一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法
2023-05-28 08:02:41
專利名稱：一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法
一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法涉及領域本發明涉及蓄電池組的檢測領域，特別涉及一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法。
背景技術：
蓄電池組的在日常的生活和生產中被廣泛的運用，蓄電池組包括多個相對獨立的 蓄電池，而每個蓄電池的性能狀態直接影響到蓄電池組整體性能和使用的安全性，因此對 每個蓄電池進行實時檢測做到及時更換損壞的蓄電池是一種行之有效的方法。電池巡檢儀 可以對蓄電池組進行巡迴檢測，從而及早發現損壞或性能顯著降低的單體蓄電池並及時提 醒維護人員更換，以保證直流電源系統的穩定可靠。以往的電池巡檢儀每路電池信號的採集均需要進行單節電池的整體切換。例如， 採集18路電池信號則需要18個光繼電器，這樣不僅增加了採樣環節，另外，一個光繼電器 的成本大約在20元左右，在增大了體積的弊端外又額外增加了成本。提供一種成本較低，體積較小的新型電池巡檢儀是現有技術需要解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法，以達 到對蓄電池組的每個蓄電池進行實時檢測，並具有相對較低的生產成本和較小的體積的目 的。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是，一種電池巡檢儀，其特徵在於所述 的巡檢儀為電池信號採集模塊將電池電壓信號通過模擬開關傳遞給電量處理晶片，電量處 理晶片連接微處理器後分別連接到上位機、顯示模塊、輸入模塊；所述的電池信號採集模塊為各路蓄電池分別連接到分壓電阻後連接到模擬開關， 從而利用模擬開關對電池信號採集模塊中的每組電池的電壓測控進行切換，並通過上位機 和顯示模塊實現對每組電池的電壓進行實時監控。一種電池巡檢儀的電池電壓採集方法，其特徵在於所述的採集方法為模擬開關 對每組電池進行切換採集電池電壓，電量處理晶片對採集到得電壓進行處理；電量處理芯 片的軟體流程為a)晶片初始化；b)偏移量校準；c)採集電池電壓；d)對多次採集的電池電壓求平均值；e)將採樣得到的平均數值減去上節採樣值；f)將計算得到的數值傳遞給微處理器；從而在軟體上對每組電池電壓進行採集，並利用平均值算法提高電壓的測量精度。
所述的分壓電阻與模擬開關之間接入接地的保護電阻，從而分別對每個採集電路 進行保護。所述的微處理器與上位機之間為通訊RSM485CT串口連接，實現了微處理器與上 位機之間的通訊。所述的分壓電阻為精密金屬膜電阻。所述的電量處理晶片的型號為CS5463 ；微處理器的型號為STC12C5604。所述的顯示模塊為LED驅動晶片連接到LED，從而對採集到的蓄電池電壓進行實 時顯示。一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法，由於採用上述結構和方法，該裝置具有以 下優點1、對蓄電池組的每個蓄電池進行實時檢測；2、免去傳統巡檢儀中的光機電器，降 低生產成本，並具有較小的體積，性價比高；3、採用軟體校正和處理，使採集到得數值具有 較高的精確度；4、可對軟體進行及時更新，適應更多的蓄電池組。
下面結合附圖和具體實施方式
對發明作進一步詳細的說明；圖1為本發明一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法結構示意圖；圖2為本發明一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法電池信號採集模塊的電路圖；圖3為本發明一種電池巡檢儀及電池電壓採集方法電量處理晶片軟體原理圖；圖4為傳統的電池巡檢儀的電池信號採集模塊的原理圖；在圖1-4中，1、電池信號採集模塊；2、模擬開關；3、電量處理晶片；4、微處理器； 5、上位機；6、顯示模塊；7、輸入模塊。
具體實施例方式如圖1-3所示，一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的巡檢儀為電池信號採集模塊 1將電池電壓信號通過模擬開關2傳遞給電量處理晶片3，電量處理晶片連接微處理器4後 分別連接到上位機5、顯示模塊6、輸入模塊7 ；電池信號採集模塊1為各路蓄電池分別連接 到分壓電阻後連接到模擬開關2，從而利用模擬開關2對電池信號採集模塊1中的每組電池 的電壓測控進行切換，並通過上位機5和顯示模塊6實現對每組電池的電壓進行實時監控。本發明利用上述硬體並運用電阻分壓的原理，在每路電池採集端接入分壓電阻， 並且分壓後將信號直接輸入到模擬開關2，利用電量處理晶片3的記憶功能，記住相臨一節 電池的數值，用本節電池的採樣值減去上一節電池的採樣值，則是本節電池的的電壓測量 值。並且利用單片機處理技術進行軟體濾波、軟體校正來修正，完全可以達到精度的要求。如圖4所示是傳統的電壓採樣的原理圖。由圖中可以看出，以往的設計採用光繼 電器進行對各個電池進行採樣，每組各有一個光繼電器和限流電阻。當對某一路電池採集 後光繼電器接通，輸出此路的信息到模擬開關，然後通過與下一個繼電器的關聯，繼續輸出 下一個採集信號，對每路電池信號的採集均需要進行單節電池的整體切換。然而，如果採集 18路蓄電池則需要18個光路繼電器的不僅佔用了 PCB板很大的面積，而且光繼電器的價格 較高，大大增加了裝置的成本。如圖2所示為本發明的前端採集原理圖利用電阻分壓來實現電池信號的採集，如圖中原理，去除了傳統的光繼電器的成分，直接將每路電池採集端流入精密金屬膜電阻， 由兩電阻進行分壓，將分壓後的值進入多路模擬開關，為減少模擬開關的耐壓，可將18路 蓄電池中的前9路利用一個模擬開關，後9路利用另一個模擬開關，將選擇哪一路的問題放 在電量處理晶片3內進行選擇處理。利用處理晶片的記憶功能，記住相臨一節電池的數值， 用本節電池的採樣值減去上一節電池的採樣值，則是本節電池的的電壓測量值。例如第 一路採集到的蓄電池電壓為a，第二路採集到得蓄電池電壓為b，則第二路蓄電池的電壓為 a~bo另外，為了解決電阻分壓帶來的誤差，採取軟體中每隔一段時間(一般為0. 5S左 右)採集一組數據，將多組數據取平均值。此方法完全採用軟體算法，一方面大大節省了元 器件的成本和利用率，又克服了電阻分壓帶來的精度誤差問題。使產品的性價比大大提高。本發明的微處理器為宏晶電子科技的STC12C5604系列晶片，此晶片為高速、低功 耗、超強抗幹擾的新一代8051晶片，指令代碼完全兼容以往的8051，但速度快8-12倍，成本 是以往51晶片的三分之一。分壓電阻與模擬開關2之間接入接地的保護電阻，從而分別對每個採集電路進行 保護。微處理器4與上位機5之間為通訊RSM485CT串口連接，實現了微處理器4與上位 機5之間的通訊。電量處理晶片3的型號為CS5463 ；微處理器4的型號為STC12C5604。顯示模塊6為LED驅動晶片連接到LED，從而對採集到的蓄電池電壓進行實時顯
示 ο一種電池巡檢儀的電池電壓採集方法，其特徵在於所述的採集方法為模擬開關 2對每組電池進行切換採集電池電壓，電量處理晶片3對採集到得電壓進行處理；電量處理 晶片3的軟體流程為a)晶片初始化；b)偏移量校準；c)採集電池電壓；d)對多次採集的電池電壓求平均值；e)將採樣得到的平均數值減去上節採樣值；f)將計算得到的數值傳遞給微處理器；從而在軟體上對每組電池電壓進行採集，並利用平均值算法提高電壓的測量精度。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式 的限制，只要採用了發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於 其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的巡檢儀為電池信號採集模塊(1)將電池電壓信號通過模擬開關(2)傳遞給電量處理晶片(3)，電量處理晶片(3)連接微處理器(4)後分別連接到上位機(5)、顯示模塊(6)、輸入模塊(7)；所述的電池信號採集模塊(1)為各路蓄電池分別連接到分壓電阻後連接到模擬開關(2)。
2.—種電池巡檢儀的電池電壓採集方法，其特徵在於所述的採集方法為模擬開關 (2)對每組電池進行切換採集電池電壓，電量處理晶片(3)對採集到得電壓進行處理；電量 處理晶片(3)的軟體流程為a)晶片初始化；b)偏移量校準；c)採集電池電壓；d)對多次採集的電池電壓求平均值；e)將採樣得到的平均數值減去上節採樣值；f)將計算得到的數值傳遞給微處理器。
3.根據權利要求1所述的一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的分壓電阻與模擬開關 (2)之間接入接地的保護電阻。
4.根據權利要求1所述的一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的微處理器(4)與上位 機(5)之間為通訊RSM485CT串口連接。
5.根據權利要求1或3所述的一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的分壓電阻為精密 金屬膜電阻。
6.根據權利要求1所述的一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的電量處理晶片(3)的 型號為CS5463 ；微處理器(4)的型號為STC12C5604。
7.根據權利要求1所述的一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的顯示模塊(6)為LED驅 動晶片連接到LED。
全文摘要
本發明公開了一種電池巡檢儀，其特徵在於所述的巡檢儀為電池信號採集模塊將電池電壓信號通過模擬開關傳遞給電量處理晶片，電量處理晶片連接微處理器後分別連接到上位機、顯示模塊、輸入模塊，由於採用上述結構和方法，該裝置具有以下優點1、對蓄電池組的每個蓄電池進行實時檢測；2、免去傳統巡檢儀中的光機電器，降低生產成本，並具有較小的體積，性價比高；3、採用軟體校正和處理，使採集到得數值具有較高的精確度；4、可對軟體進行及時更新，適應更多的蓄電池組。
文檔編號G01R31/36GK101915897SQ20101023350
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者張春芽, 張紅瑾, 徐懷賓, 李穎, 束龍勝, 楊波, 殷俊, 汪桂林, 秦小州, 陳堅偉 申請人:安徽鑫龍電器股份有限公司