多量程二次电池特性曲线测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电池电量测试仪，具体涉及一种多量程二次电池特性曲线测量装置。
【背景技术】
[0002]二次电池的剩余电量(SOC)估测一直是人们十分关心的内容。在现有的电量检测装置中，需要使用预先测得的电池开路电压(OCV)与SOC的关系曲线(以下简称为OCV曲线)。然而，在测量OCV曲线过程中，要求放电后静置I至2个小时再进行开路电压的测量，OCV曲线的测试依靠人工完成，整个测量过程费时费力。目前，市面上没有专门的OCV曲线测量装置，某些电池容量测试仪带有OCV曲线测量的功能，但大多昂贵，而且只能测量特定电压范围内的电池，测量时受到极大限制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种多量程二次电池特性曲线测量装置，它能实现电池OCV-SOC数据曲线测量的智能化，且能实现多量程的测试，适用于多种电池。
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有用于测试控制和数据处理的微控制器，用于供电和与外连计算机通信的串口通信及供电模块，用于存储测试数据的存储器，用于执行电池放电和关断的放电及关断电路，用于微控制器选通该模块时采集放电回路电流的电流采集电路，用于微控制器选通该模块时采集电池电压的电压采集电路，用于调整测试量程的量程调整模块，用于显示放电状态及放电数据的显示器，电压采集电路和电流采集电路经AD转换器连接微控制器的数据输入端。
[0005]通过电压采集电路检测电池的开路电压，通过放电及关断电路和电流采集电路检测电池的放电电流，且由微控制器控制测试暂停时间，并由微控制器进行数据处理获得OCV-SOC数据；通过量程调整模块能够改变电池测试的量程。所以本实用新型具有如下的优点:实现了电池OCV-SOC数据曲线测量的智能化，具有多个测试量程，扩大了测量的范围。
【附图说明】
[0006]本实用新型的【附图说明】如下:
[0007]图1为本实用新型的结构图；
[0008]图2为本实用新型的电路图。
[0009]图中:1.微控制器；2.串口通信及供电模块；3.存储器；4.放电及关断电路；5.电压采集电路；6.电流采集电路；7.量程调整模块；8.显示器。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0011]如图1所示，本实用新型包括，用于测试控制和数据处理的微控制器1，用于供电和与外连计算机通信的串口通信及供电模块2，用于存储测试数据的存储器3，用于执行电池放电和关断的放电及关断电路4，用于微控制器选通该模块时采集放电回路电流的电流采集电路6，用于微控制器选通该模块时采集电池电压的电压采集电路5，用于调整测试量程的量程调整模块7，用于显示放电状态及放电数据的显示器8，电压采集电路5和电流采集电路6经AD转换器连接微控制器I的数据输入端。
[0012]如图2所示,放电及关断电路4包括场效应管Ql,场效应管Ql漏极连接电池正极，场效应管Ql源极经过限流电阻R7连接电流采集电路6，场效应管Ql栅极经过由稳压管D1、电阻R5和电阻R6组成的保护电路连接微控制器I的第一控制输出端。当微控制器I的第一控制输出端输出为高电位时，场效应管Ql导通，电池正极通过限流电阻R7和电流采集电路6放电，当微控制器I的第一控制输出端无控制信号时，场效应管Ql导通截止，电池放电断开。
[0013]如图2所示，电流采集电路6包括选通场效应管Q2、电位器Rl和缓冲电容Cl，电位器Rl与缓冲电容Cl并联，并联的高电位端串接在限流电阻R7的低电位端，并联的低电位端接地，选通场效应管Q2漏极连接电位器Rl的高电位端，选通场效应管Q2栅极连接微控制器I的第二控制输出端，选通场效应管Q2源极连接AD转换器的输入端。当微控制器I的第二控制输出端输出位高电位时，选通场效应管Q2被选通，通过测量电位器Rl上的电压来间接得到放电回路电流值，电位器Rl上的电压通过选通场效应管Q2传送到AD转换器进行模数转换，并传送到微控制器I的数据输入端。
[0014]如图2所示，电压采集电路5包括开关管Q3、选通场效应管Q4、分压电位器R2、分压电阻R3和缓冲电容C2，开关管Q3漏极连接电池正极，开关管Q3栅极与选通场效应管Q4栅极合并接入微控制器I的第三控制输出端，开关管Q3源极连接分压电位器R2，分压电阻R3与缓冲电容C2并联后接入分压电位器R2的低电位端，分压电阻R3与缓冲电容C2并联的低电位接地，选通场效应管Q4漏极连接分压电阻R3的高电位端，选通场效应管Q2源极与选通场效应管Q2源极合并连接AD转换器的输入端。AD转换器的输入端设有由电阻R4与电容C2组成的滤波电路。当电池静置足够长时间后，开关管Q3、选通场效应管Q4被同时选通，微控制器I通过AD转换器进行电压值的采集。大部分时间，微控制器I不进行电压采集，开关管Q3关断电压采集电路5，避免了电池电流的泄漏，提高了测量的精度。
[0015]量程调整模块7由电位器Rl和分压电位器R2组成，电位器Rl和分压电位器R2为带有标度的联动式组合电位器。通过R1、R2的等比例调节，可以实现多量程测量，扩大了本实用新型的适用范围。
[0016]本实用新型的工作过程是:调节量程调整模块7，将电位器Rl与分压电位器R2等比例调节到合适标度位置并锁紧；接入充满电的待测电池，启动电源开关；
[0017]首先，微控制器I指示测量电池的开路电压，开路电压数据存入存储器3 ;然后控制电池小电量放电，获得电流数据，对回路电流进行积分，计算出消耗的电量，存入存储器3 ;经过指定时间的放电，系统进入中断，关断放电及关断电路4并静置2小时，再进行下一轮开路电压的测量和放电电流测量。经过多个循环后，当电池电压下降到欠压保护电压点时，系统自动进入中断，静置两小时后测量电池开路电压并存入数据，调出各放电阶段消耗的电量数据，计算出与测得的开路电压对应的剩余电量(SOC)，再存入存储器3;
[0018]微控制器I交替选通电压采集电路5、放电及关断电路4和电流采集电路6，并采集一系列的电压和电流数据，在显示器8上显示出来，测量结束，在显示屏上显示“测量已完成”ocv-soc表，以及电池容量等信息。得到OCV-SOC数据后，可用上位机自由进行访问。
[0019]本实用新型具有的优点:
[0020]1、电路简单，成本低；
[0021]2、利用带有标度的联动式组合电位器实现了多量程测量，扩大了测量的范围；
[0022]3、采用16位AD转换器，通过交替选通的方式进行电压、电流的测量，保证精度的同时降低了成本；
[0023]4、电压采集模块的开关管Q3在不进行电压采集时保持关断状态，减少了电池电压测量的漏电流，提高了测量精度。
【主权项】
1.多量程二次电池特性曲线测量装置，包括 用于测试控制和数据处理的微控制器(I )， 用于供电和与外连计算机通信的串口通信及供电模块(2 )， 用于存储测试数据的存储器(3)，其特征是，还包括: 用于执行电池放电和关断的放电及关断电路(4)， 用于微控制器选通该模块时采集放电回路电流的电流采集电路(6 )， 用于微控制器选通该模块时采集电池电压的电压采集电路(5 )， 用于调整测试量程的量程调整模块(7)， 用于显示放电状态及放电数据的显示器(8 )， 电压采集电路(5 )和电流采集电路(6 )经AD转换器连接微控制器(I)的数据输入端。
2.根据权利要求1所述的多量程二次电池特性曲线测量装置，其特征是，所述的放电及关断电路(4)包括场效应管Q1，场效应管Ql漏极连接电池正极，场效应管Ql源极经过限流电阻R7连接电流采集电路(6)，场效应管Ql栅极经过由稳压管D1、电阻R5和电阻R6组成的保护电路连接微控制器(I)的第一控制输出端。
3.根据权利要求2所述的多量程二次电池特性曲线测量装置，其特征是，所述电流采集电路(6)包括选通场效应管Q2、电位器Rl和缓冲电容Cl，电位器Rl与缓冲电容Cl并联，并联的高电位端串接在限流电阻R7的低电位端，并联的低电位端接地，选通场效应管Q2漏极连接电位器Rl的高电位端，选通场效应管Q2栅极连接微控制器(I)的第二控制输出端，选通场效应管Q2源极连接AD转换器的输入端。
4.根据权利要求3所述的多量程二次电池特性曲线测量装置，其特征是，所述电压采集电路(5)包括开关管Q3、选通场效应管Q4、分压电位器R2、分压电阻R3和缓冲电容C2，开关管Q3漏极连接电池正极，开关管Q3栅极与选通场效应管Q4栅极合并接入微控制器(I)的第三控制输出端，开关管Q3源极连接分压电位器R2，分压电阻R3与缓冲电容C2并联后接入分压电位器R2的低电位端，分压电阻R3与缓冲电容C2并联的低电位接地，选通场效应管Q4漏极连接分压电阻R3的高电位端，选通场效应管Q2源极与选通场效应管Q2源极合并连接AD转换器的输入端。
5.根据权利要求4所述的多量程二次电池特性曲线测量装置，其特征是，所述量程调整模块(7)由电位器Rl和分压电位器R2组成，电位器Rl和分压电位器R2为带有标度的联动式组合电位器。
【专利摘要】本实用新型公开了多量程二次电池特性曲线测量装置，它包括用于测试控制和数据处理的微控制器，用于供电和与外连计算机通信的串口通信及供电模块，用于存储测试数据的存储器，用于执行电池放电和关断的放电及关断电路，用于微控制器选通该模块时采集放电回路电流的电流采集电路，用于微控制器选通该模块时采集电池电压的电压采集电路，用于调整测试量程的量程调整模块，用于显示放电状态及放电数据的显示器，电压采集电路和电流采集电路经AD转换器连接微控制器的数据输入端。所以本实用新型具有如下的优点：实现了电池OCV-SOC数据曲线测量的智能化，具有多个测试量程，扩大了测量的范围。
【IPC分类】G01R31-36
【公开号】CN204330999
【申请号】CN201520005345
【发明人】王路平, 崔英哲, 王哲
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月6日