动力电池状态监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电动车辆电池管理系统领域，具体设及一种动力电池状态监测系 统。
【背景技术】
[0002] 在动力电池使用的过程中，电池组可能会面临一系列的问题。比如过充、过放W及 短路等；由于电池特性的复杂性，生产厂商无法保证电池组中每节单体电池的性能一致，而 且该种电池间性能的差异在不采取措施的情况下会随着使用时间的加长而加剧；动力电池 都会有自放电效应，即在不工作状态下内部仍然会进行缓慢的化学反应，而该种化学反应 必然会伴随着能量的消耗，有时甚至会造成电池的不可逆转的损坏；动力电池的剩余电量 是判断电动车辆续驶里程的必要条件，必须通过电池的状态信息才能得到。要解决W上种 种问题，必须对电池组进行有效的管理，而电池管理的前提就是要能够对电池的充放电状 态进行准确实时的监测。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种实用性比较 强、信息采集精度较高的动力电池状态监测系统。
[0004] 为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案为；包括信息处理单元、用于采集动 力电池电压的电压采集模块、用于采集动力电池电流的电流采集模块、用于采集动力电池 电压的温度采集模块W及用于显示采集信息的显示模块；
[0005] 其中，电压采集模块、电流采集模块W及温度采集模块均通过信息处理单元与显 示模块相连。
[0006] 所述的信息处理单元采用ATMEGA16巧片，所述的ATMEGA16巧片自带8路独立的 10位AD转换器，3个带PWM的定时器；
[0007] 所述的ATMEGA16巧片还包括与RESET引脚相连的复位电路及与ATMEGA16巧片的 输入输出引脚XTAL1、XTAL2连接的晶振电路；
[000引所述晶振电路的晶振频率为8MHZ。
[0009] 所述的复位电路包括一端接地的开关K1，开关K1的另一端与电阻R7的一端相连， 电阻R7的另一端与电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地，且电容C1的一端还与RESET 引脚相连，RESET引脚通过电阻R8与电源VCC相连；
[0010] 所述的晶振电路包括跨接在XTAL1、XTAL2之间的晶体振荡器Y1，该晶体振荡器Y1 与相互并联的微调电容C2、C3 -端相连，C2、C3的另一端均接地。
[0011] 所述的动力电池包括第一电池组和第二电池组，所述的第一电池组包括依次串联 的电源BT1、BT2、BT3、BT4,所述的第二电池组包括依次串联的电源BT5、BT6、BT7W及BT8， 其中，BT1的负极接地，电源BT5的负极接电源BT4的正极；
[0012] 所述的电压采集模块包括开关矩阵、差分放大器、第一锁存器W及第二锁存器。
[0013] 所述的开关矩阵包括与BTl的负极、BT3的负极w及BT4的正极分别连接的开关 S00、开关S02W及开关S04,开关S00、开关S02W及开关S04接开关SOB的一端，开关SOB 的另一端与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端接差分放大器的反相输入端，在电阻R1 与差分放大器的反相输入端之间还设置有与差分放大器输出端连接的电阻R4 ;
[0014] 与电源BT2的负极、电源BT4的负极连接的开关SOIW及开关S03,开关SOIW及 开关S03接开关S0A的一端，开关S0A的另一端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接 差分放大器的正相输入端，差分放大器的正相输入端通过电阻R3与采样电压相连，
[0015] 与电源BT5的负极、BT7的负极W及的BT8的正极连接的开关S10、开关S12W及 开关S14,开关S10、开关S12W及开关S14接开关S1B的一端，开关S1B的另一端接电阻R1 的一端，电源BT6W及电源BT8的负极分别通过开关S11W及开关S13接开关S1A的一端， 开关S1A的另一端接电阻R2的一端，所述的电源BT8的正极依次通过电阻R5W及电阻R6 接地，电阻R5的输出端接ATMEGA16巧片的ADC1引脚，差分放大器的输出端接ATMEGA16巧 片的ADC0引脚；
[0016] 其中，开关S0A、S0B、S1AW及S1B的2号引脚分别接第一锁存器的Q0~Q3引脚， 开关S00、S01、S02、S03W及S04的2号引脚分别接第二锁存器的Q0~Q4引脚，开关S10、 S11、S12、S13W及S14的2号引脚也接第二锁存器的Q0~Q4引脚；第一锁存器W及第二 锁存器的DO~D7引脚分别接ATMEGA16巧片的PC0~P口引脚，第一锁存器的LE引脚接 ATMEGA16巧片的PA3引脚，第二锁存器的LE引脚接ATMEGA16巧片的PA4引脚，第一锁存器 W及第二锁存器的/0E引脚均接地。
[0017] 所述的开关S0A、SOB、S1A、S1B、S00、SOI、S02、S03、S04、S10、S11、S12、S13W及 S14均采用光禪开关，每个光禪开关均包括发光二极管W及光敏=极管；所述的每个发光 二极管的阳极通过电阻R接电源，每个发光二极管的阴极通过锁存器与ATMEGA16巧片连 接，
[001引其中，开关S01、S03、S11化及S13中光敏S极管的集电极分别接电源BT2的负极、 电源BT4的负极、电源BT6W及电源BT8的负极，开关SOI及S03中光敏S极管的发射极均 与开关S0A的一端相连，开关S11W及S13中光敏S极管的发射极均与开关S1A的一端相 连；
[0019] 其中，开关S00、S02、S04、S10、S12W及S14中光敏S极管的集电极分别接电源 BT1的负极、BT3的负极、BT4的正极、BT5的负极、BT7的负极W及的BT8的正极，开关S00、 S02、S04中光敏S极管的发射极均与开关SOB的一端连接，开关S10、S12W及S14中光敏 S极管的发射极均与开关S1B的一端相连。
[0020] 所述的电流采集模块包括分流器、仪表放大器W及电压跟随器；
[0021] 所述的分流器与动力电池串联，分流器的两端分别接仪表放大器的正相输入管脚 3和反相输入管脚2,仪表放大器的供电管脚4和7分别连接+15V、-15V稳压直流电，仪表 放大器接地管脚5接地，仪表放大器的管脚1和管脚8通过电阻R11连接，仪表放大器的输 出管脚6与电压跟随器的正相输入端相连，电压跟随器的反相输入端及电压跟随器的输出 端均与ATMEGA16巧片的ADC2引脚相连，且电压跟随器的正相输入端通过电容C4接地。
[0022] 所述的分流器采用规格为10A/75mV的分流电阻RM。
[0023] 所述的温度采集模块若干组相互并联的DS18B20型数字温度传感器，每个 DS18B20型数字温度传感器的1脚均接地，每个DS18B20型数字温度传感器的2脚均与ATMEGA16巧片的PD7引脚相连，且PD7引脚通过电阻R10与电源相连，每个DS18B20型数字 温度传感器的3脚均电源。
[0024] 所述的显示模块采用1602字符型LCD,该1602字符型LCD的1脚和16脚接地，2 脚和15脚接电源，3脚通过滑动电阻R14接地，4~6脚与ATMEGA16巧片的PD4~PD6引 脚对应相连，7~14脚接ATMEGA16巧片的DO~D7引脚；
[00巧]所述的ATMEGA16巧片的DA、DU、DT分别通过开关接地。
[0026] 与现有技术相比，本实用新型具有W下有益效果；在电压采集方面，采用了开关矩 阵、差分运算放大器与锁存器=者相结合；在电流采集方面，采用分流器与高精度仪表放大 器AD620相结合，采集出来的信号经过一个电压跟随器，得到一个稳定的电压信号后再送 到单片机进行AD转换；在温度采集方面，选用数字温度传感器DS18B20 ;在信息显示方面， 综合整个系统的显示要求，选用了操作简单，价格便宜的1602液晶。本实用新型能够准确 实时地采集电池组的总电压、总电流，各个单体电池的电压，各个单体电池的温度等状态信 息，然后将该些状态信息放在显示模块进行显示。
【附图说明】