CN106208229B - 一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统 - Google Patents

一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，电池壳体内安装有至少两个串联的电池芯，每个电池芯上安装有正极柱和负极柱，每个电池芯内设置有一个温度传感器，还包括平衡修复控制模块、定位模块和通讯模块；平衡修复控制模块包括每个电池芯的正极柱和负极柱之间连接的能量损耗平衡控制电路，平衡修复控制模块还包括主控制芯片，主控制芯片连接有变频脉冲修复电路和温度传感器，主控制芯片与充电器输入端口之间连接有充电调节电路；本发明通过能量转移技术，控制各个电池芯的电量接近相等，使各个电池芯达到最佳电量状态，从而提高行驶里程；并通过侦测电池的温度从而控制充电电流和电压，保证电池的安全性和电池的使用寿命。

Description

一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种保持电池平衡的充电管理系统。
背景技术
现有的电动车电池组在使用过程中，容易出现电池硫化现象和各个电池不平衡现象，电池容量下降，导致车辆行驶里程下降，甚至生产生故障，电池在充/放电过程中容易出现温度过高的现象，甚至出现温度过高引起内部短路而产生的自燃现象，从而现有的电动车电池使用过程中出现电压不平衡，充/放电温度过高等现象，非常危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全可靠的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，包括电池壳体，所述电池壳体内安装有至少两个串联的电池芯，每个所述电池芯上安装有正极柱和负极柱，每个所述电池芯内设置有一个温度传感器，还包括平衡修复控制模块、定位模块和通讯模块；所述平衡修复控制模块包括每个所述电池芯的正极柱和负极柱之间连接的能量损耗平衡控制电路，所述平衡修复控制模块还包括主控制芯片，所述主控制芯片连接有变频脉冲修复电路和所述温度传感器，所述主控制芯片与充电器输入端口之间连接有充电调节电路，所述主控制芯片还连接有稳压电源电路。
作为一种优选的技术方案，所述定位模块包括GPS模块。
作为一种优选的技术方案，所述通讯模块包括GSM模块。
作为一种优选的技术方案，所述能量损耗平衡控制电路包括发射极与所述正极柱连接的第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述负极柱之间连接有集电极电阻，所述第一三极管的基极并联有第一基极电阻和第二基极电阻，所述第一基极电阻与所述正极柱连接，所述第二基极电阻与所述负极柱之间连接有第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第二基极电阻连接，所述第二三极管的的发射极与所述负极柱连接，所述第二三极管的基极并联有第三基极电阻和第四基极电阻，所述第四基极电阻与所述负极柱连接，所述第三基极电阻与所述正极柱之间串联有一个二极管和两个稳压二极管，所述二极管并联有一个发光二极管。
作为一种优选的技术方案，所述主控制芯片包括单片机。
作为一种优选的技术方案，所述变频脉冲修复电路包括与所述主控制芯片连接的NMOS Q5，所述NMOS Q5的栅极与所述主控制芯片连接并连接有下拉电阻R33，所述NMOS Q5的源极接地，所述NMOS Q5的漏极与电池的正极输出端之间连接有电感L1，所述电感L1并联有二极管D4和电阻R28，所述二极管D4和所述电阻R28串联。
作为一种优选的技术方案，所述充电调节电路包括电压检测电路、充电电流检测电路和高电平关断电路；
所述充电器输入端口连接有一个MOS管Q10，所述MOS管Q10的源极与所述充电器输入端口连接，所述MOS管Q10的漏极并联有所述电压检测电路和所述充电电流检测电路，所述MOS管Q10的基极与所述高电平关断电路连接。
作为一种优选的技术方案，所述电压检测电路包括与所述MOS管Q10的漏极串联的电阻R42和电阻R36，所述电阻R36并联有电容C12，所述电容C12的一端与所述电阻R36连接并接地，所述电容C12的另一端与所述主控制芯片连接。
作为一种优选的技术方案，所述充电电流检测电路包括并联在所述MOS管Q10的漏极连接的电容C14和电阻R44，所述电容C14的另一端与所述主控制芯片连接并通过电阻R45接地。
作为一种优选的技术方案，所述高电平关断电路包括漏极与所述MOS管Q10的栅极连接的MOS管Q11，所述MOS管Q11的栅极与所述主控制芯片连接，所述MOS管Q11的源极接地，所述MOS管Q11的源极与栅极之间连接有电阻R43。
由于采用了上述技术方案，一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，包括电池壳体，所述电池壳体内安装有至少两个串联的电池芯，每个所述电池芯上安装有正极柱和负极柱，每个所述电池芯内设置有一个温度传感器，还包括平衡修复控制模块、定位模块和通讯模块；所述平衡修复控制模块包括每个所述电池芯的正极柱和负极柱之间连接的能量损耗平衡控制电路，所述平衡修复控制模块还包括主控制芯片，所述主控制芯片连接有变频脉冲修复电路和所述温度传感器，所述主控制芯片与充电器输入端口之间连接有充电调节电路，所述主控制芯片还连接有稳压电源电路；本发明通过能量转移技术，控制各个电池芯的电量接近相等，使电池在充电过程达到平衡，使各个电池芯达到最佳电量状态，从而提高行驶里程；并通过侦测电池的温度控制充电电流和电压，保证电池的安全性和电池的使用寿命；通过变频脉冲修复电池极板硫化，恢复电池容量，保持车辆行驶里程，定位模块与通讯模块组成防盗单元，通过手机端APP可以实时跟踪记录车辆轨迹，电池电量状态。低电量报警，从而提高了车辆使用安全。
附图说明
图1是本发明实施例的原理框图；
图2是本发明实施例能量损耗平衡控制电路的电路图；
图3是本发明实施例主控制芯片的电路图；
图4是本发明实施例变频脉冲修复电路的电路图；
图5是本发明实施例电压检测电路的电路图；
图6是本发明实施例充电电流检测电路和高电平关断电路的电路图；
图7是本发明实施例稳压电源电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，包括电池壳体，所述电池壳体内安装有至少两个串联的电池芯，每个所述电池芯上安装有正极柱和负极柱，每个所述电池芯内设置有一个温度传感器，还包括平衡修复控制模块、定位模块和通讯模块，所述定位模块包括GPS模块，所述通讯包括GSM模块，所述定位模块和所述通讯模块的具体结构和电路图可以采用现有技术，这里不再赘述；
所述平衡修复控制模块包括每个所述电池芯的正极柱和负极柱之间连接的能量损耗平衡控制电路，如图2所示，所述能量损耗平衡控制电路包括发射极与所述正极柱连接的第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述负极柱之间连接有集电极电阻，所述第一三极管的基极并联有第一基极电阻和第二基极电阻，所述第一基极电阻与所述正极柱连接，所述第二基极电阻与所述负极柱之间连接有第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第二基极电阻连接，所述第二三极管的的发射极与所述负极柱连接，所述第二三极管的基极并联有第三基极电阻和第四基极电阻，所述第四基极电阻与所述负极柱连接，所述第三基极电阻与所述正极柱之间串联有一个二极管和两个稳压二极管，所述二极管并联有一个发光二极管；能量损耗平衡控制电路的数量与电池芯的数量一致。
所述平衡修复控制模块还包括主控制芯片，如图3所示，所述主控制芯片包括单片机。所述主控制芯片连接有变频脉冲修复电路和所述温度传感器，如图4所示，所述变频脉冲修复电路包括与所述主控制芯片连接的NMOS Q5，所述NMOS Q5的栅极与所述主控制芯片连接并连接有下拉电阻R33，所述NMOS Q5的源极接地，所述NMOS Q5的漏极与电池的正极输出端之间连接有电感L1，所述电感L1并联有二极管D4和电阻R28，所述二极管D4和所述电阻R28串联；
所述主控制芯片与充电器输入端口之间连接有充电调节电路，所述充电调节电路包括电压检测电路、充电电流检测电路和高电平关断电路，所述充电器输入端口连接有一个MOS管Q10，所述MOS管Q10的源极与所述充电器输入端口连接，所述MOS管Q10的漏极并联有所述电压检测电路和所述充电电流检测电路，所述MOS管Q10的基极与所述高电平关断电路连接。如图5所示，所述电压检测电路包括与所述MOS管Q10的漏极串联的电阻R42和电阻R36，所述电阻R36并联有电容C12，所述电容C12的一端与所述电阻R36连接并接地，所述电容C12的另一端与所述主控制芯片连接。如图6所示，所述充电电流检测电路包括并联在所述MOS管Q10的漏极连接的电容C14和电阻R44，所述电容C14的另一端与所述主控制芯片连接并通过电阻R45接地。所述高电平关断电路包括漏极与所述MOS管Q10的栅极连接的MOS管Q11，所述MOS管Q11的栅极与所述主控制芯片连接，所述MOS管Q11的源极接地，所述MOS管Q11的源极与栅极之间连接有电阻R43。
所述主控制芯片还连接有稳压电源电路，所述稳压电源电路可以采用现有技术，图7示出了一种稳压电源电路的具体实施方式，这里不再赘述。
本发明通过能量转移技术，控制各个电池的电量接近相等，使电池在充电过程达到平衡，使各个电池达到最佳电量状态，从而提高行驶里程；例如，四个电池芯为一组，如果其中一个或者两、三个电池芯电压过高，把过高的电池芯通过平衡修复控制模块的主控制芯片发出控制信号，使过高的电池芯控制放电给整组电池充电，这样一来，电压低的那个电池就会得到充足的电量，电压就会升高，这样一来就达到平衡充电的目的。通过变频脉冲修复电池极板硫化,恢复电池容量，保持车辆行驶里程。
同时，平衡修复控制模块通过侦测电池的温度从而进行控制充电电流和电压，保证电池的安全性和电池的使用寿命；具体地，电池内部设有温度传感器，控制模块侦测到电池温度达到设计值时，就会控制降低充电电流。
本发明的防盗由GPS模块和GSM模块组成，通过手机端APP可以实时跟踪记录车辆轨迹，电池电量状态，低电量报警。
本发明的优点：
1、延长电动车电池使用寿命和续航里程
2、防盗、提高了车辆使用安全
3、通过温度侦测，控制充电，提高使用安全性和电使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，包括电池壳体，所述电池壳体内安装有至少两个串联的电池芯，每个所述电池芯上安装有正极柱和负极柱，每个所述电池芯内设置有一个温度传感器，其特征在于：还包括平衡修复控制模块、定位模块和通讯模块；所述平衡修复控制模块包括每个所述电池芯的正极柱和负极柱之间连接的能量损耗平衡控制电路，所述平衡修复控制模块还包括主控制芯片，所述主控制芯片连接有变频脉冲修复电路和所述温度传感器，所述主控制芯片与充电器输入端口之间连接有充电调节电路，所述主控制芯片还连接有稳压电源电路；
所述能量损耗平衡控制电路包括发射极与所述正极柱连接的第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述负极柱之间连接有集电极电阻，所述第一三极管的基极并联有第一基极电阻和第二基极电阻，所述第一基极电阻与所述正极柱连接，所述第二基极电阻与所述负极柱之间连接有第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第二基极电阻连接，所述第二三极管的的发射极与所述负极柱连接，所述第二三极管的基极并联有第三基极电阻和第四基极电阻，所述第四基极电阻与所述负极柱连接，所述第三基极电阻与所述正极柱之间串联有一个二极管和两个稳压二极管，所述二极管并联有一个发光二极管。
2.如权利要求1所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述定位模块包括GPS模块。
3.如权利要求1所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述通讯模块包括GSM模块。
4.如权利要求1所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述主控制芯片包括单片机。
5.如权利要求1所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：
所述变频脉冲修复电路包括与所述主控制芯片连接的NMOS Q5，所述NMOS Q5的栅极与所述主控制芯片连接并连接有下拉电阻R33，所述NMOS Q5的源极接地，所述NMOS Q5的漏极与电池的正极输出端之间连接有电感L1，所述电感L1并联有二极管D4和电阻R28，所述二极管D4和所述电阻R28串联。
6.如权利要求1所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述充电调节电路包括电压检测电路、充电电流检测电路和高电平关断电路；
所述充电器输入端口连接有一个MOS管Q10，所述MOS管Q10的源极与所述充电器输入端口连接，所述MOS管Q10的漏极并联有所述电压检测电路和所述充电电流检测电路，所述MOS管Q10的基极与所述高电平关断电路连接。
7.如权利要求6所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述电压检测电路包括与所述MOS管Q10的漏极串联的电阻R42和电阻R36，所述电阻R36并联有电容C12，所述电容C12的一端与所述电阻R36连接并接地，所述电容C12的另一端与所述主控制芯片连接。
8.如权利要求6所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述充电电流检测电路包括并联在所述MOS管Q10的漏极连接的电容C14和电阻R44，所述电容C14的另一端与所述主控制芯片连接并通过电阻R45接地。
9.如权利要求6所述的电动车电池智能平衡充电及防盗管理系统，其特征在于：所述高电平关断电路包括漏极与所述MOS管Q10的栅极连接的MOS管Q11，所述MOS管Q11的栅极与所述主控制芯片连接，所述MOS管Q11的源极接地，所述MOS管Q11的源极与栅极之间连接有电阻R43。
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