CN206041534U - 一种电池均衡充放电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路(1)、电压监控模块(2)和单片机(3),所述电压监控模块(2)连接多个均衡电路(1)和单片机(3),多个均衡电路(1)分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块(2)连接,从而实现对电池组的单个电池均衡充放电。此外,本系统还能实时监测电池组中单个电池的电压和温度,还能手动指定对指定电池实施放电,在温度超过阈值时自动启动风扇降温以及自动声光报警,并且能保存电池组的温度和电压历史数据以供分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池均衡充放电系统,属于电池充放电技术领域。
背景技术
蓄电池通常由多个单体电池构成,已广泛地应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。电池作为这些设备的核心部件,对其进行管理有着重要的意义。电池管理系统作为电池与用户之间的纽带,它通过监控电池的状态充分保证电池的运行性能,同时给予电池保护,使电池性能得到优化,电池寿命得以延长。
当前的电池管理系统存在的问题是,大多数产品不能做到电池组中的电池均衡充放电,造成一些电池过充过放,导致每个电池的电压不均衡,从而降低了电池组寿命。
此外,大多数产品也不能实时的对电池组中的落后电池做出准确判断,甄别不出其中性能变差的电池;同时当电池组串联的电池较多,电流和电压较大时,普通元件的耐压和额定电流达不到要求,造成数据的采集和传输精度下降,容易造成对电池性能的误判,急需改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种电池均衡充放电系统,它能有效的克服当前技术中存在的问题,实现对电池组中的电池均衡充放电,从而提高整个电池组的寿命。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路、电压监控模块和单片机,所述电压监控模块连接多个均衡电路和单片机,多个均衡电路分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块连接,从而实现对电池组的单个电池均衡充放电。
前述的一种电池均衡充放电系统中,所述均衡电路包括P沟道MOS管、稳压二极管、发光二极管和电阻R1、R2、R3,所述P沟道MOS管源极连接稳压二极管负极和单体电池的正极,所述P沟道MOS管栅极连接稳压二极管正极和电阻R1,电阻R1连接稳压二极管正极和电压监控模块,所述P沟道MOS管漏极连接电阻R2和R3,电阻R2串联发光二极管,发光二极管的负极与电阻R3及单体电池的负极连接,电阻R3与单体电池的负极连接,从而实现稳定安全的充放电;而且该均衡电路结构简单,成本低廉,易于实现。
前述的一种电池均衡充放电系统,还包括通讯模块和触摸显示屏,所述通讯模块连接触摸显示屏和单片机,从而可以实时监测电池电压,并可手动设置对指定电池实施放电。
前述的一种电池均衡充放电系统,还包括测温模块,所述测温模块分别连接单片机和单体电池,从而可以实时监测电池温度。
优选的,还包括风扇和声光报警模块,所述风扇和声光报警模块均与单片机相连,从而可以当电池温度过高时实现声光报警。
前述的一种电池均衡充放电系统,还包括数据存储模块,所述数据存储模块连接单片机,从而可以存储电池的温度和电压历史数据以供分析,甄别出其中性能变差的电池。
优选的,所述电压监控模块采用芯片LTC6802-2,可以测量较大范围的电压,额定电流也较大,从而可以使得测量数据更准确及时,判断电池性能更准确。
优选的,所述单片机采用型号为STC89C52的单片机,所述通讯模块采用型号为MAX232的芯片,并采用DB9串口方式连接触摸显示屏和单片机,从而数据传输更加稳定,系统功耗更低。
优选的,所述数据存储模块采用型号为24LC64的存储器,从而数据存储更安全。
优选的,所述测温模块采用型号为DS18B20的温度传感器,DS18B20体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,测量精度高。
与现有技术相比,本实用新型通过利用多个均衡电路、电压监控模块和单片机,所述电压监控模块连接多个均衡电路和单片机,多个均衡电路分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块连接,从而实现了对电池组的各个单体电池进行均衡充放电,进而使得电池的性能得到优化,进一步延长了电池的使用寿命。此外,本系统还能实时监测电池组中单个电池的电压和温度,还能手动对指定的电池实施放电,在温度超过阈值时自动启动风扇降温以及自动声光报警,并且能保存电池组的温度和电压历史数据以供分析。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构连接方框示意图;
图2是本实用新型中均衡电路的电路原理图;
图3是本实用新型中的单片机的电路原理图;
图4是本实用新型中的电压监控模块的电路原理图;
图5是本实用新型中的声光报警模块的电路原理图;
图6是本实用新型中的风扇的电路原理图;
图7是本实用新型中的测温模块的电路原理图;
图8是本实用新型中的通讯模块的电路原理图;
图9是本实用新型中的数据存储模块的电路原理图;
图10至图21是本实用新型的实施例1中连接12个均衡电路的电路原理图。
附图标记:1-均衡电路,2-电压监控模块,3-单片机,4-P沟道MOS管,5-稳压二极管,6-发光二极管,7-通讯模块,8-触摸显示屏,9-测温模块,10-风扇,11-声光报警模块,12-数据存储模块。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1:如图1~图21所示,一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1(比如12个)、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。所述均衡电路1包括P沟道MOS管4、稳压二极管5、发光二极管6和电阻R1、R2、R3,所述P沟道MOS管4源极连接稳压二极管5负极和单体电池的正极,所述P沟道MOS管4栅极连接稳压二极管5正极和电阻R1,电阻R1连接稳压二极管5正极和电压监控模块2,所述P沟道MOS管4漏极连接电阻R2和R3,电阻R2串联发光二极管6,发光二极管6的负极与电阻R3及单体电池的负极连接,电阻R3与单体电池的负极连接。还包括通讯模块7和触摸显示屏8,所述通讯模块7连接触摸显示屏8和单片机3。还包括测温模块9,所述所述测温模块9分别连接单片机3和单体电池。还包括风扇10和声光报警模块11,所述风扇10和声光报警模块11均与单片机3相连。还包括数据存储模块12,所述数据存储模块12连接单片机3。所述电压监控模块2采用芯片LTC6802-2。所述单片机3采用型号为STC89C52的单片机。所述通讯模块7采用型号为MAX232的芯片,并采用DB9串口方式连接触摸显示屏8和单片机3。所述数据存储模块12采用型号为24LC64的存储器。所述测温模块9采用型号为DS18B20的温度传感器。
本实用新型的实施例2:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。
本实用新型的实施例3:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。所述均衡电路1包括P沟道MOS管4、稳压二极管5、发光二极管6和电阻R1、R2、R3,所述P沟道MOS管4源极连接稳压二极管5负极和单体电池的正极,所述P沟道MOS管4栅极连接稳压二极管5正极和电阻R1,电阻R1连接稳压二极管5正极和电压监控模块2,所述P沟道MOS管4漏极连接电阻R2和R3,电阻R2串联发光二极管6,发光二极管6的负极与电阻R3及单体电池的负极连接,电阻R3与单体电池的负极连接。
本实用新型的实施例4:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。还包括通讯模块7和触摸显示屏8,所述通讯模块7连接触摸显示屏8和单片机3。
本实用新型的实施例5:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。还包括测温模块9,所述所述测温模块9分别连接单片机3和单体电池。
本实用新型的实施例6:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。还包括测温模块9,所述所述测温模块9分别连接单片机3和单体电池。还包括风扇10和声光报警模块11,所述风扇10和声光报警模块11均与单片机3相连。
本实用新型的实施例7:一种电池均衡充放电系统,包括多个均衡电路1、电压监控模块2和单片机3,所述电压监控模块2连接多个均衡电路1和单片机3,多个均衡电路1分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块2连接。还包括数据存储模块12,所述数据存储模块12连接单片机3。
本实用新型的一种实施例的工作原理:均衡电路1与多个单体电池一一对应连接,当整个电池组充电时,电压监控模块2检测各个单体电池的电压并发送给单片机3,当电压监控模块2检测到的某个单体电池的电压数据超过设定的阈值时,则单片机3控制均衡电路1的P沟道MOS管4的栅极连通源极和漏极,这样在该单体电池的正负极之间通过电阻R2、R3和发光二极管6形成一个回路,开始自动放电,其余的电池继续充电,从而保证了各个单体电池不会过充,实现了整个电池组的均衡充电。其中稳压二极管5起保护作用。当整个电池组放电时,若某个单体电池的电压先到达最低阈值时,则单片机3控制其他单体电池的均衡电路1开始连通放电,这样其他的单体电池也能较均匀的通过放电使电压到达设定阈值,实现均衡放电。
电压监控模块2测得单体电池的电压数据通过单片机3及通讯模块7发送至触摸显示屏8,这样可以在显示屏及时的显示出各单体电池的电压,也可以通过触摸显示屏8控制单个电池进行充放电。测温模块9可以测得各个单体电池的温度,当温度超过设定阈值时,启动风扇10和声光报警模块11进行报警及降温,电压和温度的数据还可以由单片机3发送至数据存储模块12存储起来用于后续分析处理,甄选出性能较差的电池替换掉。
电压监控模块2采用芯片LTC6802-2,单片机3采用型号为STC89C52的单片机,通讯模块7采用型号为MAX232的芯片,并采用DB9串口方式连接触摸显示屏8和单片机3,测温模块9采用型号为DS18B20的温度传感器,所述数据存储模块12采用型号为24LC64的存储器,从而可以提高整个电池均衡充放电系统的性能,降低系统功耗。
Claims (10)
1.一种电池均衡充放电系统,其特征在于,包括多个均衡电路(1)、电压监控模块(2)和单片机(3),所述电压监控模块(2)连接多个均衡电路(1)和单片机(3),多个均衡电路(1)分别与多个单体电池一一对应连接,多个单体电池分别与电压监控模块(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,所述均衡电路(1)包括P沟道MOS管(4)、稳压二极管(5)、发光二极管(6)和电阻R1、R2、R3,所述P沟道MOS管(4)源极连接稳压二极管(5)负极和单体电池的正极,所述P沟道MOS管(4)栅极连接稳压二极管(5)正极和电阻R1,电阻R1连接稳压二极管(5)正极和电压监控模块(2),所述P沟道MOS管(4)漏极连接电阻R2和R3,电阻R2串联发光二极管(6),发光二极管(6)的负极与电阻R3及单体电池的负极连接,电阻R3与单体电池的负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,还包括通讯模块(7)和触摸显示屏(8),所述通讯模块(7)连接触摸显示屏(8)和单片机(3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,还包括测温模块(9),所述测温模块(9)分别连接单片机(3)和单体电池。
5.根据权利要求4所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,还包括风扇(10)和声光报警模块(11),所述风扇(10)和声光报警模块(11)均与单片机(3)相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,还包括数据存储模块(12),所述数据存储模块(12)连接单片机(3)。
7.根据权利要求1所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,所述电压监控模块(2)采用芯片LTC6802-2。
8.根据权利要求3所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,所述单片机(3)采用型号为STC89C52的单片机;所述通讯模块(7)采用型号为MAX232的芯片,并采用DB9串口方式连接触摸显示屏(8)和单片机(3)。
9.根据权利要求6所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,所述数据存储模块(12)采用型号为24LC64的存储器。
10.根据权利要求4所述的一种电池均衡充放电系统,其特征在于,所述测温模块(9)采用型号为DS18B20的温度传感器。
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