专利名称：一种铅酸蓄电池组电量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池电量测量装置，尤其涉及一种铅酸蓄电池组电量计，主要运用于电动搬运车上。
背景技术：
搬运车即起搬运货物作用的物流搬运设备。电动搬运车以蓄电池为动力源，适用于重载及长时间货物转运，广泛应用于物流、仓库、商场、车间、学校、机场等，大大提高货物搬运效率。电动搬运车使用的蓄电池通常为动力铅酸蓄电池(铅酸蓄电池是指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。)，铅酸蓄电池组具有价格低廉、放电曲线比较平稳、高倍率放电性能良好、高低温性能良好、没有记忆效应等优点，是引擎起动的首选动力电池。蓄电池在使用过程中，需要知道其剩余的电量，这样可以知道电池组是否有电能提供给搬运车使用，避免对运输作业造成影响。另外，当电池剩余电量较低时，若不能及时充电而免强作业的话，很可能因过放电而损坏电池组，缩短了蓄电池组的使用寿命，提高使用成本。
发明内容本实用新型的发明目的是提供一种铅酸蓄电池组电量计，通过使用该电量计，可实时了解蓄电池的电量，及时充电，延长电池组的使用寿命。为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是一种铅酸蓄电池组电量计， 包括微控制器、电源模块、采样模块及电量显示模块，所述微控制器主要由主控芯片、A/D转换接口及输入输出接口组成，所述电源模块设置于蓄电池组输出端与所述微控制器的电源端之间，所述采样模块的信号输入端与所述蓄电池组输出端连接，其信号输出端与所述A/D 转换接口连接，所述电量显示模块与所述微控制器的输出接口连接。上述技术方案中，所述蓄电池组为电动搬运车的动力源，所述电源模块将蓄电池的电压通过稳压电路产生+5V电压，提供给所述微控制器作为工作电压，所述采样模块则将蓄电池的端电压经电阻分压后，送入微控制器内的A/D转换器，供微控制器对蓄电池端电压进行测量，所述微控制器内的主控芯片内带有电量计算软件，通过对采样电压的计算 (根据端电压的变化和充/放电时间以及预先存储在MCU内的充/放电曲线计算出铅酸蓄电池组的剩余电量)，获得蓄电池组现有电量数，并由电量显示模块显示。用户根据显示数据，确定是否需要充电，以确保搬运作业的正常进行，同时，避免过度放电对蓄电池组造成损伤，延长使用寿命。上述技术方案中，所述电量显示模块为一 10段电量指示条，该10段电量指示条的 10% 20%由红色发光二极管构成，30% 50%由黄色发光二极管构成，60% 100%由绿色发光二极管构成。3种颜色的发光二极管分别表示蓄电池组存储电量，当发出红色光时，代表电量极低，需要及时充电；黄色光则表示还有部分电量，但电已不足，可以准备充电；绿色光表示电量充足，可以放心进行作业。上述技术方案中，包括一继电器，该继电器设置于所述蓄电池组输出端与负载之间，其控制端设置于所述微控制器的输出接口上。继电器的控制可以通过一个三极管进行驱动，保证了继电器动作需要的驱动电流，继电器平时为长闭状态，当电量小于10%时，继电器自动断开，刚蓄电池组与负载断开，避免蓄电池在过低的电量下仍进行供电。上述技术方案中，所述微控制器内设有LCD控制模块及实时时钟，该LCD控制模块的输出端与一数码LCD显示器连接。实时时钟为蓄电池组放电时间进行计算，LCD显示器显示蓄电池组的总放电时间，可为蓄电池组使用寿命的估算提供参考。如果更换新的蓄电池组，总放电时间可以被清零，重新开始计时。上述技术方案中，包括一钥匙开关接口，该钥匙开关接口与所述微控制器的输入接口连接。 上述技术方案中，所述微控制器内设有Flash存储器及一串行通信接口，经该串行通信接口与手持编程器连接。蓄电池组的充/放电曲线和总放电时间被存储在Flash存储器中，断电后数据也不会丢失，具有断电保护功能。用手持式编程器通过该串行通信接口可以将充/放电曲线输入Flash存储器内，对原有的充/放电曲线进行修改，以适应不同型号的蓄电池组。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1.本实用新型主要由微控制器、电源模块、采样模块及电量显示模块构成，采样模块采集蓄电池组输出端电压，送入微控制器内进行计算，获得蓄电池组内剩余电量的数据， 由电量显示模块输出，用户根据显示数据，确定充电的时机，以确保搬运作业的正常进行， 同时，避免过度放电对蓄电池组造成损伤，延长使用寿命；2.蓄电池组与负载之间设置继电器，当剩余电量小余设定值后，会驱动继电器将蓄电池的输出与负载断开，禁止电量输出，用于防止因过放电而损坏蓄电池；3.手持式编程器通过微控制器上的串行通信接口，可以将充/放电曲线输入微控制器Flash存储器内，对电量计内原有的充/放电曲线进行修改，以适应不同型号的蓄电池组，准确计算蓄电池组的存储电量。

图1是本实用新型实施例一的结构框图。
具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见图1所示，一种铅酸蓄电池组电量计，包括微控制器、电源模块、采样模块、继电器、钥匙开关接口及电量显示模块，所述微控制器主要由主控芯片、A/D转换接口、Flash存储器、IXD控制模块、实时时钟、串行通信接口及输入输出接口组成，所述电源模块设置于蓄电池组输出端与所述微控制器的电源端之间，所述采样模块的信号输入端与所述蓄电池组输出端连接，其信号输出端与所述A/D转换接口连接，所述电量显示模块与所述微控制器的输出接口连接，所述继电器设置于所述蓄电池组输出端与负载之间，其控制端设置于所述微控制器的输出接口上，所述钥匙开关接口与所述微控制器的输入接口连接在本实施例中，所述微控制器采用Freescale公司的MC68HC908LJ12芯片，它具有 512B片内RAM、12KB的片内FLASH存储器、1个实时时钟、1个串行通信接口、2个16位定时器、1个6通道10位A/D转换器、32个通用I/O脚、液晶控制器等模块。以嵌入式微控制器 (MCU)为核心，自动判别蓄电池组的充/放电状态，对铅酸蓄电池组的端电压和充/放电时间进行测量和记录，根据端电压的变化和充/放电时间以及预先存储在MCU内的充/放电曲线计算出铅酸蓄电池组的剩余电量。所述电量显示模块为一 10段电量指示条，该10段电量指示条的10% 20%由红色发光二极管构成，30% 50%由黄色发光二极管构成，60% 100%由绿色发光二极管构成。 采用十格LED发光管组成的横向光条对电池组剩余电量进行指示，每格表示10%电量，即1
格LED亮表示剩余电量为10%以下、2格LED亮表示剩余电量为10% 20%、......、10格LED
亮表示剩余电量为90% 100%。10%和20%两格LED为红色，30% 50%三格LED为黄色， 60% 100%五格LED为绿色，剩余电量指示直观清晰。所述电源模块采用可调输出的集成稳压器LM317，该集成稳压器最大输入电压为 40V,输出电压范围是1. 25V 37V，本例的输出电压设定为5V。所述采样模块采用误差< 1%精密电阻对蓄电池组端电压进行6 1分压采样，由于 24V蓄电池组端电压即使在充电状态时，最大电压值<30V，因此采样电压<5V，不会超出微控制器A/D转换器输入电压的范围。同时采用1个2. 2μ F的钽电容进行旁路，消除瞬时尖脉冲对测量的影响，减小了误差。所述钥匙开关接口采用普通电阻对钥匙开关接通或断开负载设备的电源线进行 6 1分压，将供电电压转换为逻辑电平。所述继电器的控制通过一个NPN三极管S9013进行驱动，保证了继电器动作需要的驱动电流。继电器平时为长闭状态，当电量小于10%时，继电器自动断开。所述IXD控制模块驱动一个6位数码IXD显示器，显示蓄电池组的总放电时间和计时状态指示图标闪动，6位数码的总放电时间包括1位小数，范围为00000. 0 99999. 9 小时。所述串行通信口可以与配套的手持式编程器进行通信。用手持式编程器可以将充 /放电曲线输入电量计内，对电量计内原有的充/放电曲线进行修改，以适应不同型号的蓄电池组。手持编程器需要单独研制，需要有输入数据的键盘和显示器，核心也是微控制器， 并且配有能够与电量计通信的软件。
权利要求1.一种铅酸蓄电池组电量计，其特征在于包括微控制器、电源模块、采样模块及电量显示模块，所述微控制器主要由主控芯片、A/D转换接口及输入输出接口组成，所述电源模块设置于蓄电池组输出端与所述微控制器的电源端之间，所述采样模块的信号输入端与所述蓄电池组输出端连接，其信号输出端与所述A/D转换接口连接，所述电量显示模块与所述微控制器的输出接口连接。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池组电量计，其特征在于所述电量显示模块为一 10段电量指示条，该10段电量指示条的10% 20%由红色发光二极管构成，30% 50%由黄色发光二极管构成，60% 100%由绿色发光二极管构成。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池组电量计，其特征在于还包括一继电器，该继电器设置于所述蓄电池组输出端与负载之间，其控制端设置于所述微控制器的输出接口上。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池组电量计，其特征在于所述微控制器内设有 IXD控制模块及实时时钟，该IXD控制模块的输出端与一数码IXD显示器连接。
5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池组电量计，其特征在于还包括一钥匙开关接口，该钥匙开关接口与所述微控制器的输入接口连接。
6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池组电量计，其特征在于所述微控制器内设有 Flash存储器及一串行通信接口，经该串行通信接口与手持编程器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种铅酸蓄电池组电量计，其特征在于包括微控制器、电源模块、采样模块及电量显示模块，所述微控制器主要由主控芯片、A/D转换接口及输入输出接口组成，所述电源模块设置于蓄电池组输出端与所述微控制器的电源端之间，所述采样模块的信号输入端与所述蓄电池组输出端连接，其信号输出端与所述A/D转换接口连接，所述电量显示模块与所述微控制器的输出接口连接。本实用新型以微控制器为核心，采样蓄电池组的输出计算获得剩余电量，并由显示模块显示，实现对剩余电量的实时了解，及时充电，以确保搬运作业的正常进行，避免过度放电对蓄电池组造成损伤，延长使用寿命。
文档编号G01R31/36GK202230189SQ201120391319
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者刘晓升, 王宜怀, 陆晓峰 申请人:苏州大学