一种储能柜电池电量检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及锂电池储能柜【技术领域】，具体公开了一种储能柜电池电量检测系统。本实用新型包括采样电阻、电流取样电路、信号调理电路和微处理器；采样电阻、电流取样电路、信号调理电路和微处理器具有相同的参考地；采样电阻的一端与参考地连接，采样电阻的另一端与电流取样电路连接，电流取样电路与信号调理电路连接，信号调理电路与微处理器连接；电流取样电路包括电阻和放大电阻、双通道运算放大器、电源电容和外部电源；信号调理电路包括滤波电阻和滤波电容。本实用新型将储能柜正弦波信号转化为平稳的信号，微处理器得到的电流值稳定性高，提高了电量估算的精度。
【专利说明】—种储能柜电池电量检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂电池储能柜【技术领域】，尤其是涉及一种适用于工频变压器的储能柜电池电量检测系统。
【背景技术】
[0002]锂电池组被广泛用于通讯基站后备电源、储能柜、电动工具等常见设备。不同设备的电池组电流信号形式也有所差异，因此需要使用不同的方式进行处理。使用工频变压器的储能柜，其电流波形为正弦波，变压器在对电池充放电时，由于自身电路的特性，导致电池充、放电电流信号不是平稳的，变成了正弦波形式，微处理器对此信号采集时就会有严重的波动，严重影响电量的估算；传统的电流采样方法的电流的波动较大，甚至需要非常复杂的算法才能得到其有效值，占用微处理器较多的资源。
[0003]目前还没有有效的方案解决上述问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型所解决的技术问题是提供一种储能柜电池电量检测系统，本实用新型采用电流信号处理电路，将储能柜正弦波信号转化为平稳信号。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种储能柜电池电量检测系统，包括:采样电阻、电流取样电路、信号调理电路和微处理器；
[0006]所述采样电阻、所述电流取样电路、所述信号调理电路和所述微处理器具有相同的参考地；所述采样电阻的一端与参考地连接，所述采样电阻的另一端与所述电流取样电路连接，所述电流取样电路与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述微处理器连接。
[0007]优选的，所述采样电阻的数量至少为I个。
[0008]更加优选的，不同的所述采样电阻之间为并联。
[0009]更加优选的，所述电流取样电路与所述采样电阻的同一点或不同点连接。
[0010]更加优选的，所述电流取样电路为信号放大电路，所述信号放大电路的放大倍数范围是10?100。
[0011]更加优选的，所述电流取样电路包括电阻和放大电阻、双通道运算放大器、电源电容和外部电源；所述采样电阻的信号输出端通过所述电阻与所述双通道运算放大器的A通道的同相端相连，所述双通道运算放大器的A通道的同相端再通过所述放大电阻接参考地，所述双通道运算放大器的A通道的反相端通过所述电阻接参考地，所述双通道运算放大器的A通道的反相端再通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的A通道的输出端相连；所述采样电阻的信号输出端通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的B通道的同相端相连，所述双通道运算放大器的B通道的同相端再通过所述电阻接参考地，所述采样电阻的信号输出端通过所述电阻与所述双通道运算放大器的B通道的反相端相连，所述双通道运算放大器的B通道的反相端再通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的B通道的输出端相连；所述双通道运算放大器的负极与参考地相连；所述电源电容一端与所述双通道运算放大器的正极和所述外部电源的正极连接，所述电源电容另一端与参考地相连；所述参考地均相连于同一点。
[0012]更加优选的，所述放大电阻值为所述电阻值乘以放大倍数。
[0013]更加优选的，不同的所述信号调理电路的连接关系为并联。
[0014]更加优选的，所述信号调理电路包括滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的一端与所述电流取样电路相连，所述滤波电阻的另一端分别与所述滤波电容的一端和所述微处理器相连，所述滤波电容的另一端接参考地。
[0015]更加优选的，所述信号调理电路的输出信号为所述电流取样电路的输出信号的有效值，所述有效值的计算公式是:被测的所述采样电阻的电流的有效值X所述采样电阻的电阻值X所述电流取样电路的放大倍数。
[0016]本实用新型的工作过程是:通过采样电阻得到与电流成比例的初始电压信号，经过电流取样电路将微 弱的初始电压信号放大，但是其仍然为正弦波；再通过信号调理电路将正弦波电压信号滤波后，变成平稳的电压值，输出给微处理器。
[0017]其中，被测的所述采样电阻的电流的有效值，其中的有效值(Effectivevalue)为在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所损失的电能相等的话，则把该直流电流(电压)的大小作为交流电流(电压)的有效值，正弦电流(电压)的有效值等于其最大值(幅值)的1/V^，约0.707倍。在正弦交流电流
电中根据热等效原理，定义电流和电压的有效值为其瞬时值在一个周期内的方均根值。
[0018]本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0019]本实用新型提供了一种储能柜电池电量检测系统，本实用新型将储能柜正弦波信号转化为平稳的信号，微处理器得到的电流值稳定性高，提高了电量估算的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1中示例性地示出了本实用新型的电路结构图；
[0021]图1中所示的附图标记如下:1、采样电阻，2、电流取样电路，3、信号调理电路，4、微处理器；
[0022]电流取样电路中Rl为电阻，R2为放大电阻，Cl为电源电容，5为双通道运算放大器，6为外部电源；
[0023]双通道运算放大器中V+为双通道运算放大器的正极，V-为双通道运算放大器的负极，-1NA为A通道的反相端，+INA为A通道的同相端，OUTA为A通道的输出端，-1NB为B通道的反相端，+INB为B通道的同相端，OUTB为B通道的输出端；
[0024]信号调理电路中R3为滤波电阻，C2为滤波电容。
【具体实施方式】
[0025]为了更好地理解本实用新型所解决的技术问题、所提供的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型的实施，但并不用于限定本实用新型。
[0026]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种储能柜电池电量检测系统。[0027]在优选的实施例中，图1示例性地示出了本实用新型的结构示意图，包括:采样电阻1、电流取样电路2、信号调理电路3和微处理器4 ；
[0028]所述采样电阻1、所述电流取样电路2、所述信号调理电路3和所述微处理器4具有相同的参考地；所述采样电阻I的一端与参考地连接，所述采样电阻I的另一端与所述电流取样电路2连接，所述电流取样电路2与所述信号调理电路3连接，所述信号调理电路3与所述微处理器4连接。
[0029]在更加优选的实施例中，所述采样电阻I的数量至少为I个；不同的所述采样电阻I之间为并联。
[0030]在更加优选的实施例中，所述电流取样电路2与所述采样电阻I的同一点或不同点连接。
[0031]在更加优选的实施例中，所述电流取样电路2为信号放大电路，所述信号放大电路的放大倍数范围是10?100。
[0032]在更加优选的实施例中，所述电流取样电路2包括电阻Rl和放大电阻R2、双通道运算放大器5、电源电容Cl和外部电源6 ;所述采样电阻I的信号输出端通过所述电阻Rl与所述双通道运算放大器5的A通道的同相端+INA相连，所述双通道运算放大器5的A通道的同相端+INA再通过所述放大电阻R2接参考地，所述双通道运算放大器5的A通道的反相端-1NA通过所述电阻Rl接参考地，所述双通道运算放大器5的A通道的反相端-1NA再通过所述放大电阻R2与所述双通道运算放大器5的A通道的输出端OUTA相连；所述采样电阻I的信号输出端通过所述放大电阻R2与所述双通道运算放大器5的B通道的同相端+INB相连，所述双通道运算放大器5的B通道的同相端+INB再通过所述电阻Rl接参考地，所述采样电阻I的信号输出端通过所述电阻Rl与所述双通道运算放大器5的B通道的反相端-1NB相连，所述双通道运算放大器5的B通道的反相端-1NB再通过所述放大电阻R2与所述双通道运算放大器5的B通道的输出端OUTB相连；所述双通道运算放大器5的负极V-与参考地相连；所述电源电容Cl 一端与所述双通道运算放大器5的正极V+和所述外部电源6的正极连接，所述电源电容Cl另一端与参考地相连；所述参考地均相连于同一点。
[0033]在更加优选的实施例中，所述放大电阻R2值为所述电阻Rl值乘以放大倍数。
[0034]在更加优选的实施例中，不同的所述信号调理电路3的连接关系为并联。
[0035]在更加优选的实施例中，所述信号调理电路3包括滤波电阻R3和滤波电容Cl，所述滤波电阻R3的一端与所述电流取样电路2相连，所述滤波电阻R3的另一端分别与所述滤波电容Cl的一端和所述微处理器4相连，所述滤波电容Cl的另一端接参考地。
[0036]在更加优选的实施例中，所述信号调理电路3的输出信号为所述电流取样电路2的输出信号的有效值，所述有效值的计算公式是:被测的所述采样电阻的电流的有效值X所述采样电阻I的电阻值X所述电流取样电路2的放大倍数。
[0037]具体的实施例:
[0038]本实用新型的工作过程是:采样电阻I将电池组充、放电初始电流信号转化成电压信号，电流取样电路2将初始电压信号放大一定倍数，R2/R1为放大倍数；信号调理电路3将放大后的电压信号进行滤波处理，并将正弦波信号变为其有效值，微处理器4对平稳信号进行采样，得到电压的数字值，电流值=电压值/ (放大倍数X采样电阻值)。采用安时积分法对电量进行估算。
[0039]在充、放电时电流都流过采样电阻时，电流方向是相反的，充、放电时采样电阻上的信号是不同的，因此使用A通道对放电电流进行取样，B通道对充电电流进行取样。A通道取样时，采样电阻信号输出端经电阻Rl接到同相端+INA，同时同相端+INA经电阻R2接参考地，反相端-1NA经电阻Rl接参考地，经电阻R2接到输出端OUTA。B通道取样时，采样电阻信号输出端经电阻R2接到同相端+INB，同时同相端+INB经电阻Rl接参考地，采样电阻信号输出端经电阻Rl接到反相端-1NB，同时反相端-1NB经电阻R2到输出端0UTB。
[0040]以上通过优选的和具体的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的基本原理之内，所作的任何修改、组合及等同替换等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种储能柜电池电量检测系统，其特征在于，包括:采样电阻、电流取样电路、信号调理电路和微处理器；所述采样电阻、所述电流取样电路、所述信号调理电路和所述微处理器具有相同的参考地；所述采样电阻的一端与参考地连接，所述采样电阻的另一端与所述电流取样电路连接，所述电流取样电路与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路与所述微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述采样电阻的数量至少为I个；不同的所述采样电阻之间为并联。
3.根据权利要求1所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述电流取样电路与所述采样电阻的同一点或不同点连接。
4.根据权利要求1所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述电流取样电路为信号放大电路，所述信号放大电路的放大倍数范围是10?100。
5.根据权利要求1、3或4所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述电流取样电路包括电阻和放大电阻、双通道运算放大器、电源电容和外部电源；所述采样电阻的信号输出端通过所述电阻与所述双通道运算放大器的A通道的同相端相连，所述双通道运算放大器的A通道的同相端再通过所述放大电阻接参考地，所述双通道运算放大器的A通道的反相端通过所述电阻接参考地，所述双通道运算放大器的A通道的反相端再通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的A通道的输出端相连；所述采样电阻的信号输出端通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的B通道的同相端相连，所述双通道运算放大器的B通道的同相端再通过所述电阻接参考地，所述采样电阻的信号输出端通过所述电阻与所述双通道运算放大器的B通道的反相端相连，所述双通道运算放大器的B通道的反相端再通过所述放大电阻与所述双通道运算放大器的B通道的输出端相连；所述双通道运算放大器的负极与参考地相连；所述电源电容一端与所述双通道运算放大器的正极和所述外部电源的正极连接，所述电源电容另一端与参考地相连；所述参考地均相连于同一点。
6.根据权利要求5所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述放大电阻值为所述电阻值乘以放大倍数。
7.根据权利要求1所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，不同的所述信号调理电路的连接关系为并联。
8.根据权利要求1或7所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述信号调理电路包括滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的一端与所述电流取样电路相连，所述滤波电阻的另一端分别与所述滤波电容的一端和所述微处理器相连，所述滤波电容的另一端接参考地。
9.根据权利要求1或4所述的储能柜电池电量检测系统，其特征在于，所述信号调理电路的输出信号为所述电流取样电路的输出信号的有效值，所述有效值的计算公式是:被测的所述采样电阻的电流的有效值X所述采样电阻的电阻值X所述电流取样电路的放大倍数。
【文档编号】G01R19/00GK203745618SQ201420070891
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】皮雳, 李振光 申请人:北京海特远舟新能源科技有限公司