I/O资源，组选 节选都用PC口来控制，只需要增加两个锁存器74肥573，如图4所示，PA3为高电平时，选中 组选74肥573，可W控制对任何一组的单体电池进行电压采样，再将PA3拉低，将PA4设置为 高，选中节选74肥573,就可W依次对组内各单体电池进行电压采样。因此，PC口的8个1/ 0 口最多可W控制4组，每组7个单体电池，共28个单体电池所串联而成的电池组的单体电 压采样（在该里是W8个单体电池分成2组，每组4个为例来说明的）。
[0062] 根据运算放大器虚短、虚断的特性，可算得：
[0063]
【主权项】
1. 动力电池状态监测系统，其特征在于：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、用于采集动力电池温度的温度 采集模块以及用于显示采集信息的显示模块； 其中，电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块均通过信息处理单元与显示模 块相连。
2. 根据权利要求1所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的信息处理单元 采用ATMEGA16芯片，所述的ATMEGA16芯片自带8路独立的10位AD转换器，3个带PWM的 定时器； 所述的ATMEGA16芯片还包括与RESET引脚相连的复位电路及与ATMEGA16芯片的输入 输出引脚XTAL1、XTAL2连接的晶振电路； 所述晶振电路的晶振频率为8MHZ。
3. 根据权利要求2所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：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； 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。
4. 根据权利要求2所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：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、BT7以及BT8,其中，BT1的负极接地，电源BT5 的负极接电源BT4的正极； 所述的电压米集模块包括开关矩阵、差分放大器、第一锁存器以及第二锁存器。
5. 根据权利要求4所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的开关矩阵包括 与BT1的负极、BT3的负极以及BT4的正极分别连接的开关S00、开关S02以及开关S04,开 关S00、开关S02以及开关S04接开关S0B的一端，开关S0B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 ; 与电源BT2的负极、电源BT4的负极连接的开关S01以及开关S03,开关S01以及开关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与米样电压Vraf相连， 与电源BT5的负极、BI7的负极以及的BT8的正极连接的开关S10、开关S12以及开关S14,开关S10、开关S12以及开关S14接开关S1B的一端，开关S1B的另一端接电阻R1的 一端，电源BT6以及电源BT8的负极分别通过开关S11以及开关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R5以及电阻R6接 地，电阻R5的输出端接ATMEGA16芯片的ADC1引脚，差分放大器的输出端接ATMEGA16芯片 的ADC0引脚； 其中，开关SOA、SOB、S1A以及S1B的2号引脚分别接第一锁存器的Q0~Q3引脚，开 关S00、S01、S02、S03以及S04的2号引脚分别接第二锁存器的Q0~Q4引脚，开关S10、 Sll、S12、S13以及S14的2号引脚也接第二锁存器的Q0~Q4引脚；第一锁存器以及第二 锁存器的DO~D7引脚分别接ATMEGA16芯片的PCO~PC7引脚，第一锁存器的LE引脚接ATMEGA16芯片的PA3引脚，第二锁存器的LE引脚接ATMEGA16芯片的PA4引脚，第一锁存器 以及第二锁存器的/0E引脚均接地。
6. 根据权利要求5所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的开关SOA、S0B、 S1A、S1B、S00、S01、S02、S03、S04、S10、S11、S12、S13 以及S14 均采用光耦开关，每个光耦开 关均包括发光二极管以及光敏三极管；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芯片连接， 其中，开关SO1、S03、S11以及S13中光敏三极管的集电极分别接电源BT2的负极、电源BT4的负极、电源BT6以及电源BT8的负极，开关S01及S03中光敏三极管的发射极均与开 关S0A的一端相连，开关S11以及S13中光敏三极管的发射极均与开关S1A的一端相连； 其中，开关S00、S02、S04、S10、S12以及S14中光敏三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的负极以及的BT8的正极，开关S00、S02、 S04中光敏三极管的发射极均与开关SOB的一端连接，开关S10、S12以及S14中光敏三极 管的发射极均与开关S1B的一端相连。
7. 根据权利要求2所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的电流采集模块 包括分流器、仪表放大器以及电压跟随器； 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芯片的ADC2引脚相连，且电压跟随器的正相输入端通过电容C4接地。
8. 根据权利要求7所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的分流器采用规 格为10A/75mV的分流电阻RM。
9. 根据权利要求2所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：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芯片的TO7引脚相连，且TO7 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。
10. 根据权利要求2所述的动力电池状态监测系统，其特征在于：所述的显示模块采用 1602字符型IXD，该1602字符型IXD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芯片的PD4~PD6引脚对应相连，7~14脚接ATMEGA16 芯片的D0~D7引脚； 所述的ATMEGA16芯片的DA、DU、DT分别通过开关接地。
【专利摘要】本实用新型属于电动车辆电池管理系统领域，具体涉及一种动力电池状态监测系统，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、用于采集动力电池温度的温度采集模块以及用于显示采集信息的显示模块，其中，电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块均通过信息处理单元与显示模块相连，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，然后将这些状态信息放在显示模块进行显示。
【IPC分类】B60L11-18, G01R31-36
【公开号】CN204405809
【申请号】CN201520083010
【发明人】张新荣, 吴佳祥, 刘美红, 李 杰, 顾鹏
【申请人】长安大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月5日