CN201774280U - 蓄电池充放电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄电池充放电控制系统，包括蓄电池组、微处理器、继电器、若干能量转移模块，所述蓄电池组为两只以上单体蓄电池串联而成，各个单体蓄电池分别并联一个电压信号采集模块，电压信号采集模块通过能量转移模块与微处理器相连，温度采集模块、充电控制输出模块、放电控制输出模块分别通过导线与微处理器相连，继电器是一个带有常开常闭触点的开关，公共触点连接充电器正极，常闭触点连接蓄电池，常开触点连接升降压模块。本实用新型通过电子电路对蓄电池的温度进行监测，并控制充电器输入的电流电压，保证蓄电池在合适的充电电压下工作，杜绝蓄电池存在过充电和欠充电，减小蓄电池的硫化和失水。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蓄电池充放电控制系统。
背景技术
现有铅酸蓄电池管理系统一般只是对蓄电池组中的单只蓄电池进行电压监测，对蓄电池充放电电流的监测，然后将监测结果进行分析，以提示使用者(或者将信息传递给控制系统)对蓄电池进行控制，防止过放电、过充电等不正常使用。这种方式要求使用者人为地来控制或者与要输出控制信号由其它控制部件来进行控制，很难达到预期效果。
现有蓄电池的充电器是独立的系统，其充电模式由充电器厂家设定，由于客户使用充电器不处于受控状态，充电模式与蓄电池不配套，同时充电器没有实时和长期监控并适时调整充电的功能，没有蓄电池表面温度采集功能，对蓄电池来说，这样的充电方法是不合理甚至是有害的，导致蓄电池使用寿命的快速衰减，甚至提前报废。
现有蓄电池单体均衡系统，绝大多数是电阻分流型单体电池均衡方式，即是在蓄电池正、负极并接旁路电阻负载，其通断由电子开关来实现。蓄电池均衡系统根据蓄电池充电电压情况，将多余的电流从旁路电路上通过，而不通过蓄电池，避免过充电，和欠充电，并且提高充电效率，避免和降低充电副反应发生，降低蓄电池失水率，减小极板腐蚀，延长蓄电池循环使用寿命；但是，现在单体电池均衡器以电阻分流法，这样不仅浪费电能，同时也只能在充电过程中对电池进行均衡，没有在放电过程中均衡，往往会出现过放电，导致过放电而出现快速衰减。
相对于目前蓄电池的管理系统，本系统具有结构简单，成本低廉，对电动车的现有配置有很好的兼容性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蓄电池充放电控制系统，保证蓄电池在合适的充电电压下工作，杜绝蓄电池存在过充电和欠充电，减小蓄电池的硫化和失水。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：蓄电池充放电控制系统，包括蓄电池组、微处理器、电压信号采集模块、温度采集模块、充电控制输出模块、放电控制输出模块、升降压模块、继电器、若干能量转移模块，所述蓄电池组为两只以上单体蓄电池串联而成，各个单体蓄电池分别并联一个电压信号采集模块，电压信号采集模块通过能量转移模块与微处理器相连，温度采集模块、充电控制输出模块、放电控制输出模块分别通过导线与微处理器相连，继电器是一个带有常开常闭触点的开关，公共触点连接充电器正极，常闭触点连接蓄电池组，常开触点连接升降压模块。
升降压模块是高频开关变换器或电荷泵，控制蓄电池的充电电压，防止过充电和欠充电，使用蓄电池处于最优的充电状态。
还包括通讯模块，所述通讯模块与所述微处理器连接，可以通过系统中的通讯模块与充电器进行数据通讯。
还包括显示/键盘模块，所述显示/键盘模块与所述微处理器连接。
还包括存储器，所述存储器与所述微处理器连接，能存储蓄电池组的电压、电流、温度等数据。
还包括程序更新模块，所述程序更新模块与所述微处理器连接，用于系统更新控制程序。
还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接。
本实用新型由于采用了上述技术方案，通过电子电路对蓄电池的温度进行监测，并控制充电器输入的电流电压，保证蓄电池在合适的充电电压下工作，杜绝蓄电池存在过充电和欠充电，减小蓄电池的硫化和失水。
附图说明
图1为本实用新型蓄电池充放电控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。
图1所示为本实用新型蓄电池充放电控制系统，包括蓄电池组1、微处理器2、电压信号采集模块3、电流信号采集模块4、升降压模块6、继电器7、若干能量转移模块5，所述蓄电池组为两只以上单体蓄电池串联而成，各个单体蓄电池分别并联一个电压信号采集模块，电压信号采集模块通过能量转移模块与微处理器相连，能量转移模块用于电压信号采集和蓄电池均衡管理。温度采集模块15、充电控制输出模块11、放电控制输出模块12、通讯模块13、显示/键盘模块9、存储器14、程序更新模块8、报警模块10分别通过导线与微处理器相连。
温度传感器紧贴在蓄电池表面，传感器通过其配套的导线与控制系统相连。
控制系统中的升降压模块是一个高频开关变换器或电荷泵，根据蓄电池的温度、蓄电池的各种状态，由控制系统中的微处理器的程序计算确定升高或降低充电器的输入电压，控制蓄电池的充电电压，防止过充电和欠充电，使用蓄电池处于最优的充电状态。
继电器是一个带有常开常闭触点的开关，公共触点连接充电器正极，常闭触点连接蓄电池组，常开触点连接升降压模块。继电器的常闭触点是保证充电器可以以合适的电流经该通路给蓄电池组充电，而不会损耗很大的能量。当充电器的输出电压和电流不适合蓄电池时，对该继电器线圈施加额定电压，使继电器吸合，常闭触点断开，常开触点闭合，充电输出的充电电压通过升降压模块升压或降压充入蓄电池组中，保证蓄电池可以在一个合适的充电状态下充电。
程序更新模块是一个提供程序下载的电气接口，用于系统更新控制程序。显示/键盘接口是控制系统与显示器、键盘连接的电气接口。
在控制系统接入电动车的蓄电池组后，控制系统上的微处理器通过采集每一个单体蓄电池的电压，计算各个蓄电池之间的电压之差，对于任意两个蓄电池电压的差异大于设定值时，电压较高的蓄电池通过能量转移模块将能量转移到电压较低的蓄电池上或者是通过电子负载对电压较高的蓄电池进行能量消耗，在各蓄电池电压达到符合设定值时断开能量转移模块或电子负载模块。所述能量转移模块是指电荷泵电路：即通过一组电子开关将电容和电压较高的蓄电池并联连接，形成蓄电池向电容的充电回路，使蓄电池的电能充入电容中，经一定时间，断开该组开关，再接通另一组开关，将电容两端并联连接于电压较低蓄电池的两端，使电容中的电能充入蓄电池中，实现电能转移功能。
控制系统通过温度采集模块采集蓄电池表面温度，对蓄电池的恒压充电电压和浮充电压进行温度补偿，补偿充电电压值的范围为每单格-2～-4mV/℃，并通过控制系统中的升降压模块升高或降低充电器输出到电池侧的充电电压。作为优选，可以采用通过控制系统上的充电器控制输出端口，输出充电控制信号，控制充电器的输出电压、电流以及工作状态。所述的控制信号为电压模拟信号、电流模拟信号和数字信号。作为优选，控制系统可以通过系统中的通讯模块与充电器进行数据通讯，由充电器执行相关程序，控制充电器的输出电压的高低。所述通讯模块包括CAN总线、RS-485/RS-422总线、USB总线、IIC总线、SPI总线等串行通讯总线模式和以太网(Ethernet)模式。
在蓄电池组的任一单体电压低于设定电压时，通过控制系统的放电控制端口输出数字信号控制放电控制器的工作状态。作为优选，控制系统可以通过系统中的通讯模块与放电控制器进行数据交换，由放电控制器执行相关控制程序，控制负载用电状态。所述的放电控制器是指电机控制器、灯光负载控制器等以蓄电池为能源的控制设备。
控制系统上备有数据存储模块，能存储蓄电池组的电压、电流、温度等数据，并且所有数据可以通过串行通讯方式可以读出到外部存储器中，作为分析蓄电池状态的依据。
该控制系统与现有电动车各个部件电气接线原理：充电器直流输出侧与该控制系统的电能输入端子有三根电气连接线，其中一根导电连接线是充电器直流输出侧的正极和控制系统的正极相连，另一根导电连接线是充电器直流输出侧的负极和控制系统的负极相连，第三根是充电器直流输出侧的输入信号线和控制系统充电控制输出端相连。电动车的电机控制器直流电源侧与该控制系统有三根电气连接线，其中一根导电连接线是电机控制器正端输入线和控制系统的正极相连，另一根导电连接线是电机控制器负端输入线和控制系统的负极相连，第三根导线是电机控制器的信号输入线和控制系统放电控制输出端相连。
Claims (7)
1.蓄电池充放电控制系统，其特征在于：包括蓄电池组、微处理器、电压信号采集模块、温度采集模块、充电控制输出模块、放电控制输出模块、升降压模块、继电器、若干能量转移模块，所述蓄电池组为两只以上单体蓄电池串联而成，各个单体蓄电池分别并联一个电压信号采集模块，电压信号采集模块通过能量转移模块与微处理器相连，温度采集模块、充电控制输出模块、放电控制输出模块分别通过导线与微处理器相连，继电器是一个带有常开常闭触点的开关，公共触点连接充电器正极，常闭触点连接蓄电池组，常开触点连接升降压模块。
2.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：升降压模块是高频开关变换器或电荷泵。
3.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：还包括通讯模块，所述通讯模块与所述微处理器连接。
4.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：还包括显示/键盘模块，所述显示/键盘模块与所述微处理器连接。
5.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：还包括存储器，所述存储器与所述微处理器连接。
6.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：还包括程序更新模块，所述程序更新模块与所述微处理器连接。
7.根据权利要求1所述蓄电池充放电控制系统，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接。
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Assignee: ANHUI YONGHENG POWER CELL CO., LTD. Assignor: Chilwee Power Supply Co., Ltd. Contract record no.: 2012330000423 Denomination of utility model: Accumulator charging and discharging control system Granted publication date: 20110323 License type: Exclusive License Record date: 20120711 |
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Granted publication date: 20110323 |
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