一种电池电量采集电路、电池电量监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池电量采集电路、电池电量监控系统及方法，其中，电池电量采集电路包括分压电路、电流放大电路以及电流采集电路，其中，分压电路连接于电池的正极与负极之间，电流放大电路与所述分压电路连接，所述电流采集电路与所述电流放大电路连接。本发明专利技术通过采集电池的电流及电压，并根据电流及电压进行积分运算，得到电池的实时动态电量，从而能够实时精准的了解电池的电量情况，为巡检机器人的控制提供了电量监控基础，促使够巡检机器人电池电量低于设定至时，可控制机器人返回到电池组更换站，有效的防止巡检机器人半路停车，造成人员拖动机器人回电池组更换站的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种电池电量采集电路、电池电量监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及矿用电池
，具体来说，涉及一种电池电量采集电路、电池电量监控系统及方法。

技术介绍

[0002]矿用巡检机器人在巡检过程中，是由锂电池为其供电的，在矿用环境中电池的温度、放电电流、电量是巡检机器人行走控制中的重要参数，在电池温度超过设置温度、放电电流超过最大设定值时，巡检机器人应立即停车断电，巡检机器人电量低于设定值时，巡检机器人停止巡检并回到指定电池更换站，提前预防巡检机器人因电量不足无法返回到电池更换点。
[0003]目前已有的电池电量监测系统是通过采集电池电压来判断电池电量，由于电池电压受输出负载的影响，并不能很好的监测电池电量，易造成对电池电量的误判，使巡检机器人无法准确预判其行走距离，给机器人的操作带来较多的不便。

技术实现思路

[0004]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种电池电量采集电路、电池电量监控系统及方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种电池电量采集电路。
[0007]该电池电量采集电路，包括分压电路、电流放大电路以及电流采集电路，其中，分压电路连接于电池的正极与负极之间，电流放大电路与所述分压电路连接，所述电流采集电路与所述电流放大电路连接，其中，所述分压电路由位于电池正极与负极之间的串联的电阻R14、电阻R15以及电阻R16构成；所述电流放大电路包括单片机U2、稳压二极管D8
‑
D9、电容C5、及电阻R18
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R20；其中，稳压二极管D8连接于电阻R16与单片机U2的Vout1引脚及Vin1
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引脚之间，且单片机U2的Vin1+引脚连接与电阻15与电阻R16之间，所述电容C5连接于电阻R16与单片机U2的VCC引脚之间，所述电阻R18连接于单片机U2的V3+引脚和Vout4引脚、V4
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引脚之间，且单片机U2的V3+引脚以及V4+引脚与电流采集电路连接，所述电阻R19和电阻R20并联连接于单片机U2的V3
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引脚和Vout3引脚之间，且所述单片机U2的Vout3引脚与电阻R16之间连接有稳压二极管D9；所述电流采集电路包括单片机U3、电容C2
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C4、参考电阻RS1以及电阻R17，其中，所述参考电阻RS1与所述电容C2并联连接于单片机U3的Vin+引脚与Vin
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引脚之间，且与电阻R14连接，所述电容C3和所述电容C4并联连接于单片机U3的V+引脚，且并联的电容C3和电容C4的另一端接地，所述电阻R17连接于单片机U3的OUT引脚，且所述电阻R17的另一端接地，所述单片机U3的OUT引脚与所述单片机U2的V3+引脚以及V4+引脚连接。
[0008]此外，电池电量采集电路还包括：电量采集保护电路，所述电量采集保护电路包括MOS管Q5
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Q6、稳压二极管D6
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D7、急停开关W3以及电阻R11
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R13；其中，所述MOS管Q5的漏极与
所述电阻R14连接，所述MOS管Q5的源极与电池的正极连接，且所述MOS管Q5的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D6和电阻R11，所述急停开关W3连接于并联的稳压二极管D6和电阻R11的另一端，且所述急停开关W3的另一端连接有电阻R12，电阻R12的另一端与MOS管Q6的漏极连接，所述MOS管D6的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D7和电阻R13，并联的稳压二极管D7和电阻R13的另一端与电池负极以及电阻16连接。
[0009]另外，电池电量采集电路还包括：上电开关电路，所述上电开关电路包括MOS管Q3
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Q4、稳压二极管D4
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D5、电源开关W1以及电阻R7
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R10；其中，所述MOS管Q3的漏极与所述MOS管Q5的源极连接，所述MOS管Q3的的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D5和电阻R9；所述MOS管Q3的源极与电池正极连接，且MOS管Q3的源极上连接有电阻R7，电阻R7的另一端连接有电源开关W1，电源开关W1的另一端与MOS管Q4的栅极连接，且MOS管Q4的漏极与MOS管Q3的栅极之间连接有电阻R10，MOS管Q4的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D4和电阻R8，且并联的稳压二极管D4和电阻R8的另一端与电池负极以及电阻16连接。
[0010]此外，电池电量采集电路还包括：电量比较电路，所述电量比较电路包括单片机U1、MOS管Q1
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Q2、稳压二极管D1
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D3以及电阻R1
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R6；其中，单片机U1的IN1+引脚与电池正极之间连接有电阻R1，单片机U1的IN1
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引脚与电池正极之间连接有电阻R2；单片机U1的OUT1引脚与电池负极之间连接有串联的电阻R3和复位开关W2；且单片机U1的OUT1引脚与GND引脚之间连接有并联的稳压二极管D3和电阻R4；单片机U1的VCC引脚与电池正极之间连接有串联的稳压二极管D1和电容C1；单片机U1的OUT2引脚与电池负极之间连接有串联的电阻R5和电阻R6；所述MOS管Q2的栅极连接于电阻R5和电阻R6之间，所述MOS管Q2的漏极连接于电源开关W1和电阻R7之间，所述MOS管Q2的源极连接于电池负极；单片机U1的IN2
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引脚与电阻R2以及MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与电池负极连接，且MOS管Q1的栅极与电阻R3连接，单片机U1的IN2+引脚连接于电池负极，且单片机U1的IN2+引脚与电池负极之间连接有稳压二极管D2。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电池电量监控系统。该电池电量监控系统具有上述的电池电量采集电路，且所述电池电量监控系统通过所述电池电量采集电路所采集的电流、电压、温度及电量对电池电量进行监控。
[0012]根据本专利技术的又一方面，提供了一种电池电量监控方法。该电池电量监控方法包括以下步骤：利用上述的电池电量采集电路，采集电池的电流、电压、温度；根据采集的电流、电压进行积分运算，获得电池的电量；根据电池的电量和温度，判断电池状态，并根据判断结果控制电池的充放电。
[0013]有益效果：
[0014]本专利技术通过采集电池的电流及电压，并根据电流及电压进行积分运算，得到电池的实时动态电量，从而能够实时精准的了解电池的电量情况，为巡检机器人的控制提供了电量监控基础，促使够巡检机器人电池电量低于设定至时，可控制机器人返回到电池组更换站，有效的防止巡检机器人半路停车，造成人员拖动机器人回电池组更换站的问题。
[0015]同时，本专利技术还能够有效的对电池的温度进行监控，解决电池组超温、电池组放电电流超限造成局部器件超温引起的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池电量采集电路，其特征在于，包括分压电路、电流放大电路以及电流采集电路，其中，分压电路连接于电池的正极与负极之间，电流放大电路与所述分压电路连接，所述电流采集电路与所述电流放大电路连接，其中，所述分压电路由位于电池正极与负极之间的串联的电阻R14、电阻R15以及电阻R16构成；所述电流放大电路包括单片机U2、稳压二极管D8
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D9、电容C5、及电阻R18
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R20；其中，稳压二极管D8连接于电阻R16与单片机U2的Vout1引脚及Vin1
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引脚之间，且单片机U2的Vin1+引脚连接与电阻15与电阻R16之间，所述电容C5连接于电阻R16与单片机U2的VCC引脚之间，所述电阻R18连接于单片机U2的V3+引脚和Vout4引脚、V4
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引脚之间，且单片机U2的V3+引脚以及V4+引脚与电流采集电路连接，所述电阻R19和电阻R20并联连接于单片机U2的V3
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引脚和Vout3引脚之间，且所述单片机U2的Vout3引脚与电阻R16之间连接有稳压二极管D9；所述电流采集电路包括单片机U3、电容C2
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C4、参考电阻RS1以及电阻R17，其中，所述参考电阻RS1与所述电容C2并联连接于单片机U3的Vin+引脚与Vin
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引脚之间，且与电阻R14连接，所述电容C3和所述电容C4并联连接于单片机U3的V+引脚，且并联的电容C3和电容C4的另一端接地，所述电阻R17连接于单片机U3的OUT引脚，且所述电阻R17的另一端接地，所述单片机U3的OUT引脚与所述单片机U2的V3+引脚以及V4+引脚连接。2.根据权利要求1所述的电池电量采集电路，其特征在于，还包括：电量采集保护电路，所述电量采集保护电路包括MOS管Q5
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Q6、稳压二极管D6
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D7、急停开关W3以及电阻R11
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R13；其中，所述MOS管Q5的漏极与所述电阻R14连接，所述MOS管Q5的源极与电池的正极连接，且所述MOS管Q5的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D6和电阻R11，所述急停开关W3连接于并联的稳压二极管D6和电阻R11的另一端，且所述急停开关W3的另一端连接有电阻R12，电阻R12的另一端与MOS管Q6的漏极连接，所述MOS管D6的源极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D7和电阻R13，并联的稳压二极管D7和电阻R13的另一端与电池负极以及电阻16连接。3.根据权利要求2所述的电池电量采集电路，其特征在于，还包括：上电开关电路，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁耀林，王进，刘慧锋，张超，杨艳，张志峰，石爱文，张兆华，巩相呈，杜文卓，
申请(专利权)人：山西中科智能控制技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：