用于低功耗儀表的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于低功耗儀表的電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，電池供電成為了重要的選擇。
[0003]電池管理系統(tǒng)是電池使用安全性的有效保障。目前的電池管理系統(tǒng)大多為大容量電池組、短續(xù)航時間的應(yīng)用而設(shè)計，這種管理系統(tǒng)服務(wù)的設(shè)備功耗大，電池的循環(huán)時間短，管理系統(tǒng)自身的功耗也不低,不適合在低功耗儀表場上使用。
[0004]目前的許多低功耗續(xù)航時間長的系統(tǒng)例如某燃?xì)膺h(yuǎn)程監(jiān)控儀表，平均系統(tǒng)電流僅為幾毫安，要求在低溫下連續(xù)運行6個月以上，就沒有適用的電池管理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于低功耗儀表的電池管理系統(tǒng)，能夠監(jiān)控和管理低功耗儀表中電流較小的電池。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
用于低功耗儀表的電池管理系統(tǒng)，包括現(xiàn)場管理裝置、現(xiàn)場管理上位機、遠(yuǎn)程控制中心上位機，所述現(xiàn)場管理裝置包括連接在電池串正極的熔斷保險絲、與熔斷保險絲相連的采樣電阻、連接在電池串負(fù)極的保護(hù)執(zhí)行電路，還包括單片機、存儲設(shè)備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊，所述存儲設(shè)備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、保護(hù)執(zhí)行電路均與單片機相連，所述電量計還與采樣電阻相連；所述遠(yuǎn)程控制中心上位機包括無線通信模塊，該無線通信模塊無線連接現(xiàn)場管理裝置的無線報警模塊；所述現(xiàn)場管理上位機通過串口連接現(xiàn)場管理裝置。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括與采樣電阻相連的電源和與單片機相連的TTL轉(zhuǎn)RS23模塊，該TTL轉(zhuǎn)RS23模塊連接現(xiàn)場管理裝置的串口。
[0008]進(jìn)一步，還包括與電池串相連的充電均衡模塊。
[0009]進(jìn)一步，還包括與熔斷保險絲相連的二級保護(hù)模塊。
[0010]進(jìn)一步，所述無線通信模塊和無線報警模塊為GPRS無線通信模塊。
[0011]綜上，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明為低功耗續(xù)航時間長的裝置和系統(tǒng)提供了一種電池管理系統(tǒng)；
2、本發(fā)明的系統(tǒng)中還設(shè)置了無線報警模塊與遠(yuǎn)程控制中心無線連接，便于遠(yuǎn)程控制中心及時了解現(xiàn)場電池情況，從而便于及時安排更換，以免造成數(shù)據(jù)不完整等問題，還避免了偏遠(yuǎn)地區(qū)布線不便的問題；
3、本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)各項功能性能良好，工作電流低，功耗低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的鋰電池智能管理系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是保護(hù)執(zhí)行電路的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是均衡電路模塊的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是二級保護(hù)模塊的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是采樣電阻和電量計的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是電源的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0014]如圖1所示，用于低功耗儀表的電池管理系統(tǒng)，包括現(xiàn)場管理裝置、現(xiàn)場管理上位機、遠(yuǎn)程控制中心上位機，所述現(xiàn)場管理裝置包括連接在電池串正極的熔斷保險絲、與熔斷保險絲相連的采樣電阻、與采樣電阻相連的電源、連接在電池串負(fù)極的保護(hù)執(zhí)行電路、與電池串相連的充電均衡模塊、與熔斷保險絲相連的二級保護(hù)模塊，還包括單片機、存儲設(shè)備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、TTL轉(zhuǎn)RS23模塊，所述存儲設(shè)備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、保護(hù)執(zhí)行電路、TTL轉(zhuǎn)RS23模塊均與單片機相連，所述電量計還與采樣電阻相連；所述遠(yuǎn)程控制中心上位機包括無線通信模塊，該無線通信模塊無線連接現(xiàn)場管理裝置的無線報警模塊；所述現(xiàn)場管理上位機通過串口連接現(xiàn)場管理裝置的TTL轉(zhuǎn)RS23模塊。所述無線報警模塊為GPRS無線通信模塊，當(dāng)監(jiān)測到電池異?；螂娏亢谋M時，采用無線方式發(fā)送報警信號給控制中心的上位機。圖1中BAT+、BAT-分別為管理的電池串的正負(fù)輸出端。
[0015]以下是本發(fā)明現(xiàn)場管理裝置中主要模塊的【具體實施方式】:
基于低功耗的考慮，本發(fā)明中采用低功耗器件，單片機采用MSP430FG439低功耗單片機；電壓基準(zhǔn)采用REF3325，該基準(zhǔn)電源的功耗極低僅3.9 μ A ;運放用工作電流僅1.5 μ A的LT1495 ;數(shù)字電位器采用了靜態(tài)電流低至50ηΑ的AD5165等。對工作電流較大的間歇性工作電路增加了電源管理電路，以降低能耗。
[0016]低溫電池組的額定電壓為14.8V，由4組電芯串聯(lián)而成，每組電芯包含8節(jié)單體電芯，正常的工作電壓為2.5~4.2V。每個采集周期采集各組電芯的電壓，處理器根據(jù)電壓大小給保護(hù)執(zhí)行電路發(fā)出指令，執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)動作。均衡電路用單片機和三極管實現(xiàn)，代替了均衡專用芯片。系統(tǒng)會把電壓電流和溫度的最值、電池已使用的時間、剩余電量和其他異常信息記錄在存儲設(shè)備內(nèi)。處理器提供了 TTL通信接口，現(xiàn)場的計算機可以通過一個TTLRS232轉(zhuǎn)換模塊讀取存儲設(shè)備中的日志。充電過程中為了防止MCU死機等異常而出現(xiàn)保護(hù)失效。增加了二級保護(hù)電路，若電壓超出預(yù)設(shè)值，將會啟動二級保護(hù)電路，熔斷三端保險絲，阻止事故的發(fā)生。
[0017]保護(hù)執(zhí)行電路:是保護(hù)動作的執(zhí)行機構(gòu)，電路如圖2所示，CH是充電控制開關(guān)，DISCH是放電控制開關(guān)，通過控制CH和DISCH做出相應(yīng)的保護(hù)動作。CH和DISCH在正常工作時置為低電平，此時Ml和M2均導(dǎo)通。當(dāng)出現(xiàn)放電過流或者過放電狀態(tài)，DISCH置為高電平，此時Q2斷開，Q3導(dǎo)通，將M2柵極電容的電荷迅速放電，使M2能瞬間關(guān)閉，完成保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)充電過流或者過充電狀態(tài)，將C