專利名稱：礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦用電源裝置，特別是一種礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置。 技術背景近年來，由于燃油機車帶來的環(huán)境污染和能源緊張的問題，開發(fā)電池動力運輸設 備就成為了勢在必行的項目。因為電動運輸設備提供動力的是電池，電池中的電能可以來 源于風能，水能，太陽能等可再生的，清潔環(huán)保的能源。而且電動機的效率比內(nèi)燃機高，運行 時產(chǎn)生的噪音比內(nèi)燃機要小，因此電動運輸設備深受人們關注。然而作為電動運輸設備的能源提供部分——電池，由于其成本高、壽命較短，一次 充電后行駛里程不理想，并且容易出問題等因素，成為制約電動汽車發(fā)展最大瓶頸。現(xiàn)在市 場上普遍使用的是閥控密封鉛酸蓄電池，其體積大、質(zhì)量重、比能量低、循環(huán)使用次數(shù)也比 較低，另外鉛酸電池制造材料中的鉛對環(huán)境會產(chǎn)生高度的污染，這也違背了人們要求環(huán)保 的初衷。由于鉛酸電池本身特性的限制，決定了鉛酸電池不可能作為動力電池應用到電動 運輸設備領域。動力鋰電池因其體積小、重量輕、充電快、放電電流大、循環(huán)壽命長、高溫性 能好、安全性高等優(yōu)點，使其進入了動力電池領域。本電源裝置摒棄了鉛酸蓄電池的缺點，提出了新型的應用到運輸設備上的動力鋰 電池電源裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，該裝置具有性能 高、壽命長、充電時間短、防止過充電與過放電、避免深度放電等特點，從而保障了設備的高 效運行。本實用新型的目的通過以下措施實現(xiàn)一種礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，該 裝置基于相關程序的支持下，其特征在本裝置包括充電機與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與充電機相連，用于控制充電機的開通與關斷，以及充電機的 工作狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號。上述的電池保護控制系統(tǒng)包括中央處理單元與充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對每個電池進行均衡充電；中央處理單元與容量檢測模塊相連，用于對當前電量進行估測；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預置恒壓恒流參考值，也可用于對充放 電過程進行人工干預；[0017]中央處理單元與顯示屏相連，用于顯示各個電池電壓、充放電電流、剩余電量、電 池溫度和充電時間，同時當出現(xiàn)電池過壓、過流及溫度過高等現(xiàn)象時給予報警；中央處理單元與存儲通信單元連接，用于通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸。上述的電池組采用動力鋰電池。上述的電池保護控制系統(tǒng)采用微型控制器。本實用新型所取得的技術進步在于礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其電池組 采用動力鋰電池，該電池具有體積小、重量輕、充電快、放電電流大、循環(huán)壽命長、高溫性能 好、安全性高等優(yōu)點。其電池保護控制系統(tǒng)集電池電壓電流和溫度等信息高速采集、SOC和 剩余行駛里程預測、熱量管理功能、高壓電安全管理功能和車載CAN通訊功能于一體，采用 了 C8051F020單片機作為中央處理單元，它是一個完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，它在 片內(nèi)集成了構成一個單片機數(shù)據(jù)采集或控制系統(tǒng)所需要的幾乎所有模擬和數(shù)字外設及其 它功能部件，同時設有片內(nèi)調(diào)試電路與JTAG 口，可以實現(xiàn)片內(nèi)調(diào)試。既便于使用又能保證 精確模擬外設的性能。

圖1是本實用新型的連接框圖。圖2是本實用新型的保護控制系統(tǒng)連接框圖。
具體實施方式
實施例1 參照附圖1和圖2為本實用新型的一個實施例，一種礦用隔爆型動力鋰電池電源 裝置，該裝置基于相關程序的支持下，其特征在本裝置包括充電機與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與充電機相連，用于控制充電機的開通與關斷，以及充電機的 工作狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號。上述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置電池保護控制系統(tǒng)，包括中央處理單元與 充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采 集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對每個電池進行均衡充 電；中央處理單元與容量檢測模塊相連，用于對當前電量進行估測；中央處理單元與外部 控制部分相連，用于預置恒壓恒流參考值，也可用于對充放電過程進行人工干預；中央處理 單元與顯示屏相連，用于顯示各個電池電壓、充放電電流、剩余電量、電池溫度和充電時間， 同時當出現(xiàn)電池過壓、過流及溫度過高等現(xiàn)象時給予報警；中央處理單元與存儲通信單元 連接，用于通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸。上述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池組采用了動力鋰 電池。上述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保護控制系統(tǒng)采 用了微型控制器。[0033]圖1中充電機給動力鋰電池組充電，為電池組提供可靠的充電環(huán)境，電池保護控 制系統(tǒng)與動力鋰電池組相連，用于完成動力鋰電池組電路保護、溫度保護等功能，還要控制 整個系統(tǒng)的正常運行，包括充電時參考電壓和參考電流的給定，整個充電過程的控制和結(jié) 束充電過程的判斷；放電電流的監(jiān)控，停止放電的條件判斷。這兩部分通過接口互相連接，能量從充電機傳往電池組，保護控制裝置的控制信 號一部分控制電池組的充放電回路的開通與關斷，另一部分則由電池組發(fā)送到充電機，控 制充電機的開啟關閉和恒壓恒流值。電池保護控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供信號。圖2中動力鋰電池保護控制系統(tǒng)主要由充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊(包括電壓，電 流，溫度數(shù)據(jù)采集)、均衡模塊、電量計算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和存儲通信模塊組成。其連接為中央處理單元與充電機相連，用于控制充電機的恒壓恒流充電；中央處 理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相 連，用于對每個電池進行均衡充電；中央處理單元與容量檢測模塊相連，用于對當前電量進 行估測；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預置恒壓恒流參考值，也可用于對充放電 過程進行人工干預；中央處理單元與報警顯示屏相連，用于顯示各個電池電壓、充放電電 流、剩余電量、電池溫度和充電時間，同時當出現(xiàn)電池過壓、過流及溫度過高等現(xiàn)象時給予 報警；中央處理單元與存儲通信單元連接，用于通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸；中央處理單元 與控制器相連，用于給控制器提供信號。其中數(shù)據(jù)采集模塊負責采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)，如電流、電壓、溫度；充電控制 模塊按預充、恒流充電和恒壓充電三個階段進行自動充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過 程進行控制；均衡模塊在適當?shù)臅r候通過開關電源對單個電池進行均衡充電，使電池組中 的電池更加均衡一致；電量估測單元主要是分析采集過來的狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)研究試驗得出 的電量估測算法，對電池的當前電量進行估測；數(shù)據(jù)顯示單元采用圖文液晶顯示屏，可顯示 各節(jié)電池電壓，充放電電流，剩余電量，電池溫度和充電時間；存儲通信單元通過存儲芯片 定時把充放電信息(電壓，電流，充放電時間等)存儲起來，可通過串口與電腦通信，在電腦 上顯示充放電信息。
權利要求1.一種礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，該裝置基于相關程序的支持下，其特征在于 本裝置包括充電機與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與充電機相連，用于控制充電機的開通與關斷，以及充電機的工作 狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保 護控制系統(tǒng)包括中央處理單元與充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對每個電池進行均衡充電；中央處理單元與容量 檢測模塊相連，用于對當前電量進行估測；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預置恒壓恒流參考值，也可用于對充放電過 程進行人工干預；中央處理單元與顯示屏相連，用于顯示各個電池電壓、充放電電流、剩余電量、電池溫 度和充電時間，同時當出現(xiàn)電池過壓、過流及溫度過高等現(xiàn)象時給予報警；中央處理單元與存儲通信單元連接，用于通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池組 采用動力鋰電池。
4.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保 護控制系統(tǒng)采用微型控制器。
專利摘要本實用新型涉及一種礦用隔爆型動力鋰電池電源裝置，該電源裝置包括充電機與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護控制系統(tǒng)與充電機相連，用于控制充電機的開通與關斷；電池保護控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號；整個動力鋰電池電源裝置具有性能高、壽命長、充電時間短、防止過充電與過放電、避免深度放電等特點，從而保障了設備的高效運行。
文檔編號H02J7/00GK201918474SQ20102068417
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者張?zhí)m勝, 李樹輝, 李英娜, 杜立云, 牛占衛(wèi), 董瑞明, 魏景生 申請人:石家莊煤礦機械有限責任公司