锂电池监控系统的制作方法

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池监控系统。

背景技术：

目前，锂电池虽然应用广泛，但是在具体使用时会存在风险，比如当电池因短路等原因达到一定温度并起火，同时因电池空间密闭容易导致爆炸，现有的对于电池的监控，比如专利申请号为cn201810405356，申请名称为一种电池温度监控系统，其能够对于电池的温度进行获取，但实际上电池温度过高只是结果，该监控系统并未获取电池温度过高之前的实时状态，未全面对电池进行监控，监控数据过于单一。

因此，现有技术有待于改善。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种锂电池监控系统，旨在解决背景技术中所提及的技术问题，以通过对于锂电池的温度、电流、电压进行获取，以通过显示模块将锂电池更多数据显示出来，达到全面监控的技术效果和便于监控的技术效果。

本发明的一种锂电池监控系统，包括电池组、与电池组连接的电压采集模块、主控模块、与主控模块连接的电流采集模块、与主控模块连接的温度采集模块、主控模块、通讯模块和与主控模块连接的显示模块，电压采集模块用于获取电池组的电压并发送至主控模块，电流采集模块用于获取电池组的电流并发送至主控模块，温度采集模块用于获取电池组的温度并发送至主控模块，主控模块与通讯模块连接。

优选地，还包括与通讯模块连接的监控终端，主控模块将温度、电压和电流经通讯模块发送至监控终端。

优选地，还包括总正继电器模块和总负继电器模块，总正继电器模块和总负继电器模块均与主控模块连接。

优选地，电压采集模块包括第十七芯片和第八芯片，第十七芯片的第二插脚与电池组连接，第十七芯片的第六插脚与第八十一电阻一端连接，第八十一电阻另一端同时与第五十三电容一端、第八十三电阻一端和第八芯片的第二插脚连接，第十七芯片的第七插脚与第八十电阻一端连接，第八十电阻另一端与第八芯片的第三插脚连接，第五十三电容另一端同时与第八十三电阻另一端、第八芯片的第一插脚和主控模块连接。

优选地，电流采集模块包括第二十芯片、第二十二电容和第一百零三电阻，第二十芯片的第一插脚和第二插脚均与总正继电器模块连接，第二十芯片的第三插脚和第四插脚均与第二十插座的第二插脚连接，第二十插座的第一插脚同时与第一ptc热恢复保险丝一端和第二ptc热恢复保险丝一端连接，第二十芯片的第七插脚经第二十电阻与第一百零三电阻一端连接，第一百零三电阻另一端与主控模块连接。

优选地，温度采集模块包括与主控芯片连接的第三十芯片和第四十八电阻，第三十芯片的第一插脚接地，第三十芯片的第二插脚与第四十八电阻一端连接，第四十八电阻另一端同时与第三十芯片的第三插脚和第十九电容一端连接，第十九电容另一端接地。

优选地，总正继电器模块包括第四开关组件、第四十五电阻、第六十三电阻和第二三极管，第四开关组件与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极同时与第四十五电阻一端和第六十三电阻一端连接，第四十五电阻另一端与主控模块连接，第二三极管的发射极同时与第六十三电阻另一端和地连接。

优选地，电池组包括锂离子电池。

本发明的锂电池监控系统，有益效果如下：对于锂电池的温度、电流、电压进行获取，并通过显示模块将锂电池的上述相关数据显示出来，达到全面监控的技术效果和便于监控的技术效果。

附图说明

图1为本发明锂电池监控系统的原理框图；

图2为本发明锂电池监控系统中主控模块的电路连接示意图；

图3为本发明锂电池监控系统中电压采集模块的电路连接示意图；

图4为本发明锂电池监控系统中电流采集模块的电路连接示意图；

图5为本发明锂电池监控系统中温度采集模块的电路连接示意图；

图6为本发明锂电池监控系统中显示连接电路的电路连接示意图；

图7为本发明锂电池监控系统中按键模块的电路连接示意图；

图8为本发明锂电池监控系统中can总线模块的电路连接示意图；

图9为本发明锂电池监控系统中通讯模块的电路连接示意图；

图10为本发明锂电池监控系统中总正继电器模块的电路连接示意图；

图11为本发明锂电池监控系统中总负继电器模块的电路连接示意图；

图12为本发明锂电池监控系统中电池组的电路连接示意图；

图13为本发明锂电池监控系统中报警模块的电路连接示意图；

图14为本发明锂电池监控系统中加热模块的电路连接示意图；

图15为本发明锂电池监控系统中散热模块的电路连接示意图；

图16为本发明锂电池监控系统中风扇模块的电路连接示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本发明的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。

参考图1，图1为本发明锂电池监控系统的原理框图。

本发明的一种锂电池监控系统，包括电池组20、与电池组20连接的电压采集模块21、主控模块10、与主控模块10连接的电流采集模块23、与主控模块连接的温度采集模块22、通讯模块25和与主控模块连接的显示模块24，电压采集模块用于获取电池组的电压并发送至主控模块，电流采集模块用于获取电池组的电流并发送至主控模块，温度采集模块用于获取电池组的温度并发送至主控模块，主控模块与通讯模块连接。本发明的锂电池监控系统，有益效果如下：对于锂电池的温度、电流、电压进行获取，并通过显示模块将锂电池的上述相关数据显示出来，达到全面监控的技术效果和便于监控的技术效果。更具体地，还包括与通讯模块连接的监控终端，主控模块将温度、电压和电流经通讯模块发送至监控终端，监控终端包括手机、ipad或者电脑。

对于电池组的电路连接示意图，如图12所示；主控模块10的电路连接示意图，如图2所示；主控模块包括第一主控芯片p9，具体型号为mc9s12dg128bmpv。如图3所示，电压采集模块包括第十七芯片p17和第八芯片u8，第十七芯片的第二插脚vin与电池组连接，第十七芯片的第六插脚vout-与第八十一电阻r81一端连接，第八十一电阻另一端同时与第五十三电容c53一端、第八十三电阻r83一端和第八芯片的第二插脚-ina连接，第十七芯片的第七插脚vout+与第八十电阻r80一端连接，第八十电阻r80另一端与第五十二电容c52一端、第八十二电阻r82一端和第八芯片的第三插脚+ina连接，第五十三电容另一端同时与第八十三电阻另一端、第八芯片的第一插脚outa和主控模块连接；第十七芯片的具体型号为acpl-c87；第八芯片u8的具体型号为opa2379。本优选实时例对于电压采集模块进行具体结构限定，以实现获取电池组的电压功能。即选用低ppm值的采样电阻，进行分压采样。采集电压更精准，电路简单，成本较低。后通过光电隔离芯片和运放芯片处理，可让不是同一电源系统的单片机采集并处理该信号，从而做到电源隔离和检测不属于同一系统的电源电压。

在上述实施例中，如图3所示，电压采集模块还包括第十八芯片p18、第九芯片u9、第十一芯片p11、第八十五电阻r85和第八十六电阻r86，第十八芯片p18的第二插脚vin与电池组连接，第十八芯片p18的第七插脚vout+与第八十五电阻r85一端连接，第八十五电阻r85另一端与第八芯片u8的第五插脚+inb连接；第十八芯片p18的第六插脚vout-与第八十六电阻r86一端连接，第八十六电阻r86另一端与第八芯片的第六插脚-inb连接；第十一芯片p11的第七插脚vout+与第九十六电阻r96一端连接，第九十六电阻r96另一端与第九芯片u9的第三插脚+ina连接，第十一芯片p11的第六插脚vout-与第九十七电阻r97一端连接，第九十七电阻r97另一端与第九芯片u9的第二插脚-ina连接。本优选实施例对于电压采集模块进行进一步电路结构限定，以能够针对当电池组为三节时，对于电池组的电压采集，而不局限于一节。

如图4所示，优选地，电流采集模块包括第二十芯片acs1、第二十二电容c22和第一百零三电阻r103，第二十芯片的第一插脚ip+和第二插脚ip+均与总正继电器模块连接，第二十芯片的第三插脚ip-和第四插脚ip-均与第二十插座u21的第二插脚连接，第二十插座的第一插脚同时与第一ptc热恢复保险丝fuse_1一端和第二ptc热恢复保险丝ptc2一端连接，第二十芯片的第七插脚out经第二十电阻r20与第一百零三电阻r103一端连接，第一百零三电阻r103另一端与主控模块连接。本优选实施例对于电流采集模块进行具体电路限定，以实现对于电池组的电流采集。芯片acs1（acs712elctr-20a-t）为电流霍尔传感器，该芯片串联在电池组中，该芯片将电流大小与电压做线性跟随，通过7脚输出到主控模块。主要优点：测量范围宽、高宽带、低噪声、导线引脚到信号引脚有2100v的安全隔离电压、低功耗，、低误差、电源导通通道内阻低（1.2毫欧）。

如图5所示，温度采集模块包括与主控芯片连接的第三十芯片p1和第四十八电阻r48，第三十芯片的第一插脚接地，第三十芯片的第二插脚与第四十八电阻一端连接，第四十八电阻另一端同时与第三十芯片的第三插脚和第十九电容一端连接，第十九电容c19另一端接地；本优选实施例对于温度采集模块进行具体限定，以实现对于电池组的温度采集功能。从图5可看出，温度采集模块包括四个温度采集单元，上述的电路描述为其中的一个温度采集单元；第三十芯片p1的具体型号为ds18b20；四个采集单元构成18650电池组温度检测的完整模块。单个ds18650u温度传感器位于两节18650电池之间。因此不需使用六个温度传感器。有益效果：降低成本的同时又能兼顾到所有单节电池检测温度，同时采取贴片形式隐藏于电池下方，可减少温度采集的偏差-热量衰减。

如图6所示，图6为本发明锂电池监控系统中显示连接电路的电路连接示意图；优选地，还包括显示连接电路，显示连接电路包括插口p12；以实现显示模块与插口p12连接，则显示模块能够将从主控模块所获取的电压、电流和温度显示出来。如图7所示，图7为本发明锂电池监控系统中按键模块的电路连接示意图；还包括按键模块，以提供用户的输入功能；实现人机交互体验。如图8所示，还包括can模块。如图9所示，图9为本发明锂电池监控系统中通讯模块的电路连接示意图，通讯模块为max232通信串口，可将对于锂电池所监控到的电压、电流和温度通过总线传输到上位机或其他系统。

如图10、图11所示，图10为本发明锂电池监控系统中总正继电器模块的电路连接示意图；图11为本发明锂电池监控系统中总负继电器模块的电路连接示意图；优选地，还包括总正继电器模块和总负继电器模块，总正继电器模块和总负继电器模块均与主控模块连接。优选地，总正继电器模块包括第四开关组件、第四十五电阻r45、第六十三电阻r63和第二三极管q2，第四开关组件与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极同时与第四十五电阻一端和第六十三电阻一端连接，第四十五电阻另一端与主控模块连接，第二三极管的发射极同时与第六十三电阻另一端和地连接；第四开关组件包括第四开关k4和第二二极管d2；总负继电器模块的具体电路参考图11所示；本优选实施例中，基于总正继电器模块和总负继电器模块，

如图13、图14、图15、图16所示，图13为本发明锂电池监控系统中报警模块的电路连接示意图；图14为本发明锂电池监控系统中加热模块的电路连接示意图；图15为本发明锂电池监控系统中散热模块的电路连接示意图；图16为本发明锂电池监控系统中风扇模块的电路连接示意图。还包括报警模块、加热模块、散热模块和风扇模块。以使得用户通过按键模块控制加热模块、散热模块和风扇模块对于电池进行加热或者散热，基于报警模块设置，当电池温度超过一定阈值时，启动报警功能而后进行散热以取消报警模块的蜂鸣；尤其适用于实验室的电池管理模拟。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。