一種蓄電池參數監測儀的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種蓄電池參數監測儀，包括液晶顯示模塊、主處理器電路、第二通訊接口電路、第一通訊接口電路、底層處理器電路、電壓監測電路、電流監測電路和電池組，所述電池組包括若干節電池，電壓監測電路的數量與電池的數量相同，每節電池的正負極上跨接一組電壓監測電路，電流監測電路串聯到電池組中，電壓監測電路和電流監測電路的輸出端分別與底層處理器電路的相應輸入端相連，底層處理器電路的相應輸出端還與第一通訊接口電路相連接，第二通訊接口電路和液晶顯示模塊均與主處理器電路相連接。本發明降低整個電池組性能下降的風險，提高整個電池組的工作壽命,減小系統維護成本，提高了整車的可靠性。
【專利說明】一種蓄電池參數監測儀
【技術領域】
[0001]本發明屬于蓄電池狀態監測【技術領域】，尤其涉及一種小型電動車輛用蓄電池參數監測儀。
【背景技術】
[0002]目前在小型電動車輛中，廣泛采用鉛酸電池組供電，在實際工作中，經常由于制造、老化等因素，在一組電池組中，常常會有個別電池出現電壓不足、過低的情況，會導致總電池電壓下降，從而電池組的電流加大，長期使用會導致整個電池組的壽命下降。目前在小型電動車輛中，對于電池組各電池電壓并沒有采取任何措施進行檢測，常常會導致整個電池組壽命降低,增加了整車的維護成本。
【發明內容】
[0003]為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種蓄電池參數監測儀，該監測儀能提前給出報警信息，從而能夠及時更換有故障的電池，提高整個電池組的工作壽命。
[0004]為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案:
一種蓄電池參數監測儀，包括液晶顯示模塊、主處理器電路、第二通訊接口電路、第一通訊接口電路、底層處理器電路、電壓監測電路、電流監測電路和電池組，所述電池組包括16節電池，所述的電壓監測電路的數量與電池的數量相同，每節電池的正負極上跨接一組電壓監測電路，所述電流監測電路串聯到電池組中，所述電壓監測電路和電流監測電路的輸出端分別與底層處理器電路的相應輸入端相連，所述底層處理器電路的相應輸出端還與第一通訊接口電路相連接，所述第二通訊接口電路和液晶顯示模塊均與主處理器電路相連接，所述第一通訊接口和第二通訊接口通過CAN總線連接，并實現底層處理器電路與主處理器電路的數據傳輸；所述底層處理器電路，包括多路選擇開關電路和底層處理器，所述多路選擇開關電路采用CD74HC4067芯片，CD74HC4067芯片的16個輸入引腳與16組電壓監測電路的輸出端分別連接，CD74HC4067芯片的I個輸出引腳與底層處理器電路的相應引腳相連，所述底層處理器采用STM32F103RBT6芯片，STM32F103RBT6芯片的14、15號引腳分別與CD74HC4067芯片的輸出引腳和電流監測電路的輸出端相連，STM32F103RBT6芯片的8號、9號、10號和11號引腳分別與⑶74HC4067芯片的10號、11號、14號和13號引腳相連接，實現多路模擬量選一的功能。
[0005]本發明通過在電池組中添加一套監測電路，實時檢測各節電池組的電壓和電流，并與給定的閾值比較，當電壓長期比給定的閾值電壓低時，系統在顯示屏中給出相應的那一節的報警信息，提示需要更換該節電池。當電池的電流長期高于設定的閾值電流時，提示需要檢測整車控制和驅動系統。通過對電池組的電壓和電流的監控，從而實現了對電池組的狀態診斷，及時給出相應的報警信息，提示對電池系統或其他系統進行維護，從而降低整個電池組性能下降的風險,提高整個電池組的工作壽命，減小系統維護成本,提高了整車的可靠性。[0006]本發明采用兩層結構，通訊接口傳送的信號為數字量，能用較為簡單的方法進行隔離，因而可以很好的實現動力電與弱電信號的隔離。若底層電池部分與人機接口部分都位于同一安裝機構中，需要接較多的引線到電池組，一般電池組離駕駛倉儀表部分較遠，需要較多的聯接線，采用本發明的兩層結構，中間使用通訊總線聯接，需要的聯接線較少，因而能夠減少聯接引線，并實現強弱電隔離，減少了系統成本，增加了系統可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的系統框圖。
[0008]圖2為本發明的電壓監測電路的電路圖。
[0009]圖3為本發明的電流監測電路的電路圖。
[0010]圖4為本發明的多路選擇開關電路的電路圖。
[0011]圖5為本發明的底層處理器電路的電路圖。
[0012]圖6為本發明的主處理器電路的電路圖。
[0013]圖7為本發明的第一、第二通訊接口電路的電路圖。
[0014]圖8為本發明的液晶顯不|旲塊的驅動芯片的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0016]如圖1所示的一種蓄電池參數監測儀，包括人機接口部分I和底層電池監控部分2，人機接口部分I位于駕駛室儀表部分，人機接口部分I負責實現與底層電池監控部分2的數據通信，得到電池的狀態信息，并實時計算和顯示各節電池電壓以及電池組25的電流，所述人機接口部分I包括液晶顯示模塊11、主處理器電路12和第二通訊接口電路13 ；底層電池監控部分2位于電池組25安裝箱部分，其主要負責實現電池電壓、電流的采樣，并進行數字化，并通過底層處理器電路22對數據進行處理，接著通過通訊接口與上位機進行通訊；所述底層電池監控部分2包括第一通訊接口電路21、底層處理器電路22、電壓監測電路23、電流監測電路24和電池組25，所述電池組25包括16節電池，所述的電壓監測電路23的數量與電池的數量相同，每節電池的正負極上跨接一組電壓監測電路23，所述電流監測電路24串聯到電池組25中，所述電壓監測電路23和電流監測電路24的輸出端分別與底層處理器電路22的相應輸入端相連，所述底層處理器電路22的相應輸出端還與第一通訊接口電路21相連接，所述第二通訊接口電路13和液晶顯示模塊11均與主處理器電路12相連接，所述第一通訊接口 21和第二通訊接口 13通過CAN總線連接，并實現底層處理器電路22與主處理器電路12的數據傳輸。
[0017]如圖2所示的電壓監測電路23，包括第一運算放大器LMV344、穩壓二極管D12、電容C30、電阻Rl和電阻R29，所述電阻Rl的阻值為500K Ω，所述電阻R29的阻值為IOK Ω，通過阻值一大一下的兩個電阻對電池進行分壓。所述電阻Rl和電阻R29串聯，并且一端連接到電池的正極，另一端接地；所述電容C30和穩壓二極管D12分別并聯在電阻R29上，所述第一運算放大器LMV344的同相輸入端連接到電阻R29的高電平端，所述第一運算放大器LMV344的輸出端連接到底層處理器電路22的相應輸入端。電壓檢測采用低成本的檢測電路，檢測精度高，成本低，可靠性好。[0018]如圖3所示的電流監測電路24，包括電阻Ri,電容Ci和第二運算放大器LMV344，所述電阻Ri串聯到電池組的主支路當中，所述電容Ci與電阻Ri并聯，所述第二運算放大器LMV344的同相輸入端連接到電阻Ri的高電平端，所述第二運算放大器LMV344的輸出端連接到底層處理器電路22的相應輸入端。
[0019]如圖4、圖5所示的底層處理器電路22，包括多路選擇開關電路和底層處理器，所述多路選擇開關電路采用CD74HC4067芯片，CD74HC4067芯片的16個輸入引腳與16組電壓監測電路23的第一運算放大器LMV344的輸出端分別連接，⑶74HC4067芯片的I個輸出引腳與底層處理器電路22的相應引腳相連，所述底層處理器采用STM32F103RBT6芯片，STM32F103RBT6芯片的14、15號引腳分別與CD74HC4067芯片的輸出引腳和第二運算放大器LMV344的輸出端相連，STM32F103RBT6芯片的8號、9號、10號和11號引腳分別與⑶74HC4067芯片的10號、11號、14號和13號引腳相連接，實現多路模擬量選一的功能。
[0020]如圖6、圖8所示的主處理器電路12采用STM32F103VBT6芯片，該芯片具有CAN通訊接口，并具有較多的IO接口，能夠實現CAN通訊與液晶顯示器的接口，液晶顯示模塊11的驅動芯片滿足大多數常規液晶的使用，第二通訊接口電路13采用IS01050芯片，所述STM32F103VBT6芯片的97,98號引腳，1-5號引腳，28-46號引腳，82-86號引腳均用來與液晶顯示模塊11的驅動芯片的相應引腳相連，實現液晶顯示；所述STM32F103VBT6芯片的70號、71號引腳與IS01050芯片的2號、3號引腳相連，實現主處理器電路12與第二通訊接口電路13的連接及其數據通信。
[0021]如圖7所示的第一通訊接口電路21和第二通訊接口電路13均采用IS01050芯片，該芯片具有電壓隔離功能，2號、3號引腳與6號、7號引腳之間相互隔離，從而實現了 CAN通訊接口的信息隔離傳輸，實現了下層電池的動力電電路與上層的弱電通訊。第一通訊接口電路21中的IS01050芯片的2號、3號引腳分別與STM32F103RBT6芯片的45號、44號引腳相連，實現底層處理器電路22與第一通訊接口電路21的連接及其數據通信；第二通訊接口電路13中的IS01050芯片的2號、3號引腳分別與STM32F103VBT6芯片的70號、71號引腳相連，實現主處理器電路12與第二通訊接口電路13的連接及其數據通信，第一通訊接口電路21中的IS01050芯片的6號、7號引腳與第二通訊接口電路13中的IS01050芯片的6號、7號引腳通過CAN總線相連，實現底層處理器電路22與主處理器電路12的數據傳輸。
【權利要求】
1.一種蓄電池參數監測儀，其特征在于:包括液晶顯示模塊(11)、主處理器電路(12)、第二通訊接口電路(13)、第一通訊接口電路(21)、底層處理器電路(22)、電壓監測電路(23),電流監測電路(24)和電池組(25)，所述電池組(25)包括16節電池，所述的電壓監測電路(23)的數量與電池的數量相同，每節電池的正負極上跨接一組電壓監測電路(23)，所述電流監測電路(24)串聯到電池組(25)中，所述電壓監測電路(23)和電流監測電路(24)的輸出端分別與底層處理器電路(22)的相應輸入端相連，所述底層處理器電路(22)的相應輸出端還與第一通訊接口電路(21)相連接，所述第二通訊接口電路(13)和液晶顯示模塊(11)均與主處理器電路(12)相連接，所述第一通訊接口(21)和第二通訊接口(13)通過CAN總線連接，并實現底層處理器電路(22)與主處理器電路(12)的數據傳輸；所述底層處理器電路(22)，包括多路選擇開關電路和底層處理器，所述多路選擇開關電路采用CD74HC4067芯片，CD74HC4067芯片的16個輸入引腳與16組電壓監測電路(23)的輸出端分別連接，⑶74HC4067芯片的I個輸出引腳與底層處理器電路(22)的相應引腳相連，所述底層處理器采用STM32F103RBT6芯片，STM32F103RBT6芯片的14、15號引腳分別與CD74HC4067芯片的輸出引腳和電流監測電路(24)的輸出端相連，STM32F103RBT6芯片的8號、9號、10號和11號引腳分別與⑶74HC4067芯片的10號、11號、14號和13號引腳相連接，實現多路模擬量選一的功能。
【文檔編號】B60L11/18GK103792492SQ201410029311
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】楊浩東, 邱少杰 申請人:浙江精雷電器有限公司