CN103915875A - 新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池充放电控制装置，具体的说，涉及一种用于新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，该控制系统主要包括单片机控制器、多节锂电池、电磁继电器、放电回路和充电回路组成，电磁继电器与锂电池电连构成多级电池组控制电路，且上一级电池组控制电路的电磁继电器的1脚与下一级电池组控制电路的电磁继电器的2脚电连，当单片机控制器检测电池组中一节锂电池出现充放电故障时，通过控制电磁继电器的断开将该节锂电池从充放电回路中断开，而不影响其余锂电池的充放电作业，为路灯提供连续不断的电能，有效地保证充放电作业的可靠性和安全性，实现锂电池充放电的智能控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池充放电控制装置，具体的说，涉及一种用于新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池在工业生产应用中的具有优势明显，现已被广泛应用于太阳能路灯领域，具体特点如下：1、锂电池无污染，锂电池中的锰酸锂和磷酸亚铁锂电池中不存在有毒物质；2、锂电池无记忆效应，锂电池每次充放电前无需像镍镉、镍氢电池一样放点处理，锂电池可随时进行充放电；3、锂电池体积小，是铅酸电池的1/2到1/3；4、锂电池质量轻、比能大，是镍氢电池的2倍，是铅酸电池的4倍，而重量仅为相同能量电池的1/3到1/4，且锂电池消耗的资源相对较少，循环寿命长，循环次数可达到800-2000次；5、锂电池的自放电效率低，每月不到5%。
现有的太阳能锂电池路灯是采用太阳光能对锂电池进行充电作业，然后通过锂电池放电作业为路灯提供稳定的直流电能。为保证锂电池充放电作业的安全性，目前普遍采用单体锂电池充放电管理体系，即对整个锂电池串联电池组中的每一个单体电池进行充放电的管理，这种单体管理的模式虽然能有效的保证锂电池充放电作业的安全性，但在充电过程中，只要串联电池组中的一节锂电池过冲就断开充电回路，导致电池组中电池无法充满；在放电过程中，只要串联电池组中的一节锂电池过放就断开放电回路，导致电池组放电周期缩短，且容易导致锂电池容量变小，使用寿命变短。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，将智能切除故障电池且保证整个电池组正常工作，可实现锂电池充放电的智能控制。
本发明的技术方案是：一种新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：该控制系统主要包括单片机控制器、多节锂电池、电磁继电器、放电回路和充电回路组成，所述的多节锂电池通过串联的方式连接构成，单片机控制器的输出端通过一个电磁继电器与一节锂电池电连构成多级电池组控制电路，且上一级电池组控制电路的电磁继电器的1脚与下一级电池组控制电路的电磁继电器的2脚电连，通过控制电磁继电器的吸合与断开控制锂电池的接入与断开，所述的放电回路包括放电正极、放电负极Vout-和放电开关KM1，充电回路包括充电正极、充电负极Vin-和充电开关KM2，其中放电正极与充电正极公用一个正极端子V+，放电负极Vout-通过放电开关KM1与单片机控制器电连，充电负极Vin-通过充电开关KM2与单片机控制器电连，通过单片机控制器控制放电开关KM1和充电开关KM2进而控制锂电池的充放电；所述的锂电池的负极均与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充放电状态下锂电池的电池电压。
优选的是，所述的单片机控制器共有2组，2组单片机控制器通过通讯总线电连，每一组单片机控制器控制4节锂电池充放电，即单片机控制器1控制高4节锂电池Cell1、Cell2、Cell3和Cell4的充放电，单片机控制器2控制低4节锂电池Cell5、Cell6、Cell7和Cell8的充放电。
优选的是，该控制系统还设有对锂电池温度进行检测的温度传感器，温度传感器与单片机控制器的A/D端口相连。
优选的是，所述的温度传感器为热敏电阻。
优选的是，该控制系统还设有对锂电池电量进行显示的指示灯，该指示灯与单片机控制器电连。
优选的是，所述的充电负极Vin-和放电负极Vout-的电路输出端还串联有对负极电流进行采样的采样电阻，该采样电阻与单片机控制器电连，将采集到的锂电池充放电电流输出至单片机控制器，通过单片机控制器对充放电电路进行保护。
优选的是，所述的正极端子V+与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充电正极和放电正极的电压信号。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
（1）该控制系统主要包括单片机控制器、多节锂电池、电磁继电器、放电回路和充电回路组成，电磁继电器与锂电池电连构成多级电池组控制电路，且上一级电池组控制电路的电磁继电器的1脚与下一级电池组控制电路的电磁继电器的2脚电连，当单片机控制器检测电池组中一节锂电池出现充放电故障时，通过控制电磁继电器的断开将该节锂电池从充放电回路中断开，而不影响其余锂电池的充放电作业，为路灯提供连续不断的电能，有效地保证充放电作业的可靠性和安全性，实现锂电池充放电的智能控制；
（2）该控制系统包括两组单片机控制器，每组单片机控制器之间通过通讯总线电连，每一组单片机控制器控制4节锂电池充放电，可同时控制4节锂电池的充放电作业，该控制系统还设有对锂电池温度进行检测的温度传感器、对锂电池电量进行显示的指示灯、对负极电流进行采样的采样电阻，对锂电池充放电作业实现过压、过流和超温检测，实现对该控制系统的智能保护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
实施例1：
参见图1，一种新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，该控制系统主要包括单片机控制器、多节锂电池、电磁继电器、放电回路和充电回路组成，多节锂电池通过串联的方式连接构成，单片机控制器的输出端通过一个电磁继电器与一节锂电池电连构成多级电池组控制电路，且上一级电池组控制电路的电磁继电器的1脚与下一级电池组控制电路的电磁继电器的2脚电连，通过控制电磁继电器的吸合与断开控制锂电池的接入与断开。
放电回路包括放电正极、放电负极Vout-和放电开关KM1，充电回路包括充电正极、充电负极Vin-和充电开关KM2，其中放电正极与充电正极公用一个正极端子V+，放电负极Vout-通过放电开关KM1与单片机控制器电连，充电负极Vin-通过充电开关KM2与单片机控制器电连，通过单片机控制器控制放电开关KM1和充电开关KM2进而控制锂电池的充放电；
该控制系统对每一节正常工作的锂电池电压进行检测，锂电池的负极均与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充放电状态下锂电池的电池电压，如单片机控制器检测到的该节锂电池电压过低或过高时，单片机控制器控制与该节锂电池相连的电磁继电器的1脚与3脚接通，将该节锂电池从电池组中切除，保证其余锂电池的正常充放电作业，为路灯提供连续不断的电能。
单片机控制器共有2组，2组单片机控制器通过通讯总线电连，每一组单片机控制器控制4节锂电池充放电，即单片机控制器1控制高4节锂电池Cell1、Cell2、Cell3和Cell4的充放电，单片机控制器2控制低4节锂电池Cell5、Cell6、Cell7和Cell8的充放电，且该控制系统还设有对锂电池温度进行检测的温度传感器，温度传感器为热敏电阻，温度传感器与单片机控制器的A/D端口相连，温度传感器实时检测工作过程中锂电池的充放电温度，并将检测的温度信号传递给单片机控制器的A/D端口进行处理，当检测的锂电池温度过高时，单片机控制器控制放电开关KM1或充电开关KM2从放电回路或充电回路断开，保证锂电池充放电作业的安全性和可靠性。
该控制系统还设有对锂电池电量进行显示的指示灯，该指示灯与单片机控制器电连，对锂电池的充放电作业过程进行实时电量的显示，以便使用者查看和及时发现电池故障，充电负极Vin-和放电负极Vout-的电路输出端还串联有对负极电流进行采样的采样电阻，该采样电阻与单片机控制器电连，将采集到的锂电池充放电电流输出至单片机控制器，通过单片机控制器对充放电电路进行保护；正极端子V+与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充电正极和放电正极的电压信号，对锂电池充放电作业实现过压、过流和超温检测，实现对该控制系统的智能保护。
实施例2：
实施例2与实施例1的太阳能路灯锂电池充放电控制系统的结构基本相同，区别特征在于，单片机控制器共有多组，多组单片机控制器通过通讯总线电连，每一组单片机控制器控制多节锂电池充放电，使用者可以按需调整所需的放电电压，实现对锂电池充放电控制系统的智能调配，以满足不同太阳能路灯对电能的需求。
Claims (7)
1.一种新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：该控制系统主要包括单片机控制器、多节锂电池、电磁继电器、放电回路和充电回路组成，所述的多节锂电池通过串联的方式连接构成，单片机控制器的输出端通过一个电磁继电器与一节锂电池电连构成多级电池组控制电路，且上一级电池组控制电路的电磁继电器的1脚与下一级电池组控制电路的电磁继电器的2脚电连，通过控制电磁继电器的吸合与断开控制锂电池的接入与断开，所述的放电回路包括放电正极、放电负极Vout-和放电开关KM1，充电回路包括充电正极、充电负极Vin-和充电开关KM2，其中放电正极与充电正极公用一个正极端子V+，放电负极Vout-通过放电开关KM1与单片机控制器电连，充电负极Vin-通过充电开关KM2与单片机控制器电连，通过单片机控制器控制放电开关KM1和充电开关KM2进而控制锂电池的充放电；所述的锂电池的负极均与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充放电状态下锂电池的电池电压。
2.根据权利要求1所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：所述的单片机控制器共有2组，2组单片机控制器通过通讯总线电连，每一组单片机控制器控制4节锂电池充放电，即单片机控制器1控制高4节锂电池Cell1、Cell2、Cell3和Cell4的充放电，单片机控制器2控制低4节锂电池Cell5、Cell6、Cell7和Cell8的充放电。
3.根据权利要求1所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：该控制系统还设有对锂电池温度进行检测的温度传感器，温度传感器与单片机控制器的A/D端口相连。
4.根据权利要求3所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：所述的温度传感器为热敏电阻。
5.根据权利要求1所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：该控制系统还设有对锂电池电量进行显示的指示灯，该指示灯与单片机控制器电连。
6.根据权利要求1所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：所述的充电负极Vin-和放电负极Vout-的电路输出端还串联有对负极电流进行采样的采样电阻，该采样电阻与单片机控制器电连，将采集到的锂电池充放电电流输出至单片机控制器，通过单片机控制器对充放电电路进行保护。
7.根据权利要求1所述的新型太阳能路灯锂电池充放电控制系统，其特征在于：所述的正极端子V+与单片机控制器电连，通过单片机控制器检测充电正极和放电正极的电压信号。
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2014
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Legal Events
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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