智能电池充电测试仪的制作方法

本发明涉及新能源电池充电与检测领域，具体是一种智能电池充电测试仪。

背景技术：

随着现代化进程的加快，汽车的发展迅速加快，汽车是目前社会中主要的交通工具，我国汽车保有量达到3.22亿，数量巨大，现有汽车主要燃烧石油和天然气，石油和天然气都是不可再生资源，汽车消耗的能源非常多，对环境的影响较大，新能源的发展促进了新能源汽车的发展，新能源汽车占有率日益升高，新能源汽车依靠电池对汽车进行驱动，对环境的污染小，新能源汽车的电池成本很高，新能源汽车的电池主要以电池组的结构形式为主，新能源汽车当电池组出现问题，需要整组换掉，致使其电池的维修和维护成本非常高，目前还没有产品有效检测电池组内单体电池的好坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服新能源汽车电池组出现问题时需要整组换掉致使新能源汽车电池组维修和维护的成本非常高的问题，提供了一种智能电池充电测试仪，通过使用本发明，可以对新能源汽车电池组的电池进行检测分析，快速判断电池组内单体电池的好坏，使电池组损坏的时候不用整组替换，节约电池更换的成本。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

智能电池充电测试仪，包括微处理器、测试信号发生电路、电流检测回路、电池、电压检测回路a、电压检测回路b和信号处理电路，所述微处理器输出端与测试信号发生电路输入端连接并将产生的pwm信号发送至测试信号发生电路；测试信号发生电路输出端与电池和电流检测回路输入端连接，测试信号发生电路按照pwm频率中断形成交流测试信号，并将交流测试信号输送到电池和电流检测回路；电流检测回路的输出端与微处理器的输入端连接并将电流检测信号输入微处理器；电池正极与电压检测回路a连接，电压检测回路a的输出端与微处理器的输入端连接并将检测后的电池正极电压信号输入到微处理器；电压检测回路b的输入端与电池负极连接，电压检测回路b输出端与微处理器的输入端连接并将检测后的电池负极电压信号输入到微处理器；信号处理电路的输入端与电池正极和电池负极连接，信号处理电路的输出端与微处理器的输入端连接，并将电池正负极反馈的信号输入到微处理器。新能源汽车发展日益迅速，新能源汽车依靠电池对汽车进行驱动，对环境的污染小，新能源汽车的电池成本很高，新能源汽车的电池主要以电池组的结构形式为主，现有新能源汽车的电池组出现问题时，需要整组换掉，致使新能源汽车电池的维修和维护成本非常高，目前还没有有效检测电池组内单体电池好坏的产品和方法。本发明中微处理器产生pwm信号，信号处理电路接收pwm信号并产生交流测试信号，设计电流检测回路、电压检测回路a和电压检测回路b，对电池电流和电池正负极的电压进行检测，并将检测的信号输入到微处理器，可以对电池组中的单体电池进行检测，通过快速的检测，可以快速分析出单体电池的单体电池内部的衰老程度，以及可放电能力，当电池组损坏的时候，只需要更换掉电池组中损坏的单体电池，没有损坏的电池，可以重新组合后投入使用，其更换电池的成本将降低80％左右，减少污染物90％以上。

进一步的，所述测试信号发生电路包括mos管u6、电阻r12、二极管d3和电阻r25，所述mos管u6的栅极与微处理器连接，mos管u6的漏极与电阻r12连接，mos管u6的源极接地，二极管d3正极与电阻r25一端连接，二极管d3负极与电阻r12连接，电阻r25另一端接地，微处理器产生pwm信号传输给mos管u6，使mos管u6按照pwm频率中断。mos管把输入电压的变化转化为输出电流的变化，本发明中将mos管u6与微处理器连接，按照微处理器输出的pwm频率中断形成交流测试信号，并将信号输入电流检测回路和电池，交流测试信号进入到电流检测回路的同时交流测试信号通过电池输入到电压检测回路a、电压检测回路b，检测电池两级的电压。

进一步的，所述电流检测回路包括电阻r10、电阻r11、通道ch2、稳压二极管d5和电容c14，所述电阻r10一端与二极管d3负极连接，电阻r10另一端与通道ch2一端和电阻r11一端连接，电阻r11另一端接地，通道ch2另一端与微处理器连接，二极管d3正极与电池正极连接，稳压二极管d5、电容c14与电阻r11并联，二极管d3、电阻r10和电阻r11组成电流检测线路，再通过稳压二极管d5和电容c14的组成的滤波电路，将电流测试信号通过通道ch2输入到微处理器。本发明中电阻r10和电阻r11组成电流检测线路测试电池的电流，在电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出到微处理器的电流测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。

进一步的，所述电压检测回路a包括电阻r8、电阻r9、通道ch3、稳压二极管d4和电容c13，所述电阻r8一端与电池正极连接，电阻r8另一端和电阻r9一端和通道ch3一端连接，电阻r9另一端接地，通道ch3另一端与微处理器连接，稳压二极管d4和电容c13与电阻r9并联，电阻r8与电阻r9组成电压检测线路a，再通过稳压二极管d4和电容c13组成的滤波电路，检测电池正极的电压并将检测信号通过通道ch3输入到微处理器。电压检测回路a检测电池正极的电压，电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出到微处理器的电压测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。

进一步的，所述电压检测回路b包括电阻r13、电阻r14、通道ch1、稳压二极管d6和电容c15，所述电阻r13一端与电池正极连接，电阻r13另一端与电阻r14一端和通道ch1一端连接，电阻r14另一端与电池负极连接，电池负极接地，稳压二极管d6与电容c15并联后连接在两端分别与电池负极接地线路和通道ch1连接，所述电阻r13和电阻r14组成电压检测线路b，再经过稳压二极管d6和电容c13组成的滤波电路，检测电池负极电压并将检测信号通过通道ch1输入到微处理器。电压检测回路b检测电池负极的电压，电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出到微处理器的电压测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。

进一步的，所述信号处理电路包括电容c16、电容c17、锁相放大器u7、电容c18和电阻r20，所述锁相放大器u7的输入端与电池正极和电池负极连接，锁相放大器u7输出端连接有通道ch4，所述电容c16连接在电池正极和锁相放大器u7之间的线路上，电容c17连接在电池负极和锁相放大器u7之间的连接线路上，电阻r20串联在锁相放大器u7与通道ch4的连接线路上，电容c18一端连接在r20与通道ch4的连接线路上，电容c18另一端接地，电容c16和电容c17过滤电池两级的反馈的直流信号，将电池两级反馈的交流信号输入到锁相放大器u7，再通过电容c18和电阻r20滤波后通过通道ch1输送到微处理器。锁相放大器u7可以从干扰极大的环境中分离出特定载波频率信号的放大器，本发明中在信号处理电路中设置锁相放大器u7，使输入到微处理器的信号更加强，同时设置电容c16和电容c17，隔离电池两级反馈回来的直流信号，通过滤波电路，使输入到微处理器的信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。

进一步的，还包括充电模块，所述充电模块包括扦座xs1、光耦u1、开关电源芯片uc3843、mos管q1、mos管q4、高频变压器t1、保险丝f1、整流桥d和热敏电阻rt1，所述整流桥两个输入端分别与保险丝f1和热敏电阻rt1一端连接，保险丝f1和热敏电阻rt1另一端与电源j1连接，整流桥输出端与高频变压器t1的第十三引脚连接，保险丝f1、整流桥d和热敏电阻rt1形成交流回路，通过整流桥d，将交流电转化成380v直流电，mos管q1的漏极分别与高频变压器t1的第十一、十二引脚以及整流桥d的输出端连接，整流桥d、mos管q1和高频变压器t1形成pwm回路，将直流电转成高频交流电，高频变压器t1将高频交流电转化为高频低压交流电；微处理器输出端分别与扦座xs1的第十引脚和高频变压器t1的第五引脚连接，扦座xs1的第一引脚与光耦u1连接，光耦u1与开关电源芯片uc3843的第二引脚和第三引脚连接，mos管q1的栅极与高频变压器t1的第九引脚和电流模式控制器uc3843的第六引脚连接，mos管q1的漏极与高频变压器t1的第十一、十二引脚连接，mos管q1的源极与开关电源芯片uc3843的第三引脚连接；电池的正极与扦座xs1的第二引脚连接，电池的负极与扦座xs1的第三引脚连接，电池正极还与高频变压器t1连接，mos管q4的栅极与扦座xs1第五引脚连接，mos管q4的源极与电池负极连接，mos管q4的漏极与高频变压器t1和电流正极之间的连接线路连接，在电池正极与高频变压器t1和扦座xs1的连接节点与高频变压器t1的线路之间设有一个开关。电池测试模块对电池组内的单体电池进行检测，可以快速的分析单体电池的好坏，剔除掉性能确定损坏的单体电池，按照不同容量的进行分类，重新组成新的电池组，对于重新组合的电池组，电池的容量不同，采用同样的电流和电压对电池进行充电，不能匹配各种状态电池的最佳充电电流和电压，之前的充电机，只是固定的电流充电方式，无法根据不同的电池的实际状态，给与不同的充电电流。本发明中设置充电模块，充电模块采用高频pwm开关模式，将交流电转成直流电，再通过控制pwm的脉宽，来控制输出功率；pwm的脉宽，由微处理器按检测出来的电池的不同状态，控制不同的pwm的脉宽，本发明中，通过电源j1输入充电电压，通过保险丝f1，整流桥d，热敏电阻rt1形成交流回路；通过整流桥d，将交流电转换成380v直流电，通过整流桥d，高频变压器t1，mos管q1，形成pwm回路，将直流电转成高频交流电，经高频变压器变压，转成高频低压交流电，开关电源芯片uc3843为pwm产生集成芯片，产生约40khz高频pwm，驱动mos管q1，微处理器输入产生1khz的pwm，输入到光耦的输入端，来控制开关电源芯片uc3843为pwm的占空比，从而控制充电电流，这样可以确保电池不会被过充电，不会充不满，避免充电时电流过大，电池内部发热等情况，延长电池使用寿命。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明中测试模块可以对电池组中的单体电池进行检测，通过快速的检测，可以快速分析出单体电池的单体电池内部的衰老程度，以及可放电能力，当电池组损坏的时候，只需要更换掉电池组中损坏的单体电池，没有损坏的电池，可以重新组合后投入使用，其更换电池的成本将降低80％左右，减少污染物90％以上；通过设置充电模块，可以根据测试模块检测出来的电池的不同状态调控不同的充电电流和电压，确保电池不会被过充电，不会充不满，避免充电时电流过大，电池内部发热等情况，延长电池使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明中测试模块的电路图；

图3为本发明中充电模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例中包括微处理器、测试信号发生电路、电流检测回路、电池、电压检测回路a、电压检测回路b和信号处理电路，所述微处理器输出端与测试信号发生电路输入端连接并将产生的pwm信号发送至测试信号发生电路；测试信号发生电路输出端与电池和电流检测回路输入端连接，测试信号发生电路按照pwm频率中断形成交流测试信号，并将交流测试信号输送到电池和电流检测回路；电流检测回路的输出端与微处理器的输入端连接并将电流检测信号输入微处理器；电池正极与电压检测回路a连接，电压检测回路a的输出端与微处理器的输入端连接并将检测后的电池正极电压信号输入到微处理器；电压检测回路b的输入端与电池负极连接，电压检测回路b输出端与微处理器的输入端连接并将检测后的电池负极电压信号输入到微处理器；信号处理电路的输入端与电池正极和电池负极连接，信号处理电路的输出端与微处理器的输入端连接，并将电池正负极反馈的信号输入到微处理器。本实施例中微处理器采用型号为78l05，本实施例中所述测试信号发生电路包括mos管u6、电阻r12、二极管d3和电阻r25，所述mos管u6的栅极与微处理器连接，mos管u6的漏极与电阻r12连接，mos管u6的源极接地，二极管d3正极与电阻r25一端连接，二极管d3负极与电阻r12连接，电阻r25另一端接地，微处理器产生pwm信号传输给mos管u6，使mos管u6按照pwm频率中断。本实施例中所述电流检测回路包括电阻r10、电阻r11、通道ch2、稳压二极管d5和电容c14，所述电阻r10一端与二极管d3负极连接，电阻r10另一端与通道ch2一端和电阻r11一端连接，电阻r11另一端接地，通道ch2另一端与微处理器连接，二极管d3正极与电池正极连接，稳压二极管d5、电容c14与电阻r11并联，二极管d3、电阻r10和电阻r11组成电流检测线路，再通过稳压二极管d5和电容c14的组成的滤波电路，将电流测试信号通过通道ch2输入到微处理器；本发明中电阻r10和电阻r11组成电流检测线路测试电池的电流，在电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出的电流测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。本实施例中所述电压检测回路a包括电阻r8、电阻r9、通道ch3、稳压二极管d4和电容c13，所述电阻r8一端与电池正极连接，电阻r8另一端和电阻r9一端和通道ch3一端连接，电阻r9另一端接地，通道ch3另一端与微处理器连接，稳压二极管d4和电容c13与电阻r9并联，电阻r8与电阻r9组成电压检测线路a，再通过稳压二极管d4和电容c13组成的滤波电路，检测电池正极的电压并将检测信号通过通道ch3输入到微处理器，电压检测回路a检测电池正极的电压，电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出的电压测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。所述电压检测回路b包括电阻r13、电阻r14、通道ch1、稳压二极管d6和电容c15，所述电阻r13一端与电池正极连接，电阻r13另一端与电阻r14一端和通道ch1一端连接，电阻r14另一端与电池负极连接，电池负极接地，稳压二极管d6与电容c15并联后连接在两端分别与电池负极接地线路和通道ch1连接，所述电阻r13和电阻r14组成电压检测线路b，再经过稳压二极管d6和电容c13组成的滤波电路，检测电池负极电压并将检测信号通过通道ch1输入到微处理器，电压检测回路b检测电池负极的电压，电路中会存在杂波，通过设计滤波电路，可以过滤掉不需要的电磁波，防止电磁干扰，使输出的电压测试信号更加清晰，从而更好的分析电池的内部的衰老程度，以及可放电能力。本实施例中所述信号处理电路包括电容c16、电容c17、锁相放大器u7、电容c18和电阻r20，所述锁相放大器u7的输入端与电池正极和电池负极连接，锁相放大器u7输出端连接有通道ch4，所述电容c16连接在电池正极和锁相放大器u7之间的线路上，电容c17连接在电池负极和锁相放大器u7之间的连接线路上，电阻r20串联在锁相放大器u7与通道ch4的连接线路上，电容c18一端连接在r20与通道ch4的连接线路上，电容c18另一端接地，电容c16和电容c17过滤电池两级的反馈的直流信号，将电池两级反馈的交流信号输入到锁相放大器u7，再通过电容c18和电阻r20滤波后通过通道ch1输送到微处理器。

实施例2

为了可以根据电池的不同状态调控不同的充电电流和电压，确保电池不会被过充电，不会充不满，避免充电时电流过大，电池内部发热等情况，延长电池使用寿命，本实施例在实施例1的基础上进行进一步限定，本实施例中还包括充电模块，所述充电模块包括扦座xs1、光耦u1、开关电源芯片uc3843、mos管q1、mos管q4、高频变压器t1、保险丝f1、整流桥d和热敏电阻rt1，所述整流桥两个输入端分别与保险丝f1和热敏电阻rt1一端连接，保险丝f1和热敏电阻rt1另一端与电源j1连接，整流桥输出端与高频变压器t1的第十三引脚连接，保险丝f1、整流桥d和热敏电阻rt1形成交流回路，通过整流桥d，将交流电转化成380v直流电，mos管q1的漏极分别与高频变压器t1的第十一、十二引脚以及整流桥d的输出端连接，整流桥d、mos管q1和高频变压器t1形成pwm回路，将直流电转成高频交流电，高频变压器t1将高频交流电转化为高频低压交流电；微处理器输出端分别与扦座xs1的第十引脚和高频变压器t1的第五引脚连接，扦座xs1的第一引脚与光耦u1连接，光耦u1与开关电源芯片uc3843的第二引脚和第三引脚连接，mos管q1的栅极与高频变压器t1的第九引脚和电流模式控制器uc3843的第六引脚连接，mos管q1的漏极与高频变压器t1的第十一、十二引脚连接，mos管q1的源极与开关电源芯片uc3843的第三引脚连接；电池的正极与扦座xs1的第二引脚连接，电池的负极与扦座xs1的第三引脚连接，电池正极还与高频变压器t1连接，mos管q4的栅极与扦座xs1第五引脚连接，mos管q4的源极与电池负极连接，mos管q4的漏极与高频变压器t1和电流正极之间的连接线路连接，在电池正极与高频变压器t1和扦座xs1的连接节点与高频变压器t1的线路之间设有一个开关。本实施例中光耦型号为pc817，mos管q1型号为mdp8n60，mos管q4型号为75nf75，本实施例中还包括wifi模块和gprs模块，智能充电检测仪通过wifi模块和gprs模块与外部电池管理软件通信，外部电池管理软件可以设置电池型号，电池参数，再发送给智能检测仪。并接收智能检测仪发送回来的检测结果，充电状态等实时信息，并以图形方式展示出来；这样车主可以实时掌握电池的性能状态，从而了解汽车的可行驶里程；了解汽车电池组各部分的损坏状况，可以对智能电池充电检测仪固件，进行在线升级。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。