CN109038713A - 一种分级充电管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分级充电管理系统，包括交流电源、直流电源、PC机、CAN接口卡、充电机、第一充电控制芯片以及蓄电池，第一充电控制芯片包括直流电源输入引脚、CAN线输入引脚、CAN线输出引脚、电池小电流充电引脚以及电池恒压充电引脚，直流电源连接直流电源输入引脚，PC机连接CAN接口卡，CAN接口卡连接CAN线输入引脚，交流电源连接充电机，充电机连接蓄电池的正负极，充电机设有充电机CAN线接口，充电机CAN线接口连接CAN线输出引脚，蓄电池的正负极连接电池小电流充电引脚以及电池恒压充电引脚，蓄电池设有蓄电池CAN线接口，蓄电池CAN线接口连接CAN线输出引脚。本发明提供了一种能够保护电池和快速充电的分级充电管理系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电管理系统，尤其涉及一种分级充电管理系统。
背景技术
充电管理是蓄电池管理系统的重要组成部分，它对电池的特性及寿命有着至关重要的影响。传统基于电池组端电压的充电方法使得电池组中部分电池在充电过程中存在严重的过充电现象，使得电池的容量下降迅速，电池的寿命严重缩短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够保护电池和快速充电的分级充电管理系统。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分级充电管理系统，包括交流电源、直流电源、PC机、CAN接口卡、充电机、第一充电控制芯片以及蓄电池，所述第一充电控制芯片包括直流电源输入引脚、CAN线输入引脚、CAN线输出引脚、电池小电流充电引脚以及电池恒压充电引脚，直流电源连接所述直流电源输入引脚，PC机连接所述CAN接口卡，CAN接口卡连接所述CAN线输入引脚，交流电源连接所述充电机，充电机连接所述蓄电池的正负极，充电机设有充电机CAN线接口，充电机CAN线接口连接所述CAN线输出引脚，蓄电池的正负极连接所述电池小电流充电引脚以及所述电池恒压充电引脚，蓄电池设有蓄电池CAN线接口，蓄电池CAN线接口连接所述CAN线输出引脚。
进一步的，所述分级充电管理系统还包括固态继电器，所述第一充电控制芯片还包括继电器控制引脚，所述固态继电器包括继电器输入端和继电器输出端，继电器输出端串联在交流电源与充电机之间，继电器输入端连接所述继电器控制引脚。
进一步的，所述第一充电控制芯片还包括芯片接地引脚，所述芯片接地引脚接地。
进一步的，所述PC机连接有声光报警器。
进一步的，所述蓄电池为若干单个蓄电池串联而成的蓄电池组，所述分级充电管理系统还包括若干第二充电控制芯片，所述第二充电控制芯片的结构与所述第一充电控制芯片相同，所述第二充电控制芯片的CAN线输出引脚接地，每个蓄电池的正负极与对应的第一充电控制芯片或第二充电控制芯片的电池小电流充电引脚和电池恒压充电引脚连接。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、本发明的分级充电管理系统将蓄电池的充电过程分为三个阶段：第一阶段为小电流充电阶段，由第一充电控制芯片的电池小电流充电引脚输出蓄电池的充电电流，主要起保护电池的作用；第二阶段为恒流充电阶段，通过充电机输出固定电流对蓄电池充电以实现快速充电的目的；第三阶段为恒压阶段，由第一充电控制芯片的电池恒压充电引脚输出，保证电池充满及防止过充电。PC机起到中央调控、判断和发出指令的作用。CAN接口卡用于CAN线数据在PC端的收集与整理、基于PC的CAN线检测和监控以及基于PC的CAN线控制。第一充电控制芯片通过CAN线接收PC机发送的充电指令，并将通过CAN线采集的蓄电池充电过程参数发送至PC机。通过充电控制芯片判断蓄电池的充电状态，使得PC机发出对应指令，以采取相应的充电方式，从而对蓄电池稳定、可靠地进行充电，减小对蓄电池的冲击，增强了对蓄电池的保护，达到延长蓄电池使用寿命的目的。
2、固态继电器一方面起到开关作用，PC机的充电开启和关闭信号通过充电控制芯片传递给固态继电器，以频繁接通与分断充电电路；另一方面起到短路保护、过载保护和过热保护功能，当充电电路短路、过载或过热时，固态继电器自动分断，使得充电电路断开。
3、声光报警器用于蓄电池充满电或当充电管理系统出现如短路、过载或过热等不正常工作情况的报警提醒。
4、充电控制芯片接地，以提高其抗干扰和防静电场冲击的性能。
5、通过将蓄电池组分成单个的蓄电池，并对应每个蓄电池并联充电机和电池恒压充电引脚及电池小电流充电引脚，能够对应每个蓄电池同时进行充电，缩短了充电时间。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为实施例一的一种分级充电管理系统的结构示意图。
图2为实施例一中第一充电控制芯片的结构示意图。
图3为实施例二的一种分级充电管理系统的结构示意图。
图中所标各部件名称如下：
1-交流电源；2-直流电源；3-PC机；4-CAN接口卡；5-充电机；6-第一充电控制芯片；601-直流电源输入引脚；602-CAN线输入引脚；603-CAN线输出引脚；604-电池小电流充电引脚；605-芯片接地引脚；606-继电器控制引脚；607-电池恒压充电引脚；7-蓄电池；8-固态继电器；9-声光报警器；10-第二充电控制芯片。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
如图1所示，一种分级充电管理系统，包括交流电源1、直流电源2、PC机3、CAN接口卡4、充电机5、第一充电控制芯片6、蓄电池7以及固态继电器8。
如图2所示，第一充电控制芯片6包括直流电源输入引脚601、CAN线输入引脚602、CAN线输出引脚603、电池小电流充电引脚604、芯片接地引脚605、继电器控制引脚606以及电池恒压充电引脚607。CAN线输入引脚602包括高位数据输入引脚CAN1-H和低位数据输入引脚CAN1-L；CAN线输出引脚603包括高位数据输出引脚CAN2-H和低位数据输出引脚CAN2-L。第一充电控制芯片通过CAN线接收PC机发送的充电指令，并将通过CAN线采集的蓄电池充电过程参数发送至PC机。
直流电源2连接直流电源输入引脚601。
PC机起到中央调控、判断和发出指令的作用。PC机3连接CAN接口卡4，CAN接口卡4通过双绞线连接CAN线输入引脚602。CAN接口卡用于CAN线数据在PC端的收集与整理、基于PC的CAN线检测和监控以及基于PC的CAN线控制。
本实施例中，CAN接口卡4为用于PC的USB形式的CAN接口卡：USB-CAN。
交流电源1连接充电机5。
固态继电器8包括继电器输入端和继电器输出端，继电器输出端串联在交流电源1与充电机5之间，继电器输入端连接继电器控制引脚606。固态继电器一方面起到开关作用，PC机的充电开启和关闭信号通过充电控制芯片传递给固态继电器，以频繁接通与分断充电电路；另一方面起到短路保护、过载保护和过热保护功能，当充电电路短路、过载或过热时，固态继电器自动分断，使得充电电路断开。
充电机5连接蓄电池7的正负极，充电机5设有充电机CAN线接口，充电机CAN线接口通过双绞线连接CAN线输出引脚603。
蓄电池7的正负极连接电池小电流充电引脚604和电池恒压充电引脚607，蓄电池7设有蓄电池CAN线接口，蓄电池CAN线接口通过双绞线连接CAN线输出引脚603。
芯片接地引脚605接地，以提高其抗干扰和防静电场冲击的性能。
本实施例中，PC机3连接有声光报警器9。当蓄电池充满电或当充电管理系统出现如短路、过载或过热等不正常工作情况，声光报警器报警。
本发明的分级充电管理系统将蓄电池的充电过程分为三个阶段：第一阶段为小电流充电阶段，由第一充电控制芯片的电池小电流充电引脚输出蓄电池的充电电流，主要起保护电池的作用；第二阶段为恒流充电阶段，通过充电机输出固定电流对蓄电池充电以实现快速充电的目的；第三阶段为恒压阶段，由第一充电控制芯片的电池恒压充电引脚输出，保证电池充满及防止过充电。本发明通过充电控制芯片判断蓄电池的充电状态，使得PC机发出对应指令，以采取相应的充电方式，从而对蓄电池稳定、可靠地进行充电，减小对蓄电池的冲击，增强了对蓄电池的保护，达到延长蓄电池使用寿命的目的。
实施例二
实施例二与实施例一的不同之处在于，如图3所示，实施例二中，蓄电池7为三个单个蓄电池串联而成的蓄电池组，分级充电管理系统还包括两个第二充电控制芯片10，第二充电控制芯片10的结构与第一充电控制芯片6相同，第二充电控制芯片10的CAN线输出引脚603接地，每个蓄电池7的正负极与对应的第一充电控制芯片6或第二充电控制芯片10的电池小电流充电引脚604和电池恒压充电引脚607连接。通过将蓄电池组分成单个的蓄电池，并对应每个蓄电池并联充电机和电池恒压充电引脚及电池小电流充电引脚，能够对应每个蓄电池同时进行充电，缩短了充电时间。
实施例二中未述及的结构与实施例一相同。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (5)
1.一种分级充电管理系统，其特征在于，包括交流电源、直流电源、PC机、CAN接口卡、充电机、第一充电控制芯片以及蓄电池，所述第一充电控制芯片包括直流电源输入引脚、CAN线输入引脚、CAN线输出引脚、电池小电流充电引脚以及电池恒压充电引脚，直流电源连接所述直流电源输入引脚，PC机连接所述CAN接口卡，CAN接口卡连接所述CAN线输入引脚，交流电源连接所述充电机，充电机连接所述蓄电池的正负极，充电机设有充电机CAN线接口，充电机CAN线接口连接所述CAN线输出引脚，蓄电池的正负极连接所述电池小电流充电引脚以及所述电池恒压充电引脚，蓄电池设有蓄电池CAN线接口，蓄电池CAN线接口连接所述CAN线输出引脚。
2.根据权利要求1所述的一种分级充电管理系统，其特征在于，所述分级充电管理系统还包括固态继电器，所述第一充电控制芯片还包括继电器控制引脚，所述固态继电器包括继电器输入端和继电器输出端，继电器输出端串联在交流电源与充电机之间，继电器输入端连接所述继电器控制引脚。
3.根据权利要求1所述的一种分级充电管理系统，其特征在于，所述第一充电控制芯片还包括芯片接地引脚，所述芯片接地引脚接地。
4.根据权利要求1所述的一种分级充电管理系统，其特征在于，所述PC机连接有声光报警器。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的一种分级充电管理系统，其特征在于，所述蓄电池为若干单个蓄电池串联而成的蓄电池组，所述分级充电管理系统还包括若干第二充电控制芯片，所述第二充电控制芯片的结构与所述第一充电控制芯片相同，所述第二充电控制芯片的CAN线输出引脚接地，每个蓄电池的正负极与对应的第一充电控制芯片或第二充电控制芯片的电池小电流充电引脚和电池恒压充电引脚连接。
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