CN218906985U - 一种电池模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池模拟器，包括：降压电路模块、主控模块、AD采样电路模块、显示模块以及通讯电路模块，其中，主控模块用于控制电池模拟器实现电池模拟功能；降压电路模块用于对待测电柜的充电器的输出电压进行降压处理，将降压后的电压输入至主控模块，为主控模块提供电源电压；AD采样电路模块用于实时采样充电器的输出电压和输出电流，并将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至主控模块；显示模块，用于显示采集到的充电器的输出电压和输出电流；通讯电路模块，用于将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至待测电柜。本实用新型的电池模拟器可以实时检测充电器的输出电压电流，并和换电柜进行通讯，减小了换电柜出厂测试成本。

Description

一种电池模拟器

技术领域

本实用新型属于智能换电柜技术领域，具体涉及一种电池模拟器。

背景技术

随着节能减排绿色生活的普及，电动车市场越来越火爆，随之而来的换电柜供不应求。但是智能换电柜出厂测试需要适配不同厂家的电池保护板和充电器，因而需要实际的电池来对换电柜进行测试，导致测试成本增高。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种电池模拟器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种电池模拟器，包括：降压电路模块、主控模块、AD采样电路模块、显示模块以及通讯电路模块，其中，

所述主控模块分别与所述降压电路模块、所述AD采样电路模块、所述显示模块以及所述通讯电路模块连，所述主控模块用于控制所述电池模拟器实现电池模拟功能；

所述降压电路模块用于对待测电柜的充电器的输出电压进行降压处理，将降压后的电压输入至所述主控模块，为所述主控模块提供电源电压；

所述AD采样电路模块用于实时采样所述充电器的输出电压和输出电流，并将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至所述主控模块；

所述显示模块，用于显示所述采集到的充电器的输出电压和输出电流；

所述通讯电路模块，用于将所述采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至所述待测电柜。

在本实用新型的一个实施例中，所述降压电路模块包括DC-DC电源芯片、第一电阻、第三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第三电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十三电容和第一电感，其中，

所述DC-DC电源芯片的GND引脚连接接地端，VIN引脚连接电源电压端，所述电源电压端的输入电压为所述充电器的输出电压；

所述第七电容和所述第十三电容并联在所述电源电压端和所述接地端之间；所述第四电阻和所述第六电阻串接在所述电源电压端和所述接地端之间；

所述DC-DC电源芯片的EN引脚连接在所述第四电阻和所述第六电阻之间；所述第七电阻串接在所述DC-DC电源芯片的RON引脚和所述接地端之间；

所述DC-DC电源芯片的SW引脚连接所述第一电感的第一端，所述第一电感第二端作为所述降压电路模块的输出端输出降压后的电压；

所述第一电容串接在所述DC-DC电源芯片的BST引脚与所述第一电感的第一端之间；所述第三电阻和所述第三电容串接在所述第一电感的两端之间；所述第一电阻和所述第八电阻串接在所述第一电感的第二端和所述接地端之间；所述第八电容、所述第九电容和所述第十电容并联在所述第一电感的第二端和所述接地端之间；

所述DC-DC电源芯片的FB引脚连接在所述第一电阻和所述第八电阻之间；所述第十一电容的第一端与所述DC-DC电源芯片的FB引脚连接，第二端连接在所述第三电阻和所述第三电容之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述AD采样电路模块包括电流采集单元和电压采集单元，其中，所述电流采集单元利用电流传感器芯片对所述充电器的输出电流进行实时采样，所述电压采集单元通过RC分压电路对所述充电器的输出电压进行实时采样。

在本实用新型的一个实施例中，所述电流采集单元包括电流传感器芯片、第二十三电容、第二十四电容和第二十五电容、第二十四电阻、第六二极管、焊盘和插头连接器，其中，

所述焊盘上焊接2+6母头，以与所述待测电柜的充电器连接，所述焊盘的第一端与所述第六二极管的输入端连接，第二端连接接地端，所述第六二极管的输出端连接所述电压采集单元的输入端；

所述电流传感器芯片IP+引脚与所述焊盘的第一端连接，IP-引脚与所述插头连接器的第一端连接，所述插头连接器的第二端连接所述接地端，VCC引脚输入供电电压，GND引脚连接所述接地端；

所述第二十三电容和所述第二十四电容并联在所述电流传感器芯片的VCC引脚和所述接地端之间；

所述第二十四电阻的第一端连接所述电流传感器芯片的OUT引脚，第二端作为所述电流采集单元的输出端，通过所述电流采集单元的输出电压计算得到所述充电器的输出电流值；

所述第二十五电容串接在所述第二十四电阻的第二端和所述接地端之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述电压采集单元包括第三十三电容、第三十二电阻、第三十三电阻和第三十五电阻，其中，

所述第三十二电阻的第一端与所述第六二极管的输出端连接，第二端连接所述第三十五电阻的第一端；

所述第三十五电阻的第二端连接所述接地端；

所述第三十三电阻的第一端连接在所述第三十二电阻和所述第三十五电阻之间，第二端作为所述电压采集单元的输出端；

所述第三十三电容串接所述第三十三电阻的第一端和所述接地端之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述显示模块包括连接的OLED接口与OLED液晶屏，其中，所述OLED接口采用2.54排针接口，所述2.54排针接口与所述OLED液晶屏焊接连接，所述OLED液晶屏用于显示所述采集到的充电器的输出电压和输出电流。

在本实用新型的一个实施例中，所述通讯电路模块为485通讯电路，所述485通讯电路通过设置的两个XHB2.54插座与所述待测电柜之间利用连接线实现通讯。

在本实用新型的一个实施例中，所述主控模块为ARM微控制器。

在本实用新型的一个实施例中，所述电池模拟器还包括内置充电电池，所述内置充电电池利用所述降压电路模块输出的降压后的电压进行充电，为所述电池模拟器供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的电池模拟器，利用降压电路模块将待测电柜的充电器输出电压进行降压处理，降压后的电压为主控模块提供电源电压，通过AD采样电路模块实时采样充电器的输出电压和输出电流，并在显示模块显示；同时，通过通讯电路模块实时和待测电柜通讯上报该模拟电池的数据信息，对于现有智能换电柜出厂测试，本实用新型的电池模拟器可以实时检测充电器的输出电压电流，并和换电柜进行通讯，减小了换电柜出厂测试成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电池模拟器的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种降压电路模块的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电流采集单元的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电压采集单元的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种OLED接口示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种485通讯电路的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种主控模块的示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种电池模拟器的测试流程图。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种电池模拟器进行详细说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。

实施例一

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种电池模拟器的结构框图，如图所示，本实施例的电池模拟器包括降压电路模块、主控模块、AD采样电路模块、显示模块以及通讯电路模块。其中，主控模块分别与降压电路模块、AD采样电路模块、显示模块以及通讯电路模块连，主控模块用于控制电池模拟器实现电池模拟功能；降压电路模块用于对待测电柜的充电器的输出电压进行降压处理，将降压后的电压输入至主控模块，为主控模块提供电源电压；AD采样电路模块用于实时采样充电器的输出电压和输出电流，并将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至主控模块；显示模块，用于显示采集到的充电器的输出电压和输出电流；通讯电路模块，用于将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至待测电柜。

请结合参见图2所示的本实用新型实施例提供的一种降压电路模块的示意图，在一个可选地实施方式中，降压电路模块包括DC-DC电源芯片、第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第三电容C3、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十三电容C13和第一电感L1。

其中，DC-DC电源芯片的GND引脚连接接地端GND，VIN引脚连接电源电压端VCC，电源电压端VCC的输入电压为充电器的输出电压；第七电容C7和第十三电容C13并联在电源电压端VCC和接地端GND之间；第四电阻R4和第六电阻R6串接在电源电压端VCC和接地端GND之间；DC-DC电源芯片的EN引脚连接在第四电阻R4和第六电阻R6之间；第七电阻R7串接在DC-DC电源芯片的RON引脚和接地端GND之间；DC-DC电源芯片的SW引脚连接第一电感L1的第一端，第一电感L1第二端作为降压电路模块的输出端输出降压后的电压。

第一电容C1串接在DC-DC电源芯片的BST引脚与第一电感L1的第一端之间；第三电阻R3和第三电容C3串接在第一电感L1的两端之间；第一电阻R1和第八电阻R8串接在第一电感L1的第二端和接地端GND之间；第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10并联在第一电感L1的第二端和接地端GND之间；DC-DC电源芯片的FB引脚连接在第一电阻R1和第八电阻R8之间；第十一电容C11的第一端与DC-DC电源芯片的FB引脚连接，第二端连接在第三电阻R3和第三电容C3之间。

可选地，DC-DC电源芯片为LM5164DDAR，在本实施例中，当第一电阻R1阻值为150KΩ，第八电阻R8阻值为47KΩ可实现将电源电压端VCC的输入电压，即充电器的输出电压(6-100V)转换为5V的电压输出。

在一个可选地实施方式中，AD采样电路模块包括电流采集单元和电压采集单元，其中，电流采集单元利用电流传感器芯片对充电器的输出电流进行实时采样，电压采集单元通过RC分压电路对充电器的输出电压进行实时采样。

请结合参见图3所示的本实用新型实施例提供的一种电流采集单元的示意图，如图所示，本实施例的电流采集单元包括电流传感器芯片、第二十三电容C23、第二十四电容C24和第二十五电容C25、第二十四电阻R24、第六二极管D6、焊盘JP1和插头连接器JP2。

其中，焊盘JP1上焊接2+6母头，以与待测电柜的充电器连接，焊盘JP1的第一端与第六二极管D6的输入端连接，第二端连接接地端GND，第六二极管D6的输出端连接电压采集单元的输入端；电流传感器芯片IP+引脚与焊盘JP1的第一端连接，IP-引脚与插头连接器JP2的第一端连接，插头连接器JP2的第二端连接接地端GND，VCC引脚输入供电电压，GND引脚连接接地端GND。

第二十三电容C23和第二十四电容C24并联在电流传感器芯片的VCC引脚和接地端GND之间；第二十四电阻R24的第一端连接电流传感器芯片的OUT引脚，第二端作为电流采集单元的输出端，通过电流采集单元的输出电压计算得到充电器的输出电流值；第二十五电容C25串接在第二十四电阻R24的第二端和接地端GND之间。

可选地，电流传感器芯片为CC6903SO-20A，插头连接器JP2作为一个接口用于连接负载。

在本实施例中，当待测换电柜的充电器开启输出后，充电器的输出电压经过焊盘JP1，流经第六二极管D6，输入至电压采集单元，充电器的输出电压同时通过电流传感器芯片CC6903SO-20A输出，通过采集电流采集单元输出端的电压，根据公式ADIN＝VCC/2+0.066×IP(A)，可计算出充电器的输出电流IP(A)的值，其中，ADIN表示采集到的电流采集单元输出端的电压，VCC表示充电器的输出电压。

请结合参见图4所示的本实用新型实施例提供的一种电压采集单元的示意图，如图所示，本实施例的电压采集单元包括第三十三电容C33、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33和第三十五电阻R35。其中，第三十二电阻R32的第一端与第六二极管D6的输出端连接，第二端连接第三十五电阻R35的第一端；第三十五电阻R35的第二端连接接地端GND；第三十三电阻R33的第一端连接在第三十二电阻R32和第三十五电阻R35之间，第二端作为电压采集单元的输出端；第三十三电容C33串接第三十三电阻R33的第一端和接地端GND之间。

在本实施例中，通过第三十二电阻R32、第三十五电阻R35、第三十三电阻R33以及第三十三电容C33组成RC分压电路，做1/28分压，在充电器的输出电压的最大输出84V时，分压电压为3V，以实现对充电器的输出电压的检测。

在一个可选地实施方式中，显示模块包括连接的OLED接口与OLED液晶屏，请结合参见图5所示的本实用新型实施例提供的一种OLED接口示意图，OLED接口采用2.54排针接口(图5中的P3)，2.54排针接口与OLED液晶屏焊接连接，OLED液晶屏用于显示采集到的充电器的输出电压和输出电流。

在一个可选地实施方式中，通讯电路模块为485通讯电路，请结合参见图6所示的本实用新型实施例提供的一种485通讯电路的示意图，如图所示，在本实施例中，485通讯电路通过设置的两个XHB2.54插座(图6中的P5和P6)与待测电柜之间利用连接线实现通讯，从而上报采集到的充电器的输出电压，输出电流以及电池模拟的ID信息。

在一个可选地实施方式中，主控模块为ARM微控制器，可选地，为STM32F103微控制器，具体结构如图7所示本实用新型实施例提供的一种主控模块的示意图。

在一个可选地实施方式中，电池模拟器还包括内置充电电池，内置充电电池利用降压电路模块输出的降压后的电压进行充电，为电池模拟器供电。

需要说明的是，本实施例的电池模拟器还可通过设置的电池模拟器按键切换BMS协议包，也可通过设置的电池模拟器按键切换电量模式，具体的切换通过内部程序控制实现，以使得电池模拟器可以兼容不同电池保护板厂家的通讯协议，并模拟电池充电中、充满电等状态。

本实施例的电池模拟器，利用降压电路模块将待测电柜的充电器输出电压(48-84V)降低至5V，该电压为主控模块提供电源电压，通过AD采样电路模块实时采样充电器的输出电压和输出电流，并在显示模块显示；同时，通过通讯电路模块实时和待测电柜通讯上报该模拟电池的数据信息，对于现有智能换电柜出厂测试，本实用新型的电池模拟器可以实时检测充电器的输出电压电流，并和换电柜进行通讯，减小了换电柜出厂测试成本。

请结合参见图8所示的电池模拟器的测试流程图，如图所示，在利用本实施例的电池模拟器对待测电柜进行测试时，首先，将电柜的仓门打开，将电池模拟器与电柜的充电器连接后关闭柜门；然后，根据AD采样电路模块采集到的充电器的输出电压和输出电流判断换电柜的仓口是否正常充电，若充电正常则打开电柜的仓门取出电池模拟器；若充电异常，则通讯电路模块将电池模拟器的ID型号上报至电柜，以使得测试人员确认电柜的异常仓口，然后打开电柜的仓门取出电池模拟器，在利用电池模拟器对待测电柜进行测试时，可通过电池模拟器按键切换BMS协议包和电量模式。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池模拟器，其特征在于，包括：降压电路模块、主控模块、AD采样电路模块、显示模块以及通讯电路模块，其中，

所述主控模块分别与所述降压电路模块、所述AD采样电路模块、所述显示模块以及所述通讯电路模块连接，所述主控模块用于控制所述电池模拟器实现电池模拟功能；

所述降压电路模块用于对待测电柜的充电器的输出电压进行降压处理，将降压后的电压输入至所述主控模块，为所述主控模块提供电源电压；

所述AD采样电路模块用于实时采样所述充电器的输出电压和输出电流，并将采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至所述主控模块；

所述显示模块，用于显示所述采集到的充电器的输出电压和输出电流；

所述通讯电路模块，用于将所述采集到的充电器的输出电压和输出电流发送至所述待测电柜。

2.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述降压电路模块包括DC-DC电源芯片、第一电阻(R1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第一电容(C1)、第三电容(C3)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)、第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第十三电容(C13)和第一电感(L1)，其中，

所述DC-DC电源芯片的GND引脚连接接地端(GND)，VIN引脚连接电源电压端(VCC)，所述电源电压端(VCC)的输入电压为所述充电器的输出电压；

所述第七电容(C7)和所述第十三电容(C13)并联在所述电源电压端(VCC)和所述接地端(GND)之间；所述第四电阻(R4)和所述第六电阻(R6)串接在所述电源电压端(VCC)和所述接地端(GND)之间；

所述DC-DC电源芯片的EN引脚连接在所述第四电阻(R4)和所述第六电阻(R6)之间；所述第七电阻(R7)串接在所述DC-DC电源芯片的RON引脚和所述接地端(GND)之间；

所述DC-DC电源芯片的SW引脚连接所述第一电感(L1)的第一端，所述第一电感(L1)第二端作为所述降压电路模块的输出端输出降压后的电压；

所述第一电容(C1)串接在所述DC-DC电源芯片的BST引脚与所述第一电感(L1)的第一端之间；所述第三电阻(R3)和所述第三电容(C3)串接在所述第一电感(L1)的两端之间；所述第一电阻(R1)和所述第八电阻(R8)串接在所述第一电感(L1)的第二端和所述接地端(GND)之间；所述第八电容(C8)、所述第九电容(C9)和所述第十电容(C10)并联在所述第一电感(L1)的第二端和所述接地端(GND)之间；

所述DC-DC电源芯片的FB引脚连接在所述第一电阻(R1)和所述第八电阻(R8)之间；所述第十一电容(C11)的第一端与所述DC-DC电源芯片的FB引脚连接，第二端连接在所述第三电阻(R3)和所述第三电容(C3)之间。

3.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述AD采样电路模块包括电流采集单元和电压采集单元，其中，所述电流采集单元利用电流传感器芯片对所述充电器的输出电流进行实时采样，所述电压采集单元通过RC分压电路对所述充电器的输出电压进行实时采样。

4.根据权利要求3所述的电池模拟器，其特征在于，所述电流采集单元包括电流传感器芯片、第二十三电容(C23)、第二十四电容(C24)和第二十五电容(C25)、第二十四电阻(R24)、第六二极管(D6)、焊盘(JP1)和插头连接器(JP2)，其中，

所述焊盘(JP1)上焊接2+6母头，以与所述待测电柜的充电器连接，所述焊盘(JP1)的第一端与所述第六二极管(D6)的输入端连接，第二端连接接地端(GND)，所述第六二极管(D6)的输出端连接所述电压采集单元的输入端；

所述电流传感器芯片IP+引脚与所述焊盘(JP1)的第一端连接，IP-引脚与所述插头连接器(JP2)的第一端连接，所述插头连接器(JP2)的第二端连接所述接地端(GND)，VCC引脚输入供电电压，GND引脚连接所述接地端(GND)；

所述第二十三电容(C23)和所述第二十四电容(C24)并联在所述电流传感器芯片的VCC引脚和所述接地端(GND)之间；

所述第二十四电阻(R24)的第一端连接所述电流传感器芯片的OUT引脚，第二端作为所述电流采集单元的输出端，通过所述电流采集单元的输出电压计算得到所述充电器的输出电流值；

所述第二十五电容(C25)串接在所述第二十四电阻(R24)的第二端和所述接地端(GND)之间。

5.根据权利要求4所述的电池模拟器，其特征在于，所述电压采集单元包括第三十三电容(C33)、第三十二电阻(R32)、第三十三电阻(R33)和第三十五电阻(R35)，其中，

所述第三十二电阻(R32)的第一端与所述第六二极管(D6)的输出端连接，第二端连接所述第三十五电阻(R35)的第一端；

所述第三十五电阻(R35)的第二端连接所述接地端(GND)；

所述第三十三电阻(R33)的第一端连接在所述第三十二电阻(R32)和所述第三十五电阻(R35)之间，第二端作为所述电压采集单元的输出端；

所述第三十三电容(C33)串接所述第三十三电阻(R33)的第一端和所述接地端(GND)之间。

6.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述显示模块包括连接的OLED接口与OLED液晶屏，其中，所述OLED接口采用2.54排针接口，所述2.54排针接口与所述OLED液晶屏焊接连接，所述OLED液晶屏用于显示所述采集到的充电器的输出电压和输出电流。

7.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述通讯电路模块为485通讯电路，所述485通讯电路通过设置的两个XHB2.54插座与所述待测电柜之间利用连接线实现通讯。

8.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述主控模块为ARM微控制器。

9.根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述电池模拟器还包括内置充电电池，所述内置充电电池利用所述降压电路模块输出的降压后的电压进行充电，为所述电池模拟器供电。

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