CN105429221A - 锂电池组充电实时控制保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池保护装置技术领域，具体地说是一种结构合理、工作稳定的锂电池组充电实时保护方法及装置，管理者通过上位机设置通信串口，并通过上位机的通信接口与两个以上的下位控制器建立数据连接；上位机通过通信接口向下位控制器依次发送查询命令，接收读取缓存并进行分析，所述下位控制器向上位机上传采样数据、过程数据以及事件信息；上位机完成对所有联机的下位控制器中缓存数据的读取后，将所获得的数据经显示屏输出，并进行异常工作状态报警，本发明与现有技术相比，能够实现对锂电池组充电放电控制过程的在线实时监控，具有结构合理、工作稳定、能够显著提高锂电池组工作效率和使用寿命等显著的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及锂电池保护装置技术领域，具体地说是一种结构合理、工作稳定的锂电池组充电实时保护方法及装置。
背景技术：
锂电池在维修过程中如果能对其过去使用状态进行了解，则可便于对电池故障进行判断，但目前的锂电池发生故障无法自行反馈故障信息，给维修带来不便，维修工人只能整体更换电池。导致增加了使用者经济负担并造成了浪费。
发明内容：
本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构合理、工作稳定的锂电池组充电实时控制保护方法及装置。
本发明可以通过以下措施达到：
一种锂电池组充电实时控制保护方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1：管理者通过上位机设置通信串口，并通过上位机的通信接口与两个以上的下位控制器建立数据连接；
步骤2：上位机通过通信接口向下位控制器依次发送查询命令，接收读取缓存并进行分析，所述下位控制器向上位机上传采样数据、过程数据以及事件信息；
步骤3：上位机完成对所有联机的下位控制器中缓存数据的读取后，将所获得的数据经显示屏输出，并进行异常工作状态报警。
一种锂电池组充电实时控制保护装置，其特征在于设有下位控制器，下位控制器经通信电路与上位机相连接，所述下位控制器中设有微处理器、位于微处理器内的SOC估算单元、与微处理器相连接的存储单元、与微处理器相连接的A/D转换电路、与A/D转换电路相连接的锂电池组干路电流检测电路、与微处理器相连接的CAN串口、与微处理器相连接的报警电路、与微处理器相连接的均衡状态显示电路、与微处理器相连接的均衡状态控制电路、与微处理器相连接的单体电池数量检测电路；所述单体电池数量检测电路包括与锂电池组相连并用于将锂电池组中电压高于微处理器中工作电压的节点电压值降低至微处理器工作电压范围内的电压增益模块、用于将电压增益模块输出的多个待检测电压进行选择并将多个待检测电压分时输入至微处理器的电压多路选择模块、用于对电压多路选择模块输入的电压值与电池组中最高节点电压进行比较的电压比较模块、用于根据电压比较模块输出结果判断电池组内单体电池数目的电池数目判断模块。
本发明所述下位控制器中还设有单片机以及分别与单片机相连接的均衡电路、温度检测电路、电压检测电路、通信电路，所述均衡电路设有与单片机相连接的继电器，继电器的另一端分别与两组三极管电路中的三极管基极相连，每组三极管电路均采用两个并联的三极管组成，两个并联的三极管的基极上连接放电电阻，两个并联的三极管的发射极并联并与锂电池组内的单体电池的负极相连接，两个并联三极管的集电极与锂电池组内单体电池的正极相连接，所述三极管采用NPN型。
本发明所述单体电池数量检测电路中设有两路以上相同的电压增益模块，用于获得锂电池组内多个节点电压值。
本发明所述下位控制器中电压检测电路设有运算放大器，运算放大器的输出端与线性光耦相连接，线性光耦的反馈端与运算放大器相连接，线性光耦的输出端与电压跟随器电路线连接，完成对锂电池组内单体电池的电压隔离检测。
本发明在工作过程中，下位控制器中的干路电流检测电路检测锂电池组的充放电电流值，单体电池数量检测电路对锂电池组中多节点电压值进行采集，完成电池组内单体电池数目的判断；通过下位控制器中的电压检测电路完成对锂电池组内各个单体电池电压值的获取，并根据接收的数据完成SOC估算后，依估算结果向下位控制器下达均衡控制命令；在下位控制器通过均衡电路对相应的单体电池进行均衡处理时，通过均衡状态显示电路指示出当前进行均衡处理的单体电池的数量和位置，在下位控制器对锂电池组进行充放电控制管理过程中，采样数据、过程数据以及事件信息均被存入存储单元中，存储单元中的数据可以经通信接口实时上传至上位机，为记录锂电池工作状态以及维护维修锂电池组提供有效依据。
本发明与现有技术相比，能够实现对锂电池组充电放电控制过程的在线实时监控，具有结构合理、工作稳定、能够显著提高锂电池组工作效率和使用寿命等显著的优点。
附图说明：
附图1是本发明的结构框图。
附图标记：微处理器1、存储单元2、A/D转换电路3、锂电池组干路电流检测电路4、报警电路5、均衡状态显示电路6、均衡状态控制电路7、单体电池数量检测电路8、单片机9、均衡电路10、温度检测电路11、电压检测电路12、通信电路13。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明提出了一种锂电池组充电实时控制保护方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1：管理者通过上位机设置通信串口，并通过上位机的通信接口与两个以上的下位控制器建立数据连接；
步骤2：上位机通过通信接口向下位控制器依次发送查询命令，接收读取缓存并进行分析，所述下位控制器向上位机上传采样数据、过程数据以及事件信息；
步骤3：上位机完成对所有联机的下位控制器中缓存数据的读取后，将所获得的数据经显示屏输出，并进行异常工作状态报警。
如附图1所示，本发明通过一种锂电池组充电实时控制保护装置实现，其特征在于设有下位控制器，下位控制器经通信电路与上位机相连接，所述下位控制器中设有微处理器1、位于微处理器内的SOC估算单元、与微处理器相连接的存储单元2、与微处理器1相连接的A/D转换电路3、与A/D转换电路3相连接的锂电池组干路电流检测电路4、与微处理器1相连接的CAN串口、与微处理器1相连接的报警电路5、与微处理器1相连接的均衡状态显示电路6、与微处理器1相连接的均衡状态控制电路7、与微处理器1相连接的单体电池数量检测电路8；所述单体电池数量检测电路8包括与锂电池组相连并用于将锂电池组中电压高于微处理器中工作电压的节点电压值降低至微处理器工作电压范围内的电压增益模块、用于将电压增益模块输出的多个待检测电压进行选择并将多个待检测电压分时输入至微处理器的电压多路选择模块、用于对电压多路选择模块输入的电压值与电池组中最高节点电压进行比较的电压比较模块、用于根据电压比较模块输出结果判断电池组内单体电池数目的电池数目判断模块。
本发明所述下位控制器中还设有单片机9以及分别与单片机9相连接的均衡电路10、温度检测电路11、电压检测电路12、通信电路13，所述均衡电路10设有与单片机相连接的继电器，继电器的另一端分别与两组三极管电路中的三极管基极相连，每组三极管电路均采用两个并联的三极管组成，两个并联的三极管的基极上连接放电电阻，两个并联的三极管的发射极并联并与锂电池组内的单体电池的负极相连接，两个并联三极管的集电极与锂电池组内单体电池的正极相连接，所述三极管采用NPN型。
本发明所述单体电池数量检测电路中设有两路以上相同的电压增益模块，用于获得锂电池组内多个节点电压值。
本发明所述下位控制器中电压检测电路设有运算放大器，运算放大器的输出端与线性光耦相连接，线性光耦的反馈端与运算放大器相连接，线性光耦的输出端与电压跟随器电路线连接，完成对锂电池组内单体电池的电压隔离检测。
本发明在工作过程中，下位控制器中的干路电流检测电路检测锂电池组的充放电电流值，单体电池数量检测电路对锂电池组中多节点电压值进行采集，完成电池组内单体电池数目的判断；通过下位控制器中的电压检测电路完成对锂电池组内各个单体电池电压值的获取，并根据接收的数据完成SOC估算后，依估算结果向下位控制器下达均衡控制命令；在下位控制器通过均衡电路对相应的单体电池进行均衡处理时，通过均衡状态显示电路指示出当前进行均衡处理的单体电池的数量和位置，在下位控制器对锂电池组进行充放电控制管理过程中，采样数据、过程数据以及事件信息均被存入存储单元中，存储单元中的数据可以经通信接口实时上传至上位机，为记录锂电池工作状态以及维护维修锂电池组提供有效依据。
本发明与现有技术相比，能够实现对锂电池组充电放电控制过程的在线实时监控，具有结构合理、工作稳定、能够显著提高锂电池组工作效率和使用寿命等显著的优点。
Claims (5)
1.一种锂电池组充电实时控制保护方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1：管理者通过上位机设置通信串口，并通过上位机的通信接口与两个以上的下位控制器建立数据连接；
步骤2：上位机通过通信接口向下位控制器依次发送查询命令，接收读取缓存并进行分析，所述下位控制器向上位机上传采样数据、过程数据以及事件信息；
步骤3：上位机完成对所有联机的下位控制器中缓存数据的读取后，将所获得的数据经显示屏输出，并进行异常工作状态报警。
2.一种应用如权利要求1所述锂电池组充电实时控制保护方法的装置，其特征在于设有下位控制器，下位控制器经通信电路与上位机相连接，所述下位控制器中设有微处理器、位于微处理器内的SOC估算单元、与微处理器相连接的存储单元、与微处理器相连接的A/D转换电路、与A/D转换电路相连接的锂电池组干路电流检测电路、与微处理器相连接的CAN串口、与微处理器相连接的报警电路、与微处理器相连接的均衡状态显示电路、与微处理器相连接的均衡状态控制电路、与微处理器相连接的单体电池数量检测电路；所述单体电池数量检测电路包括与锂电池组相连并用于将锂电池组中电压高于微处理器中工作电压的节点电压值降低至微处理器工作电压范围内的电压增益模块、用于将电压增益模块输出的多个待检测电压进行选择并将多个待检测电压分时输入至微处理器的电压多路选择模块、用于对电压多路选择模块输入的电压值与电池组中最高节点电压进行比较的电压比较模块、用于根据电压比较模块输出结果判断电池组内单体电池数目的电池数目判断模块。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池组充电实时控制保护装置，其特征在于所述下位控制器中还设有单片机以及分别与单片机相连接的均衡电路、温度检测电路、电压检测电路、通信电路，所述均衡电路设有与单片机相连接的继电器，继电器的另一端分别与两组三极管电路中的三极管基极相连，每组三极管电路均采用两个并联的三极管组成，两个并联的三极管的基极上连接放电电阻，两个并联的三极管的发射极并联并与锂电池组内的单体电池的负极相连接，两个并联三极管的集电极与锂电池组内单体电池的正极相连接，所述三极管采用NPN型。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池组充电实时控制保护装置，其特征在于所述单体电池数量检测电路中设有两路以上相同的电压增益模块，用于获得锂电池组内多个节点电压值。
5.根据权利要求2所述的一种锂电池组充电实时控制保护装置，其特征在于所述下位控制器中电压检测电路设有运算放大器，运算放大器的输出端与线性光耦相连接，线性光耦的反馈端与运算放大器相连接，线性光耦的输出端与电压跟随器电路线连接，完成对锂电池组内单体电池的电压隔离检测。
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