多通道模拟电池仪器制造技术

本实用新型专利技术涉及多通道模拟电池仪器，该仪器包括电源模块、模拟电池输出端、通讯输入模块、ＭＣＵ、显示模块、前面板显示模块，所述的电源模块分别与模拟电池输出端、ＭＣＵ连接，所述的通讯输入模块与ＭＣＵ连接，所述的ＭＣＵ分别与模拟电池输出端、通讯输入模块、显示模块连接，所述的显示模块与前面板显示模块连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术可以模拟１～１２节的串联电池组，并且每一通路的电压值都可以方便的在０～５Ｖ范围内进行调节，使得实验更加方便地进行。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及对车载电源管理系统中单电池电压检测模块的功能进行验证 的仪器，尤其涉及多通道模拟电池仪器。
技术介绍
车载电源管理系统(BMS)的单电池电压检测模块的设计完成以后，需要使用串 联电池组对模块功能进行验证。然而对于实际的电池(锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、 燃料电池等)，其电压值不能方便、快速的进行改变，验证试验也需要到专门的试 验场地进行，并且需要大量的软硬件设备及各种系统进行配合；而实验室可以使用 的电压源输出设备一般只有两个通道，无法模拟多节串联电池，这些因素使得单电 池电压检测模块的试验验证工作不能顺利进行，影响其开发进度。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种结构简 单，操作方便的多通道模拟电池仪器。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现多通道模拟电池仪器，其特 征在于，该仪器包括电源模块、模拟电池输出端、通讯输入模块、MCU、显示模 块、前面板显示模块，所述的电源模块分别与模拟电池输出端、MCU连接，所述 的通讯输入模块与MCU连接，所述的MCU分别与模拟电池输出端、通讯输入模 块、显示模块连接，所述的显示模块与前面板显示模块连接。所述的模拟电池输出端设有12路模拟电池输出端。所述的通讯输入模块包括CAN通讯模块、SCI通讯模块及手动输入模块。 所述的12路模拟电池输出端的每一路通道都是一个数/模转换模块的输出端，所述的数/模转换模块之间设有隔离直流/直流转换器、光耦，以实现电压隔离及信号隔离。所述的数/模转换模块的输出端串联有自恢复保险丝，并联有压敏电阻，以起 到保护作用。与现有技术相比，本技术可以模拟1 12节的串联电池组，并且每一通路 的电压值都可以方便的在0~5V范围内进行调节，使得实验更加方便地进行。附图说明图1是本技术多通道模拟电池仪器的结构示意图。具体实施方式以下结合具体实施例对本技术做进一步说明。多通道模拟电池仪器，该仪器包括电源模块、模拟电池输出端、通讯输入模块、 MCU、显示模块、前面板显示模块，所述的电源模块分别与模拟电池输出端、MCU 连接，所述的通讯输入模块与MCU连接，所述的MCU分别与模拟电池输出端、 通讯输入模块、显示模块连接，所述的显示模块与前面板显示模块连接。所述的模 拟电池输出端设有12路模拟电池输出端。所述的通讯输入模块包括CAN通讯模 块、SCI通讯模块及手动输入模块。所述的12路模拟电池输出端的每一路通道都 是一个数/模转换模块的输出端，所述的数/模转换模块之间设有隔离直流/直流转换 器、光耦，以实现电压隔离及信号隔离。所述的数/模转换模块的输出端串联有自 恢复保险丝，并联有压敏电阻，以起到保护作用。MCU (Micro Controller Unit微控制单元)SCI (Serial Communications Interface串行通信接口)为了方便对单电池电压检测模块的验证，本技术设计了一个多通道模拟电 池仪器。该仪器可以模拟1~12节串联电池组，由于锂离子蓄电池的电压范围为 0 4.2V，镍氢电池的电压范围为0 1.4V，燃料电池的电压范围为0 1.229￥，铅酸 电池的电压范围为0~2V，因此设计每一路通道的输出电压值在0 5V范围内进行 快速调节，从而适用模拟锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、燃料电池、铅酸电池的电压 值。此外，用户可以根据需要使用相应的通道数。输入量可以通过电位器进行手动 调节，也可以通过PC机进行预定电压值的输入。PC机与仪器的通讯方式为CAN 总线通讯或RS232串行通讯。为实现上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现。多通道模拟电池仪器的后面板上电源开关开启后，可以选择仪器的输入方式 CAN、 RS232、电位器手动输入。如果选择了 CAN或者RS232通讯方式，则使用 连接线将仪器与PC机相连，通过PC机设置12路通道的数据值；如果选择电位器 手动输入，则可以通过旋转前面板的12路手动调节旋钮在0 5伏范围内调节相应 通道所需要的输出电压值。同时，可以通过前面板的两个显示选择旋钮选择所想要 显示的通道的电压值，该电压值显示在相应的数码管显示模块上。后面板上的12 路输出端钮可以输出12路独立的0 5伏电压，如果需要模拟串联的电池组，则只 要将前一通道的正极输出端和后一通道的负极输出端连接起来，即可模拟1~12节 的串联电池组。图1中，多通道模拟电池仪器，使用Freescale公司的16位单片机 MC9S12DP256B作为控制芯片，使用了它的12路A/D端口、 3个SPI模块、l个 CAN模块、1个RS232/SCI模块以及部分GPIO端脚。其中，外部12个电位器通 过接插件经过跟随器后输入到DP256的A/D端口 ，在控制芯片内部将输入的0 5V 模拟量变换成为数字量后存储在寄存器中，实现手动调节12路电压输出功能。也 可以选择CAN或者RS232通讯方式，只要使用连接线将仪器与PC机相连，然后 通过PC机设置12路通道的数据值。数据输入后，在控制器内部进行处理，然后 通过SPI模块将存储在控制芯片内部相应寄存器的数字量传输给外部数/模转换模 块。SPI中传输的数据并行输出给12个数/模转换模块，这12个模块分别模拟12 节独立的电池。每个模块使用一个5V转5V的隔离DCDC将该模块与电路板的供 电电压隔离开，模块的输入信号使用光耦进行隔离，这两部分的隔离使得数/模转 换模块成为相互独立的一部分。数/模转换模块内部，数字量形式的电压信号、控制芯片的时钟信号以及GPIO (普通输入/输出引脚)发出的片选信号输入到数/模转换芯片中，从而将数字信号 转换为电压范围为0 5V的模拟电压量。另外，D/A芯片还需要一个电压基准输入， 作为D/A芯片的比较基准。每一个模块的输出量通过接插件连接到外部。当需要 串联电池使用时，可以根据需要，将前一通道的正极输出端和后一通道的负极输出 端连接起来，从而形成串联电池的形式。同时，在各个数/模转换模块输出端都串 联有自恢复保险丝，并联压敏电阻，当输出端脚接错或出现短路状况时，起保护作 用。显示模块与模拟电池的数/模转换模块类似，也是通过SPI将数字信号传输到有基准的数/模转换芯片中，实现数字量到模拟量的转换，然后输出到外部的数码管显示模块，实现显示功能。每个显示模块负责6路通道的电压显示，可以通过显 示选择旋钮选择所要显示的通道的电压值。显示模块与外部通过隔离的直流/直流 转换器以及光耦实现隔离的目的。一台可以模拟1 12节串联电池组的多通道模拟电池仪器。当仪器的后面板上 电源开关开启后，可以选择仪器的输入方式CAN、 RS232、电位器手动输入；可 以选择显示每一通道的电压值；后面板上的12路输出端钮可以输出12路独立的 0~5伏电压，如果需要模拟串联的电池组，则只要将前一通道的正极输出端和后一 通道的负极输出端连接起来，即可模拟1 12节的串联电池组。在CAN、 RS232、电位器手动输入三种方式中，如果选择了 CAN或者RS232 通讯方式，则使用连接线将仪器与PC机相连，通过PC机设置12路通道的数据值； 如果选择电位器手动输入，则可以通过旋转前面板的12路手动调节旋钮在0~5伏 范围内调节相应通本文档来自技高网...

【技术保护点】
多通道模拟电池仪器，其特征在于，该仪器包括电源模块、模拟电池输出端、通讯输入模块、ＭＣＵ、显示模块、前面板显示模块，所述的电源模块分别与模拟电池输出端、ＭＣＵ连接，所述的通讯输入模块与ＭＣＵ连接，所述的ＭＣＵ分别与模拟电池输出端、通讯输入模块、显示模块连接，所述的显示模块与前面板显示模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学哲，孙泽昌，戴海峰，沈丹，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]