一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及鋰電池組研究領(lǐng)域，具體地，涉及一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]鋰離子電池:是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。
[0004]鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。
[0005]電動(dòng)汽車的鋰電池組由多節(jié)單體電池串聯(lián)組成，總電壓一般在12?400V。如果不對蓄電池組進(jìn)行安全監(jiān)控和有效管理，將會(huì)使蓄電池組內(nèi)單體之間的差異在使用過程中逐漸增大，導(dǎo)致電池組在運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)單體過充、過放、過流及電池組環(huán)境溫度過高等一系列故障，造成整個(gè)電池組的使用壽命縮減。性能下降。嚴(yán)重時(shí)甚至報(bào)廢，爆炸等。
[0006]綜上所述，本申請發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題:
在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的電池組存在管理監(jiān)控較差，導(dǎo)致電池組使用壽命縮減，性能下降，安全性較差的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的電池組存在管理監(jiān)控較差，導(dǎo)致電池組使用壽命縮減，性能下降，安全性較差的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了提高了電池組的安全性，確保鋰電池組可靠運(yùn)行，同時(shí)延長電池組使用壽命，降低使用成本的技術(shù)效果O
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例提供了一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊，充電模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進(jìn)行控制；均衡模塊通過開關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的能量均衡一致；電量計(jì)算模塊是通過對采集到的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估算；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)；數(shù)據(jù)顯示模塊采用圖文液晶顯示屏，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(shí)間。
[0009]其中，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括:電流、電壓、溫度。
[0010]其中，所述系統(tǒng)能對電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警。
[0011]其中，所述系統(tǒng)選用鋰電池專用管理芯片0Z890，實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路、過高溫及過低溫保護(hù)、電池能量均衡和數(shù)據(jù)采集功能。
[0012]其中，所述系統(tǒng)選用單片機(jī)AT89C51CC01為控制器，設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)通過LCD點(diǎn)陣液晶顯示屏進(jìn)行動(dòng)態(tài)全面顯示。
[0013]本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
實(shí)現(xiàn)了提高了電池組的安全性，確保鋰電池組可靠運(yùn)行，同時(shí)延長電池組使用壽命，降低使用成本的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為本申請中鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供了一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的電池組存在管理監(jiān)控較差，導(dǎo)致電池組使用壽命縮減，性能下降，安全性較差的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了提高了電池組的安全性，確保鋰電池組可靠運(yùn)行，同時(shí)延長電池組使用壽命，降低使用成本的技術(shù)效果O
[0016]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例1:
請參考圖1，本申請?zhí)峁┝艘环N鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊，充電模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進(jìn)行控制；均衡模塊通過開關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的能量均衡一致；電量計(jì)算模塊是通過對采集到的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估算；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)；數(shù)據(jù)顯示模塊采用圖文液晶顯示屏，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(shí)間。
[0019]其中，在本申請實(shí)施例中，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括:電流、電壓、溫度。
[0020]其中，在本申請實(shí)施例中，所述系統(tǒng)能對電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警。
[0021]其中，在本申請實(shí)施例中，所述系統(tǒng)選用鋰電池專用管理芯片0Z890，實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路、過高溫及過低溫保護(hù)、電池能量均衡和數(shù)據(jù)采集功能。
[0022]其中，在本申請實(shí)施例中，所述系統(tǒng)選用單片機(jī)AT89C51CC01為控制器，設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)通過LCD點(diǎn)陣液晶顯示屏進(jìn)行動(dòng)態(tài)全面顯示。
[0023]其中，在本申請實(shí)施例中，電池智能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):
基于0Z890的鋰電池組智能管理模塊，主要由充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊等組成。充電模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進(jìn)行控制；均衡模塊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過開關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的能量均衡一致；電量計(jì)算模塊是通過對采集到的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估算；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)，如電流、電壓、溫度；數(shù)據(jù)顯示模塊采用圖文液晶顯示屏。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(shí)間。本文設(shè)計(jì)的動(dòng)力鋰電池組管理系統(tǒng)能對電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警。選用鋰電池專用管理芯片0Z890。實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路、過高溫及過低溫保護(hù)、電池能量均衡和數(shù)據(jù)采集等功能，在此基礎(chǔ)上選用單片機(jī)AT89C51CC01為控制器。設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)通過IXD點(diǎn)陣液晶顯示屏進(jìn)行動(dòng)態(tài)全面顯示，使鋰電池組的功能更完善。
[0024]電池組智能管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì):監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括0Z890鋰電池智能管理模塊、監(jiān)控模塊、顯示模塊和聲光報(bào)警模塊。
[0025](I)主控MCU電路。主控MCU采用AT89C51CC01單片機(jī)，它是一種功能強(qiáng)大的8位微控制器。自帶CAN控制器和內(nèi)置32 KB FLASH ROM。2KB EEPROM和1.2KB RAM?？煽刂?5個(gè)CAN通道，這些通道可編程用于接收、發(fā)送或接收緩沖器?？蔀榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供硬件支持。并且內(nèi)部還有D轉(zhuǎn)換和PffM發(fā)生器等其他功能，在設(shè)計(jì)中可直接用于電池電壓的測量。
[0026](2)通訊電路。系統(tǒng)使用串行接口，通過液晶模塊顯示電池組總電壓、各單節(jié)電池電壓、充放電電流、剩余電量等。XS2是信號(hào)輸入端和電源端插座。輸入的信號(hào)經(jīng)過MCU處理。發(fā)送到IXD進(jìn)行顯示:XS3是232通信端。通過USl電平轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)內(nèi)容可以在顯示屏上顯示。
[0027](3)IXD顯示電路。其中XS4是到顯示屏的插座，Ql控制顯示屏內(nèi)的背光LED。Rff調(diào)節(jié)字符對比度。
[0028](4)聲光報(bào)警電路。其中，P03 口輸出報(bào)警控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)Fl和DT，產(chǎn)生聲音、光線報(bào)警信號(hào)；P02是MCU聯(lián)機(jī)信號(hào)指示燈。如果不能正常聯(lián)機(jī)。則燈光閃爍，若聯(lián)機(jī)正常，
則燈常亮。
[0029]電池管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì):
本系統(tǒng)軟件是基于C語言完成的，主循環(huán)中首先檢測電池電壓、電流、溫度等信息是否正常，若不正常，報(bào)警并關(guān)閉電路，若正常，對充放電狀態(tài)進(jìn)行判斷，根據(jù)不同的狀態(tài)做出不同的處理；接著進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將電池的狀態(tài)信息傳遞給上位機(jī):再次進(jìn)行均衡處理。判斷系統(tǒng)是否需要均衡，并在特定的時(shí)候開啟均衡電路。自此就完成了電池管理系統(tǒng)整個(gè)工作流程；主循環(huán)完成上述操作后，再進(jìn)入下一次循環(huán)，周而復(fù)始。
[0030]上述本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
實(shí)現(xiàn)了提高了電池組的安全性，確保鋰電池組可靠運(yùn)行，同時(shí)延長電池組使用壽命，降低使用成本的技術(shù)效果。
[0031]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0032]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊，充電模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進(jìn)行控制；均衡模塊通過開關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的能量均衡一致；電量計(jì)算模塊是通過對采集到的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估算；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)；數(shù)據(jù)顯示模塊采用圖文液晶顯示屏，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(shí)間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電池狀態(tài)參數(shù)包括:電流、電壓、溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)能對電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)選用鋰電池專用管理芯片0Z890，實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路、過高溫及過低溫保護(hù)、電池能量均衡和數(shù)據(jù)采集功能。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)選用單片機(jī)AT89C51CC01為控制器，設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)通過IXD點(diǎn)陣液晶顯示屏進(jìn)行動(dòng)態(tài)全面顯示。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰電池組智能管理監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊，充電模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進(jìn)行控制；均衡模塊通過開關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的能量均衡一致；電量計(jì)算模塊是通過對采集到的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，并根據(jù)電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估算；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)；數(shù)據(jù)顯示模塊采用圖文液晶顯示屏，實(shí)現(xiàn)了提高了電池組的安全性，確保鋰電池組可靠運(yùn)行，同時(shí)延長電池組使用壽命，降低使用成本的技術(shù)效果。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號(hào)】CN105244956
【申請?zhí)枴緾N201510678257
【發(fā)明人】李延俊, 岳波, 向中林, 王俊安, 顏宇強(qiáng), 周俊杰
【申請人】四川科能鋰電有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月20日