CN111130170A - 一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，包括温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块、单片机和充电放电保护电路模块，单片机，分别与温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块和充电放电保护电路模块相连接；温度采集电路模块，设置在锂离子蓄电池组上面，用于采集锂离子蓄电池组的温度信息，然后发送给单片机；单片机，用于实时接收锂离子蓄电池组的温度信息，并根据锂离子蓄电池组的状态是充电状态还是放电状态，对应执行不同的预设控制操作。本发明能够解决目前锂离子蓄电池组在环境温度不佳情况下，进行充电或放电而对锂离子蓄电池组造成的安全隐患，延长锂离子蓄电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池组管理技术领域，特别是涉及一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统。
背景技术
目前，锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上，如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。
对于锂离子电池组，其充电性能和放电性，能与环境温度有很大的关系，而当前大部分锂离子蓄电池组的保护板的保护参数值都是固定不变的，而在保护临界点对锂离子蓄电池组充电和放电，都会有安全隐患，也会减少锂离子蓄电池组的使用寿命。
当锂离子蓄电池组在低温大电流放电时，起始时锂离子蓄电池组电压会有一个快速的下降，就会触发锂离子蓄电池组的过放保护，使锂离子蓄电池组不能放电，所以目前的做法是把过放电保护值设置的比较低，而且是固定不变的，这样使得当锂离子蓄电池在常温或高温放电时，对锂离子蓄电池组就会有较大的安全隐患，也会减少其使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统。
为此，本发明提供了一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，包括温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块、单片机和充电放电保护电路模块，其中：
单片机，分别与温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块和充电放电保护电路模块相连接；
温度采集电路模块，设置在锂离子蓄电池组上面，用于采集锂离子蓄电池组的温度信息，然后发送给单片机；
单片机，用于实时接收温度采集电路模块发来的锂离子蓄电池组的温度信息，并根据锂离子蓄电池组的状态是充电状态还是放电状态，对应执行不同的预设控制操作。
其中，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度充电阈值，单片机还用于发送控制信号给充电放电保护电路模块，禁止充电，同时，控制所述加热控制电路模块电路对锂离子蓄电池组进行加热，当加热到锂离子蓄电池组的温度大于或者等于预设第一充电启动温度阈值时，控制充电放电保护电路模块对锂离子蓄电池组进行充电，并且加热到锂离子蓄电池组的温度大于预设加热停止温度阈值时，控制所述加热控制电路模块电路停止加热。
其中，预设低温度充电阈值为0℃；
预设第一充电启动温度阈值为2℃；
预设加热停止温度阈值为25℃。
其中，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度充电阈值，单片机用于发送控制信号，控制充电放电保护电路模块禁止对锂离子蓄电池组充电，并通过控制冷却控制电路模块，对锂离子蓄电池组降温，直到锂离子蓄电池组的温度低于预设第二充电启动温度阈值时，单片机控制充电放电保护电路模块启动对锂离子电池组充电，同时，当锂离子蓄电池组的温度低于预设降温停止温度阈值时，控制所述冷却控制电路模块停止对锂离子蓄电池组进行冷却降温。
其中，预设高温度充电阈值为40℃；
预设第二充电启动温度阈值为38℃；
预设降温停止温度阈值为25℃。
其中，当锂离子蓄电池组的状态为放电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度放电阈值，单片机用于发送控制信号，控制所述加热控制电路模块对锂离子蓄电池组进行加热。
其中，预设低温度放电阈值为-40℃。
其中，当锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度放电阈值时，单片机用于发送控制信号，控制所述冷却控制电路模块对锂离子蓄电池组进行冷却降温，使锂离子蓄电池组在放电时的温度不会高于预设的高温放电临界点温度值；
同时，单片机，还用于将锂离子蓄电池组的包括电压、电流和温度在内的预设参数信息，通过通讯电路模块和通讯总线，实时传送到上位机，让上位机实时获知锂离子蓄电池组的工作状态。
其中，预设高温度放电阈值为65℃。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其能够解决目前锂离子蓄电池组在环境温度不佳情况下，进行充电或放电而对锂离子蓄电池组造成的安全隐患，延长锂离子蓄电池组的使用寿命，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统的结构方框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，包括温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块、单片机和充电放电保护电路模块，其中：
单片机，分别与温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块和充电放电保护电路模块相连接。
在本发明中，具体实现上，温度采集电路模块，设置在锂离子蓄电池组上面，用于采集锂离子蓄电池组的温度信息(例如表面温度)，然后发送给单片机；
单片机，用于实时接收温度采集电路模块发来的锂离子蓄电池组的温度信息，并根据锂离子蓄电池组的状态是充电状态还是放电状态，对应执行不同的预设控制操作。
具体实现上，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度充电阈值(例如0℃)，单片机还用于发送控制信号给充电放电保护电路模块，禁止充电，同时，控制所述加热控制电路模块电路对锂离子蓄电池组进行加热，当加热到锂离子蓄电池组的温度大于或者等于预设第一充电启动温度阈值(例如2℃，该值高于锂离子蓄电池组允许充电临界值)时，控制充电放电保护电路模块对锂离子蓄电池组进行充电，并且加热到锂离子蓄电池组的温度大于预设加热停止温度阈值(例如25℃)时，控制所述加热控制电路模块电路停止加热。
具体实现上，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度充电阈值(例如40℃)，单片机用于发送控制信号，控制充电放电保护电路模块禁止对锂离子蓄电池组充电，并通过控制冷却控制电路模块，对锂离子蓄电池组降温，直到锂离子蓄电池组的温度低于预设第二充电启动温度阈值(例如38℃)时，单片机控制充电放电保护电路模块启动对锂离子电池组充电，同时，当锂离子蓄电池组的温度低于预设降温停止温度阈值(例如25℃)时，控制所述冷却控制电路模块停止对锂离子蓄电池组进行冷却降温。
此外，具体实现上，单片机，还用于将锂离子蓄电池组的包括电压、电流和温度在内的预设参数信息，通过通讯电路模块实时传送到充电器，从而让充电器能根据锂离子蓄电池组状态进行充电管理，这样就实现锂离子蓄电池组的充电双保护。
具体实现上，当锂离子蓄电池组的状态为放电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度放电阈值(例如-40℃)，单片机用于发送控制信号，控制所述加热控制电路模块对锂离子蓄电池组进行加热，同时，单片机可以根据锂离子蓄电池组的温度，自动调节锂离子蓄电池组的过放电电压保护值(例如预设设置多个不同的温度，与多个不同的锂离子蓄电池组过放电电压保护值之间的一一对应关系，实现动态调整)。
具体实现上，同样的原理，当锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度放电阈值(例如65℃)时，单片机用于发送控制信号，控制所述冷却控制电路模块对锂离子蓄电池组进行冷却降温，使锂离子蓄电池组在放电时的温度不会高于预设的高温放电临界点温度值。同时，单片机，还用于将锂离子蓄电池组的包括电压、电流和温度在内的预设参数信息，通过通讯电路模块和通讯总线，实时传送到上位机，让上位机实时获知锂离子蓄电池组的工作状态。
因此基于以上技术方案，既解决了在低温情况下锂离子蓄电池组电压迅速下降的问题，又能在常温和高温条件下健康的工作。
对于本发明，需要说明的是，温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块和充电放电保护电路模块，是现有锂离子蓄电池所配套使用的、技术成熟的现有电路模块，在此不再赘述。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。
在本发明中，本发明通过单片机读取锂离子蓄电池组的温度，锂离子蓄电池组在充电时，使用加热控制电路模块和冷却控制电路模块控制锂离子蓄电池组的温度，使其在理想的工作环境下充电，并且，通过与充电器通讯，实现锂离子蓄电池组的充电保护双保险。
此外，在锂离子蓄电池组放电时，根据锂离子蓄电池组的温度，控制锂离子蓄电池组的放电保护参数，同时，能够使用加热控制电路模块和冷却控制电路模块，来控制锂离子蓄电池组的温度，这样实现了锂离子蓄电池组能够在宽温度范围内正常工作，并保证锂离子蓄电池组无任何损害。
对于本发明的智能控制系统，通过控制加热控制电路模块和冷却控制电路模块，实现分别控制锂离子蓄电池组的充电和放电温度，同时，能够对锂离子蓄电池组的保护参数随电池组温度的变化进行自动更改，实现对锂离子蓄电池组充电和放电安全可靠的工作。
本发明公开了一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，该系统能够对锂离子蓄电池组的保护参数随电池组温度的变化进行自动更改。环境温度低时，该系统能够对锂离子蓄电池组充电和放电的起始加热温度值分别控制。环境温度高时，该系统能够对锂离子蓄电池组充电和放电的起始冷却温度值分别控制。本发明的系统，能够把锂离子蓄电池组工作的电压、电流、温度参数，通过通讯电路模块，实时传输到充电器或上位机。
与现有技术相比较，本发明的优点为：自动控制、电路安全、可靠、集成度高
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其能够解决目前锂离子蓄电池组在环境温度不佳情况下，进行充电或放电而对锂离子蓄电池组造成的安全隐患，延长锂离子蓄电池组的使用寿命，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，包括温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块、单片机和充电放电保护电路模块，其中：
单片机，分别与温度采集电路模块、加热控制电路模块、冷却控制电路模块和充电放电保护电路模块相连接；
温度采集电路模块，设置在锂离子蓄电池组上面，用于采集锂离子蓄电池组的温度信息，然后发送给单片机；
单片机，用于实时接收温度采集电路模块发来的锂离子蓄电池组的温度信息，并根据锂离子蓄电池组的状态是充电状态还是放电状态，对应执行不同的预设控制操作。
2.如权利要求1所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度充电阈值，单片机还用于发送控制信号给充电放电保护电路模块，禁止充电，同时，控制所述加热控制电路模块电路对锂离子蓄电池组进行加热，当加热到锂离子蓄电池组的温度大于或者等于预设第一充电启动温度阈值时，控制充电放电保护电路模块对锂离子蓄电池组进行充电，并且加热到锂离子蓄电池组的温度大于预设加热停止温度阈值时，控制所述加热控制电路模块电路停止加热。
3.如权利要求2所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，预设低温度充电阈值为0℃；
预设第一充电启动温度阈值为2℃；
预设加热停止温度阈值为25℃。
4.如权利要求1所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，当锂离子蓄电池组的状态为充电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度充电阈值，单片机用于发送控制信号，控制充电放电保护电路模块禁止对锂离子蓄电池组充电，并通过控制冷却控制电路模块，对锂离子蓄电池组降温，直到锂离子蓄电池组的温度低于预设第二充电启动温度阈值时，单片机控制充电放电保护电路模块启动对锂离子电池组充电，同时，当锂离子蓄电池组的温度低于预设降温停止温度阈值时，控制所述冷却控制电路模块停止对锂离子蓄电池组进行冷却降温。
5.如权利要求4所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，预设高温度充电阈值为40℃；
预设第二充电启动温度阈值为38℃；
预设降温停止温度阈值为25℃。
6.如权利要求1所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，当锂离子蓄电池组的状态为放电状态时，如果锂离子蓄电池组的温度低于预设低温度放电阈值，单片机用于发送控制信号，控制所述加热控制电路模块对锂离子蓄电池组进行加热。
7.如权利要求6所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，预设低温度放电阈值为-40℃。
8.如权利要求1所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，当锂离子蓄电池组的温度高于预设高温度放电阈值时，单片机用于发送控制信号，控制所述冷却控制电路模块对锂离子蓄电池组进行冷却降温，使锂离子蓄电池组在放电时的温度不会高于预设的高温放电临界点温度值；
同时，单片机，还用于将锂离子蓄电池组的包括电压、电流和温度在内的预设参数信息，通过通讯电路模块和通讯总线，实时传送到上位机，让上位机实时获知锂离子蓄电池组的工作状态。
9.如权利要求8所述的使锂离子蓄电池组安全可靠工作的智能控制系统，其特征在于，预设高温度放电阈值为65℃。
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