一种动力锂电池串电压检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种动力锂电池串电压检测仪，包括主测量单元、A/D转换器、单片机和显示屏；所述主测量单元包括模拟开关模块、差分运算模块、电阻分压模块和绝对值处理模块；模拟开关模块的输出端与差分运算模块的输入端连接，差分运算模块的输出端和电阻分压模块的输出端分别与绝对值处理模块的第一、二输入端连接，绝对值处理模块的输出端与A/D转换器的输入端连接；A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示屏连接。本发明用2片高压模拟开关实现了对17串电池总体电压及各串电压的测量，并能直观显示测量数据，且电压损失率低，精度高，结构简单，体积小，方便实用。
【专利说明】
一种动力锂电池串电压检测仪
技术领域
[0001]本发明涉及动力电池的串电压检测领域，具体是一种动力锂电池串电压检测仪。
【背景技术】
[0002] 随着人类对环境保护意识的不断增强，电动车行业得到飞速发展，因此，电动车用 动力电池模块的开发势在必行。众所周知，电动车的研制是一种高新技术，而电动车使用的 动力电池又是在各种应用领域的电池中要求最高的一种。在电动车技术领域，为了能够满 足电压和电流的要求，动力锂电池经常由多个锂电池串联组成，在实际应用中发现，当动力 锂电池中的某一串锂电池发生故障时，整个动力锂电池的输出难以达到使用要求，因此，有 必要开发一种电池检测仪，能够实时测量整个动力锂电池的总体电压和每一串电池的电 压。
[0003] 目前，公知的电池检测仪包括单体电池检测和并联电池检测等多种类型，其中，单 体电池检测只能对单个电池分别进行检测，并联电池检测能同时对整组电池进行检测，但 是只能针对并联型的电池检测；市场上现有的串联电池检测仪最多只能对15串电池进行同 时检测，而且存在精度低，体积大，结构复杂的缺陷。
[0004] 因此，鉴于上述现有电池检测仪存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制 造多年丰富的经验及专业知识，积极加以研究创新，创设了一种新的动力锂电池串电压检 测仪，能同时对17串及以上串联电池的总电压及各串电池的分压进行检测，且体积小，结构 简单，能够满足高电压和高精度的测量要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种动力锂电池串电压检测仪，用2片高压模拟开关实现了 17串电池的总电压及各串电池分压的测量，并能直观显示测量数据及测量的最大值和最小 值，能一目了然看到压差，且电压损失率低，精度高，结构简单，体积小，方便实用。
[0006] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0007] 依据本发明提出的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，包括主测量单元、A/D转 换器、单片机和显示屏；
[0008] 所述主测量单元包括模拟开关模块、差分运算模块、电阻分压模块和绝对值处理 丰旲块；
[0009] 所述模拟开关模块的输出端与差分运算模块的输入端连接，差分运算模块的输出 端和电阻分压模块的输出端分别与绝对值处理模块的第一、二输入端连接，所述绝对值处 理模块的输出端与A/D转换器的输入端连接；
[0010] 所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示屏连接。
[0011] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0012] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述检测仪还包括CAN通讯模块，所 述CAN通讯模块与单片机的输出端连接。
[0013] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述模拟开关模块包括模拟开关U1 和模拟开关U2。
[0014] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述模拟开关模块和电阻分压模块 的输入端与电池模块连接。
[0015] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述电池模块至少包括17串电池。
[0016] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，所述电池模块包括17串电池，其中，模拟开 关U1和模拟开关U2对其中的15串电池进行选通，电阻分压模块对其中的2串电池进行选通。
[0017] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，所述电池模块包括17串电池，其中，模拟开 关U1对第3、5、7、9、11、13、15、17路串电池进行选通;模拟开关1]2对第4、6、8、10、12、14、16路 串电池进行选通。
[0018] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述A/D转换器采用MAX1166,所述模 拟开关U1和模拟开关U2均采用MAX14752。
[0019] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述单片机采用PIC18F45K80。
[0020] 前述的一种动力锂电池串电压检测仪，其中，所述显示屏采用7寸液晶显示屏。
[0021] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本发明 一种动力锂电池串电压检测仪可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利 用价值，其至少具有下列优点：
[0022] (1)、本发明采用2片高压模拟开关实现了对17串锂电池同时测量总体电压及各串 电池分电压，不经过分压处理，电压损失率低，测量精度高。
[0023] (2)、本发明采用7寸液晶显示屏，以数字和柱状图两种方式显示测量数据，可直观 显示各串电压的大小情况及最大电压值、最小电压值和压差，能够一目了然呈现出现异常 情况的串电池。
[0024] (3)、常规的做法是：用模拟开关U1对第1、3、5、7、9、11、13、15路串电池进行选通， 用模拟开关U2对第2、4、6、8、10、12、14路串电池进行选通，而对第16，17串电池则进行高压 处理，这样做造成成本大幅增加。本发明的技术则不仅可以同时测量各串电压，而且成本 低，结构简单，体积小，测量方便，极大的提高了测量效率，因而适合大规模生产，符合成本 效益，具有产业上的利用价值，适于产业界广泛推广使用。
[0025]综上所述，本发明一种动力锂电池串电压检测仪在技术上有显著的进步，并具有 明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0026]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的结构不意图；
[0028]图2为本发明测量的程序流程图。
[0029]【主要元件符号说明】
[0030] 1:主测量单元 2:模拟开关模块
[0031] 3:电池模块
【具体实施方式】
[0032]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种动力锂电池串电压检测仪，其【具体实施方式】、 结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0033] 一种动力锂电池串电压检测仪，包括主测量单元、A/D转换器、单片机和显示屏;所 述主测量单元包括模拟开关模块、差分运算模块、电阻分压模块和绝对值处理模块;所述模 拟开关模块的输出端与差分运算模块的输入端连接，差分运算模块的输出端和电阻分压模 块的输出端分别与绝对值处理模块的第一、二输入端连接，所述绝对值处理模块的输出端 与A/D转换器的输入端连接;所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输 出端与显示屏连接。
[0034]所述模拟开关模块包括两个高压模拟开关，分别为模拟开关U1和模拟开关U2。电 池模块与模拟开关U1和模拟开关U2及电阻分压模块连接，所述电池模块包括17串锂电池串 联连接，其中的15串锂电池由模拟开关模块选通，经过差分运算和绝对值处理后输出到A/D 转换器；另外2串锂电池由电阻分压模块选通，经绝对值处理后输出到A/D转换器，A/D转换 器将转换后的信号输出到单片机，然后经过显示屏显示测量结果。
[0035] 本发明的检测仪还包括CAN通讯模块，若电池模块包含的锂电池大于17串，则可添 加CAN通讯模块，通过CAN总线级联进行测量。所述CAN通讯模块与单片机的输出端连接。
[0036] 上述的动力锂电池串电压检测仪，所述A/D转换器选用MAX1166(高精度16位）。在 本系统中，由于串联锂电池组电池两端的共模电压比较高，超出了普通模拟开关的工作范 围，因此本发明的模拟开关U1和模拟开关U2均选用MAX14752，其中MAX14752的参数为:8选1 多路复用器，最高电压72V，最大导通电阻120欧姆，截止状态下漏电流低于20nA，工作电流 600uA〇
[0037] 所述单片机选用PIC18F45K80,单片机的语言采用C编程语言。
[0038]本发明的显示屏采用7寸液晶显示屏，可以两种方式对测量数据进行显示，分别为 数字显示和柱状图显示。数字显示可将测量数据真实具体地呈现出来，并在显示界面的右 下角显示最大电压值、最小电压值及压差的具体数值。柱状图可直观地显示出电压的大小 情况，一目了然地呈现出现异常情况的串电池，从而做出相应的解决措施。
[0039]下表1.是本发明的测量结果之一：
[0040]表1 ·
[0042]上表的测量结果表明，本发明的动力锂电池串电压检测仪测量精度高，满足高电 压、高精度的测量要求，能够更加真实准确地检测串电压，具有更好的检测效果，且测量效 率高，因而更加具有实用性，适于广泛推广使用。
[0043]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种动力锂电池串电压检测仪，其特征在于其包括主测量单元、A/D转换器、单片机 和显不屏； 所述主测量单元包括模拟开关模块、差分运算模块、电阻分压模块和绝对值处理模块； 所述模拟开关模块的输出端与差分运算模块的输入端连接，差分运算模块和电阻分压 模块的输出端分别与绝对值处理模块的第一、二输入端连接，所述绝对值处理模块的输出 端与A/D转换器的输入端连接； 所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示屏连接。2. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于还包括CAN通讯模块，所 述CAN通讯模块与单片机的输出端连接。3. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述模拟开关模块包括 模拟开关U1和模拟开关U2。4. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述模拟开关模块和电 阻分压模块的输入端与电池模块连接。5. 如权利要求4所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述电池模块至少包括 17串电池。6. 如权利要求4所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述电池模块包括17串 电池，其中，模拟开关U1和模拟开关U2对其中的15串电池进行选通，电阻分压模块对其中的 2串电池进行选通。7. 如权利要求4所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述电池模块包括17串 电池，其中，模拟开关U1对第3、5、7、9、11、13、15、17路串电池进行选通;模拟开关U2对第4、 6、8、10、12、14、16路串电池进行选通。8. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述A/D转换器采用 MAX1166,所述模拟开关U1和模拟开关U2均采用MAX14752。9. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述单片机采用 PIC18F45K80。10. 如权利要求1所述的动力锂电池串电压检测仪，其特征在于所述显示屏采用7寸液 晶显示屏。
【文档编号】G01R31/36GK105866694SQ201610225584
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】秦可, 秦一可, 曹光明
【申请人】洛阳鑫光锂电科技有限公司