蓄電池充放電綜合控制設(shè)備的制造方法
【專利說明】蓄電池充放電綜合控制設(shè)備
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種蓄電池充放電綜合控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]由于軍事應(yīng)用中一些不斷電設(shè)備耗能較大，因而普遍采用串連電池組的模式避免過高的電流。串連電池組的充放電與單一電池的充放電有所不同，電池組內(nèi)不同電池的差異如果不被重視就會造成電池組使用效率降低，減少蓄電池的使用壽命；考慮軍用設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境的特殊要求，目前市場上還沒有一種可以滿足這些需求的綜合充放電控制設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池使用效率降低，壽命減少的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種蓄電池充放電綜合控制設(shè)備。
[0005]蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，由電源模塊、充電控制單元、放電控制單元、中央控制單元、溫度檢測電路組成，所述溫度檢測電路的溫度傳感器檢測待測電池組的溫度，所述中央控制單元與充電控制單元、放電控制單元控制連接，與溫度檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端連接，所述電源模塊為各個模塊供電。
[0006]優(yōu)選的，還包括輔助控制器和與輔助控制器連接的人機接口模塊，所述輔助控制器和所述電源模塊控制連接。
[0007]進一步的，所述輔助控制器為FPGA，所述人機接口模塊為觸摸屏。
[0008]優(yōu)選的，所述電源模塊為采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的開關(guān)電源。
[0009]具體的，所述中央控制單元為MC68HC908SR12。
[0010]本發(fā)明所述蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，充分考慮了串聯(lián)電池組充放電時的平衡效應(yīng)，可以很好地應(yīng)用于串聯(lián)電池組的充放電控制，能夠提高串聯(lián)電池組的工作效率、延長其使用壽命；同時考慮到該充放電綜合控制設(shè)備主要配合軍用不斷電設(shè)備使用，在其設(shè)計時也充分考慮了軍事應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，在軍民兩用方面均具有廣泛的應(yīng)用前旦
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【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種【具體實施方式】示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0013]本發(fā)明所述蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，由電源模塊、充電控制單元、放電控制單元、中央控制單元、溫度檢測電路組成，所述溫度檢測電路的溫度傳感器檢測待測電池組的溫度，所述中央控制單元與充電控制單元、放電控制單元控制連接，與溫度檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端連接，所述電源模塊為各個模塊供電。
[0014]使用開關(guān)電源作為充電器的供電設(shè)備。開關(guān)電源采用脈沖調(diào)制方式PWM(PulSeWidth Modulat1n)和MOSFET，BTS, IGBT等電子器件進行設(shè)計。開關(guān)電源集成化程度較高，具有調(diào)壓、限流、過熱保護等功能。與線性電源相比其輸入電壓范圍寬(通?？蛇_交流85?265 V)、體積小、重量輕、效率高。同時，其易于FPGA輔助控制單元對其進行控制。
[0015]充電控制單元采用目前較成熟的恒流恒壓充電電路來設(shè)計完成。恒流恒壓電路由Motorola公司的MC68HC908SR12單片機片內(nèi)模擬電路模塊和片外的MOSFET開關(guān)管、肖特基二極管、濾波電感、濾波電容等器件組成。模擬電路模塊是Motorola公司的MC68HC908SR12單片機的特有部件，它由輸入多路開關(guān)、兩組可程控放大器、片內(nèi)溫度傳感器、電流檢測電路等組成?？沙炭胤糯笃骺偡糯蟊稊?shù)為I?256。放大器的輸入可選擇為2路模擬輸入腳(ATD0, ATD1)、片內(nèi)溫度傳感器、模擬地輸入(VSSAM)。ATDO和VSSAM間可接一個電流檢測電阻，用于測量外部電流，它還連接至電流檢測電路，可在電流超過指定值時產(chǎn)生中斷并輸出信號。
[0016]在充電開始前的預(yù)處理階段，根據(jù)檢測到的不同電池特性，軟件選擇相應(yīng)的充電算法，充電算法由單片機和FPGA輔助控制單元實現(xiàn)。在充電開始后，軟件定時采集感應(yīng)電阻R上的電壓值，經(jīng)過計算，設(shè)置SR12單片機的輸出控制參數(shù)。同時，電流檢測電路實時檢測充電電流，在電流超過指定值時產(chǎn)生中斷并由SR12單片機控制及時關(guān)斷充電電流，實現(xiàn)恒流恒壓的充電控制。
[0017]均衡充電是本充放電綜合控制設(shè)備的一個重要特點。在充電的過程中，由于電池的質(zhì)量不相同，容量小、質(zhì)量差的電池端電壓在充入相同電量后會出現(xiàn)電壓增長比另一個電池多的情況，如果不采取措施，它們的電壓差將會增大，以至其中一個電池很快達到規(guī)定的安全電壓，充電過程也將被迫停止。此時應(yīng)該停充電壓高的電池，即均衡充電。這樣有利于恢復(fù)電池內(nèi)受損的單元，使充電過程能順利地進行下去。
[0018]放電控制單元主要有2部分組成，一是返馳式平衡放電電路，可以實現(xiàn)電池組的平衡放電。平衡放電是本充放電綜合控制設(shè)備的一個重要特點。在放電的過程中，由于電池的個體差異，如果不采取措施，電池組內(nèi)電池個體的差異將越來越明顯，這樣會使電池組工作效率降低，使用壽命減少。放電控制單元采用的返弛式放電電路設(shè)計，該電路本身具有的電感端電壓互相牽制特性(也稱電路的返弛性)可以實現(xiàn)蓄電池組放電電池個體的平衡放電。這樣有利于恢復(fù)蓄電池內(nèi)的受損單元，提高蓄電池的工作效率和使用壽命。二是過度放電保護電路，該電路可以實現(xiàn)對電池組的過度放電保護。
[0019]在充電過程中，電池的溫度會隨著充電容量的增加而上升，尤其在接近充電終止時，溫度變化率Λ T / At最大，該特性是判斷電池是否充滿的主要條件之一。因此，采用美國國家半導(dǎo)體公司出品的單片高精度數(shù)字溫度傳感器LM92設(shè)計溫度檢測電路。
[0020]設(shè)計鍵盤響應(yīng)電路時，使用MC68HC908SR12單片機PORT D(PTD6和PTD7)端口的鍵盤中斷功能(KBI)。根據(jù)實際情況，在MC68HC908SR12單片機的鍵盤中斷使能寄存器KBIER中寫人相應(yīng)的值，寫人“I”表示中斷允許，寫入“O”表示不能中斷。鍵盤中斷允許的端口，MC68HC908SR12單片機將對其內(nèi)部上拉30 kQ的電阻，這樣鍵盤響應(yīng)電路的設(shè)計十分簡潔，要注意的是應(yīng)用軟件中要增加鍵盤消抖動子程序，防止誤操作。
[0021]狀態(tài)顯示電路的設(shè)計使用MC68HC908SR12單片機PORT Α(ΡΤΑ0?PTA5)端口的LED直接驅(qū)動功能。編程時首先設(shè)置PORT A的工作狀態(tài)，在LED控制寄存器LEDA中寫入相應(yīng)的值，寫入“I”表示可直接驅(qū)動LED，寫入“O”表示作為標(biāo)準(zhǔn)I / O端口。在充電的每個階段均有狀態(tài)顯示，如:電池處于正在充電狀態(tài)、電池因溫度過高進入溫控狀態(tài)等。
[0022]中央控制單元和FPGA輔助控制單元主要實現(xiàn)充放電綜合控制設(shè)備的狀態(tài)控制轉(zhuǎn)換功能。根據(jù)傳感器獲取的不同狀況，寫入不同指令，轉(zhuǎn)換不同的工作模式。
[0023]如上所述，可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項】
1.蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，其特征在于，由電源模塊、充電控制單元、放電控制單元、中央控制單元、溫度檢測電路組成，所述溫度檢測電路的溫度傳感器檢測待測電池組的溫度，所述中央控制單元與充電控制單元、放電控制單元控制連接，與溫度檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端連接，所述電源模塊為各個模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，其特征在于，還包括輔助控制器和與輔助控制器連接的人機接口模塊，所述輔助控制器和所述電源模塊控制連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，其特征在于，所述輔助控制器為FPGA，所述人機接口模塊為觸摸屏。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，其特征在于，所述電源模塊為采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的開關(guān)電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，其特征在于，所述中央控制單元為 MC68HC908SR12。
【專利摘要】蓄電池充放電綜合控制設(shè)備，由電源模塊、充電控制單元、放電控制單元、中央控制單元、溫度檢測電路組成，所述溫度檢測電路的溫度傳感器檢測待測電池組的溫度，所述中央控制單元與充電控制單元、放電控制單元控制連接，與溫度檢測電路的數(shù)據(jù)輸出端連接，所述電源模塊為各個模塊供電。本發(fā)明可以很好地應(yīng)用于串聯(lián)電池組的充放電控制，能夠提高串聯(lián)電池組的工作效率、延長其使用壽命；在軍民兩用方面均具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105591409
【申請?zhí)枴緾N201410552315
【發(fā)明人】廖蓉
【申請人】廖蓉
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月19日