一种检测动力电池剩余容量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种检测动力电池剩余容量的装置，包括电池、单片机模块、显示模块、外电路信号检测模块和报警模块，显示模块采用LED数码显示管，显示模块和外电路信号检测模块通过单片机模块两端的接口与单片机模块相连，外电路信号检测模块包括电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块，并通过ADC数模转换芯片将其传送至单片机模块，所述的单片机模块上设有电压寄存器、电流寄存器和温度寄存器。通过对电池在供电主回路产生的电流进行采集，当检测到电路中的电流为零时，对电压以及温度数据进行采集经过模数转换芯片将其送至单片机，最后将所得的结果送至显示器显示。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种检测动力电池剩余容量的装置
本专利技术涉及一种检测动力电池剩余容量的装置，属于电学
【
技术介绍
】 随着蓄电池的广泛应用，尤其在电动车行业，这一行业的迅速发展带给了人们对 蓄电池更深刻的认识。人们不仅享受到拥有电动车对于出行的便捷性，也常常被电动车蓄 电池的充电速度、续航能力、使用寿命等问题所困扰。尤其是人们常常需要了解电池的剩余 容量的实时状况以更方便的出行。而且，对蓄电池剩余容量有较准确的认识对于防止蓄电 池的过充、过放有着至关重要的意义。由于电池参数与剩余容量之间的关系比较复杂，一些 传统的例如密度法、开路电压法、内阻法和电量积累法等测电池剩余容量的方法不能准确、 快捷地检测出电池剩余容量。 【
技术实现思路
】 本专利技术的目的在于:针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种检测动力电池剩余 容量的装置，用以解决传统方法对电池剩余容量检测的准确性低及实时性差的问题。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： 本专利技术所述的一种检测动力电池剩余容量的装置，包括电池、单片机模块、显示模 块、外电路信号检测模块和报警模块，显示模块采用LED数码显示管，显示模块和外电路信 号检测模块通过单片机模块两端的接口与单片机模块相连，外电路信号检测模块包括电流 检测模块、电压检测模块和温度检测模块，并通过ADC数模转换芯片将其传送至单片机模 块，所述的单片机模块上设有电压寄存器、电流寄存器和温度寄存器。 在本专利技术中：所述的电压检测模块由运放、电阻及提供基准电压的芯片组成，运放 采用有四个运放的LM324。 在本专利技术中：所述的电流检测模块由运放及电阻组成，运放部分选用四个运放的 LM324〇 在本专利技术中：所述的温度检测模块通过型号为DS18B20数字温度传感器进行温度 传感采集，并将采集到的信号经过处理反馈给单片机模块。在本专利技术中：所述的报警模块由LED灯和PNP三极管组成，由于单片机模块输出的 电流不足以使LED灯工作在正常状态，所以需要利用一个三极管使流经LED灯的电流放大， 从而使LED灯能够处于高亮状态而起到提醒作用。 采用上述方法后，本专利技术有益效果为:通过对电池在供电主回路产生的电流进行 采集，当检测到电路中的电流为零时，对电压以及温度数据进行采集经过模数转换芯片将 其送至单片机，再通过一定的算法算得剩余容量，最后将所得的结果送至显示器显示;若所 测得的电流在单片机定时器设定的时间内一直不为零则短暂切断主回路，人为地让电路电 流为零，此时再测出电路中电流、电压以及温度数据。在对电路中的电压与电流进行采集 时，运用设计的运放电路。 【【附图说明】】 此处所说明的附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但 并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中： 图1是本专利技术的系统结构示意图； 图2是本专利技术中的电路原理图； 图3是本专利技术中的电压检测模块电路原理图； 图4是本专利技术中的电流检测模块电路原理图； 图5是本专利技术中的温度检测模块电路原理图； 图6是本专利技术中的报警模块电路原理图； 图7是本专利技术的系统工作流程图； 图8是本专利技术的数据处理流程示意图。 【【具体实施方式】】 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的示意性实施例以及说 明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1 -8所示，一种检测动力电池剩余容量的装置，包括电池、单片机模块、显示模 块、外电路信号检测模块和报警模块，显示模块采用LED数码显示管，显示模块和外电路信 号检测模块通过单片机模块两端的接口与单片机模块相连，外电路信号检测模块包括电流 检测模块、电压检测模块和温度检测模块，并通过ADC数模转换芯片将其传送至单片机模 块，所述的单片机模块上设有电压寄存器、电流寄存器和温度寄存器。 所述的电压检测模块由运放、电阻及提供基准电压的芯片组成，运放采用有四个 运放的LM324,由于蓄电池的回跳电压范围为10.5V~13V之间，而A/D芯片的输入范围为0~ 5V，由运放实现回跳电压和参考电压的比较输出适合A/D的电压水平，参考电压Vref可用 AD584产生10V的基准电压，则输出端的电压范围为0.5V~3V提供给A/D的通道;在电阻的选 择方面，由于选用的是差分放大电路，则有如下计算： 为了便于放大后输出电压的计算，可以使参数对称，取巧，巧=?.根据运放 "虚短"、"虚断"原理有：由（1-1)式化简得到（1-2)式。式中，％为采集的电压，$为AD584提供的10V基准电 压，④为输出至模数转换器的电压；由上面的推导可知，输出的电压应等于(g-R)，在模 数转换器量程范围之内，阻值取常用的10K,即巧=Λ = 其中，％=Vref所述的电流检测模块由运放及电阻组成，运放部分选用四个运放的LM324,输入的 电流经电阻各、私，取A上电压，将电流采集转换成电压采集并通过电压跟随器取出电压，为 达到A/D转换器所能输入的量程，再将所得电压输入到反馈放大电路中，经过放大得到适合 模数转换器量程的信号;运放部分，仍然选用四运放的LM324;对电阻进行取值时，首先，对 于采集信号的电阻，由于其串接到电池供电主回路去的，流过的电池工作电流一般比较大， 为了避免更大的能耗，此阻值应当选用得偏小，功率适当大些，在此，我选定制的ΙπιΩ电阻， 将两个电阻串联使用;这样将取得的电压就为几毫伏，显然达不到模数转换器的量程范围， 所以，经过设计的电压跟随器将电压取出，再经过运放放大输出；对放大部分的电阻进行选 取时，应考虑放大倍数，将几毫伏放大至几伏，倍数大概有300-500倍，以300倍计算，则在比 例运算电路中有如下计算： 根据"虚短"、"虚断"原理，有 由（1-3)式化简得到（1-4)式。式中，^^为电压跟随器输出的前级电压，为经过 放大输入到模数转换器的输入端的电压，所以，可以选择巧/及为300,即可得输出电压是一 个符合模数转换器的量程的值，考虑到电阻的实际情况，选&=300K，A=1K。 所述的温度检测模块通过型号为DS18B20数字温度传感器进行温度传感采集，并 将采集到的信号经过处理反馈给单片机模块。所述的报警模块由LED灯和PNP三极管组成， 由于单片机模块输出的电流不足以使LED灯工作在正常状态，所以需要利用一个三极管使 流经LED灯的电流放大，从而使LED灯能够处于高亮状态而起到提醒作用。 在本专利技术中：一种检测动力电池剩余容量的方法，包括如下步骤： (1)、通过对电池在供电主回路产生的电流进行采集，当检测到电路中的电流为零 时，对电压以及温度数据进行采集经过ADC模数转换芯片将其送至单片机； (2 )、计算电池的剩余容量:电池的剩余容量与电池回跳电压和温度的关系是决定 输出显示量的关键，因而，三者间的函数关系如下： A、当电池的回跳电压值(％) 2 11.8V时，剩余容量(S0C)与回跳电压之间的函数 关系是： 此时，环境温度对剩余容量的影响是以25°C的温度作为基准，当环境温度升高1 °c，剩余容量就约下降1%，把此种影响考虑到计算结果中，命名为第一种温度修正方式； B、当回跳电压值(?)在o-ll.8V之间时，剩余容量(S0C)与回跳电压之间的函数关 系是： 此时，由于环境温度对结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测动力电池剩余容量的装置，其特征在于：包括电池、单片机模块、显示模块、外电路信号检测模块和报警模块，显示模块采用LED数码显示管，显示模块和外电路信号检测模块通过单片机模块两端的接口与单片机模块相连，外电路信号检测模块包括电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块，并通过ADC数模转换芯片将其传送至单片机模块，所述的单片机模块上设有电压寄存器、电流寄存器和温度寄存器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓大为，卢双，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32