一種便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電壓測(cè)量裝置，特別涉及一種便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在極少有專門為快速測(cè)量多節(jié)電池單體電壓的設(shè)備，特別是便攜式的設(shè)備?，F(xiàn)在測(cè)量單體電池電壓的方案有使用繼電器配合三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用電壓分壓法來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用差分放大器隔離法實(shí)現(xiàn)，還有使用現(xiàn)成1C來(lái)實(shí)現(xiàn)等等。但使用繼電器實(shí)現(xiàn)不單不符合便攜的要求，而且在繼電器的切換時(shí)間長(zhǎng)，開關(guān)次數(shù)有限，瞬間干擾大等等缺陷。電壓分壓法則是測(cè)量精度有限，并且沒(méi)有電氣隔離。使用差分放大器隔離法和現(xiàn)成1C來(lái)實(shí)現(xiàn)的成本高，不適宜用于測(cè)量單體電壓專用設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置，包括電池組件、開關(guān)組件、測(cè)量組件；所述測(cè)量組件通過(guò)開關(guān)組件與電池組件連接，對(duì)電池組件中電池單體的電壓進(jìn)行測(cè)量，還包括與開關(guān)組件連接的MCU模塊，所述MCU模塊對(duì)開關(guān)組件進(jìn)行控制；所述電池組件包括N個(gè)串聯(lián)的電池單體組，每個(gè)電池單體組由Μ個(gè)串聯(lián)的電池單體構(gòu)成，Μ和Ν為自然數(shù)；所述測(cè)量組件包括Ν個(gè)相同的ADC模塊，所述開關(guān)組件包括Ν個(gè)相同的開關(guān)模塊；所述Ν個(gè)ADC模塊與Ν個(gè)開關(guān)模塊一一對(duì)應(yīng)連接，Ν個(gè)開關(guān)模塊與Ν個(gè)電池單體組一一對(duì)應(yīng)連接，MCU模塊控制開關(guān)組件中的每個(gè)開關(guān)模塊，使每個(gè)ADC模塊可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的開關(guān)模塊對(duì)相應(yīng)電池單體組中的Μ個(gè)電池單體依次進(jìn)行測(cè)量，從而測(cè)得電池組件中所有單體電池的電壓。
[0004]優(yōu)選的，所述ADC模塊包括1C模塊，第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管；所述第一電阻、第一電容、第一穩(wěn)壓管并聯(lián)后連接于1C模塊的負(fù)極輸入端和地端之間，所述第二電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓管并聯(lián)后連接于正極輸入端和地端之間；第二電阻、第二電容、第二穩(wěn)壓管分別采用與第一電阻、第一電容、第一穩(wěn)壓管相同的元件。
[0005]優(yōu)選的，所述開關(guān)模塊包括Μ+1個(gè)開關(guān)器件，所述Μ+1個(gè)開關(guān)器件的一端分別連接至對(duì)應(yīng)電池單體組的兩端以及電池單體間的連接處，使得每個(gè)電池單體連接于兩個(gè)開關(guān)器件之間；所述ADC模塊的正極輸入端和負(fù)極輸入端交替的與所述Μ+1個(gè)開關(guān)器件的另一端依次連接，ADC模塊對(duì)電池單體進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)，只需控制連接于電池單體兩端的兩個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通。
[0006]進(jìn)一步的，每個(gè)開關(guān)模塊中開關(guān)器件與相應(yīng)ADC模塊的電氣連接均相同，所述MCU模塊包括Μ+1個(gè)控制信號(hào)I/O端口，每個(gè)控制信號(hào)I/O端口連接控制分屬于Ν個(gè)開關(guān)模塊中相同位置的Ν個(gè)開關(guān)器件，MCU模塊可控制Ν個(gè)ADC模塊同時(shí)對(duì)分屬于Ν個(gè)電池單體組且位于電池單體組中相同位置的Ν個(gè)電池單體進(jìn)行測(cè)量。
[0007]進(jìn)一步的，所述開關(guān)器件采用繼電器，所述繼電器的輸入回路連接于控制信號(hào)I/O端口與地端之間。
[0008]進(jìn)一步的，所述繼電器是光耦繼電器。
[0009]進(jìn)一步的，所述開關(guān)組件還包括Ν X Μ個(gè)輸入電容，所述Ν X Μ個(gè)輸入電容采用相同的電容元件，且分別與電池組件中的ΝΧΜ個(gè)電池單體并聯(lián)，測(cè)量組件通過(guò)測(cè)量每個(gè)輸入電容兩端電壓來(lái)測(cè)量對(duì)應(yīng)的電池單體的電壓。
[0010]進(jìn)一步的，所述開關(guān)組件還包括ΝΧΜ+1個(gè)輸入電阻，所述ΝΧΜ+1個(gè)輸入電阻采用相同的電阻元件，電池單體的正極和負(fù)極分別通過(guò)一個(gè)輸入電阻與輸入電容兩端連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述ΝΧΜ+1個(gè)輸入電阻采用高精度電阻，以提高測(cè)量精度。
[0012]優(yōu)選的，Ν為2，Μ為18。
[0013]本發(fā)明提供的便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置，測(cè)量速度較快。MCU模塊的一個(gè)10端口可控制多個(gè)開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通，可同時(shí)獲得多節(jié)單體電池電壓，不單加快測(cè)量速度，并且減少M(fèi)CU的I/O端口和ADC模塊的硬件開銷；本發(fā)明中的開關(guān)器件采用光耦繼電器，可實(shí)現(xiàn)電氣隔離，測(cè)量安全性能較高，且MCU模塊與ADC模塊使用數(shù)字式通信模式，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，電路簡(jiǎn)單，體積小，可用于便攜設(shè)備設(shè)計(jì)，具有較高的測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置實(shí)施例電路原理圖。
[0015]圖2是ADC模塊電路原理圖。
[0016]圖3是MCU模塊I/O端口與開關(guān)器件連接實(shí)施例原理圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]為方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖1所示便攜式多節(jié)電池單體的電壓測(cè)量裝置，包括電池組件1、開關(guān)組件2、測(cè)量組件3 ;所述測(cè)量組件3通過(guò)開關(guān)組件2與電池組件1連接，對(duì)電池組件1中電池單體的電壓進(jìn)行測(cè)量，還包括與開關(guān)組件2連接的MCU模塊4，所述MCU模塊4對(duì)開關(guān)組件2進(jìn)行控制；所述電池組件1包括2個(gè)串聯(lián)的電池單體組，分別為第一電池單體組11、第二電池單體組12，每個(gè)電池單體組由18個(gè)串聯(lián)的電池單體構(gòu)成，總共包括電池單體ΒΑΤ1、ΒΑΤ2…ΒΑΤ36共計(jì)36個(gè)單體電池；所述測(cè)量組件3包括2個(gè)相同的ADC模塊，分別為第一 ADC模塊31、第二 ADC模塊32，所述開關(guān)組件2包括2個(gè)相同的開關(guān)模塊，分別為第一開關(guān)模塊21、第二開關(guān)模塊22，并分別與第一 ADC模塊31、第二 ADC模塊32連接，同時(shí)分別與第一電池單體組11、第二電池單體組12連接，MCU模塊4控制第一開關(guān)模塊21、第二開關(guān)模塊22，使第一 ADC模塊31、第二 ADC模塊32分別可以通過(guò)第一開關(guān)模塊21、第二開關(guān)模塊22對(duì)第一電池單體組11、第二電池單體組12中的電池單體依次進(jìn)行測(cè)量，從而測(cè)得電池單體ΒΑΤ1、ΒΑΤ2…ΒΑΤ36的電壓。
[0020]第一開關(guān)模塊21包括光親繼電器S1、S2…S19共計(jì)個(gè)19開關(guān)器件，第二開關(guān)模塊包括光耦繼電器S20、S21-S36共計(jì)19個(gè)開關(guān)器件。光耦繼電器S1、S2…S19輸出回路的一端分別連接至第一電池單體組11的兩端以及第一電池單體組11中電池單體間的連接處，第一 ADC模塊31的正極輸入端A+和負(fù)極輸入端A-交替的與第一開關(guān)模塊21中光親繼電器S1、S2…S19輸出回路的另一端依次連接；光耦繼電器S20、S21…S36輸出回路的一端分別連接至第二電池單體組12的兩端以及第二電池單體組12中電池單體間的連接處，第二 ADC模塊32的正極輸入端B+和負(fù)極輸入端B-交替的與第二開關(guān)模塊中光親繼電器S20、S21…S36輸出回路的另一端依次連接，使得每個(gè)電池單體連接于兩個(gè)光耦繼電器輸出回路之間；ADC模塊對(duì)電池單體進(jìn)行電壓