18串电池监测及检测模块

简介：一款电池监测及检测模块，支持测量18串电池的各串电压，支持3路温度采集测量，带有数据传输功能，板载电量显示灯，拥有较低的功耗，支持5V电源输入。

一、产品简介

一款基于STM32F103C8T6单片机设计的一款18串电池监测及检测模块，现有锂电池保护板有硬件锂电池保护板及软件锂电池两大类。硬件锂电池保护板价格低廉没有数据传输，不便于锂电池使用者及维修者了解及判断锂电池的使用状态及健康状态，软件保护板价格比较昂贵支持某一种协议或者多种协议，读取电池的状态需要按照特定的协议发送数据，将接收到的数据进行相对应的解析才能得到电池的相关信息，亦不便于锂电池使用者及维修者了解及判断锂电池的使用状态及健康状态，故制作该16串电池监测及检测模块，来便于锂电池使用者及维修者了解及判断锂电池的使用状态及健康状态。

二、应用场景

DIY，适用于锂电池使用者、维修者判断18串三元锂电池、18串磷酸铁锂电池的使用状态及健康状态。

三、产品概述

该18串电池监测及检测模块使用STM32F103C8T6单片机作为主控，使用18节AFE电池管理芯片MT9818进行电池各串电压及压差，温度等信息的采集。

MT9818 是一款低功耗芯片，工作时电流小于 500uA，待机模式下小于 20uA。可以支 持 8~18 节串联电池的信息测量，总的电压测量范围为 10~90V。内部包括 18 路的 14 位电 压采集 ADC，分辨率 400uV。同时还包含 4 个外部温度采集通道。MT9818 可提供包括过压 保护、欠压保护、放电过流保护。此外，MT9818 支持内部均衡与外部均衡两种均衡方式。 均衡技术的应用，使电池组特性在充电时保持良好的一致性，有助于延长电池组的使用寿命。

MT9818 内部含有一个128 位 EEPROM，存储 BAT ADC 和 CC ADC 的增益误差和失调误差。MT9818 兼容 I2C 总线接口。

该18串电池监测及检测模块体积小巧，仅需要5V电源供电即可，功耗低至40mA（5V供电），使用方便。

板载有电量显示灯的电路，在一定程度上可以直接判断电池当前的电量（电池不同，电压与容量的对应曲线不同，代码开源可根据需求自行更改）

使用STM32F103C8T6单片机作为微处理器，性能稳定、功耗低、成本低，微处理器通过IIC总线的方式操作读取解析的MT9818寄存器数据得到18串电池各串电压、3路温度数据并将信息发送至上位机串口调试助手终端，综上可方便准确的测量取得温度信息。板载有USB转TTL电路，可以将采集的各项数据直接传输至PC终端；设计有“打印机”设置，数据信息直观方便锂电池使用者及维修者在不需要发送数据及解析协议的情况下方便快捷了解及判断锂电池的使用状态及健康状态，部分电路增加相应的端口保护电路，有良好的安全系数，成本低，适用范围广，设计有固定孔（复用为B+、B-、P-接口），安装操作方便。

四、产品参数

（1）PCB尺寸：62mm*100mm，2层板，PCB厚度1.6mm，有铅喷锡

（2）输入电压范围：5±0.1V

（3）输入电源带载能力：最小40mA

（4）输出信息电平信号：5V

（5）电压测量范围：0~5V(三元锂电池电压最高4.25V)。

（6）电压测量分辨率：1mV。

（7）电压测量精度：10mV。

（8）温度测量范围：-40 ~+ 200 ℃（温度探头选用NTC3950K）。

（9）温度测量分辨率：0.1℃（温度探头选用NTC3950K）。

（10）温度测量精度：1℃（温度探头选用NTC3950K）。

（11）工作状态下功耗：约35mA（不含显示电量5颗灯）

（12）安装孔尺寸：内孔3.2mm，可安装M3螺钉。

五、使用说明

板载有部分电路存在选用情况，非相关专业人员请严格按照附件“焊接指导图+名称+位号”中焊接指导图进行相关焊接工作。

在type-c直接接入5V电源，type-c既是供电输入口也是数据传输通道。

上电后，模块运行状态指示灯1秒1闪表示模块在正常工作。

接入前确保电池组负极必须接牢B-端子，不允许存在虚接情况（易造成模块损毁）。

如下图所示：

在PC端打开串口调试助手，配置如下图（波特率为9600，数据位为8，停止位为1，无校验位），从下图可见串口调试助手接收区接收到的数据为：

六、备注

1.本模块下载程序方可正常进行使用，程序固件详见附件“固件”文件夹，本着学习分享的态度开放源代码，源代码使用KeilV5进行编写详见附件“源代码”文件夹，为二次开发提供了便利，附件中提供了串口调试助手软件，电脑需要自行下载安装CH340驱动。

2.本模块的物料成本在60元左右，特殊物料的详细信息和参考购买链接在附件“分元器件+配件购买参考链接”中查看。

3.本模块的提供了元器件名称图及丝印图，方便读者进行焊接及问题排查。

注意板载有部分电路存在选用情况，非相关专业人员请严格按照附件“焊接指导图+名称+位号”中焊接指导图进行相关焊接工作。

4.若客户需要对该设备进行固定操作，该设备模块提供了安装固定孔详见附件“安装孔位置”图纸，该图纸为1:1。

七、演示视频

从视频中可以看出

上电后，串口调试助手以1秒1次的频率自动刷新打印出电池状态（包含各串电压，3路温度并计算最高串电压及电压值、计算最低串电压及电压值）状态指示灯闪烁及电量显示灯显示电量。