CN203037826U

CN203037826U - 锂蓄电池充电检测仪

Info

Publication number: CN203037826U
Application number: CN 201220717546
Authority: CN
Inventors: 朱阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-12-07

Abstract

一种锂蓄电池充电检测仪，涉及蓄电池技术领域，所述的检测仪主输入供电是由两块12V的铅酸电池提供，其电压为24V，允许其电压的波动为±5V，主要是为10块电压为28V的锂电池充电，其特征在于：所述的检测仪包括一主控板，所述的主控板控制连接有主电路，所述的铅酸电池经滤波器及DC-DC变换器连接到主电路，为主电路供电，所述的主电路连接到锂电池，为锂电池充电，所述的锂电池连接有放电板，所述的放电板与主控板通过放电控制电路连接。本实用新型硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强，经实践检验剩余容量的估计比较准确。

Description

锂蓄电池充电检测仪

技术领域

本实用新型涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种锂蓄电池充电检测仪。

背景技术

随着社会的发展，人类对于能源的需求将会不断增加，而传统的石油、天然气、煤等天然能源，正在渐渐消耗殆尽，随之而引起的环境问题，也在日益加剧。因此，时代赋予我们的一个艰巨使命，就是寻找一种替代能源，替代目前使用的天然化石能源。电能，是一种二次能源，其特点是获得的途径比较多，而且产生污染也比较小。因此，电能有可能会成为下一个时代的替代能源。

然而对于电能的储存、携带是一个非常棘手的问题，尤其是电能用于汽车等这些可移动的耗能设施，电能的存储携带是一个关键性问题。现在比较有效的手段，就是利用蓄电池来存储电能。所以对蓄电池存储电能及有效的利用电能，将成为一个非常关键的问题。蓄电池管理***，对于蓄电池的充电放电进行管理及一些相应的保护措施。蓄电池管理***，主要包括电池的充放电管理，电池温度检测，电池电压电流检测，电量估计等。然而蓄电池的种类繁多，比较常用的有铅酸电池，镍镉电池，锂电池等。铅酸电池的比容小，也就是在相同的容量下，电池的重量和体积都比较大，并且其电池的寿命不理想；镍镉电池，其材料有剧毒，并且电池的容量和寿命，也都不理想，所以很难普遍使用。

而锂电池的研究和生产都取得了重大的进展，在各个领域的应用也越来越广泛。由于锂电池具有放电电压稳定，工作温度范围宽，自放电率低，储存寿命长，无记忆效应，体积小，重量轻及无公害等优点，目前已逐渐替代铅酸蓄电池、镍镉蓄电池，成为动力电池的主流。近年来，锂电池也被研究人员用在水下机器人和电动汽车上作为动力能源，锂电池的管理和应用成为水下机器人和电动汽车等发展的关键技术之一。电池管理***直接检测及管理储能电池工作的全过程，包括电池充放电过程管理、电池温度检测、电池电压电流检测、电量估计、单体电池间的均衡、电池故障诊断等几个方面，国内针对电动汽车的电池管理***，仍然处于起步阶段。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，智能化程度高的锂蓄电池充电检测仪。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种锂蓄电池充电检测仪，所述的检测仪主输入供电是由两块12V的铅酸电池提供，其电压约为24V，允许其电压的波动为±5V，主要是为10块电压为28V的锂电池充电，其特征在于：所述的检测仪包括一主控板，所述的主控板控制连接有主电路，所述的铅酸电池经滤波器及DC-DC变换器连接到主电路，为主电路供电，所述的主电路连接到锂电池，为锂电池充电，所述的锂电池连接有放电板，所述的放电板与主控板通过放电控制电路连接，接受主控板的控制，主要是用于放电的，防止主电路出现问题致使电池因过充而损坏，受主控板的控制，来对锂电池进行放电，放电电阻主要是功率比较大的铝外壳电阻，并且由于放电板，有时会产生大量的热，所以在设计时有一组专门的小风扇，对其进行降温。

所述的主控板通信连接有显示板，将需要显示的信息反映到显示的数码管上，包括充电电流、锂电池电压、放电电流、放电时间、电量估计(单位AH)等，与主控板的通信方式，是模拟的IIC总线，由于主控板与显示板的距离比较近(大概10cm)，所以这种通信模式也完全可以满足***的需要。

所述的主控板主要包括数据采样、数据处理及驱动控制三部分，所述的数据采样连接到数据处理，所述的数据处理连接到驱动控制；

数据采样电路对输入输出电压、输出电流、开关管电流、锂电池温度等进行采样，然后由单片机对采集的数据进行集中处理，最后发出控制指令，通过驱动控制电路实现调节输出及过压过流等保护功能，控制采用平均电流及峰值电流双电流环控制方式，可以有效保护开关管及快恢复二极管，避免在短路及过流的情况下损坏开关管及快恢复二极管，过欠压、过热等保护电路可有效保证充电监测仪工作的过程更加安全、可靠，使整机可以在更加复杂的环境下进行工作。

另外，为了保证数据采样、数据处理、驱动控制等功能的实现，还需要一些辅助的电路，单片机电路、控制板供电电路，单片机电路，是整个主控板电路的控制中心，所有的控制信号都由它来处理，并发出命令，主控板供电电路，由于输入的电压是24V±5V，而主控板上需要的电压有3.3V、5V及15V，所以需要从24V进行转换，因此控制电路板上必须有主控板供电电路。

所述的显示板由数据显示、工作报警指示以及工作状态选择三部分组成，所述的数据显示由三位数码管完成，工作报警指示由LED指示灯完成，工作状态选择则由切换开关完成。

显示板与主控板之间通过IIC通讯进行数据传输，显示板负责把工作状态选择信号传送给主控板处理，而主控板则把显示内容及***状态发送至显示板进行显示，同时，显示板电路也包括一系列的电路，包括单片机、程序烧写口、与主控制板通信口、显示数码管二极管、控制开关。

本实用新型的有益效果是：本实用新型硬件电路可靠、经济、抗干扰能力强，经实践检验剩余容量的估计比较准确。

附图说明

图1为本实用新型方框原理图。

具体实施方式

为了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，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种锂蓄电池充电检测仪，检测仪主输入供电是由两块12V的铅酸电池提供，其电压约为24V，允许其电压的波动为±5V，主要是为10块电压为28V的锂电池充电，一般两块铅酸电池的电量，不能满足10块锂电池充满电，可以有两种办法，一是换接一组铅酸电池，二是再用充电机边给铅酸电池充电，后者用对铅酸电池充电的原因，是铅酸电池的放电电流比充电机充电的直流电流质量好。检测仪包括一主控板，主控板连接控制连接有主电路，铅酸电池经滤波器及DC-DC变换器连接到主电路，为主电路供电，主电路连接到锂电池，为锂电池充电，锂电池连接有放电板，放电板与主控板连接，接受主控板的控制，主要是用于放电的，防止主电路出现问题致使电池因过充而损坏，受主控板的控制，来对锂电池进行放电，放电电阻主要是功率比较大的铝外壳电阻，并且由于放电板，有时会产生大量的热，所以在设计时有一组专门的小风扇，对其进行降温。由于输入的电压是24V±5V，而需要充电的电池是28V，所以充电电压必须大于28V，才有可能实现对28V锂电池的充电，因此，必须升压，由24V±5V升到高于28V的状态，具体电压多少，则有主控板来决定。主控板是整个***的大脑，指挥***的各个部分工作，也是整个***的关键所在，是***设计工作最主要的一部分。

主控板通信连接有显示板，将需要显示的信息反映到显示的数码管上，包括充电电流、锂电池电压、放电电流、放电时间、电量估计(单位AH)等，与主控板的通信方式，是模拟的I²C总线，由于主控板与显示板的距离比较近(大概10cm)，所以这种通信模式也完全可以满足***的需要。

主电路是一个升压电路，其原理是升压斩波，输入直流24V经滤波器为DC-DC变换器供电，通过对开关管Q2、Q3的控制得到频率为50kHz的直流方波，然后经滤波电路滤波获得所需的直流电压。

检测充电仪的输入电压为直流24V±5V，输出为10路，每路输出最大功率为3.5A×29.4V(锂电池恒压充电为29.4V)约等于102W，电池检测充电***的最大输出功率约为10×102W＝1020W，效率为90％，电池检测充电***的输入功率为1020÷0.9＝1133W，所以最大输入电流I_in为P_输出÷U_in＝1133÷19＝59A，平均每路5.9A。因此每路输入侧至少应选择30V/6A规格的滤波器，这样滤波器才能安全的工作。开关管选用MOS管IRF540(27A/100V，RDS＝0.044Ω)，耐压与最大电流均大于所需电压电流。L1选用D05022-474，感量200uH，虽然感量越大越好，而足以满足电路的需要。二极管选用MBR10100(10A/100V)，耐压和最大电流均大于所需电压电流，且为了考虑成本问题，选用此类元件已经足够了。电解电容选50V/470μF两个并联，这样容值为940uF，可以满足电路需要。

主控板主要包括数据采样、数据处理及驱动控制三部分，数据采样电路对输入输出电压、输出电流、开关管电流、锂电池温度等进行采样，然后由单片机对采集的数据进行集中处理，最后发出控制指令，通过驱动控制电路实现调节输出及过压过流等保护功能，控制采用平均电流及峰值电流双电流环控制方式，可以有效保护开关管及快恢复二极管，避免在短路及过流的情况下损坏开关管及快恢复二极管，过欠压、过热等保护电路可有效保证充电监测仪工作的过程更加安全、可靠，使整机可以在更加复杂的环境下进行工作。

另外，为了保证数据采样、数据处理、驱动控制等功能的实现，还需要一些辅助的电路，单片机电路、控制板供电电路。单片机电路，是整个控制板电路的控制中心，所有的控制信号都由它来处理，并发出命令。控制板供电电路，由于输入的电压是24V±5V，而控制板上需要的电压有3.3V、5V及15V，所以需要从24V进行转换，因此控制电路板上必须有控制板供电电路。

显示板由数据显示、工作报警指示以及工作状态选择三部分组成，数据显示由三位数码管完成，工作报警指示由LED指示灯完成，工作状态选择则由切换开关完成。显示板与主控板之间通过IIC通讯进行数据传输，显示板负责把工作状态选择信号传送给主控板处理，而主控板则把显示内容及***状态发送至显示板进行显示，同时，显示板也包括一系列的电路，包括单片机、程序烧写口、与主控制板通信口、显示数码管二极管、控制开关。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.锂蓄电池充电检测仪，所述的检测仪主输入供电是由两块12V的铅酸电池提供，其电压为24V，允许其电压的波动为±5V，主要是为10块电压为28V的锂电池充电，其特征在于：所述的检测仪包括一主控板，所述的主控板控制连接有主电路，所述的铅酸电池经滤波器及DC-DC变换器连接到主电路，为主电路供电，所述的主电路连接到锂电池，为锂电池充电，所述的锂电池连接有放电板，所述的放电板与主控板通过放电控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的锂蓄电池充电检测仪，其特征在于：所述的主控板通信连接有显示板。

3.根据权利要求1所述的锂蓄电池充电检测仪，其特征在于：所述的主控板包括数据采样、数据处理及驱动控制三部分，所述的数据采样连接到数据处理，所述的数据处理连接到驱动控制。

4.根据权利要求2所述的锂蓄电池充电检测仪，其特征在于：所述的显示板由数据显示、工作报警指示以及工作状态选择三部分组成，所述的数据显示由数码管完成，工作报警指示由LED指示灯完成，工作状态选择则由切换开关完成。