一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)，由主電路和分電路組成，主電路包括單片機(jī)、電壓輸入電路、電源電路、振蕩電路、鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路、信號(hào)采集處理電路和信號(hào)輸出電路，電源電路另外連接分電路；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：1)具有對(duì)電池進(jìn)行漏電檢測(cè)、熱管理、電池均衡管理、報(bào)警提醒、計(jì)算剩余容量、放電功率、報(bào)告SOC、SOH、DOD狀態(tài)功能；2)具有過壓保護(hù)、電池?zé)峁芾淼榷喾N功能；3)不同類型的儲(chǔ)能電池設(shè)計(jì)相應(yīng)的充電方法，使每種儲(chǔ)能電池都能在最佳充電方法下充電；4)對(duì)于電動(dòng)車還可實(shí)現(xiàn)控制最大輸出功率等功能；5)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小重量輕、反應(yīng)速度快、成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲(chǔ)能電池控制和快速充電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對(duì)多種類型儲(chǔ)能電池實(shí)現(xiàn)多種功能充電的智能控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)能電池為電動(dòng)叉車、電動(dòng)汽車提供動(dòng)力，而儲(chǔ)能電池充、放電性能直接影響它的使用和壽命。儲(chǔ)能電池一般分為鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池及磷酸鐵鋰電池等。由于儲(chǔ)能電池種類繁多且容量不一，而鋰離子電池、磷酸鐵鋰等電池，還不能采用單支電池而用電池組形式使用。因此，不同種類和容量的儲(chǔ)能電池往往需要不同的充電匹配器。
[0003]在儲(chǔ)能電池的使用過程中對(duì)其最有影響的就是對(duì)電池的過充電和過放電，一旦過充、過放電時(shí)，電池就要損壞，容量降低，壽命減少，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)發(fā)生爆裂和起火燃燒。鋰電池單體容量過大，容易產(chǎn)生高溫，誘發(fā)不安全因素，因此大容量電池必須通過串并聯(lián)的方式形成電池組。由于電池組是由單體電池組成，而單體電池本身的狀態(tài)不一致性和使用環(huán)境的細(xì)微差別，均會(huì)造成電池壽命的差別，大大影響整個(gè)電池組的壽命和性能。電池成組后主要的問題有以下幾個(gè)方面:1)過充或過放。串聯(lián)的電池組充電/放電時(shí)，部分電池可能先于其他電池充滿/放完，繼續(xù)充電/放電就會(huì)造成過充/過放，鋰電池的內(nèi)部副反應(yīng)將導(dǎo)致電池容量下降、熱失控或者內(nèi)部短路等問題。2)過大電流。并聯(lián)、老化、低溫等情況均會(huì)導(dǎo)致部分電池的電流超過其承受能力降低電池的使用壽命。3)溫度過高。局部溫度過高會(huì)使電池的各項(xiàng)性能下降，最終導(dǎo)致內(nèi)部短路和熱失控產(chǎn)生安全問題。4)短路或者漏電。因?yàn)檎饎?dòng)、濕熱、灰塵等因素造成電池短路或漏電，威脅駕乘人員的人身安全。
[0004]BMS(電池管理系統(tǒng))作為實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)均衡、智能充放電的電子部件起到保障安全、延長(zhǎng)壽命、估算剩余電量等重要功能，是動(dòng)力和儲(chǔ)能電池組中不可或缺的重要部件。BMS功能需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，估算出各電池的荷電狀態(tài)(state of charge SOC)、安全狀態(tài)(stateof health SOH)和電化學(xué)狀態(tài)(state of electroformat1n S0E),然后通過控制其他器件，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象，同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況，并挑選出有問題的電池，保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供了一種由高密度集成單片機(jī)8XC196KC20控制的，不僅適用于電源電壓范圍很寬的單電源，也適用于雙電源工作模式的，能夠?yàn)楦黝悆?chǔ)能電池充電的多功能安全快速充電系統(tǒng)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)，由主電路和分電路組成，主電路包括單片機(jī)、電壓輸入電路、電源電路、振蕩電路、鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路、信號(hào)采集處理電路和信號(hào)輸出電路，電源電路另外連接分電路；
[0008]單片機(jī)型號(hào)為8XC196KC20，其第I引腳(Vcc)與第37引腳(Vpp)、第64引腳(Busw)及第2引腳(EA)連接后接第43電阻R43的2腳；第4引腳(P0.3)連接第43電阻R43的I腳后接P03端；第5引腳(P0.1)接ACl端；第6引腳(P0.0)連接第8電容C8的I腳、第16電容E16的I腳、第I電阻Rl的2腳、第3 二極管的2腳、第5可調(diào)電位器P5的I腳及2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))連接后接ACO端；第7引腳(P0.2)與第9電容C9的I腳、第6電容E6的I腳連接后接AC7端；第9引腳(P0.7)接BUSY端；第13引腳(VREF)連接第26電阻R26的I腳；第16引腳(RESET)連接第25電阻R25的2腳、第15電容E15的I腳及電源管理芯片UlO的第I引腳；第19引腳(P1.0)連接按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl);第20引腳(P1.D連接按鍵控制芯片U8的第4引腳(1A2);第21引腳(P1.2)連接按鍵控制芯片U8的第6引腳(1A3);第22引腳(P1.3)連接按鍵控制芯片U8的第8引腳(1A4);第24引腳(HS1.0)連接第28電阻R28的2腳；第25引腳(HS1.1)連接第45電阻R45的2腳；第28引腳(HS0.0)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)和第2引腳(IB);第30引腳(P1.5)連接按鍵控制芯片U8的第13引腳(2A2);第31引腳(P1.6)連接按鍵控制芯片U8的第15引腳(2A3);第32引腳(P1.7)連接按鍵控制芯片U8的第17引腳(2A4);第35引腳((HS0.3)連接按鍵控制芯片U8的第11引腳((2A1);第38引腳(P2.7)連接BUSY端；第40引腳(WRL/WR)連接WR端；第42引腳(P2.4)連接第38電阻R38的I腳和接線端子J6的第I引腳后接接線端子J6的P24端；第43引腳(READY)連接第53電阻R53的I腳；第11引腳(P0.4)連接R41電阻R41的I腳和接線端子J6的第5引腳后接接線端子J6的P04端；第10引腳(P0.5)連接第40電阻R40的I腳和接線端子J6的第4引腳后接接線端子J6的P05端；第8引腳(P0.6)連接第42電阻R42的I腳和接線端子J6的第3引腳后接接線端子J6的P06端；第44引腳(P2.3)連接第39電阻R39和接線端子J6的第2引腳后接接線端子J6的P23端；第45引腳(AD15/P4.7)連接AD15端；第46引腳(AD14/P4.6)連接AD14端；第47引腳(AD13/P4.5)連接AD13端；第48引腳(AD12/P4.4)連接AD12 端；第49 引腳(AD11/P4.3)連接 ADll 端；第 50 引腳(AD10/P4.2)連接 ADlO 端;第 51引腳(AD9/P4.1)連接AD9端；第52引腳(AD8/P4.0)連接AD8端；第53引腳(AD7/P3.7)連接AD7端?’第54引腳(AD6/P3.6)連接AD6端；第55引腳(AD5/P3.5)連接AD5端；第56引腳(AD4/P3.4)連接AD4端；第57引腳(AD3/P3.3)連接AD3端；第58引腳(AD2/P3.2)連接AD2端；第59引腳(AD1/P3.1)連接ADl端；第60引腳(AD0/P3.0)連接ADO端；第61引腳(RD)連接RD端；第62引腳(ALE)連接ALE端；第66引腳連接晶體振蕩器XTALl的一端、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳；第67引腳連接晶體振器XTALl的另一端、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳；單片機(jī)的第12引腳(ANGND)、第14引腳(VSS)、第15引腳(P2.2)、第36引腳(GND)、第3引腳(NMI)、第68引腳(Vss)接地；單片機(jī)的第17引腳(P2.1)、第18引腳(P2.0)、第23引腳(PL 4/PWM2)、第26引腳(HS0.4)、第27引腳(HS0.5)、第29引腳(HS0.1)、第33引腳(P2.6)、第34引腳(HS0.2)、第39引腳(P2.5)、第 41 引腳(WRH/BHE)、第 63 引腳(INST)和第 65 引腳(CLKOUT)懸空；
[0009]電壓輸入電路包括二極管Z3和Z2、可調(diào)電位器P5、電阻R1、R26、R27和R29，電容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二極管Z2的型號(hào)是TL431，二極管Z3的型號(hào)是1N5994A ;電容C7、C8、C9是電解電容，電容E6、E13和E16是瓷片電容；所述第3 二極管Z3的I腳(陽極)連接可調(diào)電位器P5的3腳后接地，第3 二極管Z3的2腳(陰極)連接第5可調(diào)電位器P5的I腳和2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))、第I電阻Rl的2腳、第16電容E16的I腳、第8電容C8的I腳和單片機(jī)的第6引腳后接ACO端；第6電容E6的I腳、第9電容C9的I腳和單片機(jī)的7引腳后接ACO端?’第16電容E16的2腳、第8電容C8的2腳、第6電容E6的2腳、第9電容C9的2腳連接后接地；第I電阻Rl的I腳接ZD-端；第2 二極管Z2的I腳連接第7電容C7的I腳、第13電容E13的I腳后接第29電阻R29的2腳；第2 二極管Z2的2腳連接第26電阻R26的2腳和第27電阻R27的I腳；第2 二極管的3腳連接第13電容E13的2腳、第7電容C7和第27電阻R27的2端；第2 二極管2的2腳連接第27電阻的I腳和第26電阻R26的2腳；第26電阻R26的I腳連接單片機(jī)的第13引腳；
[0010]電源電路包括電源管理芯片U10、電阻R25和電容E15，E15為瓷片電容；電源管理芯片UlO的型號(hào)為MC34064，其第I引腳(RESET)連接第25電阻的2腳、第15電容E15的I腳和單片機(jī)的第16引腳；第2引腳(IN)連接第25電阻R25的I腳和電源電壓+5V端；第3引腳(GND)連接第15電容E15的2腳后接地；
[0011]振蕩電路包括晶體振蕩器XTALl、電阻R30和電容C12、C13，電容C12、C13是電解電容；晶體振蕩器XTALl的一端連接單片機(jī)的第67引腳、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳，另一端連接單片機(jī)的第66引腳、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳，第12電容C12的I腳連接第13電容C13的2腳；
[0012]鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路包括按鍵控制芯片U8、三極管P8、電阻R28、R44、R45和R49、電容Cll和E8以及揚(yáng)聲器B4，按鍵控制芯片U8的型號(hào)為74HC244，三極管P8的型號(hào)為2SA1013，電容Cll為電解電容，電容E8為瓷片電容；按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl)連接單片機(jī)的第19引腳；第3引腳(2Y4)連接LCMCS2端；第4引腳(1A2)連接單片機(jī)的第20引腳；第5引腳(2Y3)連接LCMRS端；第6引腳(1A3)連接單片機(jī)的第21引腳；第7引腳(2Y2)連接LREST端；第8引腳(1A4)連接單片機(jī)的第22引腳；第9引腳(2Y1)連接第49電阻R49的2腳；第I引腳(IG)連接第10引腳(GND)和第19引腳(2G)后接地；第11引腳(2A1)連接單片機(jī)的第35引腳；第12引腳(1Y4)連接CDDLLB端；第13引腳(2A2)連接單片機(jī)的第30引腳；第14引腳(1Y3)連接FDKE端；第15引腳(2A3)連接單片機(jī)的第31引腳；第16引腳(1Y2)連接MCFD端；第17引腳(2A4)連接單片機(jī)的第32引腳；第18引腳(IYl)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第5、第6引腳后連接圖像傳感器MC⑶端；第20引腳(VCC)連接+5V電源；三極管P8的型號(hào)為2SA1013 ?’第49電阻R49的I腳連接第44電阻R44的I腳和三極管P8的基極；第44電阻R44的2腳連接三極管P8的發(fā)射極、第11電容Cll的I腳和第8電容E8的I腳后接+5V電源；三極管P8的集電極連接揚(yáng)聲器B4的一端，揚(yáng)聲器B4的另一端連接第11電容Cll的2腳和第8電容E8的2腳后接地；
[0013]信號(hào)采集處理電路包括信號(hào)采集處理芯片U13、U14、光電隔離片G5和電阻R47，光電隔離片G5的型號(hào)是PC817C，信號(hào)采集處理芯片U13的型號(hào)是74HC21，信號(hào)采集處理芯片U14的型號(hào)是74HC138 ;信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)連接第2引腳(IB)后接單片機(jī)的第28引腳；第4引腳(IC)連接第5引腳(ID)、按鍵控制芯片U8的第18引腳后接圖像傳感器MCXD端；第6引腳(IY)連接第47電阻R47的I腳后接KGDYKZ端；第8引腳(2Y)接CN端；第9引腳(2A)連接信號(hào)采集處理芯片U14的第7引腳(Y7);第10引腳(2B)連接U14的第9引腳(Y6);第12引腳(2C)連接U14的第10引腳(Y5);第13引腳(2D)連接U14的第11引腳(Y4);第14引腳(Vcc)連接U14的第O引腳(El)和第16引腳(Vcc)后接+5V電源；信號(hào)采集處理芯片U14的第I引腳(AO)接AD13端；第2引腳(Al)接AD14端；第3引腳(A2)接AD15端；第12引腳(Y3)接LCMCN端;第4引腳(Fl)連接第5引腳(F2)、第6引腳(GND)和U13的第7引腳(GND)后接地；信號(hào)采集處理芯片U13的第3引腳(NC)、信號(hào)采集處理芯片U14的第13引腳(Y2)、第14引腳(Yl)和第15引腳(YO)懸空；第47電阻R47的2腳接第5光電隔離片G5的2腳；第5光電隔離片G5的I腳接+5電源；3腳接CDKl端；4腳接+5A電源；
[0014]信號(hào)輸出電路包括接線端子J6、電阻R38?R42，接線端子J6的第3引腳連接單片機(jī)的第8引腳、第42電阻R42的I腳后接P06端；第5引腳連接單片機(jī)的第11引腳、第41電阻R41的I腳后接P04端；第I引腳連接單片機(jī)的第42引腳、第38電阻R38的I腳后接P24端；第6引腳接P03端；第4引腳連接單片機(jī)的第10引腳、第40電阻R40的I腳后接P05端；第2引腳連接單片機(jī)第44引腳、第39電阻R39的I腳后接P23端；第9引腳、第10引腳連接后接地；第7引腳、第8引腳懸空；第38電阻R38的2腳連接第41電阻R41的2腳、第40電阻R40的2腳、第42電阻R42的2腳和第39電阻R39的2腳后接+5V電源；
[0015]分電路包括光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9、運(yùn)算放大器Ul和U4、光電隔離片G1、G2和G6、三極管 N1、二極管 Z4、可調(diào)電位器 Pl 和 P6、電阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60，電容E5、E17、E21、C4和C19 ;光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的型號(hào)是MCI4066，光電隔離片的型號(hào)是PC817C，運(yùn)算放大器的型號(hào)是LM358，二極管的型號(hào)是TL431，三極管的型號(hào)是2N5551，電容E5、E17、E21是瓷片電容，電容C4和C19是電解電容；所述光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的第3引腳(0ut2)連接第2引腳(Outl)、第10引腳(0ut4)和第8引腳(IN3)后接CDK3端；第I引腳(IN3)連接第4引腳(IN2)、第9引腳(0ut3)、第11引腳(IN4)及第34電阻R34的I腳后接CDK2端；第6引腳(Ctrl3)連接第5引腳(Ctrl2)、第13引腳(Ctrll)、第12引腳(Ctrl4)及第46電阻R46的2腳后接CDKl端；第14引腳(VCC)接+5A電源；第7腳(GND)接地；第34電阻R34的2腳連接第4運(yùn)算放大器U4的I腳；第46電阻R46的I腳連接第4運(yùn)算放大器U4的4腳后接ZD-端；第4運(yùn)算放大器U4的8腳接+5V電源；U4的2腳連接7腳、第60電阻R60的2腳、運(yùn)算放大器Ul的6腳后接⑶DLFD端；U4的3腳連接第59電阻R59的2腳、第6可調(diào)電位器P6的I腳及2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))；U4的5腳連接第32電阻R32的I腳后接CE端；U4的6腳連接第60電阻R60的I腳和第33電阻R33的2腳；第32電阻R32的2腳和第33電阻R33的I腳連接后接ZD-端；第6可調(diào)電位器P6的3腳連接第4 二極管Z4的I腳及2腳、第19電容C19的I腳、第21電容E21的I腳和第31電阻R31的2腳；第31電阻R31的I腳接+5電源；第59電阻R59的I腳連接第4 二極管Z4的3腳、第19電容C19的2腳和第21電容E21的2腳后接地；第I運(yùn)算放大器Ul的I腳連接2腳和第48電阻R48的2腳；U1的3腳連接第17電容E17的I腳、第36電阻的2腳后接⑶K3端；U1的4腳連接第I可調(diào)電位器Pl的3腳、第17電容E17的2腳、第36電阻R36的I腳后接ZD-端;U1的5腳連接第I可調(diào)電位器Pl的2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn));U1的7腳連接第2電阻R2的I腳；第I可調(diào)電位器Pl的I腳接+5A電源；第48電阻R48的I腳接第6光電隔離片G6的I腳；G6的2腳接ZD-端；G6的3腳接DYKE-端；G6的4腳接DYKE+端；第2電阻R2的2腳連接第5電容E5的I腳和第I光電隔離片Gl的4腳；第5電容E5的2腳接ZD-端；第I光電隔離片Gl的3腳接CB端；G1的I腳連接第2光電隔離片G2的I腳及G2的4腳后接+5V電源；G1的2腳連接王的3腳和第19電阻R19的2腳；第19電阻R19的I腳接MCXD端；第2光電隔離器G2的2腳連接第4電阻R4的2腳；第4電阻R4的I腳連接第I三極管NI的3腳(集電極)；第I三極管NI的I腳9 (基極)連接第5電阻R5的I腳；第5電阻R5的2腳連接第4電容C4的2腳后接FB端；第4電容C4R I腳連接第I三極管NI的2腳(發(fā)射極)后接地。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]I)本實(shí)用新型具有對(duì)電池進(jìn)行漏電檢測(cè)、熱管理、電池均衡管理、報(bào)警提醒、計(jì)算剩余容量、放電功率、報(bào)告SOC、SOH、DOD狀態(tài)顯示管理功能。
[0018]2)本實(shí)用新型具有過壓保護(hù)功能(OV)、電池?zé)峁芾砉δ堋㈦姵鼐夤芾砉δ?、電池狀態(tài)指示及報(bào)警功能、通訊功能、BMS板自檢及日志、電池荷電狀態(tài)、電池組/電芯健康狀態(tài)顯示評(píng)價(jià)功能；
[0019]3)本實(shí)用新型通過軟件針對(duì)不同類型的儲(chǔ)能電池設(shè)計(jì)了相應(yīng)的充電方法，使每種儲(chǔ)能電池都能在最佳充電方法下充電；對(duì)于不同容量的儲(chǔ)能電池，在選擇好充電方法時(shí)只要設(shè)定充電參數(shù)即可快速穩(wěn)定地為儲(chǔ)能電池充電；
[0020]4)本實(shí)用新型對(duì)于電動(dòng)車還可根據(jù)電池的電壓電流及溫度，用算法控制最大輸出功率以獲得最大行駛里程，以及用算法控制充電機(jī)進(jìn)行最佳電流的充電，還可通過CAN總線接口與車載總控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊；
[0021]5)本實(shí)用新型具有設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小重量輕、反應(yīng)速度快、運(yùn)用靈活、可靠性高、成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適合輸出的直流電壓平穩(wěn)、紋波小，充電過程控制精度高，能快速穩(wěn)定地為各類蓄電池充電，并在蓄儲(chǔ)能電池充滿電后及時(shí)停止充電，有實(shí)際應(yīng)用推廣價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型的主電路圖。
[0024]圖3是本實(shí)用新型的分電路圖。
[0025]圖4是本實(shí)用新型的充電程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0027]見圖1，是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；見圖2-圖3，是一實(shí)用新型的主電路圖和分電路圖。本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)，由主電路和分電路組成，主電路包括單片機(jī)、電壓輸入電路、電源電路、振蕩電路、鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路、信號(hào)采集處理電路和信號(hào)輸出電路，電源電路另外連接分電路；
[0028]單片機(jī)型號(hào)為8XC196KC20，其第I引腳(Vcc)與第37引腳(Vpp)、第64引腳(Busw)及第2引腳(EA)連接后接第43電阻R43的2腳；第4引腳(P0.3)連接第43電阻R43的I腳后接P03端；第5引腳(P0.1)接ACl端；第6引腳(P0.0)連接第8電容C8的I腳、第16電容E16的I腳、第I電阻Rl的2腳、第3 二極管的2腳、第5可調(diào)電位器P5的I腳及2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))連接后接ACO端；第7引腳(P0.2)與第9電容C9的I腳、第6電容E6的I腳連接后接AC7端；第9引腳(P0.7)接BUSY端；第13引腳(VREF)連接第26電阻R26的I腳；第16引腳(RESET)連接第25電阻R25的2腳、第15電容E15的I腳及電源管理芯片UlO的第I引腳；第19引腳(P1.0)連接按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl);第20引腳(P1.D連接按鍵控制芯片U8的第4引腳(1A2);第21引腳(P1.2)連接按鍵控制芯片U8的第6引腳(1A3);第22引腳(P1.3)連接按鍵控制芯片U8的第8引腳(1A4);第24引腳(HS1.0)連接第28電阻R28的2腳；第25引腳(HS1.1)連接第45電阻R45的2腳；第28引腳(HS0.0)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)和第2引腳(IB);第30引腳(P1.5)連接按鍵控制芯片U8的第13引腳(2A2);第31引腳(P1.6)連接按鍵控制芯片U8的第15引腳(2A3);第32引腳(P1.7)連接按鍵控制芯片U8的第17引腳(2A4);第35引腳((HS0.3)連接按鍵控制芯片U8的第11引腳((2A1);第38引腳(P2.7)連接BUSY端；第40引腳(WRL/WR)連接WR端；第42引腳(P2.4)連接第38電阻R38的I腳和接線端子J6的第I引腳后接接線端子J6的P24端；第43引腳(READY)連接第53電阻R53的I腳；第11引腳(P0.4)連接R41電阻R41的I腳和接線端子J6的第5引腳后接接線端子J6的P04端；第10引腳(P0.5)連接第40電阻R40的I腳和接線端子J6的第4引腳后接接線端子J6的P05端；第8引腳(P0.6)連接第42電阻R42的I腳和接線端子J6的第3引腳后接接線端子J6的P06端；第44引腳(P2.3)連接第39電阻R39和接線端子J6的第2引腳后接接線端子J6的P23端；第45引腳(AD15/P4.7)連接AD15端；第46引腳(AD14/P4.6)連接AD14端；第47引腳(AD13/P4.5)連接AD13端；第48引腳(AD12/P4.4)連接AD12 端；第49 引腳(AD11/P4.3)連接 ADll 端；第 50 引腳(AD10/P4.2)連接 ADlO 端;第 51引腳(AD9/P4.1)連接AD9端；第52引腳(AD8/P4.0)連接AD8端；第53引腳(AD7/P3.7)連接AD7端；第54引腳(AD6/P3.6)連接AD6端?’第55引腳(AD5/P3.5)連接AD5端；第56引腳(AD4/P3.4)連接AD4端；第57引腳(AD3/P3.3)連接AD3端；第58引腳(AD2/P3.2)連接AD2端；第59引腳(AD1/P3.1)連接ADl端；第60引腳(AD0/P3.0)連接ADO端；第61引腳(RD)連接RD端；第62引腳(ALE)連接ALE端；第66引腳連接晶體振蕩器XTALl的一端、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳；第67引腳連接晶體振器XTALl的另一端、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳；單片機(jī)的第12引腳(ANGND)、第14引腳(VSS)、第15引腳(P2.2)、第36引腳(GND)、第3引腳(NMI)、第68引腳(Vss)接地；單片機(jī)的第17引腳(P2.1)、第18引腳(P2.0)、第23引腳(PL 4/PWM2)、第26引腳(HS0.4)、第27引腳(HS0.5)、第29引腳(HS0.1)、第33引腳(P2.6)、第34引腳(HS0.2)、第39引腳(P2.5)、第 41 引腳(WRH/BHE)、第 63 引腳(INST)和第 65 引腳(CLKOUT)懸空；
[0029]電壓輸入電路包括二極管Z3和Z2、可調(diào)電位器P5、電阻R1、R26、R27和R29，電容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二極管Z2的型號(hào)是TL431，二極管Z3的型號(hào)是1N5994A ;電容C7、C8、C9是電解電容，電容E6、E13和E16是瓷片電容；所述第3 二極管Z3的I腳(陽極)連接可調(diào)電位器P5的3腳后接地，第3 二極管Z3的2腳(陰極)連接第5可調(diào)電位器P5的I腳和2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))、第I電阻Rl的2腳、第16電容E16的I腳、第8電容C8的I腳和單片機(jī)的第6引腳后接ACO端；第6電容E6的I腳、第9電容C9的I腳和單片機(jī)的7引腳后接ACO端；第16電容E16的2腳、第8電容C8的2腳、第6電容E6的2腳、第9電容C9的2腳連接后接地；第I電阻Rl的I腳接ZD-端；第2 二極管Z2的I腳連接第7電容C7的I腳、第13電容E13的I腳后接第29電阻R29的2腳；第2 二極管Z2的2腳連接第26電阻R26的2腳和第27電阻R27的I腳；第2 二極管的3腳連接第13電容E13的2腳、第7電容C7和第27電阻R27的2端；第2 二極管2的2腳連接第27電阻的I腳和第26電阻R26的2腳?’第26電阻R26的I腳連接單片機(jī)的第13引腳；
[0030]電源電路包括電源管理芯片U10、電阻R25和電容E15，E15為瓷片電容；電源管理芯片UlO的型號(hào)為MC34064，其第I引腳(RESET)連接第25電阻的2腳、第15電容E15的I腳和單片機(jī)的第16引腳；第2引腳(IN)連接第25電阻R25的I腳和電源電壓+5V端；第3引腳(GND)連接第15電容E15的2腳后接地；
[0031]振蕩電路包括晶體振蕩器XTALl、電阻R30和電容C12、C13，電容C12、C13是電解電容；晶體振蕩器XTALl的一端連接單片機(jī)的第67引腳、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳，另一端連接單片機(jī)的第66引腳、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳，第12電容C12的I腳連接第13電容C13的2腳；
[0032]鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路包括按鍵控制芯片U8、三極管P8、電阻R28、R44、R45和R49、電容Cll和E8以及揚(yáng)聲器B4，按鍵控制芯片U8的型號(hào)為74HC244，三極管P8的型號(hào)為2SA1013，電容Cll為電解電容，電容E8為瓷片電容；按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl)連接單片機(jī)的第19引腳；第3引腳(2Y4)連接LCMCS2端；第4引腳(1A2)連接單片機(jī)的第20引腳；第5引腳(2Y3)連接LCMRS端；第6引腳(1A3)連接單片機(jī)的第21引腳；第7引腳(2Y2)連接LREST端；第8引腳(1A4)連接單片機(jī)的第22引腳；第9引腳(2Y1)連接第49電阻R49的2腳；第I引腳(IG)連接第10引腳(GND)和第19引腳(2G)后接地；第11引腳(2A1)連接單片機(jī)的第35引腳；第12引腳(1Y4)連接CDDLLB端；第13引腳(2A2)連接單片機(jī)的第30引腳;第14引腳(1Y3)連接FDKE端；第15引腳(2A3)連接單片機(jī)的第31引腳；第16引腳(1Y2)連接MCFD端；第17引腳(2A4)連接單片機(jī)的第32引腳；第18引腳(IYl)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第5、第6引腳后連接圖像傳感器MC⑶端；第20引腳(VCC)連接+5V電源；三極管P8的型號(hào)為2SA1013 ?’第49電阻R49的I腳連接第44電阻R44的I腳和三極管P8的基極；第44電阻R44的2腳連接三極管P8的發(fā)射極、第11電容Cll的I腳和第8電容E8的I腳后接+5V電源；三極管P8的集電極連接揚(yáng)聲器B4的一端，揚(yáng)聲器B4的另一端連接第11電容Cll的2腳和第8電容E8的2腳后接地；
[0033]信號(hào)采集處理電路包括信號(hào)采集處理芯片U13、U14、光電隔離片G5和電阻R47，光電隔離片G5的型號(hào)是PC817C，信號(hào)采集處理芯片U13的型號(hào)是74HC21，信號(hào)采集處理芯片U14的型號(hào)是74HC138 ;信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)連接第2引腳(IB)后接單片機(jī)的第28引腳；第4引腳(IC)連接第5引腳(ID)、按鍵控制芯片U8的第18引腳后接圖像傳感器MCXD端；第6引腳(IY)連接第47電阻R47的I腳后接KGDYKZ端；第8引腳(2Y)接CN端；第9引腳(2A)連接信號(hào)采集處理芯片U14的第7引腳(Y7);第10引腳(2B)連接U14的第9引腳(Y6);第12引腳(2C)連接U14的第10引腳(Y5);第13引腳(2D)連接U14的第11引腳(Y4);第14引腳(Vcc)連接U14的第O引腳(El)和第16引腳(Vcc)后接+5V電源；信號(hào)采集處理芯片U14的第I引腳(AO)接AD13端；第2引腳(Al)接AD14端；第3引腳(A2)接AD15端；第12引腳(Y3)接LCMCN端;第4引腳(Fl)連接第5引腳(F2)、第6引腳(GND)和U13的第7引腳(GND)后接地；信號(hào)采集處理芯片U13的第3引腳(NC)、信號(hào)采集處理芯片U14的第13引腳(Y2)、第14引腳(Yl)和第15引腳(YO)懸空；第47電阻R47的2腳接第5光電隔離片G5的2腳；第5光電隔離片G5的I腳接+5電源；3腳接CDKl端；4腳接+5A電源；
[0034]信號(hào)輸出電路包括接線端子J6、電阻R38?R42，接線端子J6的第3引腳連接單片機(jī)的第8引腳、第42電阻R42的I腳后接P06端；第5引腳連接單片機(jī)的第11引腳、第41電阻R41的I腳后接P04端；第I引腳連接單片機(jī)的第42引腳、第38電阻R38的I腳后接P24端；第6引腳接P03端；第4引腳連接單片機(jī)的第10引腳、第40電阻R40的I腳后接P05端；第2引腳連接單片機(jī)第44引腳、第39電阻R39的I腳后接P23端；第9引腳、第10引腳連接后接地；第7引腳、第8引腳懸空；第38電阻R38的2腳連接第41電阻R41的2腳、第40電阻R40的2腳、第42電阻R42的2腳和第39電阻R39的2腳后接+5V電源；
[0035]分電路包括光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9、運(yùn)算放大器Ul和U4、光電隔離片G1、G2和G6、三極管 N1、二極管 Z4、可調(diào)電位器 Pl 和 P6、電阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60，電容E5、E17、E21、C4和C19 ;光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的型號(hào)是MCI4066，光電隔離片的型號(hào)是PC817C，運(yùn)算放大器的型號(hào)是LM358，二極管的型號(hào)是TL431，三極管的型號(hào)是2N5551，電容E5、E17、E21是瓷片電容，電容C4和C19是電解電容；所述光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的第3引腳(0ut2)連接第2引腳(Outl)、第10引腳(0ut4)和第8引腳(IN3)后接CDK3端；第I引腳(IN3)連接第4引腳(IN2)、第9引腳(0ut3)、第11引腳(IN4)及第34電阻R34的I腳后接CDK2端；第6引腳(Ctrl3)連接第5引腳(Ctrl2)、第13引腳(Ctrll)、第12引腳(Ctrl4)及第46電阻R46的2腳后接CDKl端；第14引腳(VCC)接+5A電源；第7腳(GND)接地；第34電阻R34的2腳連接第4運(yùn)算放大器U4的I腳；第46電阻R46的I腳連接第4運(yùn)算放大器U4的4腳后接ZD-端；第4運(yùn)算放大器U4的8腳接+5V電源；U4的2腳連接7腳、第60電阻R60的2腳、運(yùn)算放大器Ul的6腳后接⑶DLFD端；U4的3腳連接第59電阻R59的2腳、第6可調(diào)電位器P6的I腳及2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))；U4的5腳連接第32電阻R32的I腳后接CE端；U4的6腳連接第60電阻R60的I腳和第33電阻R33的2腳；第32電阻R32的2腳和第33電阻R33的I腳連接后接ZD-端；第6可調(diào)電位器P6的3腳連接第4 二極管Z4的I腳及2腳、第19電容C19的I腳、第21電容E21的I腳和第31電阻R31的2腳；第31電阻R31的I腳接+5電源；第59電阻R59的I腳連接第4 二極管Z4的3腳、第19電容C19的2腳和第21電容E21的2腳后接地；第I運(yùn)算放大器Ul的I腳連接2腳和第48電阻R48的2腳;U1的3腳連接第17電容E17的I腳、第36電阻的2腳后接⑶K3端;U1的4腳連接第I可調(diào)電位器Pl的3腳、第17電容E17的2腳、第36電阻R36的I腳后接ZD-端;U1的5腳連接第I可調(diào)電位器Pl的2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn));U1的7腳連接第2電阻R2的I腳；第I可調(diào)電位器Pl的I腳接+5A電源；第48電阻R48的I腳接第6光電隔離片G6的I腳；G6的2腳接ZD-端；G6的3腳接DYKE-端；G6的4腳接DYKE+端;第2電阻R2的2腳連接第5電容E5的I腳和第I光電隔離片Gl的4腳；第5電容E5的2腳接ZD-端；第I光電隔離片Gl的3腳接CB端；G1的I腳連接第2光電隔離片G2的I腳及G2的4腳后接+5V電源；G1的2腳連接王的3腳和第19電阻R19的2腳；第19電阻R19的I腳接MCXD端；第2光電隔離器G2的2腳連接第4電阻R4的2腳；第4電阻R4的I腳連接第I三極管NI的3腳(集電極)；第I三極管NI的I腳9 (基極)連接第5電阻R5的I腳；第5電阻R5的2腳連接第4電容C4的2腳后接FB端；第4電容C4R I腳連接第I三極管NI的2腳(發(fā)射極)后接地。
[0036]本實(shí)用新型的核心元件是單片機(jī)8XC196KC20、LM358運(yùn)算放大器和驅(qū)動(dòng)芯片MC14066,高密度集成單片機(jī)8XC196KC20是屬于24位CPU特殊功能寄存器、48字節(jié)RAM寄存器、8MHzl6位總線速度的動(dòng)態(tài)配置，5個(gè)8位I/O端口、16位看門狗定時(shí)器、可實(shí)現(xiàn)一次性編程并帶溫度擴(kuò)展通道。配合具有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器LM358，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。因此，本實(shí)用新型具有內(nèi)部頻率補(bǔ)償、直流電壓增益高(約10dB)，單位增益頻帶寬(約IMHz)、電源電壓范圍寬、單電源(3—30V)、雙電源(±1.5一土 15V)、低功耗電流適合于電池供電、低輸入偏置電流、低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流、共模輸入電壓范圍寬等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)為各類儲(chǔ)能電池充電的多功能安全快速充電。本實(shí)用新型還采用具有四個(gè)獨(dú)立的具有雙向信號(hào)選通可控?cái)?shù)字或模擬信號(hào)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)、斬波的COMS邏輯電路MC14066，該電路通過光電隔離系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)電流的整定，又可以工作在較大功率場(chǎng)合，發(fā)揮了全橋電路的優(yōu)勢(shì)。
[0037]本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)對(duì)充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時(shí)控制，整個(gè)充電系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)，單片機(jī)通過實(shí)時(shí)檢測(cè)充電過程中的電流、電壓及溫度監(jiān)測(cè)整個(gè)充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現(xiàn)象，使充電過程安全穩(wěn)定地進(jìn)行。
[0038]由于信號(hào)采集需用光電隔離驅(qū)動(dòng)，本實(shí)用新型選用PC817C專用光電隔離片、驅(qū)動(dòng)芯片MC14066組成分電路。
[0039]本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)，采用BMS電池管理系統(tǒng)的基本保護(hù)功能，包括以下幾種電池保護(hù)控制回路:
[0040]I)充電控制回路
[0041]選用飛思卡爾8XC196KC20單片機(jī)作為控制核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，采用四位三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器74HC244八同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器，通過光電隔離器與MC14066雙向可控?cái)?shù)字或模擬信號(hào)連接。
[0042]程序存儲(chǔ)器在CPU中運(yùn)算速度快，處理能力大。該芯片集成了 16路24位高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，能直接對(duì)蓄電池的充電電壓、電流及溫度進(jìn)行檢測(cè)，2路PWM可直接輸出到MC14066芯片控制LM358的通斷，簡(jiǎn)化了單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)。在充電時(shí)，含制動(dòng)能量回收，任一電池的充電電壓超過設(shè)定值時(shí)，充電電壓自動(dòng)減小，防止電池過充電。
[0043]2)電壓檢測(cè)回路
[0044]本實(shí)用新型選用電阻分壓式結(jié)構(gòu)，并聯(lián)在充電電路中監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)，電壓信號(hào)從PADO 口經(jīng)單片機(jī)自帶A/D轉(zhuǎn)換器傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，這種結(jié)構(gòu)能根據(jù)外面的實(shí)際電壓自動(dòng)選用相應(yīng)的量程檢測(cè)電壓，使電壓越小時(shí)，檢測(cè)到的電壓精度越高，有助于更精確地控制充電過程中的充電電壓的變化。同時(shí)具備低壓保護(hù)功能(UV)，放電時(shí)，任一電池的放電電壓低于設(shè)定值時(shí)，停止放電，防止電池過放電。
[0045]3)電流檢測(cè)回路
[0046]本實(shí)用新型選用霍爾式電流傳感器檢測(cè)充電電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)經(jīng)過一定的換算處理從PADl 口經(jīng)單片機(jī)自帶的A/D轉(zhuǎn)換器傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，該傳感器精度高，能精確的檢測(cè)到充電電流0.1A的變化。同時(shí)具備過流保護(hù)功能(OC)，充、放電時(shí)，電池的電流超過設(shè)定值，自動(dòng)限制電流的增長(zhǎng)。另外還具備短路保護(hù)功能(SC)，充、放電時(shí)和停車休眠狀態(tài)，遇到電池發(fā)生短路，自動(dòng)切斷電路。
[0047]4)溫度檢測(cè)回路
[0048]本實(shí)用新型選用熱敏電阻檢測(cè)充電過程中電池溫度信號(hào)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)將熱敏電阻貼在電池上檢測(cè)電池溫度，該熱敏電阻能準(zhǔn)確檢測(cè)到充電過程中電池溫度的變化量，溫度信號(hào)經(jīng)PAD2 口傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，防止充電過程中電池過熱，使充電過程能平穩(wěn)、安全的進(jìn)行。具有高溫保護(hù)功能(OT)，無論是充電還是放電時(shí)或者停車休眠狀態(tài)，任一電池的溫度超過設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，降低電池溫度，在超過允仵的最高溫度時(shí)，要立即自動(dòng)切斷電路。具有低溫保護(hù)功能(UT)，充電時(shí)，電池的溫度低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)改變充電流，一般要減少到充電電流的1/3 ;放電時(shí)，電池的溫度低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，提高電池溫度。
[0049]本實(shí)用新型選用帶中文字庫(kù)的12864液晶屏，液晶屏模塊與單片機(jī)的PA、PB 口相連，能實(shí)時(shí)顯示充電過程中的充電電壓、充電電流以及電池的端電壓和溫度，并在空閑時(shí)能顯示日歷、4路PWM波的占空比等。
[0050]本實(shí)用新型選用4x4矩陣鍵盤。通過按鍵可切換到蓄電池充電方法選擇、充電參數(shù)設(shè)定、日歷調(diào)整、4路PWM波的占空比顯示及充電電壓、充電電流、電池的端電壓和溫度顯示等界面。
[0051]PWM的輸出頻率由一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器設(shè)定的高頻交流電交變周期決定，本系統(tǒng)PWM 波形的占空比可表示為:[(PWMPERx — PWMDTYx)/PWMPERx] X 100%，其中 PWMPERx 表示PWM通道寄存器，PWMDTYx表示PWM通道占空比寄存器。
[0052]本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件用C語言編寫，經(jīng)過匯編、仿真調(diào)試寫入單片機(jī)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)層次化、功能模塊化，軟件的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性強(qiáng)。
[0053]本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)的工作原理是:先將220V單相工頻交流電進(jìn)行整流，再經(jīng)過大電容濾波得到300V左右的直流電，通過電容濾波和穩(wěn)壓處理得到電壓可調(diào)，經(jīng)電感電容濾波最后得到紋波很小的直流電為儲(chǔ)能電池充電。數(shù)據(jù)采集電路首先采集電池狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，再由電子控制單元(ECU(車載電腦)、CPU)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令，并向外界傳遞信息。每個(gè)MC14066芯片需要3個(gè)電壓等級(jí)即6.5V、9V、5V為其供電，其中5V電壓同時(shí)為8XC196KC20單片機(jī)供電。
[0054]本實(shí)用新型一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)針對(duì)不同類型的蓄電池，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的充電方法，軟件主要由初始化、充電前電池好壞檢測(cè)、充電階段和充電保護(hù)等部分組成。
[0055]本實(shí)用新型主要應(yīng)用磷酸鐵鋰進(jìn)行試驗(yàn)，其充電階段由小電流充電階段、恒流充電階段、恒壓充電階段3部分組成，其程序流程圖如圖4所示。
[0056]充電階段:電池檢測(cè)程序完成后，開始對(duì)電池進(jìn)行小電流充電，充電速率約為1/5C左右；當(dāng)小電流充電至電池電壓達(dá)到參考值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入恒流充電階段，此階段為儲(chǔ)能電池的快速充電階段，充電速率為1-2C ;當(dāng)充電電壓達(dá)到設(shè)定的電池的最大充電電壓時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入恒壓充電階段，隨著電池電壓逐漸上升，充電電流逐漸減??；當(dāng)充電電流減小到設(shè)定參考值時(shí)，系統(tǒng)判斷儲(chǔ)能電池充足停止充電。
[0057]充電保護(hù)部分:充電過程中不斷監(jiān)測(cè)電池電壓是否超過安全值、溫度或溫度變化率是否達(dá)到限定值，如有上述情況立即終止充電。檢測(cè)電池電壓是為了防止鋰離子電池和鉛蓄電池過充，檢測(cè)溫度和溫度變化率是否達(dá)到限定值，是為了防止鎳氫和鎳鎘電池過充。
[0058]上述充電階段是針對(duì)鋰離子電池設(shè)計(jì)的，實(shí)際中主要用磷酸鐵鋰電池組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于其它類型儲(chǔ)能電池，在軟件上設(shè)定了相應(yīng)的充電方法；鉛蓄電池充電階段同鋰離子電池，即先小電流預(yù)充，再恒流充電、最后恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流小到一定程度時(shí)，系統(tǒng)判斷電池充足并停止充電；鎳鎘電池，先小電流預(yù)充，再快速恒流充電，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓第一次下降時(shí)，系統(tǒng)判斷電池充足并停止充電；鎳氫電池，先小電流預(yù)充，再快速恒流充電，當(dāng)電池電壓出現(xiàn)零增長(zhǎng)時(shí)，判斷電池充足并停止充電。
[0059]鉛蓄電池和鋰離子電池自放電率低，電池充滿后可直接停止充電，鎳氫和鎳鎘電自放電率高，如夜間無人看守充電時(shí)，可在電池充足后采用涓流充電方式給電池補(bǔ)充電荷，使儲(chǔ)能電池保持充足電狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能控制多功能、多類型儲(chǔ)能電池快速充電系統(tǒng)，其特征在于，由主電路和分電路組成，主電路包括單片機(jī)、電壓輸入電路、電源電路、振蕩電路、鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路、信號(hào)采集處理電路和信號(hào)輸出電路，電源電路另外連接分電路； 單片機(jī)型號(hào)為8XC196KC20，其第I引腳(Vcc)與第37引腳（Vpp)、第64引腳(Busw)及第2引腳（EA)連接后接第43電阻R43的2腳；第4引腳（PO. 3)連接第43電阻R43的I腳后接P03端；第5引腳（PO. I)接ACl端；第6引腳（PO. O)連接第8電容C8的I腳、第16電容E16的I腳、第I電阻Rl的2腳、第3 二極管的2腳、第5可調(diào)電位器P5的I腳及2腳（滑動(dòng)觸點(diǎn)）連接后接ACO端；第7引腳(PO. 2)與第9電容C9的I腳、第6電容E6的I腳連接后接AC7端；第9引腳(PO. 7)接BUSY端；第13引腳(VREF)連接第26電阻R26的I腳?’第16引腳（RESET)連接第25電阻R25的2腳、第15電容E15的I腳及電源管理芯片UlO的第I引腳；第19引腳(P1. O)連接按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl);第20引腳(PI. D連接按鍵控制芯片U8的第4引腳(1A2);第21引腳(P1. 2)連接按鍵控制芯片U8的第6引腳(1A3);第22引腳(P1. 3)連接按鍵控制芯片U8的第8引腳(1A4);第24引腳（HSI. O)連接第28電阻R28的2腳；第25引腳（HSI. I)連接第45電阻R45的2腳；第28引腳(HSO. O)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)和第2引腳(IB);第30引腳（P1. 5)連接按鍵控制芯片U8的第13引腳（2A2);第31引腳（P1. 6)連接按鍵控制芯片U8的第15引腳(2A3);第32引腳(P1. 7)連接按鍵控制芯片U8的第17引腳(2A4);第35引腳((HSO. 3)連接按鍵控制芯片U8的第11引腳(2A1);第38引腳(P2. 7)連接BUSY端；第40引腳(WRL/WR)連接WR端；第42引腳(P2. 4)連接第38電阻R38的I腳和接線端子J6的第I引腳后接接線端子J6的P24端；第43引腳（READY)連接第53電阻R53的I腳；第11引腳（PO. 4)連接R41電阻R41的I腳和接線端子J6的第5引腳后接接線端子J6的P04端；第10引腳(PO. 5)連接第40電阻R40的I腳和接線端子J6的第4引腳后接接線端子J6的P05端；第8引腳（PO. 6)連接第42電阻R42的I腳和接線端子J6的第3引腳后接接線端子J6的P06端；第44引腳（P2. 3)連接第39電阻R39和接線端子J6的第2引腳后接接線端子J6的P23端；第45引腳(AD15/P4. 7)連接AD15端；第46引腳(AD14/P4. 6)連接 ADlUj^ ;第47 引腳(AD13/P4. 5)連接 AD13 端；第 48 引腳(AD12/P4. 4)連接 AD12 端；第49引腳(AD11/P4. 3)連接ADll端；第50引腳(AD10/P4. 2)連接ADlO端；第51引腳(AD9/P4. I)連接AD9端；第52引腳(AD8/P4. O)連接AD8端；第53引腳(AD7/P3. 7)連接AD7端?’第54引腳(AD6/P3. 6)連接AD6端；第55引腳(AD5/P3. 5)連接AD5端；第56引腳(AD4/P3. 4)連接AD4端；第57引腳(AD3/P3. 3)連接AD3端；第58引腳(AD2/P3. 2)連接AD2端?’第59引腳(AD1/P3. I)連接ADl端；第60引腳(AD0/P3. O)連接ADO端；第61引腳（RD)連接RD端；第62引腳（ALE)連接ALE端；第66引腳連接晶體振蕩器XTALl的一端、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳；第67引腳連接晶體振器XTALl的另一端、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳；單片機(jī)的第12引腳（ANGND)、第14引腳(VSS)、第15引腳(P2. 2)、第36引腳(GND)、第3引腳(NMI)、第68引腳(Vss)接地；單片機(jī)的第17引腳(P2. I)、第18引腳(P2. O)、第23引腳(PL 4/PWM2)、第26引腳(HS0. 4)、第27引腳(HS0. 5)、第29引腳(HS0. I)、第33引腳(P2. 6)、第34引腳(HS0. 2)、第39引腳(P2. 5)、第 41 引腳(WRH/BHE)、第 63 引腳(INST)和第 65 引腳(CLKOUT)懸空； 電壓輸入電路包括二極管Z3和Z2、可調(diào)電位器P5、電阻Rl、R26、R27和R29，電容C7、C8、C9、E6、E13和E16，二極管Z2的型號(hào)是TL431，二極管Z3的型號(hào)是1N5994A ;電容C7、C8、C9是電解電容，電容E6、E13和E16是瓷片電容；所述第3 二極管Z3的I腳(陽極)連接可調(diào)電位器P5的3腳后接地，第3 二極管Z3的2腳(陰極)連接第5可調(diào)電位器P5的I腳和2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))、第I電阻Rl的2腳、第16電容E16的I腳、第8電容C8的I腳和單片機(jī)的第6引腳后接ACO端；第6電容E6的I腳、第9電容C9的I腳和單片機(jī)的7引腳后接ACO端；第16電容E16的2腳、第8電容C8的2腳、第6電容E6的2腳、第9電容C9的2腳連接后接地；第I電阻Rl的I腳接ZD-端；第2 二極管Z2的I腳連接第7電容C7的I腳、第13電容E13的I腳后接第29電阻R29的2腳；第2 二極管Z2的2腳連接第26電阻R26的2腳和第27電阻R27的I腳；第2 二極管的3腳連接第13電容E13的2腳、第7電容C7和第27電阻R27的2端；第2 二極管2的2腳連接第27電阻的I腳和第26電阻R26的2腳；第26電阻R26的I腳連接單片機(jī)的第13引腳； 電源電路包括電源管理芯片U10、電阻R25和電容E15，E15為瓷片電容；電源管理芯片UlO的型號(hào)為MC34064，其第I引腳(RESET)連接第25電阻的2腳、第15電容E15的I腳和單片機(jī)的第16引腳；第2引腳(IN)連接第25電阻R25的I腳和電源電壓+5V端；第3引腳(GND)連接第15電容E15的2腳后接地； 振蕩電路包括晶體振蕩器XTAL1、電阻R30和電容C12、C13，電容C12、C13是電解電容；晶體振蕩器XTALl的一端連接單片機(jī)的第67引腳、第30電阻R30的I腳和第13電容C13的I腳，另一端連接單片機(jī)的第66引腳、第30電阻R30的2腳和第12電容C12的2腳，第.12電容C12的I腳連接第13電容C13的2腳； 鍵盤輸入及顯示報(bào)警電路包括按鍵控制芯片U8、三極管P8、電阻R28、R44、R45和R49、電容Cll和E8以及揚(yáng)聲器B4，按鍵控制芯片U8的型號(hào)為74HC244，三極管P8的型號(hào)為.2SA1013,電容Cll為電解電容，電容E8為瓷片電容；按鍵控制芯片U8的第2引腳(IAl)連接單片機(jī)的第19引腳；第3引腳(2Y4)連接LCMCS2端；第4引腳(1A2)連接單片機(jī)的第.20引腳；第5引腳(2Y3)連接LCMRS端；第6引腳(1A3)連接單片機(jī)的第21引腳；第7引腳(2Y2)連接LREST端；第8引腳(1A4)連接單片機(jī)的第22引腳；第9引腳(2Y1)連接第.49電阻R49的2腳；第I引腳(IG)連接第10引腳(GND)和第19引腳(2G)后接地；第11引腳(2A1)連接單片機(jī)的第35引腳；第12引腳(1Y4)連接CDDLLB端；第13引腳(2A2)連接單片機(jī)的第30引腳；第14引腳(1Y3)連接FDKE端；第15引腳(2A3)連接單片機(jī)的第31引腳；第16引腳(1Y2)連接MCFD端；第17引腳(2A4)連接單片機(jī)的第32引腳；第18引腳(IYl)連接信號(hào)采集處理芯片U13的第5、第6引腳后連接圖像傳感器MC⑶端；第20引腳(VCC)連接+5V電源；三極管P8的型號(hào)為2SA1013 ?’第49電阻R49的I腳連接第44電阻R44的I腳和三極管P8的基極；第44電阻R44的2腳連接三極管P8的發(fā)射極、第11電容Cll的I腳和第8電容E8的I腳后接+5V電源；三極管P8的集電極連接揚(yáng)聲器B4的一端，揚(yáng)聲器B4的另一端連接第11電容Cll的2腳和第8電容E8的2腳后接地； 信號(hào)采集處理電路包括信號(hào)采集處理芯片U13、U14、光電隔離片G5和電阻R47，光電隔離片G5的型號(hào)是PC817C，信號(hào)采集處理芯片U13的型號(hào)是74HC21，信號(hào)采集處理芯片U14的型號(hào)是74HC138 ;信號(hào)采集處理芯片U13的第I引腳(IA)連接第2引腳(IB)后接單片機(jī)的第28引腳；第4引腳(IC)連接第5引腳(ID)、按鍵控制芯片U8的第18引腳后接圖像傳感器MCCD端；第6引腳(IY)連接第47電阻R47的I腳后接KGDYKZ端；第8引腳(2Y)接CN端;第9引腳(2A)連接信號(hào)采集處理芯片U14的第7引腳(Y7);第10引腳(2B)連接U14的第9引腳(Y6);第12引腳(2C)連接U14的第10引腳(Y5);第13引腳(2D)連接U14的第11引腳(Y4);第14引腳(Vcc)連接U14的第O引腳(El)和第16引腳(Vcc)后接+5V電源；信號(hào)采集處理芯片U14的第I引腳(AO)接AD13端；第2引腳(Al)接AD14端；第3引腳(A2)接AD15端；第12引腳(Y3)接LCMCN端;第4引腳(Fl)連接第5引腳(F2)、第6引腳(GND)和U13的第7引腳(GND)后接地；信號(hào)采集處理芯片U13的第3引腳(NC)、信號(hào)采集處理芯片U14的第13引腳(Y2)、第14引腳(Yl)和第15引腳(YO)懸空；第47電阻R47的2腳接第5光電隔離片G5的2腳；第5光電隔離片G5的I腳接+5電源；3腳接CDKl端；4腳接+5A電源； 信號(hào)輸出電路包括接線端子J6、電阻R38?R42，接線端子J6的第3引腳連接單片機(jī)的第8引腳、第42電阻R42的I腳后接P06端；第5引腳連接單片機(jī)的第11引腳、第41電阻R41的I腳后接P04端；第I引腳連接單片機(jī)的第42引腳、第38電阻R38的I腳后接P24端；第6引腳接P03端；第4引腳連接單片機(jī)的第10引腳、第40電阻R40的I腳后接P05端;第2引腳連接單片機(jī)第44引腳、第39電阻R39的I腳后接P23端；第9引腳、第10引腳連接后接地；第7引腳、第8引腳懸空；第38電阻R38的2腳連接第41電阻R41的2腳、第40電阻R40的2腳、第42電阻R42的2腳和第39電阻R39的2腳后接+5V電源； 分電路包括光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9、運(yùn)算放大器Ul和U4、光電隔離片G1、G2和G6、三極管 N1、二極管 Z4、可調(diào)電位器 Pl 和 P6、電阻 R2、R4、R5、R19、R31 ?R34、R36、R46、R48、R59和R60,電容E5、E17、E21、C4和C19 ;光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的型號(hào)是MCI4066，光電隔離片的型號(hào)是PC817C，運(yùn)算放大器的型號(hào)是LM358，二極管的型號(hào)是TL431，三極管的型號(hào)是2N5551，電容E5、E17、E21是瓷片電容，電容C4和C19是電解電容；所述光電隔離驅(qū)動(dòng)芯片U9的第3引腳(Out2)連接第2引腳(Outl)、第10引腳(0ut4)和第8引腳(IN3)后接CDK3端；第I引腳(IN3)連接第4引腳(IN2)、第9引腳(0ut3)、第11引腳(IN4)及第34電阻R34的I腳后接CDK2端；第6引腳(Ctrl3)連接第5引腳(Ctrl2)、第13引腳(Ctrll)、第.12引腳(Ctrl4)及第46電阻R46的2腳后接CDKl端；第14引腳(VCC)接+5A電源；第7腳(GND)接地；第34電阻R34的2腳連接第4運(yùn)算放大器U4的I腳；第46電阻R46的I腳連接第4運(yùn)算放大器U4的4腳后接ZD-端；第4運(yùn)算放大器U4的8腳接+5V電源；U4的.2腳連接7腳、第60電阻R60的2腳、運(yùn)算放大器Ul的6腳后接⑶DLFD端；U4的3腳連接第59電阻R59的2腳、第6可調(diào)電位器P6的I腳及2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn))；U4的5腳連接第32電阻R32的I腳后接CE端；U4的6腳連接第60電阻R60的I腳和第33電阻R33的2腳；第32電阻R32的2腳和第33電阻R33的I腳連接后接ZD-端；第6可調(diào)電位器P6的3腳連接第4 二極管Z4的I腳及2腳、第19電容C19的I腳、第21電容E21的I腳和第31電阻R31的2腳；第31電阻R31的I腳接+5電源；第59電阻R59的I腳連接第4 二極管Z4的3腳、第19電容C19的2腳和第21電容E21的2腳后接地；第I運(yùn)算放大器Ul的I腳連接2腳和第48電阻R48的2腳；U1的3腳連接第17電容E17的I腳、第36電阻的2腳后接⑶K3端;U1的4腳連接第I可調(diào)電位器Pl的3腳、第17電容E17的2腳、第36電阻R36的I腳后接ZD-端;U1的5腳連接第I可調(diào)電位器Pl的2腳(滑動(dòng)觸點(diǎn));U1的7腳連接第2電阻R2的I腳；第I可調(diào)電位器Pl的I腳接+5A電源；第48電阻R48的I腳接第6光電隔離片G6的I腳；G6的2腳接ZD-端；G6的3腳接DYKE-端；G6的4腳接DYKE+端；第2電阻R2的2腳連接第5電容E5的I腳和第I光電隔離片Gl的4腳；第5電容E5的2腳接ZD-端；第I光電隔離片Gl的3腳接CB端；G1的I腳連接第2光電隔離片G2的I腳及G2的4腳后接+5V電源；G1的2腳連接王的3腳和第19電阻R19的2腳；第19電阻R19的I腳接MCXD端；第2光電隔離器G2的2腳連接第4電阻R4的2腳；第4電阻R4的I腳連接第I三極管NI的3腳(集電極)；第I三極管NI的I腳9 (基極)連接第5電阻R5的I腳；第5電阻R5的2腳連接第4電容C4的2腳后接FB端；第4電容C4R I腳連接第I三極管NI的2腳(發(fā)射極)后接地。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204118795SQ201420518994
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】韓寶忠, 孟令旗, 李曉輝, 李春文, 楊曾光, 趙 卓, 沈劍瑩 申請(qǐng)人:鞍山通尊科技企業(yè)孵化器有限公司