡丁车后进行维修。本实用新型解决了无法检测到电源检测线出现损坏的问题。

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为本实用新型电源检测电路一实施例的功能模块示意图；

图2为本实用新型电源检测电路另一实施例的功能模块示意图；

图3为本实用新型电源检测电路中电压检测电路一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型电源检测电路又一实施例的功能模块示意图；

图5为本实用新型电源检测电路中提示电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	模拟前端	33	比较器
20	电压检测电路	40	提示电路
				30	控制器	100	电源检测电路
31	处理器	R1～R3	第一电阻～第三电阻
				32	加法器	D1	LED灯

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

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，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。

现在卡丁车的电源模块中通常会包括多个电池，采用模拟前端对每个电池进行检测后得到的总电压保持在一个定值时，则代表电池没有出现问题，而采用模拟前端对每个电池进行检测时需要与每个电池连线，当模拟前端和某个电池之间的连线损坏而电池没有损坏时，模拟前端检测到的该电池的电压会发生变化，从而导致模拟前端检测到的总电压发生变化，引起误报。

需要理解的是，在实际模拟前端的工作过程中，会根据一定的顺序对电池单体两端的电压进行检测，即每检测一电池单体时，会控制与电池单体的两端电连接的检测端所对应的ADC检测模块开启，以检测该电池的两端电压，并计算得到该电池的电压值。若其中一个检测端与电池单体连接的连接线断裂，则该检测端会处于悬空状态，处于悬空状态的检测端检测并反馈的电压值不稳定，这就导致在检测与一共用检测端连接的两个电池单体的过程中，当检测两个电池单体中第一电池单体的电压时，其断线的检测端检测到的电压为A电压，但是在过了一段时间以后(即检测完第一电池单体，开启与第二电池单体两端分别电连接的检测端所对应的ADC检测模块时)，其断线的检测端检测到的电压值为B电压，A电压和B电压并不相等，这就导致检测到的两个电池单体的电压与实际电压不同。

本实用新型提出一种电源检测电路100，应用于卡丁车，所述卡丁车包括电池包，所述电池包包括依次串联设置于所述电池包正极端及负极端的多个电池单体，所述电源检测电路100包括：

模拟前端10，所述模拟前端10具有多个检测端，每一检测端用于接入一所述电池单体，所述模拟前端10用于依次检测多个所述电池单体的电压，并输出多个对应的第一电压检测信号；

电压检测电路20，所述电压检测电路20的两个检测端分别与所述电池包的正极端及负极端连接，所述电压检测电路用于检测所述电池包的电压，并输出第二电压检测信号；

控制器30，所述控制器30的输入端分别与所述电压检测电路20的输出端和所述模拟前端10的输出端连接，所述控制器30用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并在检测到所述模拟前端10的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。

参照图1，在本实用新型一实施例中，模拟前端10(Analog Front End)简称 AFE，是传感器电路的基本系统构建块，可以处理信号源给出的模拟信号，对其进行数字化。控制器30可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、微处理器、MCU单片机或其他电子元件。本方案中模拟前端10可以依次检测电池包中每个电池单体的电压，并输出多个第一电压检测信号至控制器30，电压检测电路20可以检测电池包的电压，并输出第二电压检测信号至控制器 30。

可以理解的是，控制器30可以根据多个第一电压检测信号与第二电压检测信号的对应关系检测出模拟前端10的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接，每一第一电压检测信号都代表一个电池单体的电压值，第二电压检测信号则代表多个电池单体串联的电池包的输出电压值；比如在正常工作时，检测端与电池单体连接的连接线没有断裂，模拟前端10检测到的每一电池单体的电压与电池单体的实际电压相同，则多个第一电压检测信号的电压值之和与第二电压检测信号的电压值是相等的，而模拟前端10的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接，即检测端与电池单体连接的连接线断裂时，此时电池单体还在正常工作，由上述说明可知，模拟前端10检测到的该电池单体的电压会与该电池单体的实际电压不同，则会导致输出至控制器30的多个第一电压检测信号的电压值之和与第二电压检测信号的电压值不相等，所以控制器30可以在多个第一电压检测信号的电压值之和与第二电压检测信号的电压值不相等时输出断线提示信号至外部设备，以提示用户卡丁车的电源系统内电池单体与模拟前端10连接的电源线损坏，外部设备可以是用户的手机或者终端服务器等，在多个第一电压检测信号的电压值之和与第二电压检测信号的电压值相等时控制器30则不会输出断线提示信号。

具体的，本方案可以通过比较每个电池单体的电压值之和与电池包的输出电压的关系判断检测端与任意一个电池单体的连接线是否断裂；以包括两个电池单体的电池包为例，第一电池单体与第二电池单体串联，第一电池单体与第二电池单体各有一端为电池包的正极端和负极端，并且与模拟前端的一检测端连接，第一电池单体和第二电池单体的连接端与模拟前端的一公共检测端连接；当公共检测端与第一电池单体和第二电池单体的连接端之间的连接线断裂时，该公共检测端会处于悬空状态，处于悬空状态的公共检测端检测并反馈的电压值不稳定；比如当检测第一电池单体的电压时，与电池包正极端相连的检测端检测到的电压为A电压，公共检测端检测到的电压为B 电压，则第一电池单体的电压为(A-B)电压，但是在过了一段时间以后(即检测完第一电池单体，开启与第二电池单体两端分别电连接的检测端所对应的ADC检测模块时)，公共检测端检测到的电压值为C电压，与电池包负极端相连的检测端检测到的电压为D电压，第二电池单体的电压为(C-D)电压，所以最后模拟前端10检测到的电池包的电压为(A-B+C-D)电压，由电压检测电路20检测到的电池包的实际电压为(A-D)电压，因为公共检测端检测并反馈的电压值不稳定，所以B电压不等于C电压，则导致模拟前端10 检测到的两个电池单体的电压值之和与电压检测电路20检测的电池包的电压值不同，此时控制器会输出断线提示信号以提示用户模拟前端10的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接。由于电池单体正常工作但是电池单体与模拟前端10连接的电源线损坏时不会影响卡丁车的正常工作，所以不需要紧急停止卡丁车的工作，只需要发出断线提示信号提示用户在卡丁车运行完后进行维修。

本实用新型技术方案通过模拟前端10依次检测多个电池单体的电压，并输出多个第一电压检测信号至控制器30，通过电压检测电路20用于检测电池包的电压，并输出第二电压检测信号至控制器30，控制器30则会根据多个第一电压检测信号和第二电压检测信号，在检测到模拟前端10的多个检测端与任意一个电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。由于电池单体与模拟前端10断开电连接且电池单体正常工作时，会使得模拟前端10 检测到的该电池单体的电压值与电池单体的实际电压值不同，最终使得多个第一电压检测信号与第二电压检测信号的对应关系改变，会使控制器30输出断线提示信号至外部设备，以提示用户在使用完卡丁车后进行维修。本实用新型解决了无法检测到电源检测线出现损坏的问题。

参照图1至图2，在一实施例中，所述控制器30包括：

处理器31，所述处理器31的输入端分别与所述电压检测电路20的输出端和所述模拟前端10的输出端连接，所述处理器31用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并输出对应的多个第一电压值和第二电压值；

加法器32，所述加法器32的输入端与所述处理器31的输出端连接，所述加法器32用于接收多个所述第一电压值，并将多个所述第一电压值相加后输出总电压值；

比较器33，所述比较器33的输入端与所述加法器32的输出端连接，所述比较器33与所述处理器31电连接，所述比较器33用于接收所述总电压值和所述第二电压值，并在比较出所述总电压值不等于所述第二电压值时，输出比较触发信号；

所述处理器31还用于根据接收到的所述比较触发信号，产生并输出断线提示信号至所述外部设备。

本实施例中，处理器31可以将第一电压检测信号和第二电压检测信号进行数模转换，输出多个第一电压值至加法器32，以及输出第二电压值至比较器33；加法器32会将多个第一电压值相加后输出一个总电压值至比较器33，比较器33则会将总电压值与第二电压值时进行比较，并在总电压值不等于第二电压值时，输出比较触发信号至处理器31，处理器31则在接收到比较器 33输出的比较触发信号后，输出断线提示信号至所述外部设备。本实施例通过处理器31、加法器32及比较器33组成的控制器30，可以在检测到多个第一电压检测信号的总电压值不等于第二电压检测信号的电压值时，产生并输出断线提示信号至外部设备。

在一实施例中，所述模拟前端10包括第一检测端、第二检测端及多个共用检测端，所述第一检测端与所述电池包的正极端连接，所述第二检测端与所述电池包的负极端连接，每一共用检测端与一相连的所述电池单体的公共端对应连接。

本实施例中，模拟前端10可以通过第一检测端和一个共用检测端检测一个电池单体的电压，或者通过第二检测端和一个共用检测端检测一个电池单体的电压，以及通过两个共用检测端检测一个电池单体的电压，模拟前端10 可以从第一检测端开始，第二检测端结束，依次检测每个电池单体的电压；在任意一个检测端与电池单体的连接线损坏时，都会导致模拟前端10检测到的该电池单体的电压出现波动，从而导致输出的多个第一电压检测信号的电压值之和不等于第二电压检测信号的电压值。本实施例通过第一检测端、第二检测端及多个共用检测端使模拟前端10可以依次检测多个电池单体的电压。

在一实施例中，所述电源检测电路100还包括单片机，所述电压检测电路20及所述控制器30集成设置于所述单片机上。

本实施例中，电压检测电路20和控制器30可以集成设置于一个单片机上，使得电路结构更加简单，所需空间更小，还能增加电路安全性。

参照图1至图3，在一实施例中，所述电压检测电路20包括第一电阻R1 和第二电阻R2，所述第一电阻R1的第一端为所述电压检测电路20的第一检测端，所述第一电阻R1的第二端为所述电压检测电路20的输出端，且与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端为所述电压检测电路20的第二检测端。

本实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2起到分压电阻的作用，电压检测电路20通过第一检测端采集电池包的电压，通过第一电阻R1和第二电阻 R2对电压检测电路20第一检测端采集的电压进行分压，得到第二电压检测信号，再通过输出端输出至控制器30。本实施例通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的电压检测电路20可以采集电池包的电压，并输出第二电压采集信号至控制器30。

参照图4至图5，在一实施例中，所述电源检测电路100还包括：

提示电路40，所述提示电路40的输入端与所述控制器30的输出端连接；

所述控制器30还用于在输出所述断线提示信号时，控制所述提示电路40 工作。

本实施例中，提示电路40可以通过亮灯、闪烁或蜂鸣等方式来提示坐在卡丁车上的用户卡丁车的电源系统中模拟前端10的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接，可以在卡丁车停止运行后通知维修人员进行维修。本实施例可以通过提示电路40提示用户模拟前端10的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接。

参照图4至图5，在一实施例中，所述提示电路40包括第三电阻R3和LED灯D1，所述第三电阻R3的第一端为所述提示电路40的输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述LED灯D1的阳极连接，所述LED灯D1的阴极接地。

本实施例中，第三电阻R3起到限流电阻的作用，用于防止电流过大烧坏 LED灯D1；控制器30在输出断线提示信号时，还会控制提示电路40工作，比如输出一个高电平的电信号，使提示电路40中的LED灯D1发光一段时间，用于提示用户卡丁车的电源系统中模拟前端10的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接，该LED灯D1发光的时间可以设置为一秒、两秒或者三秒，具体时间可以按实际情况进行设置。本实施例通过第三电阻R3和LED灯D1组成的提示电路40可通过发光的方式提示用户模拟前端10的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接。

本实用新型还提出一种卡丁车电源系统。

在一实施例中，所述卡丁车电源系统包括电池包及如上所述的电源检测电路100。该电源检测电路100的具体结构参照上述实施例，由于本卡丁车电源系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一实施例中，所述电池单体包括锂电池、镉镍电池或氢镍电池中的一种或多种。

本实施例中，电池单体可以选用锂电池、镉镍电池或氢镍电池，根据卡丁车不同的种类可以对应选择不同的电池，比如小型卡丁车耗电量较小，可选择锂电池，大型卡丁车耗电量较大，可以选择镉镍电池或氢镍电池。本实施例中卡丁车的电池单体可以根据卡丁车的种类进行选择。

本实用新型还提出一种卡丁车。

在一实施例中，所述卡丁车包括如上所述的卡丁车电源系统。该卡丁车电源系统的具体结构参照上述实施例，由于本卡丁车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述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，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源检测电路，应用于卡丁车，所述卡丁车包括电池包，所述电池包包括依次串联设置于所述电池包正极端及负极端的多个电池单体，其特征在于，所述电源检测电路包括：

模拟前端，所述模拟前端具有多个检测端，每一检测端用于接入一所述电池单体，所述模拟前端用于依次检测多个所述电池单体的电压，并输出多个对应的第一电压检测信号；

电压检测电路，所述电压检测电路的两个检测端分别与所述电池包的正极端及负极端连接，所述电压检测电路用于检测所述电池包的电压，并输出第二电压检测信号；

控制器，所述控制器的输入端分别与所述电压检测电路的输出端和所述模拟前端的输出端连接，所述控制器用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并在检测到所述模拟前端的多个检测端与任意一个所述电池单体断开电连接时，输出断线提示信号至外部设备。

2.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述控制器包括：

处理器，所述处理器的输入端分别与所述电压检测电路的输出端和所述模拟前端的输出端连接，所述处理器用于接收多个所述第一电压检测信号和所述第二电压检测信号，并输出对应的多个第一电压值和第二电压值；

加法器，所述加法器的输入端与所述处理器的输出端连接，所述加法器用于接收多个所述第一电压值，并将多个所述第一电压值相加后输出总电压值；

比较器，所述比较器的输入端与所述加法器的输出端连接，所述比较器与所述处理器电连接，所述比较器用于接收所述总电压值和所述第二电压值，并在比较出所述总电压值不等于所述第二电压值时，输出比较触发信号；

所述处理器还用于根据接收到的所述比较触发信号，产生并输出断线提示信号至所述外部设备。

3.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述模拟前端包括第一检测端、第二检测端及多个共用检测端，所述第一检测端与所述电池包的正极端连接，所述第二检测端与所述电池包的负极端连接，每一共用检测端与一相连的所述电池单体的公共端对应连接。

4.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述电源检测电路还包括单片机，所述电压检测电路及所述控制器集成设置于所述单片机上。

5.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述电压检测电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为所述电压检测电路的第一检测端，所述第一电阻的第二端为所述电压检测电路的输出端，且与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述电压检测电路的第二检测端。

6.如权利要求1所述的电源检测电路，其特征在于，所述电源检测电路还包括：

提示电路，所述提示电路的输入端与所述控制器的输出端连接；

所述控制器还用于在输出所述断线提示信号时，控制所述提示电路工作。

7.如权利要求6所述的电源检测电路，其特征在于，所述提示电路包括第三电阻和LED灯，所述第三电阻的第一端为所述提示电路的输入端，所述第三电阻的第二端与所述LED灯的阳极连接，所述LED灯的阴极接地。

8.一种卡丁车电源系统，其特征在于，所述卡丁车电源系统包括电池包及如权利要求1-7任意一项所述的电源检测电路。

9.如权利要求8所述的卡丁车电源系统，其特征在于，所述电池单体包括锂电池、镉镍电池或氢镍电池中的一种或多种。

10.一种卡丁车，其特征在于，所述卡丁车包括如权利要求8-9任意一项所述的卡丁车电源系统。

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