一种电池电量测量系统的制作方法

本技术属于电源检测，具体涉及一种电池电量测量系统。

背景技术：

1、电池的剩余电量问题由于其不可直接测量的特性，一直都是一个比较难以准确预测的电池参量，目前国内外普遍用电池的荷电状态(soc)来描述电池剩余电量,并已有多种对电池soc的估计方法，这些方法都是采用电池的可测参数来对电池的soc进行估计和修正。但是，由于电池soc与可测参数之间存在复杂的非线性关系，所以要想对电池soc建立准确的数学模型是很困难的。随着锂电池技术的发展及其广泛应用，及时、准确地获取电池剩余电量是电池进行控制和管理变得更为重要。目前，国内许多科研院所及大学都在相继开发出电池的在线监测系统，但也存在检测设备的测量精度不高，设备自动化程度不高，备体积大、功耗大、需外接电源、不便于携带等的问题，由于电源检测系统的硬件设计需要所测量的电池来供电，所以应尽量使用低功耗的检测电路，以确保带负载时的电池电量足够。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种电池电量测量系统解决了目前的电池测量系统功耗较高的问题。

2、为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种电池电量测量系统，包括控制器模块、电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块，其中，所述控制器模块分别与所述电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块连接。

3、进一步地：所述控制器模块设置有单片机芯片u1，所述单片机芯片u1的型号具体为stc89c52。进一步地：所述电压测量模块包括adc器件u2、电池组、开关k1、开关k2、开关k3、开关k4、电阻r1和电阻r2，所述adc器件u2的型号具体为ad0832，所述电池组包括电池bt1和电池bt2；

4、其中，所述电池bt1的负极与所述电池bt2的正极连接，所述电池bt1的负极还通过所述开关k1与电阻r2的一端连接，所述电池bt1的正极通过所述开关k2与电阻r1的一端连接，所述电池bt2的负极通过所述开关k3与电阻r2的一端连接，所述电池bt2的正极通过所述开关k4与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端分别与所述电阻r2的另一端和adc器件u2的2号引脚连接，所述电阻r2的一端还与所述adc器件u2的3号引脚连接，所述adc器件u2的5号和6号引脚均与所述单片机芯片u1的15号引脚连接，所述adc器件u2的7号引脚与所述单片机芯片u1的14号引脚连接，所述adc器件u2的8号引脚与5v电源连接。

5、进一步地：所述电流测量模块包括依次连接的差分放大子模块、滤波子模块和电压补偿子模块，所述电压补偿子模块还与所述控制器模块连接。进一步地：所述差分放大子模块包括运算放大器u3、运算放大器u4、运算放大器u5、二极管d1、二极管d2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电感l1、电感l2、接地电容c1和接地电容c2；

6、其中，所述电阻r3的一端分别与所述电感l1的一端和电池bt2的负极连接，所述电感l1的另一端分别与所述接地电容c1、运算放大器u3的2号引脚、二极管d1的负极和二极管d2的正极连接，所述电阻r3的另一端与所述电感l2的一端连接，所述电感l2的另一端分别与所述接地电容c2、二极管d1的正极、二极管d2的负极和运算放大器u4的6号引脚连接，所述运算放大器u3的3号引脚分别与所述电阻r5的一端和电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端分别与所述电阻r6的一端和运算放大器u4的5号引脚连接，所述电阻r5的另一端分别与所述运算放大器u3的1号引脚和电阻r7的一端连接，所述电阻r6的另一端分别与所述运算放大器u4的7号引脚和电阻r9的一端连接，所述电阻r7的另一端分别与所述电阻r8的一端和运算放大器u5的9号引脚连接，所述电阻r9的另一端分别与所述运算放大器u5的10号引脚连接，所述电阻r8的另一端与所述运算放大器u5的8号引脚连接。

7、进一步地：所述滤波子模块包括运算放大器u6、运算放大器u7、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、接地电阻r13和接地电容c3；

8、其中，所述电阻r9的一端与所述运算放大器u5的8号引脚连接，所述电阻r9的另一端分别与所述接地电容c3和运算放大器u6的10号引脚连接，所述运算放大器u6的9号引脚通过电阻r10与所述运算放大器u6的8号引脚连接，所述运算放大器u6的8号引脚通过电阻r11与所述运算放大器u7的9号引脚连接，所述运算放大器u7的10号引脚与所述接地电阻r13连接，所述运算放大器u7的8号引脚通过电阻r12与所述运算放大器u7的8号引脚连接。

9、进一步地：所述电压补偿子模块包括稳压芯片u8、运算放大器u9、运算放大器u10、稳压二极管d3、电阻r14、接地电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、接地电阻r19、电阻r20、电阻r21和接地电阻r22，所述稳压芯片u8的型号具体为tl431；

10、其中，所述运算放大器u9的10号引脚分别与所述电阻r14的一端和接地电阻r15连接，所述电阻r14的另一端与所述运算放大器u7的8号引脚连接，所述运算放大器u9的9号引脚分别与所述电阻r16的一端和电阻r17的一端连接，所述电阻r16的另一端与所述稳压芯片u8的r引脚连接，所述稳压芯片u8的k引脚与5v电源连接，所述稳压芯片u8的a引脚接地，所述电阻r17的另一端分别与所述运算放大器u9的8号引脚和电阻r18的一端连接，所述电阻r18的另一端分别与所述运算放大器u10的9号引脚和电阻r20的一端连接，所述运算放大器u10的10号引脚与所述接地电阻r19连接，所述电阻r20的另一端分别与所述运算放大器u10的8号引脚、电阻r21的一端和单片机芯片u1的39号引脚连接，所述电阻r21的另一端分别与所述接地电阻r22和稳压二极管d3的负极连接，所述稳压二极管d3的正极接地。

11、进一步地：所述温度测量模块包括电阻r23和温度传感芯片u11，所述温度传感芯片u11的型号具体为ds18b20；

12、其中，所述温度传感芯片u11的2号引脚分别与所述电阻r23的一端和单片机芯片u1的38号引脚连接，所述电阻r23的另一端与vcc电源连接。

13、本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种电池电量测量系统功耗低、成本低，采集电池温度、电压和电流数据的精度高，实现了电池电量的准确测量。

技术特征：

1.一种电池电量测量系统，其特征在于，包括控制器模块、电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块，其中，所述控制器模块分别与所述电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块连接；

2.根据权利要求1所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述电流测量模块包括依次连接的差分放大子模块、滤波子模块和电压补偿子模块，所述电压补偿子模块还与所述控制器模块连接。

3.根据权利要求2所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述差分放大子模块包括运算放大器u3、运算放大器u4、运算放大器u5、二极管d1、二极管d2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电感l1、电感l2、接地电容c1和接地电容c2；

4.根据权利要求3所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述滤波子模块包括运算放大器u6、运算放大器u7、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、接地电阻r13和接地电容c3；

5.根据权利要求4所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述电压补偿子模块包括稳压芯片u8、运算放大器u9、运算放大器u10、稳压二极管d3、电阻r14、接地电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、接地电阻r19、电阻r20、电阻r21和接地电阻r22，所述稳压芯片u8的型号具体为tl431。

6.根据权利要求5所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述运算放大器u9的10号引脚分别与所述电阻r14的一端和接地电阻r15连接，所述电阻r14的另一端与所述运算放大器u7的8号引脚连接，所述运算放大器u9的9号引脚分别与所述电阻r16的一端和电阻r17的一端连接，所述电阻r16的另一端与所述稳压芯片u8的r引脚连接，所述稳压芯片u8的k引脚与5v电源连接，所述稳压芯片u8的a引脚接地，所述电阻r17的另一端分别与所述运算放大器u9的8号引脚和电阻r18的一端连接，所述电阻r18的另一端分别与所述运算放大器u10的9号引脚和电阻r20的一端连接，所述运算放大器u10的10号引脚与所述接地电阻r19连接，所述电阻r20的另一端分别与所述运算放大器u10的8号引脚、电阻r21的一端和单片机芯片u1的39号引脚连接，所述电阻r21的另一端分别与所述接地电阻r22和稳压二极管d3的负极连接，所述稳压二极管d3的正极接地。

7.根据权利要求1所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述温度测量模块包括电阻r23和温度传感芯片u11，所述温度传感芯片u11的型号具体为ds18b20。

8.根据权利要求7所述的电池电量测量系统，其特征在于，所述温度传感芯片u11的2号引脚分别与所述电阻r23的一端和单片机芯片u1的38号引脚连接，所述电阻r23的另一端与vcc电源连接。

技术总结
本技术公开了一种电池电量测量系统，包括控制器模块、电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块，其中，所述控制器模块分别与所述电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块连接。本技术提供的一种电池电量测量系统功耗低、成本低，采集电池温度、电压和电流数据的精度高，实现了电池电量的准确测量。

技术研发人员：姜明志,陈石磊,白淑凤,罗小志,邓彬成
受保护的技术使用者：江西大唐国际新余第二发电有限责任公司
技术研发日：20230403
技术公布日：2024/1/15