專利名稱：電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動自行車的技術(shù)領(lǐng)域，是電子技術(shù)在電動自行車動力電池管理領(lǐng)域中的應(yīng)用，涉及一種電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀。
背景技術(shù)：
電動自行車作為綠色交通工具，得到人們的廣泛使用。作為電動自行車的動力，電 池被大量使用，因此推動了電池的銷售與使用。但是由于技術(shù)的原因，對動力電池的售后 一般采用按時間(18個月)保修的政策，這種方式存在著弊端。比如某些用戶只是將電動 助力車作為短途代步工具，平時使用里程較少，質(zhì)保期內(nèi)，其電池?fù)p耗非常少；而有些用戶 用電動助力車跑業(yè)務(wù)，如送快遞、送餐等，這些用戶的電動助力車常年累月的處于高負(fù)荷狀 態(tài)，電池極易損壞，這些用戶往往能夠在質(zhì)保期內(nèi)更換數(shù)次電池。這樣的質(zhì)保政策保證了一 些不該享受超量質(zhì)保的用戶的不正常服務(wù)，消弱了該享受正當(dāng)質(zhì)保的用戶的權(quán)益，也使得 銷售廠商需要為一些不合理的售后提供服務(wù)。因此，如何正確有效地估算電池使用程度，以 此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電池的售后服務(wù)，成為一個急需解決的問題。國內(nèi)有關(guān)電動自行車電池充放電記錄、循環(huán)壽命測試的報道較多，分別具有不 同的特點(diǎn)，鄭霖(佛山市順德區(qū)順達(dá)電腦廠有限公司).電池放電時間記錄儀及方法.CN 101192689，2008-06-04,文獻(xiàn)公開了佛山市順德區(qū)順達(dá)電腦廠有限公司發(fā)明的一種電池放 電時間記錄的方法，該方法包括下述步驟預(yù)設(shè)電池放電結(jié)束電壓值；量測并開始記錄電 池放電時間，并予以顯示；采集電池放電時的電壓；傳送采集的電池放電時的電壓值及電 池放電時間至計算機(jī)；判斷預(yù)設(shè)的電池放電結(jié)束電壓值與自電池處讀取的放電之電壓值是 否相等，如果相等，則結(jié)束對電池放電時間的量測；如果預(yù)設(shè)的電池放電結(jié)束電壓值與自 電池處讀取的放電之電壓值不相等，則繼續(xù)對電池放電進(jìn)行量測直至電池電壓放電完畢為 止。通過該發(fā)明可很方便的對電池的放電情況進(jìn)行量測，且可直觀的觀察到電池的放電時 間，具有很好的實(shí)用價值。于江仁，王檀桂(浙江億源光電科技有限公司).一種電動自行車蓄電池電量顯示 系統(tǒng).CN 200986955，2007-12-05，公開了浙江億源光電科技有限公司發(fā)明的一種電動自行 車蓄電池電量顯示系統(tǒng)，包括蓄電池，蓄電池上連接有電流采樣模塊，電流采樣模塊上連接 有電源管理芯片，電源管理芯片連通顯示模塊；電源管理芯片上設(shè)有用電量寄存器和剩余 電量寄存器；剩余電量寄存器計數(shù)的剩余電量參數(shù)通過顯示模塊顯示。該系統(tǒng)能準(zhǔn)確顯示 電動車蓄電池內(nèi)的剩余電量，可以廣泛適用于電動自行車行業(yè)。李小龍(華為技術(shù)有限公司).記錄電池工作信息的方法、電池及其電子產(chǎn)品與充 電器.CN 1858805，2006-11-08，公開了華為技術(shù)有限公司發(fā)明的一種記錄充電式電池工作 信息的方法、電池及其應(yīng)用的電子產(chǎn)品及充電器，主要是通過在電子產(chǎn)品內(nèi)設(shè)置至少一個 用于記錄充電式電池工作信息的記錄器，該記錄器記錄充電式電池的充電次數(shù)、充電時長 等與充電式電池相關(guān)的工作信息，通過查詢記錄器記錄的數(shù)值，可以確定充電式電池的工 作信息。通過該發(fā)明能較容易判斷電池是否到達(dá)使用壽命的期限或真正存在問題以及是由用戶的使用習(xí)慣所導(dǎo)致電池出現(xiàn)問題。江顯燦.一種電動自行車的電池電量檢測裝置.CN 2906637，2007-05-30，公開了 一種電動自行車的電池電量檢測裝置，包括電流檢測電路，與電池一極相連，其輸出端連 接乘法器；電壓檢測電路，接在乘法器與電池正極之間；時鐘發(fā)生器，與乘法器和累加器相 連接，為乘法器和累加器提供時鐘信號；乘法器，將電壓檢測電路測出的電壓值、電流檢測 電路測出的電流值以及時鐘發(fā)生器產(chǎn)生的時間間隔值三者進(jìn)行相乘，乘積的輸出端連接累 加器；累加器，每隔一個時間間隔值將乘法器輸出的乘積累加，其結(jié)果由輸出端發(fā)送到顯 示 單元；電流方向檢測器，與電池一極相連，其輸出端連接累加器，用于控制累加器對當(dāng)前數(shù) 據(jù)進(jìn)行加或減的運(yùn)算。該電池電量檢測裝置能正確的顯示電池電量，讓使用者準(zhǔn)確的掌握 電動自行車的可工作時間。http://www.hzdk.com/ ？ action-viewnews-itemid_34 杭州得康蓄電池修復(fù)儀 有限公司“循環(huán)壽命測試儀DK36. ”報道了杭州得康蓄電池修復(fù)儀有限公司的蓄電池循環(huán) 壽命測試儀，適用于蓄電池組合性能測試，包括容量、循環(huán)壽命、充放電特性等。產(chǎn)品特點(diǎn) 運(yùn)用單片機(jī)智能控制及精密測控技術(shù)；采用友好的中文液晶界面，便于人機(jī)對話；多種充、 放電工作流程可供選擇；循環(huán)次數(shù)及采樣間隔可靈活設(shè)置；具有打印功能和U盤數(shù)據(jù)接口。上海威銘電子機(jī)械設(shè)備有限公司.蓄電池電性能測試儀(循環(huán)壽命試驗(yàn)機(jī))， http //www. cps800. com/products/3078. htm報道了上海威銘電子機(jī)械設(shè)備有限公司的蓄 電池電性能測試儀(循環(huán)壽命試驗(yàn)機(jī))，適用于各種類型單個電池或蓄電池組的綜合性能 測試及壽命測試。對各種蓄電池和蓄電池(組)檢測電池容量、充電放電循環(huán)壽命、充電接 受能力、恒電壓限電流充電、恒電流充電，恒電流放電。林志琦，張訕通(長春工業(yè)大學(xué)).二次電池循環(huán)壽命檢測儀.電池，2008， 38(4) :244-246報道了長春工業(yè)大學(xué)設(shè)計了二次電池循環(huán)壽命檢測儀。檢測儀以單片機(jī) C8051F320為核心，可對電池進(jìn)行恒流充放電，通過測量端電壓，實(shí)現(xiàn)充放電的轉(zhuǎn)換，并實(shí)時 記錄、分析電壓信息，畫出放電曲線，對電池的循環(huán)壽命進(jìn)行自動測試。綜上所述，國內(nèi)未見使用片上系統(tǒng)技術(shù)、軟件控制和管理技術(shù)、硬件和軟件抗干擾 技術(shù)以及數(shù)字顯示等技術(shù)研制開發(fā)的一種電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功 能記錄儀的文獻(xiàn)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種且造價低廉，具有較強(qiáng)的實(shí)用價值的電動自行車電子數(shù) 顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，本發(fā)明的的核心內(nèi)容是記錄電池的充放電循環(huán)次數(shù)、過 放次數(shù)和累計放電總量。為了達(dá)到本發(fā)明的目的提供一種電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記 錄儀，其特征在于在記錄儀內(nèi)部設(shè)置信號預(yù)處理、穩(wěn)壓電路、實(shí)時鐘電路、單片機(jī)處理器、 LCD顯示電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路，其中單片機(jī)內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換電路、存儲器、串行通訊 口。記錄儀與外部的電動自行車動力電池、控制器連接，也可以和PC機(jī)進(jìn)行通訊。電動自行車的電池一般電壓為36V或者48V，不能直接供給記錄儀使用。穩(wěn)壓電路 將電動自行車的電池提供的36V或48V電壓降壓至5V，提供給整個記錄儀使用。一般的電 動車電路包括有電池和控制器，記錄儀在原有的電路中取出電壓和電流信號。電壓電流信號進(jìn)入信號預(yù)處理部分，通過3個電阻分壓輸入到運(yùn)算放大器的輸入端。運(yùn)算放大器將微 弱的電壓信號放大到O 5V之間。處理完的電壓進(jìn)入到單片機(jī)處理器所包含的AD轉(zhuǎn)換器 中，AD轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)處理器的控制下，每隔固定的時間間隔，將電壓信號變換為相應(yīng)的數(shù) 據(jù)。單片機(jī)處理器按照一定的格式將數(shù)據(jù)存入Flash存儲器。實(shí)時鐘電路提供給單片機(jī)處 理器時間信息，單片機(jī)處理器可以按照設(shè)定的時間間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。LCD顯示電路將實(shí)時 的電壓電流信息及經(jīng)過單片機(jī)處理器運(yùn)算得到的電池容量值等顯示出來。串口可以連接記 錄儀與PC機(jī)，可以實(shí)時的將記錄儀保存的記錄發(fā)送給PC機(jī)。由于PC機(jī)串口電平與單片機(jī) 處理器串口電平不一致，所以在設(shè)計的時候通過電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)兩方的電平轉(zhuǎn)換。所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于所述 的單片機(jī)的串口電平為TTL電平，PC機(jī)串口用的是RS232接口。
所述的電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于所述的單 片機(jī)處理器是基于片上系統(tǒng)的單片機(jī)。所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于信號 預(yù)處理器由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成。所述的電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于實(shí)時鐘電 路由外置晶振和實(shí)時鐘芯片組成。所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于LCD 顯示電路由標(biāo)準(zhǔn)的HD44780兼容的液晶顯示模塊和背光驅(qū)動電路組成。本發(fā)明的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀的主要技術(shù)特 點(diǎn)在于①通過電池放電電流的積分得到累計放電電量，計算電池剩余容量，比對預(yù)存的 電池容量值，計算電池充放電循環(huán)次數(shù)，并計算電池過放電次數(shù)。②記錄儀的數(shù)據(jù)可通過 RS232接口傳送給PC機(jī)。③使用ST公司的UPSD32XX系列芯片，保存實(shí)時測量的電流值，用 于電池使用狀態(tài)分析。④LCD顯示電池剩余電量；充放電循環(huán)累計次數(shù)(可切換)；過放 電次數(shù)(可切換)；實(shí)時時鐘；日歷(可切換)；電量過低報警(蜂鳴)；累計放電電量。本 發(fā)明的的核心內(nèi)容是記錄電池的充放電循環(huán)次數(shù)、過放次數(shù)和累計放電總量。記錄儀的電源部分由電動電池供電。同時動力電池部分的電流電壓信號接入系 統(tǒng)，電流電壓信號，經(jīng)過信號預(yù)處理及變換電路變換為適當(dāng)?shù)妮斎胄盘?，再?jīng)過AD轉(zhuǎn)換電 路變換為相應(yīng)的數(shù)字信號。記錄儀的CPU按照一定的時間間隔(如1秒)從AD轉(zhuǎn)換器中 讀取數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電流電壓值后，按照固定格式存入存儲器。記錄滿60 條后，CPU將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，計算前段時間電動車放電的電量和充入的電量，然后記錄儀取 出存儲器中的剩余電量值和累計放電電量值，原有的剩余電量值減去放電電量加上充入的 電量，計算得出新的剩余電量，原有的累計放電電量加上放電電量得到新的累計放電電量。 當(dāng)累計放電電量的計算值大于預(yù)先設(shè)定的一次充放電循環(huán)電量值時，充放電循環(huán)次數(shù)加1， 累計放電電量歸零。如果在使用過程中出現(xiàn)剩余電量小于0時，記錄儀將會記錄一次異常 信息，表明電池經(jīng)過過放的不當(dāng)操作。充放電循環(huán)次數(shù)乘以預(yù)先設(shè)定的一次充放電循環(huán)電 量值即可得出累計放電總量，木發(fā)明的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記 錄儀解決了正確有效地估算電池使用程度，以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電池的售后服務(wù)的問題。


圖1是本發(fā)明的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀組成框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的信號預(yù)處理及變換結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的軟件功能框圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的實(shí)時鐘電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀組成框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的信號預(yù)處理及變換結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng) 的電平轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的軟件功能框圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施 例的系統(tǒng)的實(shí)時鐘電路結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，本發(fā)明的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán) 累計多功能記錄儀在記錄儀內(nèi)部設(shè)置信號預(yù)處理、穩(wěn)壓電路、實(shí)時鐘電路、單片機(jī)、LCD顯示 電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路，其中單片機(jī)內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換電路、存儲器、串行通訊口。記 錄儀與外部的電動自行車動力電池、控制器連接，也可以和PC機(jī)進(jìn)行通訊。電動自行車的電池一般電壓為36V或者48V，不能直接供給記錄儀使用。穩(wěn)壓電路 將電動自行車的電池提供的36V或48V電壓降壓至5V，提供給整個記錄儀使用。一般的電 動車電路包括有電池和控制器，記錄儀在原有的電路中取出電壓和電流信號。電壓電流信 號進(jìn)入信號預(yù)處理部分，通過3個電阻分壓輸入到運(yùn)算放大器的輸入端。運(yùn)算放大器將微 弱的電壓信號放大到0 5V之間。處理完的電壓進(jìn)入到單片機(jī)處理器所包含的AD轉(zhuǎn)換器 中，AD轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)處理器的控制下，每隔固定的時間間隔，將電壓信號變換為相應(yīng)的數(shù) 據(jù)。單片機(jī)處理器按照一定的格式將數(shù)據(jù)存入Flash存儲器。實(shí)時鐘電路提供給單片機(jī)處 理器時間信息，單片機(jī)處理器可以按照設(shè)定的時間間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。LCD顯示電路將實(shí)時 的電壓電流信息及經(jīng)過單片機(jī)處理器運(yùn)算得到的電池容量值等顯示出來。串口可以連接記 錄儀與PC機(jī)，可以實(shí)時的將記錄儀保存的記錄發(fā)送給PC機(jī)。由于PC機(jī)串口電平與單片機(jī) 處理器串口電平不一致，所以在設(shè)計的時候通過電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)兩方的電平轉(zhuǎn)換。其單片機(jī)的串口電平為TTL電平，PC機(jī)串口用的是RS232接口。其單片機(jī)處理器是基于片上系統(tǒng)的單片機(jī)。其信號預(yù)處理器由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成。其實(shí)時鐘電路由外置晶振和實(shí)時鐘芯片組成。其IXD顯示電路由標(biāo)準(zhǔn)的HD44780兼容的液晶顯示模塊和背光驅(qū)動電路組成。本設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)組成見圖1，其中電池、原控制器、PC機(jī)屬于設(shè)計外的部分。電 池是記錄儀的被檢測對象，同時也為記錄儀提供電源，電池經(jīng)過穩(wěn)壓電路給記錄儀供電，同 時電池的電壓信號、電流信號被取出，送入記錄儀的信號預(yù)處理部分。記錄儀記錄的各項(xiàng)數(shù) 據(jù)信息可以通過通訊端口傳給PC機(jī)。在記錄儀內(nèi)部，電池的電壓、電流信號通過信號預(yù)處 理及變換電路處理后，進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換電路。實(shí)時鐘電路可以給系統(tǒng)提供詳 細(xì)的時間信息，單片機(jī)控制AD轉(zhuǎn)換器在特定的時間間隔(如1秒鐘)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。單片 機(jī)根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到實(shí)際的電壓、電流值，將數(shù)據(jù)保存到存儲器中。記錄儀每 隔一定的時間(如1分鐘)，會對采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出前一分鐘放電電量和充電電量，原有的剩余電量值減去放電電量加上充入的電量計算得出新的剩余電量，原有的累計放電電量加上放電電量得到新的累計放電電量，各項(xiàng)信息可送往LCD顯示。根據(jù)需要，記錄儀的 數(shù)據(jù)可傳送給PC機(jī)，單片機(jī)的串口電平為TTL電平，PC機(jī)串口用的是RS232接口，電路中 設(shè)計有一個電平轉(zhuǎn)換電路。硬件組成部分如下信號預(yù)處理電路的原理圖見附圖2。該電路按照附圖2接入 到電動車系統(tǒng)中。R13是一段康銅絲，電阻較小，對原來的電路影響很小，電池的電流流經(jīng) R13，根據(jù)U= I*R，R13上的壓降隨著電流的變化而變化，電壓通過運(yùn)算放大器進(jìn)行放大。 圖中R11、R12、R13串接在電源正極與地之間，R13較小，Rll、R12較大，同時Rll = R12，所 以運(yùn)算放大器的反相輸入端(UlA的2腳)電壓U2 = 0. 5VCC+UE13,圖中R14、R15也是串接 在電源與地之間，同時R14 = R15，所以U3 = 0. 5VCC，由此可得運(yùn)算放大器的第2腳與第3 腳之間的電壓差等于Um30 R7是運(yùn)算放大器的反饋電阻，調(diào)整R7的阻值可以調(diào)整運(yùn)算放大 器的放大倍數(shù)。運(yùn)算放大器的輸出信號ADCO送入單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器端口。圖中 C4、C5提高系統(tǒng)的抗干擾性能。由于在動力系統(tǒng)中電池的電壓、電流信號變化較快，R8與 C3起到積分的作用，減少系統(tǒng)誤差。電平轉(zhuǎn)換電路如附圖3所示，采用的是通用的芯片max232，它將單片機(jī)輸出的TTL 電平信號轉(zhuǎn)換成RS232電平信號，使PC機(jī)能夠正常接收信息。LCD顯示電池剩余電量；充放電循環(huán)累計次數(shù)(可切換)；過放電次數(shù)(可切 換)；實(shí)時鐘；日歷(可切換)；電量過低報警(蜂鳴)；累計放電電量。軟件包括以下部分系統(tǒng)初始化模塊、數(shù)據(jù)采樣解析模塊、數(shù)據(jù)匯總模塊、提示與 報警模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、通訊模塊。初始化模塊用于設(shè)定系統(tǒng)所需的各類原始信息，如電池容量、充電限制電壓、終止 電壓、額定電流、系統(tǒng)工作模式、初始電池剩余容量、累計放電電量、最大循環(huán)次數(shù)、過充過 放次數(shù)等。數(shù)據(jù)采樣解析模塊用于控制AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計算得到實(shí)際數(shù)值，并將該 數(shù)值保存到存儲器中。數(shù)據(jù)匯總模塊將保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到相應(yīng)時間段的放電電量和充電電量， 然后記錄儀取出存儲器中的剩余電量值和累計放電電量值，原有的剩余電量值減去放電電 量加上充入的電量計算得出新的剩余電量，原有的累計放電電量加上放電電量得到新的累 計放電電量。當(dāng)累計放電電量的計算值大于預(yù)先設(shè)定的一次充放電循環(huán)電量值時，充放電 循環(huán)次數(shù)加1，累計放電電量歸零。如果在使用過程中出現(xiàn)剩余容量小于0時，記錄儀將會 記錄一次異常信息，表明電池經(jīng)過過放的不當(dāng)操作。本模塊也負(fù)責(zé)將相應(yīng)的信息提供給提 示與報警模塊。通訊模塊是本系統(tǒng)與計算機(jī)進(jìn)行通訊的橋梁，可以將數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)。初始化模塊的工作流程如下讀取存儲器中的模式寄存器，如果顯示當(dāng)前狀態(tài)為 初始化模式，進(jìn)入設(shè)定，否則退出。設(shè)定狀態(tài)需要分別設(shè)定電池額定容量、充電限制電壓、終 止電壓、額定電流、系統(tǒng)工作模式、初始電池剩余電量、電池累計放電電量、最大循環(huán)次數(shù)、 過充過放次數(shù)等信息，設(shè)定完畢后，程序?qū)⒋鎯ζ髦械哪Ｊ郊拇嫫餍薷臑楣ぷ鳡顟B(tài)，然后退 出本模塊。數(shù)據(jù)采樣解析模塊工作流程如下判斷是否滿足時間間隔要求(間隔1秒1次)，不滿足就退出，滿足的話就發(fā)出指令，讓AD電路讀取運(yùn)算放大器的輸出電壓，電流值，然后 根據(jù)放大倍率，偏移參數(shù)等計算實(shí)際電池電壓、電流值，最后將得到的數(shù)據(jù)保存到存儲器 中，退出本模塊。數(shù)據(jù)匯總模塊工作流程如下判斷是否滿足時間間隔要求(間隔1分鐘1次)，不 滿足就退出，滿足的話就讀取前一分鐘所有數(shù)據(jù)采樣解析模塊保存的電流值，將其中的負(fù) 值相加，得到的數(shù)值就是前一分鐘放電電量值，讀取存儲器中累計放電電量，將上述兩個電 量值相加，得到累計放電電量值。當(dāng)累計放電電量的計算值大于預(yù)先設(shè)定的一次充放電循 環(huán)電量值時，充放電循環(huán)次數(shù)加1，累計放電電量歸零。將前一分鐘的所有采樣值(包括正 值和負(fù)值)與剩余電量值相加，得到新的剩余電量，如果剩余電量小于0，記錄儀將會記錄 一次異常信息，表明電池經(jīng)過過放的不當(dāng)操作。充放電循環(huán)次數(shù)充放電循環(huán)次數(shù)乘以預(yù)先 設(shè)定的一次充放電循環(huán)電量值即可得出累計放電總量。通訊模塊采用中斷的方式工作。系統(tǒng)得到PC機(jī)傳來的指令后，模塊將讀取存儲中 的數(shù)據(jù)，將其發(fā)送到PC機(jī)。
該記錄儀的電源部分由電動電池供電。同時動力電池部分的電流電壓信號接入系 統(tǒng)，電流電壓信號，經(jīng)過信號預(yù)處理及變換電路變換為適當(dāng)?shù)妮斎胄盘?，再?jīng)過AD轉(zhuǎn)換電 路變換為相應(yīng)的數(shù)字信號。記錄儀的CPU按照一定的時間間隔(如1秒)從AD轉(zhuǎn)換器中 讀取數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電流電壓值后，按照固定格式存入存儲器。記錄滿60 條后，CPU將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，計算前段時間電動車放電的電量和充入的電量，然后記錄儀取 出存儲器中的剩余電量值和累計放電電量值，原有的剩余電量值減去放電電量加上充入的 電量，計算得出新的剩余電量，原有的累計放電電量加上放電電量得到新的累計放電電量。 當(dāng)累計放電電量的計算值大于預(yù)先設(shè)定的一次充放電循環(huán)電量值時，充放電循環(huán)次數(shù)加1， 累計放電電量歸零。如果在使用過程中出現(xiàn)剩余電量小于0時，記錄儀將會記錄一次異常 信息，表明電池經(jīng)過過放的不當(dāng)操作。充放循環(huán)次數(shù)乘以預(yù)先設(shè)定的一次充放電循環(huán)電量 值即可得出累計放電總量。設(shè)計參數(shù)指標(biāo)用電壓范圍36V 48V ；容量估算誤差··< 5%； 使用范圍-20°C 50°C。該裝置具有以下功能(1)直接通過電動自行車電池進(jìn)行供電。(2)內(nèi)部包含實(shí)時 鐘電路，能夠給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時間信息。(3)電壓、電流、容量信息實(shí)時通過LCD顯示出 來。(4)數(shù)據(jù)可以通過串口連接PC機(jī)，可提供詳細(xì)的電池應(yīng)用信息。
權(quán)利要求
一種電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征在于在記錄儀內(nèi)部設(shè)置信號預(yù)處理、穩(wěn)壓電路、實(shí)時鐘電路、單片機(jī)處理器、LCD顯示電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路，其中單片機(jī)內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換電路、存儲器、串行通訊口；記錄儀與外部的電動自行車動力電池、控制器連接，也可以和PC機(jī)進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其 特征在于所述的單片機(jī)的串口電平為TTL電平，PC機(jī)串口用的是RS232接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征 在于所述的單片機(jī)處理器是基于片上系統(tǒng)的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其 特征在于信號預(yù)處理器由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其特征 在于實(shí)時鐘電路由外置晶振和實(shí)時鐘芯片組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀，其 特征在于IXD顯示電路由標(biāo)準(zhǔn)的HD44780兼容的液晶顯示模塊和背光驅(qū)動電路組成。
全文摘要
本發(fā)明屬于電動自行車的技術(shù)領(lǐng)域，是電子技術(shù)在電動自行車動力電池管理領(lǐng)域中的應(yīng)用，涉及一種電動自行車電池電子數(shù)顯充放電循環(huán)累計多功能記錄儀。在記錄儀內(nèi)部設(shè)置信號預(yù)處理、穩(wěn)壓電路、實(shí)時鐘電路、單片機(jī)、LCD顯示電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路，其中單片機(jī)內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換電路、存儲器、串行通訊口。記錄儀與外部的電動自行車動力電池、控制器連接，也可以和PC機(jī)進(jìn)行通訊。解決了正確有效地估算電池使用程度，以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電池的售后服務(wù)的問題，且造價低廉，具有較強(qiáng)的實(shí)用價值。
文檔編號G07C5/08GK101826221SQ20091006800
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者孫峰, 賀君, 韓其睿 申請人:天津市睿芯隆科技有限公司