CN1295811C - 一种电动自行车锂离子电池能源包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动自行车锂离子电池能源包，其特征在于在外壳内的有一由4～14只铝塑膜软包装方扁型锂离子电池组成的14.4V至48V电池组，电池组的每只电池的正、负极串联后引出每个电池的电压线与电压、温度监控装置相连，串联的正极与充电、放电接口连接，电池组的负极通过无触点开关与电流监控装置连接，当电压、电流和温度发生异常时可进行安全保护，它具有可方便制成任意安时数和形状的能源包，比容量高、安全性好，重量轻、体积小，对环境无污染的优点及效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动自行车锂离子电池能源包，属车辆动力电源。
发明背景
目前国内电动自行车多数使用铅酸电池组供电装置。铅酸电池生产和使用过程中极易污染环境，而广泛应用到全国各地环保问题十分冲突，而软包装锂离子电池它具有体积小、重量轻、对环境无污染，现有的电动自行车使用的锂离子电池是多个单体电地直接串联或并联拼装成24V、36V或48V电压的组合电池直接使用，这种装置不安全，因为多节电池充电时，在正常充电电压范围内池的，个别先进电池电压超过电池截止电压，这节电池电压越来越高，最后引起电池组起火爆炸，其二多节电池放电时，个别电池电压低于放电截止电压时，造成电池永久损坏，因此电池安全很重要。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述已有技术的缺点与不足，而提供一种带有安全防护措施的电动自行车锂离子电池能源包，从而保证安全。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
电动自行车锂离子电池能源包，它由外壳(2)、电池组(1)、电源接口和安全保护装置(3)组成，其特征在于在外壳内装有由4～14只铝塑膜软包装方扁型锂离子电池组成的14.4V至48V电池组，安全保护装置由电压监控装置、电流监控装置和温度监控装置组成，电池组的每只电池的正、负极串联后引出每只电池的电压线(5)与安全保护装置的电压监控装置、温度监控装置(16)相连，电压监控装置、温度监控装置分别与无触点开关(6)连接，电池组的正极与充电、放电接口(4)连接，电池组的负极通过无触点开关与安全保护装置的电流监控装置(7)连接组成主回路。
所述的安全保护装置的电压监控装置包括电压信号采集、光电耦合器、光电继电器和通道选择器，电压信号采集是将电池组的电池依次逐个的将各电池的输出电压输入端并连接电阻R1接入线性光电耦合器(9)输入端的1脚、2脚，3脚接地，4脚连接电阻R2接单片机(13)的模数转换器A/D输入端，单片机另外端接地，另一接口与无触点开关连接，R2与A/D之间连电阻R3与+5V电源，电池组(1)中的每只电池两端接入光电继电器(8)输入端，其输出口相同脚并联接光电耦合器接单片机的A/D输入端，光电耦合器另端接地，光电继电器接+5V电源，选用内部有4-16路的数字通道选择器(10)与单片机连接，单片机的片选信号接反向器(14)输入端，反向器输出端接通道选择器的驱动端，CS1、CS2、CSIO分别连接光电继电器。
所述的安全保护装置的电流监控装置它采用非接触式霍尔元件采集电流，将霍尔元件主电路电压信号Ui连接到电池组的主电路与连接电容C11、C12、并联电阻R11、R12的运算放大器IC1(12)正输入端连接，其输出与单片机中A/D转换器输入口连接，单片机另一接口与无触点开关连接。
所述的安全保护装置的温度监控装置它选用Lm74传感器(11)贴在电池外侧，其U+和GND连接电容C21分别连接电源的串联二极管(15)的+5V电源的正、负端，SI/O为采集施密特触发器的串行数据输入/输出端，SC为串行时钟输入端，SC接单片机的同步串行时钟口SCK，SI/O与单片机SDI和SDO串联电阻R21连接，单片机的CS与Lm74的片选端/C连接，单片机另一接口与无触点开关连接。
所述安全保护装置还设有液晶显示器接口，所述的线性光电耦合器为PC817，数字通道选择器为CD4067，所述的运算放大器为ICL7650，所述的温度传感器Lm74为Lm74cim-3。
由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有如下优点及效果：
a)可方便制成任意安时数和形状的能源包，比容量高、安全性好，重量轻、体积小，对环境无污染，
b)整个电路系统静态消耗低，检测精度小于25MV，具有保护及恒流恒压均衡充电，确保电池能安全的反复多次使用，
c)还具有修复充电功能，当电池充饱电后自动停止充电。
附图说明
图1为电池能源包结构示意图
图2为电池能源包电气框图
图3为图2的检测装置的单只电池的电压采集线路图
图4为图2电池组的电压监控部分线路图
图5为图2的电流检测装置的电流监控部分线路图
图6为图2检测装置的温度监控部分线路图
具体实施方式
电动自行车锂离子电池能源包，由图1所示，它由外壳(2)、电池组(1)、电源接口(图中未示)和安全保护装置(3)组成，在外壳内装有由4～14只铝塑膜软包装方扁型锂离子电池组成的14.4V至48V电池组，采用软包装锂离子电池要求单体电池电化学性能一致性好的电池组成电池组，外壳用散热性好的铝材制作；安全保护装置由电压监控装置、电流监控装置和温度监控装置组成，电池组的每只电池的正、负极串联后引出每个电池的电压线(5)与安全保护装置的电压监控装置、温度监控装置(16)相连，电压监控装置、温度监控装置分别与无触点开关(6)连接，电池组的正极与充电、放电接口(4)连接，电池组的负极通过无触点开关与安全保护装置的电流监控装置(7)连接，由图2所示，电池组的正极与充电、放电接口(4)连接，电池组的负极通过无触点开关与安全保护装置的电流监控装置(7)连接组成主回路，电池组的安全保护装置对每只电池的电压、电流和温度进行数据采集处理显示，出现异常时进行安全保护。
电压监控装置，由图4所示，它是电池组的电压监控部分线路图，包括电压信号采集、光电耦合器、继电器和通道选择器，电压信号采集由图3所示，它是单只电池的电压采集线路图，将4～14只电池依次逐个的将各电池的输出电压输入端并连接电阻R1接入线性光电耦合器(9)输入端的1脚、2脚，3脚接地，4脚连接电阻R2接单片机(13)的模数转换器A/D输入端，输出端接地，另一接口与无触点开关连接，R2与A/D之间连电阻R3与+5V电源，选择PC817为光电隔离传输电压器件，PC817传输电压值，它在2.5-5V时线性度好，而锂离子电池的保护电压为2.5-4.2V，将针对每一单体电池采集电压信号Vn，其中n＝4～14，设定Vch为电池安全上限截止点，Vdis为预先设定的电池放电下限截止点，当充电时，任意电池的Vn＜Vch，发出禁止充电信号，断开了控制充电回路信号，当电池放电时，一只要检测到任意一个电池Vn＜Vdis，就发出中断放电回路，控制放电回路的无触点开关呈高阻态，只有当Vdis＜Vn＜Vch时才能允许能源包进行放电过程或进行电池充电。4-14只电池组(1)中的每只电池两端接入光电继电器(8)输入端，其输出口相同脚并联接光电耦合器(9)接单片机的A/D输入端，另端接地，光电继电器接+5V电源，选用内部有4-16路的数字通道选择器(10)与单片机连接，选择CD4067数字通道选择器，单片机的片选信号接反向器(14)输入端，输出端接通道选择器的驱动端CS1、CS2、CSIO分别连接光电继电器，其中R1是限流电阻，R2、R3提供光电耦合器电源，每个电池被接入单片机并按一定顺序切换每个通道即可实现电池电压值依次输入，选用内部有4-16路数据通道选择器CD4067(10)与单片机连接，可根据单片机控制其选择端导通或关断不同的光电继电器，将电池的单只的电压值经进光电藕合器传给单片机PICA/D输入端进行数据处理，因为电池电压是一个一个的取，又通过光电藕合器进行隔离，解决了与单片机共模地的问题，同时解决了可直接读取每一个电池电压的问题，减少了测量的误差。
电流监控装置，由图5所示，它的电流监控装置线路图，电流监控采用非接触式霍尔元件采集电流，将霍尔元件主电路电压信号Ui连接到电池组的主回路与并联C11、C12、两端并联R11、R12的运算放大器IC1(12)正输入端连接，其输出与单片机中A/D转换器输入口连接，另一接口与无触点开关连接，其中R11、R12与放大器组成比例放大器，C11、C12为消振电容，它采用非接触式霍尔元件采集电流，它不消耗锂电池能量，电路简单，且输出标准毫伏电压，运算放大器选用ICL7650，ICL7650为低零漂，单电源+5V即可工作，设定I。为规定的电池组最大放电和充电额定值，当I＞I。时，将迅速中断充电或放电；
温度监控装置，由图6所示，它是温度监控装置线路图，温度监控选用Lm74传感器(11)贴在电池外侧，其中U+和GND连接C21分别连接电源的串联二极管(15)的+5V电源的正、负端，二极管可使5V电压降到3.6V，R21为了通讯口的要求而加的电阻。SI/O为采集施密特触发器的串行数据输入/输出端，SC为串行时钟输入端，SC接单片机的同步串行时钟口SCK，SI/O与单片机SDI和SDO串联电阻R21连接，单片机另一接口与无触点开关连接，单片机的CS与LM74的/C连接，温度传感器自身将温度信号通过SI/O脚传给单片机，选用数字温度传感器它能输出温度数据即相关温度控制量，适配各种微控制器，并能最简方式构成高性价比多功能的智能温度监控，、选用Im74cim-3传感器是美国半导体公司生产，它内含温度传感器和13位∑-Δ式A/D传感器，测温范围是-55℃～+125℃，在-10℃～+65℃精度可达±1。当温度超高或过流时，自动断开主回路，
当检测电池的电压、电流和温度发生异常时，立即通过无触点开关切断主回路，使电池处于开路状态；当放电检测到电池电压较低时，通过无触点开关切断放电主回路，当充电时检测到电池电压已经饱和时，通过切断主回路无触点开关切断充电回路；当检测到充、放电电流过流时，通过主回路无触点开关切断充电回路。
本发明的能源包的安全保护装置还设有液晶显示器接口，液晶显示器可选用KS0108B/HD61202图形液晶显示器，可观察各参数情况。
正常工作时，将自行车插头插上，打开开关就可放电，充电时充电器插入充、放电接口，进行充电，当电压达到额定值时充电结束。
本发明的能源包适用于电动自行车、滑板车、巴士、摩托车、每个能源包重3.5公斤，体积2.4升，一个3.5公斤18Ah/24V能源包，一次充电可行驶66公里。
Claims (7)
1、一种电动自行车锂离子电池能源包，它由外壳(2)、电池组(1)、电源接口和安全保护装置(3)组成，其特征在于在外壳内装有由4～14只铝塑膜软包装方扁型锂离子电池组成的14.4V至48V电池组，安全保护装置由电压监控装置、电流监控装置和温度监控装置组成，电池组的每只电池的正、负极串联后引出每只电池的电压线(5)与安全保护装置的电压监控装置、温度监控装置(16)相连，电压监控装置、温度监控装置分别与无触点开关(6)连接，电池组的正极与充电、放电接口(4)连接，电池组的负极通过无触点开关与安全保护装置的电流监控装置(7)连接组成主回路，所述的安全保护装置的电压监控装置包括电压信号采集、光电耦合器、光电继电器和通道选择器，电压信号采集是将电池组的电池依次逐个的将各电池的输出电压输入端并连接电阻R1接入线性光电耦合器(9)输入端的1脚、2脚，3脚接地，4脚连接电阻R2接单片机(13)的模数转换器A/D输入端，单片机另外端接地，另一接口与无触点开关连接，R2与A/D之间连电阻R3与+5V电源，电池组(1)中的每只电池两端接入光电继电器(8)输入端，其输出口相同脚并联接光电耦合器接单片机的A/D输入端，光电耦合器另端接地，光电继电器接+5V电源，选用内部有4-16路的数字通道选择器(10)与单片机连接，单片机的片选信号接反向器(14)输入端，反向器输出端接通道选择器的驱动端，CS1、CS2、CSIO分别连接光电继电器。
2、根据权利要求1所述的电池能源包，其特征在于所述的安全保护装置的电流监控装置它采用非接触式霍尔元件采集电流，将霍尔元件主电路电压信号Ui连接到电池组的主电路与连接电容C11、C12、并联电阻R11、R12的运算放大器IC1(12)正输入端连接，其输出与单片机中A/D转换器输入口连接，单片机另一接口与无触点开关连接。
3、根据权利要求1所述的电池能源包，其特征在于所述的安全保护装置的温度监控装置它选用Lm74传感器(11)贴在电池外侧，其U+和GND连接电容C21分别连接电源的串联二极管(15)的+5V电源的正、负端，SI/O为采集施密特触发器的串行数据输入/输出端，SC为串行时钟输入端，SC接单片机的同步串行时钟口SCK，SI/O与单片机SDI和SDO串联电阻R21连接，单片机的CS与Lm74的片选端/C连接，单片机另一接口与无触点开关连接。
4、根据权利要求1所述的电池能源包，其特征在于所述安全保护装置还设有液晶显示器接口。
5、根据权利要求1所述的电池能源包，其特征在于所述的线性光电耦合器为PC817，数字通道选择器为CD4067。
6、根据权利要求2所述的电池能源包，其特征在于所述的运算放大器为ICL7650。
7、根据权利要求3所述的电池能源包，其特征在于所述的温度传感器Lm74为lm74cim-3。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5830599A (en) * | 1995-10-24 | 1998-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Sealed rechargeable battery |
| US6198252B1 (en) * | 1998-05-25 | 2001-03-06 | Seiko Instruments Inc. | Battery state monitoring circuit and battery device |
| CN1393971A (zh) * | 2001-04-24 | 2003-01-29 | 精工电子有限公司 | 电池状态监视电路和电池设备 |
| CN2578989Y (zh) * | 2002-11-15 | 2003-10-08 | 中信国安盟固利电源技术有限公司 | 软包装液态锂离子蓄电池 |
| CN2739862Y (zh) * | 2004-08-11 | 2005-11-09 | 北京中信国安盟固利新材料技术研究院有限公司 | 一种电动自行车锂离子电池能源包 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5830599A (en) * | 1995-10-24 | 1998-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Sealed rechargeable battery |
| US6198252B1 (en) * | 1998-05-25 | 2001-03-06 | Seiko Instruments Inc. | Battery state monitoring circuit and battery device |
| CN1393971A (zh) * | 2001-04-24 | 2003-01-29 | 精工电子有限公司 | 电池状态监视电路和电池设备 |
| CN2578989Y (zh) * | 2002-11-15 | 2003-10-08 | 中信国安盟固利电源技术有限公司 | 软包装液态锂离子蓄电池 |
| CN2739862Y (zh) * | 2004-08-11 | 2005-11-09 | 北京中信国安盟固利新材料技术研究院有限公司 | 一种电动自行车锂离子电池能源包 |
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