电池电压检测装置、系统和检测方法与流程

本发明属于电压检测技术领域，尤其涉及一种电池电压检测装置、系统和检测方法。

背景技术：

在发电厂、变电站中，为了保证在外部交流电中断时系统仍能正常运行，需要设置蓄电池为信号设备、自动装置及断路器分闸操作等提供直流电源。为确保蓄电池组在交流电中断时能正常为设备提供电源，需定时对蓄电池组进行检测，保证蓄电池组能正常使用。

当前，对蓄电池组进行检测主要为人工利用万用表测量蓄电池电压，手写方式记录数据。传统人工测量手写记录数据，测量效率低、过程繁琐、易出错，大大降低了工作效率及测量准确度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池电压检测装置、系统和检测方法，以解决现有技术中人工检测蓄电池效率低、易出错等问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种电池电压检测装置，包括：

电压采样模块、mcu模块、显示模块、按键模块和接口模块；所述mcu模块分别与电压采样模块、显示模块、按键模块及接口模块电连接；

所述电压采样模块用于对待测电池的电压进行采集，并将采集到的模拟电压信号进行调理后转换为数字电压信号输出给mcu模块；

所述mcu模块用于对所述数字电压信号进行处理得到待测电池的电压，并将所述待测电池的电压进行存储并发送给所述显示模块进行显示；

所述按键模块用于向mcu模块输入控制指令；

所述接口模块用于与终端设备连接，所述mcu模块处理得到的待测电池的电压通过所述接口模块发送给终端设备。

可选的，所述电池电压检测装置，还包括：

报警模块，与所述mcu模块电连接；当所述mcu模块检测到所述待测电池的电压超过预设电压范围时向所述报警模块发送控制指令，所述报警模块接收到所述控制指令后启动报警。

可选的，所述电池电压检测装置，还包括：

电源模块，用于提供所述电池电压检测装置的工作电源。

可选的，所述电压采样模块包括：

电压调理单元，用于将采集到的模拟电压信号进行调理；及

模数转换单元，用于将调理后的模拟电压信号转换为数字电压信号。

可选的，所述电压调理单元包括：

第一信号输入端、第二信号输入端、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、反馈电阻和运算放大器；

所述第一信号输入端与待测电池的正极连接，所述第二信号输入端与待测电池的负极连接；

所述第一分压电阻的一端与第一信号输入端连接，所述第一分压电阻的另一端与所述运算放大器的正输入端连接；

所述第二分压电阻的一端与所述运算放大器的正输入端连接，另一端与信号地连接；

所述第三分压电阻的一端与第二信号输入端连接，所述第三分压电阻的另一端与所述运算放大器的负输入端连接；

所述反馈电阻的一端与所述运算放大器的负输入端连接，另一端与所述运算放大器的输出端连接。

可选的，所述模数转换单元的分辨率至少为12位。

可选的，所述显示模块包括：

电池编码显示数码管组，用于显示所述待测电池的编码；及

电压显示数码管组，用于显示所述待测电池的电压。

可选的，所述按键模块包括上查键、下查键和确定键，用于输入控制指令。

本发明实施例的第二方面提供了一种电池电压检测系统，包括终端设备和本发明实施例的第一方面提供的所述的电池电压检测装置；

所述终端设备用于对所述待测电池的电压进行处理，生成电子数据表格。

本发明实施例的第三方面提供了一种电池电压检测方法，包括以下步骤：

步骤a，将电池电压检测装置与待测电池连接；

步骤b，观察所述显示模块上的电压值，当所述电压值稳定时，按下确认键，显示模块上的当前电压值即为待测电池的电压，所述mcu模块对所述待测电池的电压进行存储；

步骤c，判断电池是否全部测试完成，若已完成则执行步骤e，若未完成，则执行步骤d；

步骤d，按下下查键，重复步骤a至步骤b，进行下一块待测电池的检测；

步骤e，将电池电压检测装置上的通信接口与终端设备连接，所述电池电压检测装置将检测得到的各个待测电池的电压传输给所述终端设备；

步骤f，所述终端设备对各个待测电池的电压进行处理，生成电子数据表格。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：利用电池电压检测装置对待测电池的电压进行检测并存储，然后将电池电压检测装置与终端设备连接，将测得的电池电压传输给终端设备进行处理，生成电子数据表格，提高了测量的效率及准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电池电压检测装置的外观示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池电压检测装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种电池电压检测装置的示意图；

图4是本发明实施例提供的电压采样模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电压调理单元的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的电池电压检测系统的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的电池电压检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

参见图2，本发明一实施例提供了一种电池电压检测装置200，包括：电压采样模块201、mcu模块202、显示模块203、按键模块204和接口模块205。mcu模块202分别与电压采样模块201、显示模块203、按键模块204及接口模块205电连接。

所述电压采样模块201用于对待测电池的电压进行采集，并将采集到的模拟电压信号进行调理后转换为数字电压信号输出给mcu模块202；所述mcu模块202用于对所述数字电压信号进行处理得到待测电池的电压，并将所述待测电池的电压进行存储并发送给显示模块203进行显示；所述按键模块用于向mcu模块202输入控制指令；所述接口模块205用于与终端设备连接，所述mcu模块202处理得到的待测电池的电压通过所述接口模块205发送给终端设备。

参见图3，本发明又一实施例提供了一种电池电压检测装置200，所述电池电压检测装置200还可以包括报警模块206，当mcu模块202检测到所述待测电池的电压超过预设电压范围时向所述报警模块206发送控制指令，所述报警模块206接收到所述控制指令后启动报警。如图1所示的电池电压检测装置外观示意图，可选的，报警模块206可以包括报警装置51和指示灯52，例如，所述报警装置51可以为蜂鸣器或喇叭等可以发出警报声的装置，指示灯52可以为发光二极管或led等发光元器件，指示灯可为单色或双色。

参见图1，一个实施例中，报警装置51为蜂鸣器，指示灯52为单色led，当mcu模块检测202到所述待测电池的电压在预设范围内时，mcu模块202的指示灯控制信号输出端输出指示灯控制信号1，mcu模块202的指示灯控制信号输出端与指示灯52的控制信号输入端电连接，指示灯控制信号1驱动指示灯52持续发光，提示测试电池为合格品；当mcu模块202检测到电池电压超过预设范围时，mcu模块202的指示灯控制信号输出端输出指示灯控制信号2，mcu模块202的报警控制信号输出端输出报警控制信号1，mcu模块202的报警控制信号输出端与报警装置51的控制信号输入端电连接，指示灯控制信号2驱动指示灯52闪烁，报警控制信号1驱动蜂鸣器发出“嘟-嘟-嘟”的声音，提示测试电池为不良品。

另一个实施例中，报警装置51为蜂鸣器，指示灯52为双色led，当mcu模块202检测到电池电压在预设范围内时，mcu模块202的第一指示灯控制信号输出端输出指示灯控制信号1，mcu模块202的第一指示灯控制信号输出端与指示灯52的绿灯控制信号输入端电连接，双色led中的绿灯被点亮，例如可以为闪烁或持续点亮，提示测试电池为合格品；当mcu模块202检测到电池电压超过预设范围时，mcu模块202的第二指示灯控制信号输出端输出指示灯控制信号2，mcu模块202的报警控制信号输出端输出报警控制信号1，mcu模块202的第二指示灯控制信号输出端与指示灯的红灯控制信号输入端电连接，mcu模块202的报警控制信号输出端与报警装置51的控制信号输入端电连接，指示灯控制信号2驱动双色led中的红灯被点亮，例如可以为闪烁或持续点亮，报警控制信号1驱动蜂鸣器发出“嘟-嘟-嘟”的声音，提示测试电池为不良品。

一个实施例中，所述预设范围为2.220～2.280v。可以理解的，所述预设范围可根据实际应用场景进行调整。

通过设置报警模块206，可在电池为不良品时进行报警，无需人工判断电压值是否正常，可实时发现不良电池并及时对不良电池进行处理。

参见图3，本发明又一实施例提供了一种电池电压检测装置200，所述电池电压检测装置200还包括电源模块207，用于提供所述电池电压检测装置200的工作电源。可选的，可采用3节5号干电池或采用锂离子充电电池等供电，能够满足电池电压检测装置200各模块日常的工作需要，且节省空间、方便携带、更换方便。

参见图4，一个实施例中，所述电压采样模块201可以包括电压调理单元2011和模数转换单元2012。所述电压调理单元2011用于将采集到的模拟电压信号进行调理，所述模数转换单元2012用于将调理后的模拟电压信号转换为数字电压信号。

进一步的，如图5所示，所述电压调理单元2011包括第一信号输入端vin1、第二信号输入端vin2、第一分压电阻r1、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3、反馈电阻r4和运算放大器u1；所述第一信号输入端vin1连接待测电池的正极，所述第二信号输入端vin2连接待测电池的负极。所述第一分压电阻r1的一端与第一信号输入端vin1连接，所述第一分压电阻r1的另一端与所述运算放大器u1的正输入端连接；所述第二分压电阻r2的一端与所述运算放大器u1的正输入端连接，另一端与信号地连接；所述第三分压电阻r3的一端与第二信号输入端vin2连接，所述第三分压电阻r3的另一端与所述运算放大器u1的负输入端连接；所述反馈电阻r4的一端与所述运算放大器u1的负输入端连接，另一端与所述运算放大器u1的输出端连接。电压调理单元可以提高输入阻抗，增加抗干扰能力，降低信号源的输出阻抗，保证模数转换的精度。

进一步的，所述模数转换单元2012将电压调理单元2011调理过的模拟电压信号vout转换为数字电压信号并传输给mcu模块202，所述模数转换单元2012的分辨率至少为12位，可满足精度需求。例如可选用并联比较型、逐次逼近型或双积分型等类型的adc模数转换器。

adc模数转换器将模拟电压信号vout转换为输出代码，然后mcu模块202根据输出代码由以下公式将输出代码转换为电压值，并传输至显示模块203进行显示：

vin(v)＝outputcode×lsbsize

其中，vin(v)为输入电压，outputcode为输出代码，lsbsize是adc代码中的最低有效位，vref是adc的基准电压，fsr是与基准电压成比例的adc的满量程输入范围，m是基准电压比例系数，n是adc输出代码中的位数，gain为adc的内部增益。

如图1和图2所示，一个实施例中，显示模块203采用数码管进行显示,显示模块203包括电池编码显示数码管组11和电压显示数码管组12，其中电池编码显示数码管组11用于显示待测电池的编码，电压显示数码管组12用于显示所述待测电池的电压。同时，显示模块203设置有数码显示信号输入端，用于控制显示模块203显示电池编号及测得的电池电压值，数码显示信号输入端与mcu模块202的显示信号输出端电连接。可选的，电池编码显示数码管组11为三位，电压显示数码管组12为四位，可满足日常测试需求。可选的，电压显示数码管组12显示的电压值单位为毫伏(mv)。需要说明的是，根据实际需求，所述电池编码显示数码管组11和电压显示数码管组12也可选用其他位数，所述电压显示数码管组12显示的电压值单位也可选用伏(v)等，本发明对此不做限制。

如图1和图2所示，一个实施例中，按键模块204包括上查键31、下查键32和确定键33，用于输入控制指令，mcu模块根据所述控制指令执行所述控制指令对应的动作。例如，按下上查键31，电池编码显示数码管组11上的电池编码减1显示，如该电池编码对应的待测电池已完成检测，则电压显示数码管组12处于锁定状态，稳定显示该电池编码对应的待测电池的电压值，如该电池编码对应的待测电池未进行检测，则进入测试状态，电压显示数码管组12显示的电压值处于活动状态；按下下查键32，电池编码显示数码管组11上的电池编码加1显示，如该电池编码对应的待测电池已完成检测，则电压显示数码管组12处于锁定状态，稳定显示该电池编码对应的待测电池的电压值，如该电池编码对应的待测电池未进行检测，则进入测试状态，电压显示数码管组12显示的电压值处于活动状态；所述电池电压检测装置处于测试状态时，当所述电压显示数码管组12显示的电压值趋于稳定后，按下确定键33，mcu模块202对所述电压显示数码管组12上显示的当前电压值进行锁定并存储，此时显示模块203上显示的电池编码及电压值均处于锁定状态，稳定显示；当待测电池全部检测完成后，连接所述电池电压检测装置及所述终端设备，同时按下上查键31和下查键32，mcu模块202将测得的各待测电池的电压数据data1传输给终端设备。

参见图1，电池电压检测装置200设置两个电压输入端，第一电压输入端21和第二电压输入端22。对待测电池进行检测时，通过连接装置分别将第一电压输入端21和待测电池正极连接，将第二电压输入端22和待测电池负极连接。例如，可以选用磁吸式表笔、插夹式表笔、探钩式表笔等连接待测电池和电池电压检测设备。

如图1和图2所示，一个实施例中，所述接口模块205的通信接口41采用rs232串行通信接口。由于所述电池电压检测装置200数据量较少，对传输速度没有太高的要求，有故采用rs232串行通信接口与终端设备进行通信，传输线少，配线简单，方便使用。可选的，接口模块205也可采用rs485、rs422、usb、can、以太网、蓝牙、wifi等通讯接口。

实施例二：

参见图6，本发明一实施例提供了一种电池电压检测系统，包括电池电压检测装置200和终端设备300；所述电池电压检测装置200与待测电池100连接，采集待测电池100的正负极电压vin1和vin2，电池电压检测装置200对采集到的电压进行处理并存储，然后将测得的各待测电池的电压data1传输给终端设备300，终端设备300对所述测得的各待测电池的电压data1进行处理并生成电子数据表格。

例如，所述终端设备300可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，终端设备300上安装有数据处理程序，用于对测得的各待测电池的电压data1进行处理并生成电子数据表格，方便用户查看及传输。

考虑到用户内网安全要求，终端设备300与内网机不能直接网络互连，故采用移动存储设备将电子数据表格导入内网机，移动存储设备可以为u盘、移动硬盘及软盘等。

实施例三：

参见图7，本发明一实施例提供了一种电池电压检测方法，包括以下步骤：

s701，将电池电压检测装置与待测电池连接；

s702，观察所述显示模块上的电压值，当所述电压值稳定时，按下确认键，显示模块上的当前电压值即为待测电池的电压，所述mcu模块对所述待测电池的电压进行存储；

可选的，所述mcu模块将待测电池的电压与预设电压范围进行比较，当所述mcu模块检测到所述待测电池的电压超过预设电压范围时向所述报警模块发送控制指令，所述报警模块接收到所述控制指令后启动声光报警；

例如，单色指示灯闪烁且蜂鸣器发出报警声时，则提示待测电池为不良品；单色指示灯持续发光且蜂鸣器不发声时，则提示待测电池为合格品；或，双色指示灯红灯点亮且蜂鸣器发出报警声时，则提示待测电池为不良品；双色指示灯绿灯点亮且蜂鸣器不发声，则提示待测电池为合格品；

s703，判断电池是否全部测试完成，若已完成则执行步骤s605，若未完成，则执行步骤s604；

s704，按下下查键，重复步骤s601至步骤s602，进行下一块待测电池的检测；

s705，将电池电压检测装置上的通信接口与终端设备连接，所述电池电压检测装置将检测得到的各个待测电池的电压传输给所述终端设备；

电池电压检测装置可通过数据传输线与终端设备连接；例如，rs232、rs485等；一个实施例中，同时按下下查键和上查键，mcu模块接收按键模块发出的控制指令，开始将所述电池电压检测装置将检测得到的各个待测电池的电压传输给所述终端设备。

s706，所述终端设备对各个待测电池的电压进行处理，生成电子数据表格；

所述终端设备上安装有计算机程序，用于对各个待测电池的电压进行处理，生成电子数据表格，分别显示各待测电池的编码、电压值及电池状态等信息。当待测电池电压在预设电压范围内时，显示状态为“合格”，当待测电池电压在预设电压范围外时，显示状态为“不合格”。

一个实施例中，所述电池电压检测方法还包括，所述电池电压检测装置将检测得到的各个待测电池的电压传输给所述终端设备后，接收所述终端设备发送的控制指令将mcu模块存储的测得的各个待测电池的信息清零，显示模块显示的电池编码重新开始计数，进入下一组电池的测量。

采用所述电池电压检测方法对待测电池进行检测，提高了检测效率及准确度，可实现对待测电池的快速高效的检测。同时，可实时发现电池中的不良品，及时对不良品进行处理，减少工作程序，提高了工作效率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。