電池剩余電量的檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電池剩余電量的檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在充電設(shè)備中通常使用模擬量采集器獲取電池的極板間電壓，由電池剩余電量百分比與電池極板間電壓的映射關(guān)系，間接地獲取電池剩余電量百分比。然而電池剩余電量百分比與電池的極板間電壓，在函數(shù)圖像中一般只在中段呈現(xiàn)近似的線性關(guān)系，在電量較低或者較高時，電池的極板間電壓隨電池剩余電量百分比的降低而快速下降。使得在電池剛充滿電或剩余電量較低時，顯示的剩余電量百分比數(shù)快速下降，無法準(zhǔn)確地把握電池的剩余電量。
[0003]鑒于這種問題在以上電池剩余電量百分比檢測的基礎(chǔ)上對電池剩余電量百分比與電池極板間電壓的映射關(guān)系進行修正，使之在電池電量較低和電量較高時，電池極板間電壓可以更加準(zhǔn)確的映射到電池剩余電量百分比，從而使得顯示電量更為準(zhǔn)確。但是當(dāng)設(shè)備運行時負(fù)載突然增加時，由于電池極板間極化現(xiàn)象的存在，使得電池極板間電壓明顯降低，檢測到的電池剩余電量明顯偏低，設(shè)備顯示的剩余電量百分比值會迅速減小。然而當(dāng)充電設(shè)備再次回到較小功率的工作狀態(tài)之后，電池極板間極化作用減弱，電池電壓回升，電池剩余電量檢測結(jié)果會出現(xiàn)回升，造成顯示的剩余電量百分比數(shù)值回彈的錯誤。本發(fā)明避開了在負(fù)載突變情況下電池電量與電池電壓之間非線性關(guān)系的弊端，通過測量電池的放電功率與電量的關(guān)系能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)出電池的剩余電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種電池剩余電量的檢測裝置及方法，實現(xiàn)電池剩余電量高精度、可視化的智能在線監(jiān)測。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:包括單片機、電流電壓調(diào)節(jié)模塊、電壓采樣電路、電流采樣電路、PWM控制器;電流采樣電路串接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊與電池之間，所述電壓采樣電路與電池并聯(lián)接入電流電壓調(diào)節(jié)模塊，電流電壓調(diào)節(jié)模塊包括發(fā)光二極管和光敏電阻，pmi控制器，用來控制發(fā)光二極管的亮度，從而控制光敏電阻的大小由此獲得各組電壓與電流的采樣值，將獲得的電壓與電流采樣值送單片機進行處理從而獲得電池的剩余電量;單片機連接有顯示器和電量告警裝置。
[0006]所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:還包括A/D轉(zhuǎn)換器，采集后的電壓與電流經(jīng)濾波后通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號后送入單片機計算處理。
[0007]所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述電壓采樣電路中采用霍爾傳感器，霍爾傳感器為LV100霍爾效應(yīng)的閉環(huán)電壓傳感器。
[0008]所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:電流采樣電路中采用霍爾傳感器，霍爾傳感器為JK1000M27開口式霍爾電流傳感器。
[0009]所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述的單片機為89C51單片機。
[0010]所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述顯示器為IXD液晶屏。
[0011]本發(fā)明還提供一種電池剩余電量的檢測方法，其特征在于:采用上述的電池剩余電量的檢測裝置，包括以下步驟:
1)將電池充滿電，以固定的放電率對電池進行放電至電量耗盡，間隔時間下記錄放電過程中電池的放電功率與剩余電量的值，當(dāng)電池放電結(jié)束后，得到電池的放電功率與電池剩余電量的放電曲線，將此曲線存入EEPR0M中；
2)將電壓采樣電路連接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊(發(fā)光二極管與熱敏電阻組成的可變電路)與電池之間獲得電池兩端的電壓U，電流采樣電路串接在發(fā)光二極管與熱敏電阻組成的可變電路與電池之間獲得流經(jīng)電池的電流I，根據(jù)公式:P=U*I，即得到電池兩端的放電功率P;
3)單片機根據(jù)測得的電池的放電功率，依據(jù)存儲在EEPR0M中的電池放電曲線便可得到電池的剩余電量。
[0012]4)將單片機測量所得的電池剩余電量顯示于液晶屏上，實現(xiàn)剩余電量的實時在線監(jiān)測，若所測電量低于設(shè)定的下限閥值時有告警信號輸出。
[0013]有益效果:本發(fā)明提供的一種電池剩余電量的檢測裝置及方法，通過這種方法可以在電動車啟動、運行及減速階段準(zhǔn)確的測得電池兩端電壓，即使在電池剛充滿電或剩余電量較低時，也能準(zhǔn)確獲得電池兩端電壓，從而精確計算電池剩余電量。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明電量檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0016]如圖1所示，一種電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:電池兩端的直流電壓采集電路，流經(jīng)電池的電流采集電路，電流電壓調(diào)節(jié)模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、89C51單片機、用于顯示電池剩余電量的顯示器(具體為LCD液晶屏)，其中，所述電壓采集電路并聯(lián)在電池兩端，電流采集電路串聯(lián)在電池與電壓電流調(diào)節(jié)電路之間。
[0017]本發(fā)明提供一種剩余電量的檢測方法，具體情況如下:
1)將電池充滿電，以固定的放電率對電池進行放電至電量耗盡，間隔時間盡量短的前提下記錄放電過程中電池的放電功率與剩余電量的值，當(dāng)電池放電結(jié)束后，得到電池的放電功率與電池剩余電量的放電曲線，將此曲線存入EEPR0M中；
2)將電壓采樣電路連接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊(發(fā)光二極管與熱敏電阻組成的可變電路)與電池之間獲得電池兩端的電壓U，電流采樣電路串接在發(fā)光二極管與熱敏電阻組成的可變電路與電池之間獲得流經(jīng)電池的電流I，根據(jù)公式:P=U*I，即得到電池兩端的放電功率P;
3)單片機根據(jù)測得的電池的放電功率，依據(jù)存儲在EEPR0M中的電池放電曲線便可得到電池的剩余電量。
[0018]4)將單片機測量所得的電池剩余電量顯示于液晶屏上，實現(xiàn)剩余電量的實時在線監(jiān)測，若所測電量低于設(shè)定的下限閥值時有告警信號輸出。
[0019]其中，所述步驟2)中的電池兩端的電壓U、流經(jīng)電池的電流I是分別利用霍爾傳感器LV100與霍爾傳感器JK1000M27進行采集的，電池兩端的電壓及流經(jīng)電池的電流受到單片機與PWM組成的控制系統(tǒng)與電流電壓調(diào)節(jié)模塊的控制，以此獲取不同的電壓與電流的采樣值。經(jīng)過采樣電路的電壓電流通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號后送入單片機進行計算處理，進而才計算得到蓄電池的對外放電功率。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:包括單片機、電流電壓調(diào)節(jié)模塊、電壓采樣電路、電流采樣電路、PWM控制器;電流采樣電路串接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊與電池之間，所述電壓采樣電路與電池并聯(lián)接入電流電壓調(diào)節(jié)模塊，電流電壓調(diào)節(jié)模塊包括發(fā)光二極管和光敏電阻，PWM控制器，用來控制發(fā)光二極管的亮度，從而控制光敏電阻的大小由此獲得各組電壓與電流的采樣值，將獲得的電壓與電流采樣值送單片機進行處理從而獲得電池的剩余電量;單片機連接有顯示器和電量告警裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:還包括A/D轉(zhuǎn)換器，采集后的電壓與電流經(jīng)濾波后通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號后送入單片機計算處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述電壓采樣電路中采用霍爾傳感器，霍爾傳感器為LV100霍爾效應(yīng)的閉環(huán)電壓傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:電流采樣電路中采用霍爾傳感器，霍爾傳感器為JK1000M27開口式霍爾電流傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述的單片機為89C51單片機。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池剩余電量的檢測裝置，其特征在于:所述顯示器為LCD液晶屏。7.—種電池剩余電量的檢測方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1-6任一項所述的電池剩余電量的檢測裝置，包括以下步驟: 1)將電池充滿電，以固定的放電率對電池進行放電至電量耗盡，間隔時間下記錄放電過程中電池的放電功率與剩余電量的值，當(dāng)電池放電結(jié)束后，得到電池的放電功率與電池剩余電量的放電曲線，將此曲線存入EEPROM中； 2)將電壓采樣電路連接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊與電池之間獲得電池兩端的電壓U，電流采樣電路串接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊與電池之間獲得流經(jīng)電池的電流I，根據(jù)公式:P=U*I，SP得到電池兩端的放電功率P; 3)單片機根據(jù)測得的電池的放電功率，依據(jù)存儲在EEPROM中的電池放電曲線便可得到電池的剩余電量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電池剩余電量的檢測方法，其特征在于:還包括以下步驟:4)將單片機測量所得的電池剩余電量顯示于液晶屏上，實現(xiàn)剩余電量的實時在線監(jiān)測，若所測電量低于設(shè)定的下限閥值時有告警信號輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池剩余電量的檢測裝置及方法，包括單片機、電流電壓調(diào)節(jié)模塊、電壓采樣電路、電流采樣電路、PWM控制器；電流采樣電路串接在電流電壓調(diào)節(jié)模塊與電池之間，所述電壓采樣電路與電池并聯(lián)接入電流電壓調(diào)節(jié)模塊，電流電壓調(diào)節(jié)模塊包括發(fā)光二極管和光敏電阻，PWM控制器，用來控制發(fā)光二極管的亮度，從而控制光敏電阻的大小由此獲得各組電壓與電流的采樣值，將獲得的電壓與電流采樣值送單片機進行處理從而獲得電池的剩余電量；單片機連接有顯示器和電量告警裝置。通過這種方法可以在電動車啟動、運行及減速階段準(zhǔn)確的測得電池兩端電壓，即使在電池剛充滿電或剩余電量較低時，也能準(zhǔn)確獲得電池兩端電壓，從而精確計算電池剩余電量。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN105425159
【申請?zhí)枴緾N201510781993
【發(fā)明人】陳昊, 呂小華, 徐晶冉, 張兆君
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司檢修分公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月16日