動力電池狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電動車輛電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種動力電池狀態(tài)監(jiān)測系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在動力電池使用的過程中，電池組可能會面臨一系列的問題。比如過充、過放W及 短路等；由于電池特性的復(fù)雜性，生產(chǎn)廠商無法保證電池組中每節(jié)單體電池的性能一致，而 且該種電池間性能的差異在不采取措施的情況下會隨著使用時間的加長而加劇；動力電池 都會有自放電效應(yīng)，即在不工作狀態(tài)下內(nèi)部仍然會進行緩慢的化學(xué)反應(yīng)，而該種化學(xué)反應(yīng) 必然會伴隨著能量的消耗，有時甚至?xí)斐呻姵氐牟豢赡孓D(zhuǎn)的損壞；動力電池的剩余電量 是判斷電動車輛續(xù)駛里程的必要條件，必須通過電池的狀態(tài)信息才能得到。要解決W上種 種問題，必須對電池組進行有效的管理，而電池管理的前提就是要能夠?qū)﹄姵氐某浞烹姞?態(tài)進行準(zhǔn)確實時的監(jiān)測。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種實用性比較 強、信息采集精度較高的動力電池狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004] 為解決上述問題，本實用新型采取的技術(shù)方案為；包括信息處理單元、用于采集動 力電池電壓的電壓采集模塊、用于采集動力電池電流的電流采集模塊、用于采集動力電池 電壓的溫度采集模塊W及用于顯示采集信息的顯示模塊；
[0005] 其中，電壓采集模塊、電流采集模塊W及溫度采集模塊均通過信息處理單元與顯 示模塊相連。
[0006] 所述的信息處理單元采用ATMEGA16巧片，所述的ATMEGA16巧片自帶8路獨立的 10位AD轉(zhuǎn)換器，3個帶PWM的定時器；
[0007] 所述的ATMEGA16巧片還包括與RESET引腳相連的復(fù)位電路及與ATMEGA16巧片的 輸入輸出引腳XTAL1、XTAL2連接的晶振電路；
[000引所述晶振電路的晶振頻率為8MHZ。
[0009] 所述的復(fù)位電路包括一端接地的開關(guān)K1，開關(guān)K1的另一端與電阻R7的一端相連， 電阻R7的另一端與電容C1的一端相連，電容C1的另一端接地，且電容C1的一端還與RESET 引腳相連，RESET引腳通過電阻R8與電源VCC相連；
[0010] 所述的晶振電路包括跨接在XTAL1、XTAL2之間的晶體振蕩器Y1，該晶體振蕩器Y1 與相互并聯(lián)的微調(diào)電容C2、C3 -端相連，C2、C3的另一端均接地。
[0011] 所述的動力電池包括第一電池組和第二電池組，所述的第一電池組包括依次串聯(lián) 的電源BT1、BT2、BT3、BT4,所述的第二電池組包括依次串聯(lián)的電源BT5、BT6、BT7W及BT8， 其中，BT1的負(fù)極接地，電源BT5的負(fù)極接電源BT4的正極；
[0012] 所述的電壓采集模塊包括開關(guān)矩陣、差分放大器、第一鎖存器W及第二鎖存器。
[0013] 所述的開關(guān)矩陣包括與BTl的負(fù)極、BT3的負(fù)極w及BT4的正極分別連接的開關(guān) S00、開關(guān)S02W及開關(guān)S04,開關(guān)S00、開關(guān)S02W及開關(guān)S04接開關(guān)SOB的一端，開關(guān)SOB 的另一端與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端接差分放大器的反相輸入端，在電阻R1 與差分放大器的反相輸入端之間還設(shè)置有與差分放大器輸出端連接的電阻R4 ;
[0014] 與電源BT2的負(fù)極、電源BT4的負(fù)極連接的開關(guān)SOIW及開關(guān)S03,開關(guān)SOIW及 開關(guān)S03接開關(guān)S0A的一端，開關(guān)S0A的另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接 差分放大器的正相輸入端，差分放大器的正相輸入端通過電阻R3與采樣電壓相連，
[0015] 與電源BT5的負(fù)極、BT7的負(fù)極W及的BT8的正極連接的開關(guān)S10、開關(guān)S12W及 開關(guān)S14,開關(guān)S10、開關(guān)S12W及開關(guān)S14接開關(guān)S1B的一端，開關(guān)S1B的另一端接電阻R1 的一端，電源BT6W及電源BT8的負(fù)極分別通過開關(guān)S11W及開關(guān)S13接開關(guān)S1A的一端， 開關(guān)S1A的另一端接電阻R2的一端，所述的電源BT8的正極依次通過電阻R5W及電阻R6 接地，電阻R5的輸出端接ATMEGA16巧片的ADC1引腳，差分放大器的輸出端接ATMEGA16巧 片的ADC0引腳；
[0016] 其中，開關(guān)S0A、S0B、S1AW及S1B的2號引腳分別接第一鎖存器的Q0~Q3引腳， 開關(guān)S00、S01、S02、S03W及S04的2號引腳分別接第二鎖存器的Q0~Q4引腳，開關(guān)S10、 S11、S12、S13W及S14的2號引腳也接第二鎖存器的Q0~Q4引腳；第一鎖存器W及第二 鎖存器的DO~D7引腳分別接ATMEGA16巧片的PC0~P口引腳，第一鎖存器的LE引腳接 ATMEGA16巧片的PA3引腳，第二鎖存器的LE引腳接ATMEGA16巧片的PA4引腳，第一鎖存器 W及第二鎖存器的/0E引腳均接地。
[0017] 所述的開關(guān)S0A、SOB、S1A、S1B、S00、SOI、S02、S03、S04、S10、S11、S12、S13W及 S14均采用光禪開關(guān)，每個光禪開關(guān)均包括發(fā)光二極管W及光敏=極管；所述的每個發(fā)光 二極管的陽極通過電阻R接電源，每個發(fā)光二極管的陰極通過鎖存器與ATMEGA16巧片連 接，
[001引其中，開關(guān)S01、S03、S11化及S13中光敏S極管的集電極分別接電源BT2的負(fù)極、 電源BT4的負(fù)極、電源BT6W及電源BT8的負(fù)極，開關(guān)SOI及S03中光敏S極管的發(fā)射極均 與開關(guān)S0A的一端相連，開關(guān)S11W及S13中光敏S極管的發(fā)射極均與開關(guān)S1A的一端相 連；
[0019] 其中，開關(guān)S00、S02、S04、S10、S12W及S14中光敏S極管的集電極分別接電源 BT1的負(fù)極、BT3的負(fù)極、BT4的正極、BT5的負(fù)極、BT7的負(fù)極W及的BT8的正極，開關(guān)S00、 S02、S04中光敏S極管的發(fā)射極均與開關(guān)SOB的一端連接，開關(guān)S10、S12W及S14中光敏 S極管的發(fā)射極均與開關(guān)S1B的一端相連。
[0020] 所述的電流采集模塊包括分流器、儀表放大器W及電壓跟隨器；
[0021] 所述的分流器與動力電池串聯(lián)，分流器的兩端分別接儀表放大器的正相輸入管腳 3和反相輸入管腳2,儀表放大器的供電管腳4和7分別連接+15V、-15V穩(wěn)壓直流電，儀表 放大器接地管腳5接地，儀表放大器的管腳1和管腳8通過電阻R11連接，儀表放大器的輸 出管腳6與電壓跟隨器的正相輸入端相連，電壓跟隨器的反相輸入端及電壓跟隨器的輸出 端均與ATMEGA16巧片的ADC2引腳相連，且電壓跟隨器的正相輸入端通過電容C4接地。
[0022] 所述的分流器采用規(guī)格為10A/75mV的分流電阻RM。
[0023] 所述的溫度采集模塊若干組相互并聯(lián)的DS18B20型數(shù)字溫度傳感器，每個 DS18B20型數(shù)字溫度傳感器的1腳均接地，每個DS18B20型數(shù)字溫度傳感器的2腳均與ATMEGA16巧片的PD7引腳相連，且PD7引腳通過電阻R10與電源相連，每個DS18B20型數(shù)字 溫度傳感器的3腳均電源。
[0024] 所述的顯示模塊采用1602字符型LCD,該1602字符型LCD的1腳和16腳接地，2 腳和15腳接電源，3腳通過滑動電阻R14接地，4~6腳與ATMEGA16巧片的PD4~PD6引 腳對應(yīng)相連，7~14腳接ATMEGA16巧片的DO~D7引腳；
[00巧]所述的ATMEGA16巧片的DA、DU、DT分別通過開關(guān)接地。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有W下有益效果；在電壓采集方面，采用了開關(guān)矩 陣、差分運算放大器與鎖存器=者相結(jié)合；在電流采集方面，采用分流器與高精度儀表放大 器AD620相結(jié)合，采集出來的信號經(jīng)過一個電壓跟隨器，得到一個穩(wěn)定的電壓信號后再送 到單片機進行AD轉(zhuǎn)換；在溫度采集方面，選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20 ;在信息顯示方面， 綜合整個系統(tǒng)的顯示要求，選用了操作簡單，價格便宜的1602液晶。本實用新型能夠準(zhǔn)確 實時地采集電池組的總電壓、總電流，各個單體電池的電壓，各個單體電池的溫度等狀態(tài)信 息，然后將該些狀態(tài)信息放在顯示模塊進行顯示。
【附圖說明】