本發(fā)明涉及電池電量測(cè)試裝置，更具體是涉及一種鋰電池電量測(cè)試裝置，屬于電池電量測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，鋰電池質(zhì)量參差不齊，電量往往與自身標(biāo)注相差很大，用戶在購(gòu)買鋰電池后，無(wú)法判斷購(gòu)買的鋰電池質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，尤其是電量是否達(dá)到標(biāo)注。對(duì)鋰電池質(zhì)量，尤其是對(duì)鋰電池電量的測(cè)量必須通過(guò)專業(yè)的鋰電池電量測(cè)試裝置才能完成，但專業(yè)的鋰電池電量測(cè)試裝置操作復(fù)雜，售價(jià)也較高，普通用戶不具備對(duì)鋰電池電量進(jìn)行測(cè)試的條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池電量測(cè)試裝置，以解決現(xiàn)有鋰電池電量測(cè)試裝置專業(yè)程度較高，操作復(fù)雜的技術(shù)缺陷和問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種鋰電池電量測(cè)試裝置，包括恒流放電模塊1、放電控制模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3以及處理控制模塊4；

處理控制模塊4包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41、數(shù)據(jù)處理單元42以及控制單元43；

恒流放電模塊1分別與放電控制模塊2以及數(shù)據(jù)采集模塊3連接；放電控制模塊2分別與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41以及控制單元43連接；數(shù)據(jù)采集模塊3與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接；數(shù)據(jù)處理單元42分別與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41以及控制單元43連接。

本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)：

進(jìn)一步地，所述恒流放電模塊1包括：直流源接口dc、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r7、電阻r9、可變電阻r1、電解電容c1、電容c3、電解電容c4、可控精密穩(wěn)壓源u1、n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1以及運(yùn)算放大器u2a；

直流源接口dc的2腳分別與正12伏直流電源以及電阻r9一端連接；電阻r9另一端分別與可控精密穩(wěn)壓源u1的陰極、可控精密穩(wěn)壓源u1的參考極、電解電容c1正極以及可變電阻r1的1腳連接；可變電阻r1的2腳與電阻r3的一端連接；電阻r3另一端分別與電容c3一端、電阻r4一端以及運(yùn)算放大器u2a的3腳連接；運(yùn)算放大器u2a的2腳分別與電阻r7一端以及n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的s極連接；運(yùn)算放大器u2a的1腳與n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的g極連接；n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的d極與電阻r5一端連接；運(yùn)算放大器u2a的8腳與正12伏直流電源連接；電阻r5另一端與電解電容c4正極以及放電控制模塊2連接；直流源接口dc的1腳分別與模擬地、可控精密穩(wěn)壓源u1的陽(yáng)極、電解電容c1負(fù)極、可變電阻r1的3腳、電容c3的另一端、電阻r4另一端、運(yùn)算放大器u2a的4腳、電解電容c4負(fù)極以及電阻r7另一端連接；電阻r7兩端接入數(shù)據(jù)采集模塊3。

進(jìn)一步地；所述數(shù)據(jù)采集模塊3包括：電阻r2、電阻r6、電阻r8、電阻r11以及運(yùn)算放大器u2b；

運(yùn)算放大器u2b的5腳與電阻r7一端連接；運(yùn)算放大器u2b的6腳分別與電阻r2一端以及電阻r8一端連接；運(yùn)算放大器u2b的7腳分別與電阻r2另一端、電阻r6一端以及電阻r11一端連接；電阻r11另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接；電阻r8另一端分別與電阻r7另一端、電阻r6另一端以及運(yùn)算放大器u2b的4腳連接。

進(jìn)一步地，所述放電控制模塊2包括：電阻r10、電阻r12、電阻r13、電阻r14、三極管q2、二極管d1、發(fā)光二極管led1以及繼電器k1；

控制單元43與電阻r13一端連接；電阻r13另一端分別與電阻r12一端以及三極管q2基極連接；電阻r12另一端分別與正5伏電源以及三極管q2發(fā)射極連接；繼電器k1的3腳與電池正極連接，繼電器k1的4腳懸空，繼電器k1的1腳分別與三極管q2的集電極、發(fā)光二極管led1正極以及二極管d1負(fù)極連接；繼電器k1的5腳分別與電阻r10一端以及電阻r5另一端連接；繼電器k1的2腳分別與二極管d1正極、模擬地以及電阻r14一端連接；電阻r14另一端與發(fā)光二極管led1負(fù)極連接；電阻r10另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接。

進(jìn)一步地，所述處理控制模塊4是arduino開發(fā)板，其中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41是adc采樣電路；數(shù)據(jù)處理單元42以及控制單元43是可編程芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

在本發(fā)明中，通過(guò)放電控制模塊配合恒流放電模塊對(duì)電池進(jìn)行放電控制，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)放電電流及放電時(shí)間進(jìn)行記錄，最終獲取電池容量的技術(shù)方案，可以方便快捷、準(zhǔn)確的獲取電池容量。

在本發(fā)明中，通過(guò)可調(diào)電阻對(duì)恒流放電模塊的放電電流進(jìn)行控制，可適應(yīng)不同電池及測(cè)試環(huán)境。

在本發(fā)明中，運(yùn)算放大器對(duì)采樣電壓進(jìn)行放大，可以提高采樣精度，提高容量檢測(cè)的精度。

在本發(fā)明中，通過(guò)控制繼電器吸合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電的控制，可以防止過(guò)度放電損壞電池。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明鋰電池電量測(cè)試裝置的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明鋰電池電量測(cè)試裝置的具體實(shí)施例電路圖。

其中，1-恒流放電模塊，2-放電控制模塊，3-數(shù)據(jù)采集模塊，4-處理控制模塊；41-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元；42-數(shù)據(jù)處理單元；43-控制單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的鋰電池電量測(cè)試裝置包括恒流放電模塊1、放電控制模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3以及處理控制模塊4；

處理控制模塊4包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41、數(shù)據(jù)處理單元42以及控制單元43；

恒流放電模塊1分別與放電控制模塊2連接以及數(shù)據(jù)采集模塊3連接；放電控制模塊2分別與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41以及控制單元43連接；數(shù)據(jù)采集模塊3與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接；數(shù)據(jù)處理單元42分別與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41以及控制單元43連接。

本發(fā)明通過(guò)恒流放電模塊1結(jié)合放電控制模塊2對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行放電處理，數(shù)據(jù)采集模塊3對(duì)放電電壓進(jìn)行采集，并通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)處理單元42，數(shù)據(jù)處理單元42根據(jù)傳入的電壓以及放電時(shí)間對(duì)電池容量進(jìn)行計(jì)算。為了保護(hù)電池在放電過(guò)程中的安全性，采用數(shù)據(jù)處理單元42通過(guò)控制單元43對(duì)放電控制模塊2放電狀態(tài)控制，當(dāng)電池電壓低于一定值時(shí)，停止放電控制模塊2對(duì)電池的放電。

如圖2所示，恒流放電模塊1包括：直流源接口dc、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r7、電阻r9、可變電阻r1、電解電容c1、電容c3、電解電容c4、可控精密穩(wěn)壓源u1、n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1以及運(yùn)算放大器u2a；數(shù)據(jù)采集模塊3包括：電阻r2、電阻r6、電阻r8、電阻r11以及運(yùn)算放大器u2b；放電控制模塊2包括：電阻r10、電阻r12、電阻r13、電阻r14、三極管q2、二極管d1、發(fā)光二極管led1以及繼電器k1；

直流源接口dc的2腳分別與正12伏直流電源以及電阻r9一端連接；電阻r9另一端分別與可控精密穩(wěn)壓源u1的陰極、可控精密穩(wěn)壓源u1的參考極、電解電容c1正極以及可變電阻r1的1腳連接；可變電阻r1的2腳與電阻r3的一端連接；電阻r3另一端分別與電容c3一端、電阻r4一端以及運(yùn)算放大器u2a的3腳連接；運(yùn)算放大器u2a的2腳分別與電阻r7一端以及n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的s極連接；運(yùn)算放大器u2a的1腳與n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的g極連接；n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1的d極與電阻r5一端連接；運(yùn)算放大器u2a的8腳與正12伏直流電源連接；電阻r5另一端與電解電容c4正極連接；直流源接口dc的1腳分別與模擬地、可控精密穩(wěn)壓源u1的陽(yáng)極、電解電容c1負(fù)極、可變電阻r1的3腳、電容c3的另一端、電阻r4另一端、運(yùn)算放大器u2a的4腳、電解電容c4負(fù)極以及電阻r7另一端連接；運(yùn)算放大器u2b的5腳與電阻r7一端連接；運(yùn)算放大器u2b的6腳分別與電阻r2一端以及電阻r8一端連接；運(yùn)算放大器u2b的7腳分別與電阻r2另一端、電阻r6一端以及電阻r11一端連接；電阻r11另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接；電阻r8另一端分別與電阻r7另一端、電阻r6另一端以及運(yùn)算放大器u2b的4腳連接；控制單元43與電阻r13一端連接；電阻r13另一端分別與電阻r12一端以及三極管q2基極連接；電阻r12另一端分別與正5伏電源以及三極管q2發(fā)射極連接；繼電器k1的3腳與電池正極連接，4腳懸空，1腳分別與三極管q2的集電極、發(fā)光二極管led1正極以及二極管d1負(fù)極連接；繼電器k1的5腳分別與電阻r10一端以及電阻r5另一端連接；繼電器k1的2腳分別與二極管d1正極、模擬地以及電阻r14一端連接；電阻r14另一端與發(fā)光二極管led1負(fù)極連接；電阻r10另一端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41連接。

運(yùn)算放大器u2a以及運(yùn)算放大器u2b可以選用一個(gè)具有雙運(yùn)放的lm358n，可控精密穩(wěn)壓源u1選用tl431，再結(jié)合n溝場(chǎng)效應(yīng)管q1組成一個(gè)恒流放電電路，放電電流可以通過(guò)可變電阻r1的阻值進(jìn)行調(diào)整，依照設(shè)計(jì)參數(shù)，放電電流可以從50ma到2a之間調(diào)整。

運(yùn)算放大器u2b與電阻r2以及電阻r8構(gòu)成一個(gè)正端輸入的10倍放大的運(yùn)算放大電路，該放大電路把電阻r7上的壓降放大，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)處理單元42根據(jù)歐姆定律將電壓值換算成電流值，從而獲取實(shí)時(shí)的放電電流。

使用時(shí)，將滿電的待測(cè)電池正極接入到繼電器k1的3腳上，此時(shí)繼電器k1未吸合；即繼電器k1的3腳和4腳接通。當(dāng)需要放電時(shí)，控制單元43輸出低電平，三極管q2導(dǎo)通，繼電器k1吸合；即繼電器k1的3腳和5腳接通，待測(cè)電池放電電路接通，發(fā)光二極管led1發(fā)光指示開始放電，此時(shí)數(shù)據(jù)處理單元42開始計(jì)時(shí)，并通過(guò)接入到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41的電阻r10來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的電池電壓大于放電截止電壓時(shí)，則繼續(xù)放電并計(jì)時(shí)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到電池電壓小于截止電壓時(shí)，則終止放電并停止計(jì)時(shí)，此時(shí)控制單元43輸出高電平，三極管q2不再導(dǎo)通，繼電器k1線圈斷開；繼電器k1的3腳和4腳接通，實(shí)現(xiàn)停止放電，防止過(guò)度放電損壞電池。

數(shù)據(jù)處理單元42結(jié)合獲取的放電電流以及記錄的放電時(shí)間，通過(guò)計(jì)算公式：

電池容量(mah毫安時(shí))＝放電時(shí)間(小時(shí))*放電電流(毫安)；

來(lái)計(jì)算電池容量。

本發(fā)明可以借助arduino開發(fā)板來(lái)實(shí)現(xiàn)，即處理控制模塊4選用arduino開發(fā)板，可以使用arduino開發(fā)板中的adc轉(zhuǎn)換電路、控制和處理芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元41、數(shù)據(jù)處理單元42以及控制單元43的功能。本發(fā)明的其他模塊可以獨(dú)立作為一個(gè)外接擴(kuò)展板整體接入arduino開發(fā)板中，擴(kuò)展板可以適用于uno、mega2560、leonardo、m0等arduino開發(fā)板及其他兼容arduino開發(fā)板，通過(guò)適配轉(zhuǎn)換也可以適用于arduinomini、micro等開發(fā)板。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)。