專(zhuān)利名稱(chēng)：具有事故安全功能的蓄電池組電池電壓測(cè)量單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有事故安全功能的蓄電池組電池電壓測(cè)量單元。
背景技術(shù)：
蓄電池是為用電設(shè)備提供電源的一種電池，由于單節(jié)蓄電池電壓通常在1.2伏至24伏之間，為了獲取更高的電壓，則采用多個(gè)單節(jié)蓄電池串聯(lián)構(gòu)成蓄電池組。蓄電池組在長(zhǎng)期工作過(guò)程中，由于不同單節(jié)電池之間的性能差異，使蓄電池組中出現(xiàn)部分單節(jié)電池性能下降影響整個(gè)蓄電池組的性能。為了確保蓄電池組性能，需實(shí)時(shí)在線檢測(cè)并更換性能下降的單節(jié)蓄電池；而實(shí)時(shí)在線檢測(cè)單節(jié)電池電壓，則是診斷單體電池性能的重要措施之一。
通過(guò)微控制器控制多個(gè)光電繼電器的分時(shí)切換，是實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)蓄電池組各個(gè)單節(jié)蓄電池電壓的常用方法之一。圖1所示是現(xiàn)有技術(shù)利用光電繼電器測(cè)量蓄電池組單節(jié)蓄電池的電壓的電路原理。該方法要求同一時(shí)間只能允許規(guī)定兩個(gè)光電繼電器閉合，使蓄電池電壓測(cè)量電路通過(guò)規(guī)定的光電繼電器聯(lián)接指定單節(jié)蓄電池的正負(fù)極。在微控制器正常工作時(shí)，微控制器能按規(guī)定程序正確控制規(guī)定的光電繼電器，使蓄電池電壓測(cè)量電路兩端連接蓄電池組中被測(cè)量的同一單節(jié)蓄電池的正負(fù)極。如果微控制器處于異常工作狀態(tài)時(shí)，有可能出現(xiàn)蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于過(guò)載狀態(tài)，如果這種過(guò)載狀態(tài)保持時(shí)間太長(zhǎng)，將損壞蓄電池和蓄電池電壓測(cè)量電路。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的在微控制器處于異常工作狀態(tài)時(shí)，有可能出現(xiàn)蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于過(guò)載狀態(tài)，如果這種過(guò)載狀態(tài)保持時(shí)間太長(zhǎng)，將損壞蓄電池和蓄電池電壓測(cè)量電路的缺點(diǎn)，提出一種新的蓄電池組電池電壓測(cè)量裝置。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在現(xiàn)有的光電繼電器的控制電路上增加時(shí)間控制電路，使光電繼電器只能在短時(shí)間內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。
本發(fā)明在微控制器的配合下利用單穩(wěn)態(tài)電路暫態(tài)過(guò)程時(shí)間較短的特性，在單穩(wěn)電路的暫態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池相連接，在單穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池不連接，從而消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。
本發(fā)明繼承了現(xiàn)有利用光電繼電器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組單節(jié)蓄電池電壓的固有的特性，消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。


圖1現(xiàn)有技術(shù)利用光電繼電器測(cè)量蓄電池組單節(jié)蓄電池的電壓的電路原理圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B18、B19、B110、B111、B112、B113、B114和B115是單節(jié)蓄電池；U11、U12、U13、U13、U14、U15、U16、U17、U18是光電繼電器；U19、U110是三八譯碼器。其中B11的正極連接到B12的負(fù)極、B12的正極連接到B13的負(fù)極、B13的正極連接到B14的負(fù)極、B15的正極連接到B16的負(fù)極、B16的正極連接到B17的負(fù)極、B17的正極連接到B18的負(fù)極、B18的正極連接到B19的負(fù)極、B19的正極連接到B110的負(fù)極、B110的正極連接到B112的負(fù)極、B112的正極連接到B113的負(fù)極、B113的正極連接到B114的負(fù)極、B114的正極連接到B15的負(fù)極，從而構(gòu)成蓄電池組；U11的5腳連接到B11的負(fù)極、8腳連接到B11的正極，U12的5腳連接到B13的負(fù)極、8腳連接到B13的正極，U13的5腳連接到B15的負(fù)極、8腳連接到B15的正極，U14的5腳連接到B17的負(fù)極、8腳連接到B17的正極，U15的5腳連接到B19的負(fù)極、8腳連接到B19的正極，U16的5腳連接到B111的負(fù)極、8腳連接到B111的正極，U17的5腳連接到B113的負(fù)極、8腳連接到B113的正極，U18的5腳連接到B115的負(fù)極、8腳連接到B115的正極，U11的6腳、U12的6腳、U13的6腳、U14的6腳、U15的6腳、U16的6腳、U17的6腳的連接一體再連接到電阻R14的一端，U11的7腳、U12的7腳、U13的7腳、U14的7腳、U15的7腳、U16的7腳、U17的7腳的連接一體再連接到電阻R11的一端，R11的另一端和R14的另一端相連、構(gòu)成蓄電池組單節(jié)電池電壓測(cè)量切換電路，信號(hào)1-1和1-2是蓄電池組單節(jié)電池電壓測(cè)量切換電路的輸出，由信號(hào)1-1和1-2可測(cè)量蓄電池組中單節(jié)蓄電池電壓。U19的7腳連接U18的2腳、U19的9腳連接U17的2腳、U19的10腳連接U16的2腳、U19的11腳連接U15的2腳、U19的12腳連接U14的2腳、U19的13腳連接U13的2腳、U19的12腳連接U11的2腳、U19的15腳連接U11的2腳，U19的7腳連接U18的4腳、U19的9腳連接U17的4腳、U19的10腳連接U16的4腳、U19的11腳連接U15的4腳、U19的12腳連接U14的4腳、U19的13腳連接U13的4腳、U19的12腳連接U11的4腳、U19的15腳連接U11的4腳，R12的一端連接電源VCC，另一端同時(shí)連接到U18的3腳、U17的3腳、U16的3腳、U15的3腳、U14的3腳、U13的3腳、U12的3腳和U11的3腳，R15的一端連接電源VCC，另一端同時(shí)連接到U18的1腳、U17的1腳、U16的1腳、U15的1腳、U14的1腳、U13的1腳、U12的1腳和U11的1腳，組成光繼電器控制電路。U19的5腳和4腳接地、U110的5腳和4腳接地，U19和U110的6腳接電源VCC，構(gòu)成光電繼電器控制電路。
在圖2中，B21、B22、B23、B24、B25、B26、B27、B28、B29、B210、B211、B212、B213、B214和B215是單節(jié)蓄電池；U21、U22、U23、U23、U24、U25、U26、U27、U28是光電繼電器；U211是單穩(wěn)態(tài)集成電路74HC221；U29、U210是三八譯碼器74HC138。其中B21的正極連接到B22的負(fù)極、B22的正極連接到B23的負(fù)極、B23的正極連接到B24的負(fù)極、B25的正極連接到B26的負(fù)極、B26的正極連接到B27的負(fù)極、B27的正極連接到B28的負(fù)極、B28的正極連接到B29的負(fù)極、B29的正極連接到B210的負(fù)極、B210的正極連接到B212的負(fù)極、B212的正極連接到B213的負(fù)極、B213的正極連接到B214的負(fù)極、B214的正極連接到B25的負(fù)極，從而構(gòu)成蓄電池組；U21的5腳連接到B21的負(fù)極、8腳連接到B21的正極，U22的5腳連接到B23的負(fù)極、8腳連接到B23的正極，U23的5腳連接到B25的負(fù)極、8腳連接到B25的正極，U24的5腳連接到B27的負(fù)極、8腳連接到B27的正極，U25的5腳連接到B29的負(fù)極、8腳連接到B29的正極，U26的5腳連接到B211的負(fù)極、8腳連接到B211的正極，U27的5腳連接到B213的負(fù)極、8腳連接到B213的正極，U28的5腳連接到B215的負(fù)極、8腳連接到B215的正極，U21的6腳、U22的6腳、U23的6腳、U24的6腳、U25的6腳、U26的6腳、U27的6腳的連接一體再連接到電阻R24的一端，U21的7腳、U22的7腳、U23的7腳、U24的7腳、U25的7腳、U26的7腳、U27的7腳的連接一體再連接到電阻R21的一端，R21的另一端和R24的另一端相連、構(gòu)成蓄電池組單節(jié)電池電壓測(cè)量切換電路，信號(hào)1-1和1-2是蓄電池組單節(jié)電池電壓測(cè)量切換電路的輸出，由信號(hào)1-1和1-2可測(cè)量蓄電池組中單節(jié)蓄電池電壓。U29的7腳連接U28的2腳、U29的9腳連接U27的2腳、U29的10腳連接U26的2腳、U29的11腳連接U25的2腳、U29的12腳連接U24的2腳、U29的13腳連接U23的2腳、U29的12腳連接U21的2腳、U29的15腳連接U21的2腳，U29的7腳連接U28的4腳、U29的9腳連接U27的4腳、U29的10腳連接U26的4腳、U29的11腳連接U25的4腳、U29的12腳連接U24的4腳、U29的13腳連接U23的4腳、U29的12腳連接U21的4腳、U29的15腳連接U21的4腳，R22的一端連接電源VCC，另一端同時(shí)連接到U28的3腳、U27的3腳、U26的3腳、U25的3腳、U24的3腳、U23的3腳、U22的3腳和U21的3腳，R25的一端連接電源VCC，另一端同時(shí)連接到U28的1腳、U27的1腳、U26的1腳、U25的1腳、U24的1腳、U23的1腳、U22的1腳和U21的1腳，組成光繼電器控制電路。U29的5腳和4腳接地、U210的5腳和4腳接地，電阻R23的一端連接到電源VCC、另一端連接到U211的15腳和C21的一端，C21的另一端連接到U210的14腳組成單穩(wěn)態(tài)電路，信號(hào)2-2、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-10是微控制器的控制信號(hào)，U210的13腳為同向輸出腳，它連接到U29的6腳和U210的6腳，無(wú)論微控制器的控制信號(hào)2-2、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-10處于什么狀態(tài)，U29和U210的輸出只能是暫時(shí)的低電平，使光電繼電器U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27和U28也只能處于暫時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)，從而消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。
圖2中光電繼電器U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27和U28采用松下的AQW214光電繼電器，也可以采用類(lèi)似的其它類(lèi)型的光電繼電器。電阻R21和R24是分壓電路，其阻值大小根據(jù)單節(jié)蓄電池電壓和蓄電池電壓測(cè)量電路的要求選取，在測(cè)量單節(jié)蓄電池電壓為12V、蓄電池電壓測(cè)量電路最大輸入電壓為0.5V時(shí)，R21為27k、R24為1kΩ。R22和R25根據(jù)光電繼電器內(nèi)部發(fā)光二極管的要求選取，當(dāng)光電繼電器為AQW214、電源電壓VCC為5V時(shí)，取光電繼電器內(nèi)部發(fā)光二極管的工作電流在10mA左右，R22和R25為390Ω。U211為74HC221、也可選用類(lèi)似集成電路，U29和U210為74HC138，也可選用類(lèi)似集成電路。R23的阻值和C11的容量決定單穩(wěn)電路的暫態(tài)時(shí)間，當(dāng)暫態(tài)時(shí)間為1ms時(shí)，C21為1uF，R23為2kΩ。
權(quán)利要求
1.一種具有事故安全功能的蓄電池組電池電壓測(cè)量單元，其特征在于在用光電繼電器測(cè)量蓄電池組單節(jié)蓄電池的電壓的電路中，在單穩(wěn)電路的暫態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池相連接，在單穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池不連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種具有事故安全功能的蓄電池組電池電壓測(cè)量單元，其特征在于單穩(wěn)態(tài)電路的組成為U29的5腳和4腳接地、U210的5腳和4腳接地，電阻R23的一端連接到電源VCC、另一端連接到單穩(wěn)態(tài)集成電路74HC221 U211的15腳和C21的一端，C21的另一端連接到U210的14腳；U210的13腳為同向輸出腳，它連接到U29的6腳和U210的6腳，無(wú)論微控制器的控制信號(hào)2-2、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-10處于什么狀態(tài)，U29和U210的輸出只能是暫時(shí)的低電平，使光電繼電器U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27和U28也只能處于暫時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)，從而消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。
全文摘要
一種具有事故安全功能的蓄電池組電池電壓測(cè)量單元，其特征在于在用光電繼電器測(cè)量蓄電池組單節(jié)蓄電池的電壓的電路中，在單穩(wěn)電路的暫態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池相連接，在單穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)態(tài)控制光電繼電器使蓄電池電壓測(cè)量電路與蓄電池組中的蓄電池不連接。從而消除了微控制器異常工作時(shí)，有可能出現(xiàn)的蓄電池電壓測(cè)量電路的與蓄電池組中的多節(jié)蓄電池電壓連接，使被測(cè)電壓超過(guò)蓄電池電壓測(cè)量電路的范圍，導(dǎo)致蓄電池電壓測(cè)量電路處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)的情況。
文檔編號(hào)G01R31/36GK101034142SQ20071009855
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者唐曉泉, 王麗芳, 徐東平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所