CN213920737U - 一种电动自行车电池温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电动自行车电池温度控制装置,涉及电池充电技术领域,包括电源模块、采集模块、控制模块和温度补偿模块;电源模块分别对电池充电和对电路中集成芯片供电;采集模块分别采集温度传感器和烟雾传感器的电压信号且进行放大后送入A/D转换器进行模数转换;温度补偿模块包括安装在电池外壳上的硅橡胶电加热板和风扇;控制模块包括单片机,单片机输入端连接采集模块,单片机输出端连接温度补偿模块和电池,本实用新型能够精确采集电池温度,控制模块控制温度补偿模块对电池进行温度补偿,当电池发生自燃时,采集模块采集烟感信号,控制模块控制充电电路断开,实现了精准控制电池散热和保温。

Description

一种电动自行车电池温度控制装置
技术领域
本实用新型涉及电池充电技术领域,具体涉及一种电动自行车电池温度控制装置。
背景技术
目前电动自行车已经走进千家万户,给人们的日常出行带来了极大便利,在电动自行车电池充电时,外界环境温度的高低会影响电池的充电状态,电池在低温情况下充电接受能力差,存在充电不足问题,电池在高温情况下会产生电压过冲现象,为降低外界环境温度对电动自行车电池性能的影响,需要对电池的温度进行补偿。
现有电池温度补偿装置只是通过特殊的外形结构对电池进行温度补偿,例如,现有的温度补偿装置通常其机械本体会包含一底板,底板的底部均匀焊接有支撑柱,底板的本体内部均匀开设有散热孔,底板的顶部均匀焊接有隔板,隔板的内部设置有循环液冷管道,当电池温度过高时可通过循环液冷管道与散热孔进行散热,从而降低电池环境温度,而在电池温度低的情况下,可将套板套在隔板的外壁,对内部的电池进行隔冷保温,此种电池温度补偿装置无法精准控制电池散热和保温。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电动自行车电池温度控制装置,以解决现有技术中的上述缺陷。
一种电动自行车电池温度控制装置,其特征在于,包括电源模块、采集模块、控制模块和温度补偿模块;
所述电源模块将市电电压220V转换成直流电压48V和5V,48V直流电源给电动自行车电池充电,5V直流电源给电路中集成芯片供电;所述48V直流电源包括三绕组变压器T,变比n1=220:54,变压器T初级接市电电源,次级接整流桥D1的1脚和3脚,整流桥D1的4脚分别接电容C1的正极、电阻R1的一端和三极管Q1的发射极,整流桥D1的2脚分别接电容C1的负极、电阻R1的另一端和地,三极管Q1的基极接电阻R2的一端,三极管Q1的集电极分别接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极,二极管D3的阳极接地,二极管D4阴极接电池BT正极,电池BT负极接地,所述三极管Q1的开通和关断控制48V直流电源与电池BT的连接;所述5V直流电源包括整流桥D2,整流桥D2的1、3脚接变压器T的另一次级,变比n2=220:9,整流桥D2的4脚分别接C2的正极、电阻R3的一端和三端稳压管U1的Vin端,整流桥D2的2脚分别接C2的负极、二极管D5的阴极、三端稳压管U1的GND端、电容C3一端和地,电阻R3的另一端连接二极管D5的阳极,三端稳压管U1的Vout端连接电容C3另一端且输出为+5V电压,所述三端稳压管U1型号为7805;
所述采集模块包括温度传感器和烟雾传感器,采集模块分别采集温度传感器和烟雾传感器的电压信号且进行放大后送入A/D转换器进行模数转换;
所述温度补偿模块包括安装在电池外壳上的硅橡胶电加热板和风扇;
所述控制模块包括单片机,单片机输入端连接采集模块,单片机输出端连接温度补偿模块和电池。
优选的,所述采集模块包括温度传感器,温度传感器电压输出端连接运算放大器A1的同相端,运算放大器A1的反向端分别接电阻R5一端和电阻R4一端,电阻R5另一端接地,电阻R4另一端接和运算放大器A1的输出端,所述烟雾传感器电压输出端连接运算放大器A2的同相端,运算放大器A2的反向端分别接电阻R6一端和电阻R7一端,电阻R7另一端接地,电阻R6另一端接和运算放大器A2的输出端,所述运算放大器A1和运算放大器A2的输出端分别接ADC0808U3的IN0端和IN3端,所述U3的时钟信号由NE555时钟脉冲发生器产生,NE555时钟脉冲发生器包括NE555U2,U2的1脚分别接电容C4一端、电容C5一端和地,电容C4另一端分别接U2的2脚、U2的6脚和电阻R9一端,电容C5另一端接U2的5脚,电阻R9的另一端接电阻R8一端,U2的7脚,电阻R8另一端接U2的4脚、U2的8脚和+5V,U2的7脚连接U3的10脚,所述U3的11脚和12脚均接+5V,U3的13脚和16脚接地。
优选的,所述控制模块包括单片机U4,所述单片机型号为80C51,U4的P1.0口、P1.1口分别连接U3的D0口、D3口,用来接收U3的输入信号,U4的P3.4口、P3.5口连接U3的START口和ALE口,用来控制U3启动A/D转换,U4的P0.0口、P0.1口、P0.2口分别连接U3的ADDA口、ADDB口、ADDC口,用来控制U3选择输入信号,U4的P0.3口、P0.4口和P0.5口分别用来控制风扇、硅橡胶电加热板和电池,所述U4的P0.3口接电阻R10一端,R10另一端接三极管Q2的基极,三极管Q2的发射极连接电阻R11一端,电阻R11的另一端接VCC,三极管Q2的集电极接二极管D6的阴极和风扇电源一端,二极管D6的阳极接风扇电源的另一端和地,所述U4的P0.4口控制硅橡胶电加热板的电路连接和控制风扇连接电路相同,所述U4的P0.5口连接电阻R2的另一端,所述U4的XTAL1和XTAL2两端连接晶振XTAL,晶振XTAL两端分别接电容C6、电容C7一端,电容C6、电容C7另一端接地,U4的CND端接地。
本实用新型的优点在于:本实用新型能够精确采集电池温度,当温度高于上限温度时,单片机80C51控制风扇打开,对电池进行降温,当温度低于下限温度时,单片机80C51控制硅橡胶电加热板通电,对电池进行加热,当电池温度达到正常范围时,单片机80C51控制风扇关闭或硅橡胶电加热板断电,当电池发生自燃时,采集模块采集烟感信号,单片机80C51控制充电电路断开,实现了精准控制电池散热和保温。
附图说明
图1为本实用新型的模块原理图。
图2为本实用新型的电路原理图。
图3为本实用新型的电源模块的电路原理图。
图4为本实用新型的采集模块的电路原理图。
图5为本实用新型的温度补偿模块和控制模块的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本实用新型。
如图1至图5所示,一种电动自行车电池温度控制装置,包括电源模块、采集模块、控制模块和温度补偿模块;
所述电源模块将市电电压220V转换成直流电压48V和5V,48V直流电源给电动自行车电池充电,5V直流电源给电路中集成芯片供电;所述48V直流电源包括三绕组变压器T,变比n1=220:54,变压器T初级接市电电源,次级接整流桥D1的1脚和3脚,整流桥D1的4脚分别接电容C1的正极、电阻R1的一端和三极管Q1的发射极,整流桥D1的2脚分别接电容C1的负极、电阻R1的另一端和地,三极管Q1的基极接电阻R2的一端,三极管Q1的集电极分别接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极,二极管D3的阳极接地,二极管D4阴极接电池BT正极,电池BT负极接地,所述三极管Q1的开通和关断控制48V直流电源与电池BT的连接;所述5V直流电源包括整流桥D2,整流桥D2的1、3脚接变压器T的另一次级,变比n2=220:9,整流桥D2的4脚分别接C2的正极、电阻R3的一端和三端稳压管U1的Vin端,整流桥D2的2脚分别接C2的负极、二极管D5的阴极、三端稳压管U1的GND端、电容C3一端和地,电阻R3的另一端连接二极管D5的阳极,三端稳压管U1的Vout端连接电容C3另一端且输出为+5V电压,所述三端稳压管U1型号为7805;
所述采集模块包括温度传感器和烟雾传感器,采集模块分别采集温度传感器和烟雾传感器的电压信号且进行放大后送入A/D转换器进行模数转换;
所述温度补偿模块包括安装在电池外壳上的硅橡胶电加热板和风扇;
所述控制模块包括单片机,单片机输入端连接采集模块,单片机输出端连接温度补偿模块和电池。
在本实施例中,所述采集模块包括温度传感器,温度传感器电压输出端连接运算放大器A1的同相端,运算放大器A1的反向端分别接电阻R5一端和电阻R4一端,电阻R5另一端接地,电阻R4另一端接和运算放大器A1的输出端,所述烟雾传感器电压输出端连接运算放大器A2的同相端,运算放大器A2的反向端分别接电阻R6一端和电阻R7一端,电阻R7另一端接地,电阻R6另一端接和运算放大器A2的输出端,所述运算放大器A1和运算放大器A2的输出端分别接ADC0808U3的IN0端和IN3端,所述U3的时钟信号由NE555时钟脉冲发生器产生,NE555时钟脉冲发生器包括NE555U2,U2的1脚分别接电容C4一端、电容C5一端和地,电容C4另一端分别接U2的2脚、U2的6脚和电阻R9一端,电容C5另一端接U2的5脚,电阻R9的另一端接电阻R8一端,U2的7脚,电阻R8另一端接U2的4脚、U2的8脚和+5V,U2的7脚连接U3的10脚,所述U3的11脚和12脚均接+5V,U3的13脚和16脚接地。
在本实施例中,所述控制模块包括单片机U4,所述单片机型号为80C51,U4的P1.0口、P1.1口分别连接U3的D0口、D3口,用来接收U3的输入信号,U4的P3.4口、P3.5口连接U3的START口和ALE口,用来控制U3启动A/D转换,U4的P0.0口、P0.1口、P0.2口分别连接U3的ADDA口、ADDB口、ADDC口,用来控制U3选择输入信号,U4的P0.3口、P0.4口和P0.5口分别用来控制风扇、硅橡胶电加热板和电池,所述U4的P0.3口接电阻R10一端,R10另一端接三极管Q2的基极,三极管Q2的发射极连接电阻R11一端,电阻R11的另一端接VCC,三极管Q2的集电极接二极管D6的阴极和风扇电源一端,二极管D6的阳极接风扇电源的另一端和地,所述U4的P0.4口控制硅橡胶电加热板的电路连接和控制风扇连接电路相同,所述U4的P0.5口连接电阻R2的另一端,所述U4的XTAL1和XTAL2两端连接晶振XTAL,晶振XTAL两端分别接电容C6、电容C7一端,电容C6、电容C7另一端接地,U4的CND端接地。
工作过程及原理:电源模块接入市电电压,经过变压整流后输出直流48V和直流5V,48V直流电源给电池BT充电,5V直流电源给电路中集成芯片供电,温度传感器和烟雾传感器电压信号经过运算放大器A1和A2放大后输入ADC0808的IN0端和IN3端,ADC0808的D0口、D3口输出数字信号后输入80C51的P1.0口和P1.1口,80C51的P3.4口、P3.5口连接ADC0808的START口和ALE口,用来控制ADC0808启动A/D转换,80C51的P0.0口、P0.1口、P0.2口分别连接ADC0808的ADDA口、ADDB口、ADDC口,用来控制ADC0808选择输入信号,80C51的P0.3口、P0.4口和P0.5口分别用来控制风扇、硅橡胶电加热板和电池,当温度高于上限温度时,单片机80C51的P0.3口输出低电平,三极管Q2导通,风扇打开,对电池进行降温,当温度低于下限温度时,单片机80C51的P0.4口输出低电平,三极管Q3导通,硅橡胶电加热板通电,对电池进行加热,当电池温度达到正常范围时,单片机80C51的P0.3口和P0.4口输出高电平,三极管Q2、Q3关断,风扇关闭和硅橡胶电加热板断电,当电池正常充电时,单片机80C51的P0.5口为低电平,三极管Q1导通,当电池发生自燃时,单片机80C51的P0.5口输出高电平,三极管Q1关断,48V直流电源与电池断开。
由技术常识可知,本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (3)

1.一种电动自行车电池温度控制装置,其特征在于,包括电源模块、采集模块、控制模块和温度补偿模块;
所述电源模块将市电电压220V转换成直流电压48V和5V,48V直流电源给电动自行车电池充电,5V直流电源给电路中集成芯片供电;所述48V直流电源包括三绕组变压器T,变比n1=220:54,变压器T初级接市电电源,次级接整流桥D1的1脚和3脚,整流桥D1的4脚分别接电容C1的正极、电阻R1的一端和三极管Q1的发射极,整流桥D1的2脚分别接电容C1的负极、电阻R1的另一端和地,三极管Q1的基极接电阻R2的一端,三极管Q1的集电极分别接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极,二极管D3的阳极接地,二极管D4阴极接电池BT正极,电池BT负极接地,所述三极管Q1的开通和关断控制48V直流电源与电池BT的连接;所述5V直流电源包括整流桥D2,整流桥D2的1、3脚接变压器T的另一次级,变比n2=220:9,整流桥D2的4脚分别接C2的正极、电阻R3的一端和三端稳压管U1的Vin端,整流桥D2的2脚分别接C2的负极、二极管D5的阴极、三端稳压管U1的GND端、电容C3一端和地,电阻R3的另一端连接二极管D5的阳极,三端稳压管U1的Vout端连接电容C3另一端且输出为+5V电压,所述三端稳压管U1型号为7805;
所述采集模块包括温度传感器和烟雾传感器,采集模块分别采集温度传感器和烟雾传感器的电压信号且进行放大后送入A/D转换器进行模数转换;
所述温度补偿模块包括安装在电池外壳上的硅橡胶电加热板和风扇;
所述控制模块包括单片机,单片机输入端连接采集模块,单片机输出端连接温度补偿模块和电池。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车电池温度控制装置,其特征在于:所述采集模块包括温度传感器,温度传感器电压输出端连接运算放大器A1的同相端,运算放大器A1的反向端分别接电阻R5一端和电阻R4一端,电阻R5另一端接地,电阻R4另一端接和运算放大器A1的输出端,所述烟雾传感器电压输出端连接运算放大器A2的同相端,运算放大器A2的反向端分别接电阻R6一端和电阻R7一端,电阻R7另一端接地,电阻R6另一端接和运算放大器A2的输出端,所述运算放大器A1和运算放大器A2的输出端分别接ADC0808U3的IN0端和IN3端,所述U3的时钟信号由NE555时钟脉冲发生器产生,NE555时钟脉冲发生器包括NE555U2,U2的1脚分别接电容C4一端、电容C5一端和地,电容C4另一端分别接U2的2脚、U2的6脚和电阻R9一端,电容C5另一端接U2的5脚,电阻R9的另一端接电阻R8一端,U2的7脚,电阻R8另一端接U2的4脚、U2的8脚和+5V,U2的7脚连接U3的10脚,所述U3的11脚和12脚均接+5V,U3的13脚和16脚接地。
3.根据权利要求2所述的一种电动自行车电池温度控制装置,其特征在于:所述控制模块包括单片机U4,所述单片机型号为80C51,U4的P1.0口、P1.1口分别连接U3的D0口、D3口,用来接收U3的输入信号,U4的P3.4口、P3.5口连接U3的START口和ALE口,用来控制U3启动A/D转换,U4的P0.0口、P0.1口、P0.2口分别连接U3的ADDA口、ADDB口、ADDC口,用来控制U3选择输入信号,U4的P0.3口、P0.4口和P0.5口分别用来控制风扇、硅橡胶电加热板和电池,所述U4的P0.3口接电阻R10一端,R10另一端接三极管Q2的基极,三极管Q2的发射极连接电阻R11一端,电阻R11的另一端接VCC,三极管Q2的集电极接二极管D6的阴极和风扇电源一端,二极管D6的阳极接风扇电源的另一端和地,所述U4的P0.4口控制硅橡胶电加热板的电路连接和控制风扇连接电路相同,所述U4的P0.5口连接电阻R2的另一端,所述U4的XTAL1和XTAL2两端连接晶振XTAL,晶振XTAL两端分别接电容C6、电容C7一端,电容C6、电容C7另一端接地,U4的CND端接地。
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