專利名稱：嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，屬于汽車電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池通常配有過充、過放保護(hù)電路，以防止在使用過程中出現(xiàn)異常。如果保護(hù)電路失效出現(xiàn)過充電，電池會(huì)鼓脹，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)起火或爆炸。如果出現(xiàn)過放電，輕則縮短電池使用壽命，重則徹底喪失充放電功能使電池永久失效。即使保護(hù)電路工作正常，在過放保護(hù)后切斷電池向負(fù)載的供電，但是由于鋰離子電池自身存在自放電現(xiàn)象，如果過放保護(hù)后長(zhǎng)時(shí)間未充電，同樣會(huì)出現(xiàn)電池過放電。鋰離子電池庫存時(shí)，通常要求用戶每2-3個(gè)月對(duì)鋰離子電池補(bǔ)充電，如未補(bǔ)充電會(huì)發(fā)生電池過放電。另外，由于目前無鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，在使用過程中出現(xiàn)容量不足或其它問題時(shí)沒有可供分析的數(shù)據(jù)，不利于電池質(zhì)量的改善。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，以實(shí)時(shí)檢測(cè)并保存鋰離子電池使用壽命周期內(nèi)的充放電過程數(shù)據(jù)，當(dāng)鋰離子電池出現(xiàn)過充電或過放電時(shí)及時(shí)報(bào)警。 本實(shí)用新型提出的嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，包括 采樣電路，用于將待記錄鋰電池的電壓降為低電壓，采樣電路由第一電阻R1和第二電阻R2組成，第一電阻R1和第二電阻R2相互串聯(lián)在待記錄鋰電池的正、負(fù)極，采樣電路的輸出端與微處理器相連接； 微處理器，用于接收待記錄鋰電池的低電壓信號(hào)，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間進(jìn)行加密后按照時(shí)間順序存儲(chǔ)到數(shù)碼安全卡中；將接收的低電壓信號(hào)與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，判斷待檢測(cè)鋰電池過充電或過放電，若為過充電，則第一數(shù)字輸出管腳RA為高電平，若為過放電，則第二數(shù)字輸出管腳RA為高電平； 安全數(shù)碼卡，用于接收和存儲(chǔ)加密后的數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間，安全數(shù)碼卡與微處理器相連； 時(shí)鐘源，用于為微處理器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，時(shí)鐘源由晶體振蕩器和第三電容C3和第四電容C4組成，晶體振蕩器的兩端分別與微處理器相連接，晶體振蕩器的每個(gè)管腳分別通過第三電容C3和第四電容C4接地； 兩組報(bào)警電路，分別用于接收微處理器的第一數(shù)字輸出管腳和第二數(shù)字輸出管腳輸出的兩個(gè)高電平信號(hào)，并報(bào)警，每組報(bào)警電路分別由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)電阻組成，兩組報(bào)警電路分別與微處理器相連接； 穩(wěn)壓芯片，用于將待記錄鋰電池高電壓變換為低電壓后作為微處理器和安全數(shù)碼卡的電源，穩(wěn)壓芯片的輸入端與待記錄鋰電池相連接，輸出端同時(shí)與微處理器和安全數(shù)碼卡相連接； 紐扣電池，用于當(dāng)待記錄鋰電池沒電時(shí)為記錄儀提供電源，紐扣電池并聯(lián)在穩(wěn)壓芯片的輸出端。 本實(shí)用新型提出的嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，其優(yōu)點(diǎn)是，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)并保存鋰離子電池使用壽命周期內(nèi)的充放電過程數(shù)據(jù)，當(dāng)鋰離子電池出現(xiàn)過充電或過放電時(shí)及時(shí)報(bào)警，從而防止鋰離子電池因不當(dāng)使用導(dǎo)致的壽命縮短或永久失效，甚至可能出現(xiàn)的安全問題。采用納瓦技術(shù)微處理器，SD卡(數(shù)碼安全卡)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗極低。

圖1是本實(shí)用新型提出的嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀的電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，其電路圖如圖所示，包括 采樣電路，用于將待記錄鋰電池的電壓降為U1(微處理器)芯片可以處理的低電壓，采樣電路由第一電阻R1和第二電阻R2組成，第一電阻R1和第二電阻R2接成分壓形式，輸入并聯(lián)在待記錄鋰電池的正、負(fù)極，采樣電路的輸出端從兩個(gè)電阻之間取出，與微處理器(Ul)芯片的A/D通道AN10相連接；待記錄鋰電池兩端并聯(lián)濾波電容C1，濾除高頻噪聲，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。 微處理器，用于接收待記錄鋰電池的低電壓信號(hào)，通過微處理器的兩路A/D通道輸入，由內(nèi)置的10位A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過微處理器內(nèi)存軟件分析處理將數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間進(jìn)行加密后按照時(shí)間順序存儲(chǔ)到數(shù)碼安全卡中；將接收的低電壓信號(hào)與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，判斷待檢測(cè)鋰電池過充電或過放電，若為過充電，則數(shù)字編程輸出管腳RA為高電平，若為過放電，則另一個(gè)數(shù)字編程輸出管腳RA為高電平；采用微處理器Ul (型號(hào)為PIC18F2420納瓦)作為中央處理器，外部晶體振蕩器提供時(shí)鐘頻率，同步整個(gè)系統(tǒng)的工作。 時(shí)鐘源，用于為微處理器提供外接標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，同步整個(gè)系統(tǒng)的工作；時(shí)鐘源由晶體振蕩器X1和第三電容C3和第四電容C4組成，晶體振蕩器X1的兩端分別接微處理器U1的T10S0、 T10SI兩腳，晶體振蕩器XI的每個(gè)管腳分別通過第三電容C3和第四電容C4接地。[0018] 安全數(shù)碼卡，用于接收和存儲(chǔ)加密后的數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間；安全數(shù)碼卡U2使用SPI模式與微處理器U1芯片連接，采樣取得的數(shù)據(jù)經(jīng)過U1芯片分析并作加密處理，按照時(shí)間順序記錄到安全數(shù)碼卡U2中，永久保存為待檢測(cè)鋰電池的使用歷史記錄。[0019] 兩組報(bào)警電路，分別用于接收微處理器的兩個(gè)高電平信號(hào)，并報(bào)警，每組報(bào)警電路分別由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)電阻組成，兩組報(bào)警電路分別與微處理器相連接；當(dāng)微處理器U1芯片對(duì)采樣到的電壓值經(jīng)過分析，判斷出待檢測(cè)鋰電池過充電或過放電時(shí)，數(shù)字輸出管腳RA為高電平，RA管腳接二極管(D1或D2)正極，同時(shí)再串聯(lián)一只限流電阻(R3或R4)，此時(shí)二極管發(fā)亮，提示報(bào)警。如果在充電狀態(tài)，使用者可以根據(jù)報(bào)警信號(hào)停止對(duì)鋰電池充電，以防止過充電的發(fā)生。如果在放電、庫存、長(zhǎng)時(shí)間不使用等狀態(tài)，使用者可以根據(jù)報(bào)警信號(hào)對(duì)鋰電池進(jìn)行補(bǔ)充電，以防止過放電的發(fā)生。 穩(wěn)壓芯片U3 (型號(hào)為L(zhǎng)M2936HVBM-3. 3)用于將待記錄鋰電池高電壓變換為低電壓 后作為微處理器和安全數(shù)碼卡的電源，穩(wěn)壓芯片U3的輸入端與待記錄鋰電池相連接，輸出 端同時(shí)與微處理器U1芯片和安全數(shù)碼卡U2相連接，用作安全數(shù)碼卡U2、微處理器U1芯片 的電源； 紐扣電池，用于當(dāng)待記錄鋰電池沒電時(shí)為記錄儀提供電源，紐扣電池并聯(lián)在穩(wěn)壓 芯片U3的輸出端；通常情況下由待檢測(cè)鋰電池通過U3穩(wěn)壓芯片對(duì)紐扣電池充電；當(dāng)待檢 測(cè)鋰電池長(zhǎng)時(shí)間未充電，電壓過低使得穩(wěn)壓芯片U3不能為系統(tǒng)提供3. 3V穩(wěn)定電壓時(shí)，由紐 扣電池為系統(tǒng)供電，維持系統(tǒng)持續(xù)記錄時(shí)間的功能；類似待記錄鋰電池兩端并聯(lián)的濾波電 容Cl，紐扣電池兩端也要并聯(lián)濾波電容C2，濾除高頻噪聲，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求一種嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，其特征在于該記錄儀包括采樣電路，用于將待記錄鋰電池的電壓降為低電壓，采樣電路由第一電阻R1和第二電阻R2組成，第一電阻R1和第二電阻R2相互串聯(lián)在待記錄鋰電池的正、負(fù)極，采樣電路的輸出端與微處理器相連接；微處理器，用于接收待記錄鋰電池的低電壓信號(hào)，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間進(jìn)行加密后按照時(shí)間順序存儲(chǔ)到數(shù)碼安全卡中；將接收的低電壓信號(hào)與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，判斷待檢測(cè)鋰電池過充電或過放電，若為過充電，則第一數(shù)字輸出管腳RA為高電平，若為過放電，則第二數(shù)字輸出管腳RA為高電平；安全數(shù)碼卡，用于接收和存儲(chǔ)加密后的數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間，安全數(shù)碼卡與微處理器相連；時(shí)鐘源，用于為微處理器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，時(shí)鐘源由晶體振蕩器和第三電容C3和第四電容C4組成，晶體振蕩器的兩端分別與微處理器相連接，晶體振蕩器的每個(gè)管腳分別通過第三電容C3和第四電容C4接地；兩組報(bào)警電路，分別用于接收微處理器的第一數(shù)字輸出管腳和第二數(shù)字輸出管腳輸出的兩個(gè)高電平信號(hào)，并報(bào)警，每組報(bào)警電路分別由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)電阻組成，兩組報(bào)警電路分別與微處理器相連接；穩(wěn)壓芯片，用于將待記錄鋰電池高電壓變換為低電壓后作為微處理器和安全數(shù)碼卡的電源，穩(wěn)壓芯片的輸入端與待記錄鋰電池相連接，輸出端同時(shí)與微處理器和安全數(shù)碼卡相連接；紐扣電池，用于當(dāng)待記錄鋰電池沒電時(shí)為記錄儀提供電源，紐扣電池并聯(lián)在穩(wěn)壓芯片的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，屬于汽車電池技術(shù)領(lǐng)域。包括采樣電路，用于將待記錄鋰電池的電壓降為低電壓；微處理器，用于接收低電壓信號(hào)，與設(shè)定閾值比較，判斷待檢測(cè)鋰電池過充電或過放電；安全數(shù)碼卡，用于接收和存儲(chǔ)加密后的數(shù)字信號(hào)和采樣時(shí)間；時(shí)鐘源，用于為微處理器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘；兩組報(bào)警電路；穩(wěn)壓芯片，用于將鋰電池高電壓變換為低電壓后作為微處理器和安全數(shù)碼卡的電源；紐扣電池，用于當(dāng)鋰電池沒電時(shí)為記錄儀提供電源。本嵌入式鋰離子電池使用狀態(tài)記錄儀，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)并保存鋰離子電池使用壽命周期內(nèi)的充放電過程數(shù)據(jù)，從而防止鋰離子電池因不當(dāng)使用導(dǎo)致的壽命縮短或永久失效，甚至可能出現(xiàn)的安全問題。
文檔編號(hào)G01R19/165GK201548667SQ20092022269
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者陸豐隆 申請(qǐng)人:陸豐隆