CN110649351A - 一种锂电池工作温度管理控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，提供一种锂电池工作温度管理控制系统，包括温湿度采样模块、中央处理模块、显示模块、温湿度处理模块、模数转化器和声光报警模块，所述温湿度采样模块的信号输出端连接在模数转化器的输入端，所述模数转化器的信号输出端连接在中央处理模块的信号输入端，所述中央处理模块的信号输出端连接有相互独立的显示模块、温湿度处理模块和声光报警模块，本发明使得锂电池的工作温度一直处于适宜的范围，提高了锂电池的工作效率和增加了锂电池使用寿命。

Description

一种锂电池工作温度管理控制系统
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池工作温度管理控制系统。
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，1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究，20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的；锂金属电池其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池，但是由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
在实际生产使用时，由于锂电池的热力特性，当电池温度高于50℃时，放电效率和使用寿命都会产生很大的衰减，当电池温度高于70℃工作时，就会存在很大的安全隐患，通过研究表明锂电池的最佳工作温度范围是25℃-40℃，这个工作温度范围，锂电池才会更好地得到保护和发挥最大效率。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池工作温度管理控制系统，解决了在实际生产使用时，由于锂电池的热力特性，当电池温度高于50℃时，放电效率和使用寿命都会产生很大的衰减，当电池温度高于70℃工作时，就会存在很大的安全隐患，通过研究表明锂电池的最佳工作温度范围是25℃-40℃，这个工作温度范围，锂电池才会更好地得到保护和发挥最大效率的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种锂电池工作温度管理控制系统，包括温湿度采样模块、中央处理模块、显示模块、温湿度处理模块、模数转化器和声光报警模块，所述温湿度采样模块的信号输出端连接在模数转化器的输入端，所述模数转化器的信号输出端连接在中央处理模块的信号输入端，所述中央处理模块的信号输出端连接有相互独立的显示模块、温湿度处理模块和声光报警模块。
更进一步地，所述中央处理模块选用AT89C51单片机，用于负责中心运算和控制，协调系统各个模块工作。
更进一步地，所述温湿度采样模块包括多个分布在锂电池工作空间的温湿度传感器，且温湿度传感器选用型号为HC2A-S的温湿度探头。
更进一步地，所述显示模块包括安装在控制室的LCD显示屏，用于显示实时的温湿度数值。
更进一步地，所述声光报警模块包括安装在控制室内的声音报警和警报灯报警，所述声音报警选用蜂鸣器，所述警报灯选用三色报警灯。
更进一步地，所述模数转化器选用型号为ADC0809模数转化器，用于将温湿度采样模块采集到的模拟信号转化成数字信号并传递给中央处理模块。
更进一步地，所述温湿度处理模块包括安装在锂电池内的散热回路和PTC水加热器，且二者的连接方式为串联。
更进一步地，所述散热回路包括相连的板式换热器和空调回路，所述空调回路的输入端连接有用于制冷空调压缩机。
有益效果
本发明提供了一种锂电池工作温度管理控制系统，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
1、本发明通过设置温湿度采样模块、中央处理模块、显示模块、温湿度处理模块、模数转化器和声光报警模块，使得锂电池工作时的温湿度值能够被实时多点采样并取平均值，通过模数转化器将采样的模拟信号转化成数字信号传递给中央处理模块，中央处理模块将接收到的数字信号与标准值做差，并根据做差出的结果迅速控制温湿度处理模块动作或者维持原状，从而使得锂电池的工作温度一直处于适宜的范围，提高了锂电池的工作效率和增加了锂电池使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工作原理线框示意图；
图2为本发明的温湿度采样流程示意图；
图3为本发明的工作原理流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本实施例的一种锂电池工作温度管理控制系统，包括温湿度采样模块、中央处理模块、显示模块、温湿度处理模块、模数转化器和声光报警模块，温湿度采样模块的信号输出端连接在模数转化器的输入端，模数转化器的信号输出端连接在中央处理模块的信号输入端，中央处理模块的信号输出端连接有相互独立的显示模块、温湿度处理模块和声光报警模块。
其中，中央处理模块选用AT89C51单片机，用于负责中心运算和控制，协调系统各个模块工作，温湿度采样模块包括多个分布在锂电池工作空间的温湿度传感器，且温湿度传感器选用型号为HC2A-S的温湿度探头，显示模块包括安装在控制室的LCD显示屏，用于显示实时的温湿度数值，声光报警模块包括安装在控制室内的声音报警和警报灯报警，声音报警选用蜂鸣器，警报灯选用三色报警灯，模数转化器选用型号为ADC0809模数转化器，用于将温湿度采样模块采集到的模拟信号转化成数字信号并传递给中央处理模块，温湿度处理模块包括安装在锂电池内的散热回路和PTC水加热器，且二者的连接方式为串联，散热回路包括相连的板式换热器和空调回路，空调回路的输入端连接有用于制冷的空调压缩机。
使用时，为了更精确的反映锂电池工作时的温度和湿度，取温湿度四路信号采样数值求平均值作为锂电池工作时的实时温湿度；系统启动后，利用分布在锂电池工作空间内的四路温湿度传感器实时检测温湿度，并且将检测到的温湿度模拟信号传递给模数转化器，模数转化器利用延时法转化模拟量，在系统延时100微秒等待转化完成，转化完成后，模数转化器将数字信号传递给中央处理模块，中央处理模块开始判断是否有四路数字量输入，如果没有四路数字量，系统不响应，直到四路数字量全部传递到中央处理模块内，然后中央处理模块内部对四路数字量求平均值，通过与设定范围做判断，如果实时温湿度处于设定范围，系统不响应维持原状；如果实时温湿度超出设定范围，表示温湿度过高，此时中央处理模块对温湿度处理模块发出信号，温湿度处理模块通过板式换热器与空调回路相连，实时调节空调压缩机的功率来控制电池进水温度及流量，从而实现降温的目的，直到实时温湿度处于设定范围；如果实时温湿度低于设定范围，表示温湿度过低，PTC水加热器通过调节水加热器的功率，控制进水温度及流量，以此来实现升温的目的，直到实时温湿度达到设定范围，使得锂电池的工作温度一直处于适宜的范围，提高了锂电池的工作效率和增加了锂电池使用寿命，在实时温湿度低于或者高于设定范围时，中央处理模块同时驱动声光报警模块的三色报警灯发出红色报警，蜂鸣器发出声音警报，以此来告知工作人员；在工作时，我们选用设定范围的中间值的一定区间作为控制参数，防止升温-降温-升温的死循环，因为温度低于下限时会一直升温，可能导致温度高于上限时又开始降温，这样系统便一直处于死循环中，导致设备在某个温湿度点附近频繁启停，选择中间值的一定区间，是为了防止达到中间值时，采用了停止升温或降温的措施，温度还会持续上升或下降一会，这时候温度可能不是正好处于中间值处，系统就便还是采取升温或降温的措施，而此时的温度已经适宜锂电池工作。
中央处理模块选用AT89C51单片机处理器，其数据存储片内设有128B，外部有8279的256B，由于存入的数据是随时更新，存入8个16进制数字，其总共需要存储容量只有16B，完全够用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于：包括温湿度采样模块、中央处理模块、显示模块、温湿度处理模块、模数转化器和声光报警模块，所述温湿度采样模块的信号输出端连接在模数转化器的输入端，所述模数转化器的信号输出端连接在中央处理模块的信号输入端，所述中央处理模块的信号输出端连接有相互独立的显示模块、温湿度处理模块和声光报警模块。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述中央处理模块选用AT89C51单片机，用于负责中心运算和控制，协调系统各个模块工作。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述温湿度采样模块包括多个分布在锂电池工作空间的温湿度传感器，且温湿度传感器选用型号为HC2A-S的温湿度探头。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述显示模块包括安装在控制室的LCD显示屏，用于显示实时的温湿度数值。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述声光报警模块包括安装在控制室内的声音报警和警报灯报警，所述声音报警选用蜂鸣器，所述警报灯选用三色报警灯。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述模数转化器选用型号为ADC0809模数转化器，用于将温湿度采样模块采集到的模拟信号转化成数字信号并传递给中央处理模块。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述温湿度处理模块包括安装在锂电池内的散热回路和PTC水加热器，且二者的连接方式为串联。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池工作温度管理控制系统，其特征在于，所述散热回路包括相连的板式换热器和空调回路，所述空调回路的输入端连接有用于制冷的空调压缩机。
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