一種蓄電池組電壓檢測裝置制造方法及圖紙

一種蓄電池組電壓檢測裝置，屬于電壓檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域，用于鋰電池組充放電單體電池電壓實時檢測，其技術(shù)方案是：它的構(gòu)成中包括電壓檢測芯片、外平衡電路、輸入電壓保護電路、磁隔離器，電壓檢測芯片的多個輸入端口分別通過外圍電路組成多個數(shù)據(jù)通道，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成一個采集單體電池電壓的檢測回路，每個檢測回路連接一個外平衡電路，輸入電壓保護電路與電壓檢測芯片的一個輸入端口相連接，電壓檢測芯片的兩個輸出端口通過磁隔離器與單片機相連接。本實用新型專利技術(shù)可以實時采集鋰電池組中多塊電池的端電壓、充放電電流及電壓，采集數(shù)據(jù)高達12位精度，具有工作可靠、抗干擾能力強、可有效保護測量芯片、防止電池發(fā)生過充電或過放電的優(yōu)點。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種鋰電池組充放電單體電池電壓實時檢測裝置，屬于電壓檢測儀器

技術(shù)介紹
鋰電池是很多設(shè)備的主要動力源或備用電源，如果對鋰電池過充電、過放電將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)會嚴重影響電池的性能與使用壽命，甚至將引起爆炸等安全問題，因此在實際工作中需要一個用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效檢測的裝置，防止對電池自身造成損害。串聯(lián)放電是蓄電池常用的使用方法，由于串聯(lián)電池組的整體性能取決于電池組中性能最差的單體電池，只有實時檢測串聯(lián)電池組中單體電池的電壓狀態(tài)，才能做到對單體電池進行有效的保護，并延長其使用壽命，因此精確檢測各節(jié)電池的電壓十分重要。目前串聯(lián)鋰電池組電壓檢測方法主要有電阻采樣法和差分放大器檢測法兩種方法。這兩種方法都會造成各節(jié)電池間的不均衡，最終影響電池組的壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種蓄電池組電壓檢測裝置，這種裝置能夠精確采集串聯(lián)蓄電池組中每個單體電池充放電電壓，進行檢測。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種蓄電池組電壓檢測裝置，它的構(gòu)成中包括電壓檢測芯片U1、外平衡電路、輸入電壓保護電路、磁隔離器U2，電壓檢測芯片Ul的多個輸入端口分別通過外圍電路組成多個數(shù)據(jù)通道，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成一個采集單體電池電壓的檢測回路，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成的檢測回路連接一個外平衡電路，輸入電壓保護電路與電壓檢測芯片Ul的一個輸入端口相連接，電壓檢測芯片Ul的兩個輸出端口通過磁隔離器U2與單片機的數(shù)據(jù)輸入端口和時鐘輸入端口相連接。上述蓄電池組電壓檢測裝置，所述多個數(shù)據(jù)通道連接的外平衡電路結(jié)構(gòu)相同，其中一個外平衡電路由場效應(yīng)管Tl、發(fā)光二極管LEDl、電阻R22、R23、R24組成，電阻R23和發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)后與電阻R22并聯(lián)接在場效應(yīng)管Tl的漏極與電壓檢測芯片Ul —個數(shù)據(jù)通道之間，場效應(yīng)管Tl的源極與相鄰的數(shù)據(jù)通道相連接，電阻R24接在場效應(yīng)管的柵極與源極之間被檢測的電池CELL連接在兩個數(shù)據(jù)通道之間。上述蓄電池組電壓檢測裝置，所述輸入電壓保護電路由二極管D4、穩(wěn)壓二極管VD5、電容C13、電阻R17、R18、R19組成，二極管D4的正極通過電阻R17接電壓檢測芯片Ul的一個數(shù)據(jù)通道，二極管D4的負極通過電容13接地，電阻R18、R19串聯(lián)后接在穩(wěn)壓二極管VD5的負極，穩(wěn)壓二極管VD5的正極接地。上述蓄電池組電壓檢測裝置，所述電壓檢測芯片Ul的SCLL端口和SDAL端口接磁隔離器U2的SCL2端口和SDA2端口，磁隔離器U2的SCLl端口和SDAl端口與單片機的SCL端口和SDA端口相連接。本技術(shù)的有益效果是:1.本技術(shù)在鋰電池充放電過程中，可以實時采集鋰電池組中多達12塊電池的端電壓、充放電電流及電壓，且采集數(shù)據(jù)高達12位精度，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象；2.本技術(shù)利用磁隔離器，有效地抑制了現(xiàn)場干擾，實現(xiàn)了電平的匹配和電源的隔離；3.本技術(shù)的外部平衡電路結(jié)合內(nèi)部電池開關(guān)有效地保護測量芯片。附圖說明圖1是本技術(shù)的電原理方框圖；圖2是本技術(shù)的電路原理圖；圖3是本技術(shù)的一個外平衡電路示意圖。圖中標記如下:電壓 檢測芯片U1、磁隔離器U2、場效應(yīng)管Tl、二極管Dl—D4、發(fā)光二極管LEDl、穩(wěn)壓二極管VDl—VD5、電阻Rl—R24、電容CO — C20、外平衡電路Wl—W12。具體實施方式本技術(shù)采用電壓檢測芯片Ul結(jié)合單片機對電池電壓進行檢測。在電壓檢測芯片Ui有多個外圍電路接電容、電阻，一個外圍電路輸出接單片機相應(yīng)接口存儲采集的電壓數(shù)據(jù)，其余外圍電路組成的數(shù)據(jù)通道再分別經(jīng)相同的外部平衡電路接至單體電池，進行多通道電壓采集及均衡放電。電壓檢測芯片Ul的兩個輸出端口通過磁隔離器U2與單片機的數(shù)據(jù)輸入端口和時鐘輸入端口相連接。圖中顯示，本技術(shù)的一個實施例采用MAX11068芯片作為電壓檢測芯片U1，MAXl 1068芯片的13個輸入端口 PO — P12連接外圍電路組成13個數(shù)據(jù)通道El—E13，分別接電阻Rl—R13、電容CO — C12，電阻起分壓、限流作用，防止內(nèi)部開關(guān)管工作時承受電壓太大，保護芯片，電容起平衡內(nèi)外開關(guān)管電壓作用，確保精確采集數(shù)據(jù)。圖中顯示，MAXl 1068芯片的13個數(shù)據(jù)通道兩兩一組組成12個檢測回路，可以對12塊電池進行檢測，如E13、E12組成一個檢測回路，E12、E11組成一個檢測回路，ElUElO組成一個檢測回路…，E2、El組成一個檢測回路。12個檢測回路分別接12個外平衡電路Wl—W12，它們的結(jié)構(gòu)相同。以外平衡電路W12為例，它由場效應(yīng)管Tl、發(fā)光二極管LEDl、i阻R22、R23、R24組成，電阻R23和發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)后與電阻R22并聯(lián)接在場效應(yīng)管Tl的漏極與電壓檢測芯片Ul —個數(shù)據(jù)通道之間，場效應(yīng)管Tl的源極與相鄰的數(shù)據(jù)通道相連接，電阻R24接在場效應(yīng)管的柵極與源極之間，被檢測的電池CELL連接在在數(shù)據(jù)通道E2、El之間。其中場效應(yīng)管Tl起開關(guān)作用，使R22有電流通過，電量由電阻R22放掉。發(fā)光二級管LEDl起指示作用，電阻R23為分壓電阻，R24為場效應(yīng)管Tl的保護電阻。圖中顯示，輸入電壓保護電路由二極管D4、穩(wěn)壓二極管VD5、電容C13、電阻R17、R18、R19組成，二極管D4的正極通過電阻R17接電壓檢測芯片Ul的一個數(shù)據(jù)通道，二極管D4的負極通過電容13接地，電阻R18、R19串聯(lián)后接在穩(wěn)壓二極管VD5的負極，穩(wěn)壓二極管VD5的正極接地。其中電容Cl3為去耦電容，二極管D4防止電容Cl3放電引起電流反向，電阻R17、R18、R19為分壓電阻。圖中顯示，將MAX11068芯片的15引腳SCLL和16引腳SDAL與單片機C8051F340的SCL和SDA引腳經(jīng)磁隔離器U2隔離后連接，磁隔離器U2的型號為ADuM1250。SCL與SDA分別為時鐘線和數(shù)據(jù)線，將采集好的數(shù)據(jù)傳至單片機并存儲。MAX11068芯片中6至12引腳、17引腳、19至21引腳空置。芯片2引腳CP+處HV和38引腳處HV相連，芯片37引腳C12處SHDN和18引腳處SHDN相連。將MAXl 1068芯片的外圍電路連接好后，MAXl 1068芯片給電后由軟件初始化此芯片，并由軟件控制即可實時采集相應(yīng)電池電壓并傳至單片機。MAX11068芯片采用二次掃描架構(gòu)采集電池數(shù)據(jù)并對它們進行誤差修正。掃描的第一階段為數(shù)據(jù)采集，對所有12節(jié)電池的電壓進行采樣；第二階段為誤差修正，對ADC輸入進行斬波，消除誤差。本技術(shù)采用的MAXl 1068芯片是一款可編程、高集成度、高壓、12通道、電池監(jiān)測智能化數(shù)據(jù)采集接口，可以進行充放電均衡檢測、電池安全保護、電池故障診斷等。高度集成的電池檢測器結(jié)合了簡捷的狀態(tài)機和高速I2C總線，支持SMBus串行鏈路通信。MAXl 1068芯片極大地簡化了多節(jié)電池組的設(shè)計，同時在較寬的工作溫度范圍內(nèi)確保符合AEC-Q100標準，保持高度可靠性。MAXl 1068芯片采用兩相掃描技術(shù)，獲取電池測量數(shù)據(jù)并修正誤差，該技術(shù)可同時測量電池電壓，在IOys內(nèi)完成全部120節(jié)電池的電壓測量采樣，即使在嘈雜的電磁系統(tǒng)中也能確保優(yōu)異的精度。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種蓄電池組電壓檢測裝置，其特征在于：它的構(gòu)成中包括電壓檢測芯片U1、外平衡電路、輸入電壓保護電路、磁隔離器U2，電壓檢測芯片U1的多個輸入端口分別通過外圍電路組成多個數(shù)據(jù)通道，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成一個采集單體電池電壓的檢測回路，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成的檢測回路連接一個外平衡電路，輸入電壓保護電路與電壓檢測芯片U1的一個輸入端口相連接，電壓檢測芯片U1的兩個輸出端口通過磁隔離器U2與單片機的數(shù)據(jù)輸入端口和時鐘輸入端口相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種蓄電池組電壓檢測裝置，其特征在于:它的構(gòu)成中包括電壓檢測芯片U1、外平衡電路、輸入電壓保護電路、磁隔離器U2，電壓檢測芯片Ul的多個輸入端口分別通過外圍電路組成多個數(shù)據(jù)通道，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成一個采集單體電池電壓的檢測回路，相鄰兩個數(shù)據(jù)通道組成的檢測回路連接一個外平衡電路，輸入電壓保護電路與電壓檢測芯片Ul的一個輸入端口相連接，電壓檢測芯片Ul的兩個輸出端口通過磁隔離器U2與單片機的數(shù)據(jù)輸入端口和時鐘輸入端口相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池組電壓檢測裝置，其特征在于:所述多個數(shù)據(jù)通道連接的外平衡電路結(jié)構(gòu)相同，其中一個外平衡電路由場效應(yīng)管Tl、發(fā)光二極管LED1、電阻R22、R23、R24組成，電阻R23和發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)后與電阻R22并聯(lián)接在場效應(yīng)管Tl的漏極與電壓檢測芯片Ul...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊永平，楊春穩(wěn)，李志雨，魏圓圓，
申請(專利權(quán))人：唐山開灤華明電器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：