本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種電池充放電管理裝置，包括電源模塊，控制器、充放電控制電路、輸出模塊和充電管理模塊，輸出模塊包括電池負載、電壓采樣電路和電流采樣電路；充電管理模塊采用專用的充電管理芯片，控制器通過充電管理模塊連接電池，控制器通過采樣的電池輸出電壓和輸出電流信號估算電池的SOC值，并控制充電管理模塊對電池進行充電管理；本發(fā)明專利技術(shù)還公開了應(yīng)用所述電池充放電管理裝置進行電池管理的計量儀表。本發(fā)明專利技術(shù)利用電池的放電電流和放電電壓，采用控制器和專用的電池充電管理芯片完成電池的充放電管理，電池的充放電管理更加合理科學，提高了系統(tǒng)可靠性，能夠同時兼容鋰電池和蓄電池的電池充放電管理，較低了企業(yè)成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)具體涉及一種電池充放電管理裝置及用該裝置制成的計量儀表。
技術(shù)介紹
隨著國家經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，各類生活電氣設(shè)備和工業(yè)電氣設(shè)備的斷電運行、斷電數(shù)據(jù)保存等功能已經(jīng)成為了基本要求。因此，電池已經(jīng)逐步成為了生活電氣設(shè)備和工業(yè)電氣設(shè)備必不可少的后備電源之一，而且為了環(huán)保要求和降低成本，作為后備電源的電池一般選擇為鉛酸蓄電池或者鋰電池。此外，隨著后備電源電池的廣泛普及，電池充放電管理裝置也已經(jīng)廣泛和電池一起配套使用，保證后備電源電池的性能和工作穩(wěn)定。然而，目前現(xiàn)有的電池充放電管理裝置，一般采用電量測量模塊和MCU模塊來實現(xiàn)，電量測量模塊將采集到的電壓電流以及電量傳送給MCU，通過MCU處理后來估算電池的SOC（StateofCharge，充電狀態(tài)）值，從而實現(xiàn)對電池充放電過程的管理；但是該方案通過MCU的軟件對電池進行控制，軟件程序復雜，控制速度較低，可靠性較差。同時，由于蓄電池和鋰電池的性能不完全相同，因此現(xiàn)有的電池充放電管理裝置一般僅針對單一類型的電池，導致生產(chǎn)廠家需要單獨研發(fā)和生產(chǎn)多類別的充放電管理裝置，廠家的生產(chǎn)和研發(fā)成本居高不下。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種能夠根據(jù)電池電量狀態(tài)實現(xiàn)電池能量和充放電高效管理、可靠性高、并同時兼容鋰電池和蓄電池的電池充放電管理裝置。本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種應(yīng)用所述電池充放電管理裝置制成的計量儀表，所述計量儀表應(yīng)用所述電池充放電管理裝置對后備電源電池進行管理，保證后備電源電池的性能和效率。本專利技術(shù)提供的這種電池充放電管理裝置，包括電源模塊，控制器、充放電控制電路和輸出模塊，輸出模塊包括電池負載、電壓采樣電路和電流采樣電路，其特征在于還包括充電管理模塊；控制器通過采樣的電池輸出電壓和輸出電流信號估算電池的SOC值，充電管理模塊與控制器連接并接收控制器對電池的充電控制信號，同時充電管理模塊與電池連接并對電池的充電過程進行控制。電池充放電管理裝置還包括顯示模塊，顯示模塊與控制器連接，用于對電池充放電管理裝置的參數(shù)進行顯示，并適時報警。電池充放電管理裝置還包括指示燈，指示燈與電池連接，用于顯示電池的充放電狀態(tài)。所述的充電管理模塊主要由型號為LTC4020芯片構(gòu)成。所述的充放電控制電路主要由繼電器構(gòu)成。所述的電流采樣電路中的傳感器采用霍爾電流傳感器。所述的電源模塊包括變壓器、開關(guān)電源芯片和線性低壓差穩(wěn)壓器。所述的估算電池的SOC值，為采用安時法和卡爾曼濾波法對電池的SOC值進行估算。本專利技術(shù)還公開了一種計量儀表，其采用所述的電池充放電管理裝置對計量儀表內(nèi)的電池進行充放電管理。本專利技術(shù)公開的這種電池充放電管理裝置，利用電池的放電電流和放電電壓估算電池的SOC值，并根據(jù)電池的SOC值采用控制器和專用的電池充電管理芯片完成電池的充放電管理，電池的充放電管理更加合理科學，采用專用芯片進行充放電管理，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性，同時由于充放電芯片的通用性和電路的通用性，本專利技術(shù)能夠同時兼容鋰電池和蓄電池的電池充放電管理，因此有效較低了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和研發(fā)成本。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的功能模塊圖。圖2為本專利技術(shù)的電源模塊的一種實施例的電路原理圖。圖3為本專利技術(shù)的控制器的一種實施例的電路原理圖。圖4為本專利技術(shù)的充放電控制電路和輸出模塊的一種實施例的電路原理圖。圖5為本專利技術(shù)的充電管理模塊的一種實施例的電路原理圖。具體實施方式如圖1所示為本專利技術(shù)的功能模塊圖：本專利技術(shù)提供的這種電池充放電管理裝置，包括電源模塊，控制器、充放電控制電路和輸出模塊，輸出模塊包括電池負載、電壓采樣電路、電流采樣電路和充電管理模塊；充電管理管理采用專用的充電管理芯片構(gòu)成，控制器通過充電管理模塊連接電池，控制器通過采樣的電池輸出電壓和輸出電流信號估算電池的SOC值，并控制充電管理模塊對電池進行充電管理。顯示模塊與控制器連接，用于對電池充放電管理裝置的參數(shù)進行顯示，并適時報警。指示燈與電池連接，用于顯示電池的充放電狀態(tài)。電源模塊給充電管理模塊、控制器和充放電控制電路供電。如圖2所示為專利技術(shù)的電源模塊的一種實施例的電路原理圖：外部220V電源通過保護電路（圖中標示RV1和RT1）后連接變壓器的原邊，變壓器的副邊分為兩組輸出，第一組為150mA，為控制器和充電管理模塊供電，第二組為20mA，為充放電控制電路供電：第一組副邊再次通過全橋整流、濾波后連接電源芯片（圖中標示U401），電源芯片輸出電源（圖中標示DVCC）為控制器和充電管理模塊供電；第二組副邊通過單向二極管（圖中標示D401）后，在通過濾波電路（圖中標示EC403和C403）后得到輸出電源（圖中標示HV），再連接第二電源芯片（圖中標示U400）后得到繼電器電源CVCC。如圖3所示為本專利技術(shù)的控制器的一種實施例的電路原理圖：控制器的電源DVCC連接到控制器的電源引腳（圖中標示VDD，14號引腳）；控制器的46號引腳通過一個限流電阻（圖中標示R107）、LED指示燈（圖中標示LED101）與地連接，該LED指示燈用于指示控制器的運行狀態(tài)；控制器的64號引腳為電池電壓的采樣引腳，電池的輸出端電壓（圖中標示BAT_V）通過采樣電阻（圖中標示R101和R104）接地，控制器通過采樣電阻R104上的電壓檢測電池的端電壓。控制器通過安時法和卡爾曼濾波算法，根據(jù)電池的放電電壓和放電電流對電池的SOC值進行估算。如圖4所示為本專利技術(shù)的充放電控制電路和輸出模塊的一種實施例的電路原理圖：圖中電池（圖中標示BT）即為需要進行管理的電池。電池的正極（圖中標示BAT_V）直接連接采樣電路后輸入控制器；同時電池的正極通過電阻和LED指示燈（圖中標示LED3010）連接到電池的負極，指示燈用于指示電池的充放電狀態(tài)；此外，電池的正極還通過濾波電路（圖中標示C301和C302）后連接負載，該負載為計量儀表內(nèi)的電驅(qū)動的部件，如計量儀表為燃氣表時，該負載即為電磁閥，此時該電路即為電池驅(qū)動電磁閥的電路。在電池的負極線路上串聯(lián)有一個繼電器（圖中標示RY301）的開關(guān)，繼電器的線圈連接在地和繼電器驅(qū)動電源（圖中標示INTVCC）上，繼電器驅(qū)動電源由充電管理模塊提供；繼電器用于在外部有市電供應(yīng)，即外部電源供電時，斷開電池對負載的驅(qū)動，而在外部無市電供應(yīng)時保證電池對負載的驅(qū)動。如圖5所示為本專利技術(shù)的充電管理模塊的一種實施例的電路原理圖：電路圖中，核心芯片即為LTC4020（圖中標示U201）；芯片的34腳通過濾波電容（圖中標示C203）與芯片的35腳連接，同時該34腳也是充放電控制電路和輸出模塊的繼電器線圈的控制引腳；芯片的34引腳同時該通過兩個LED發(fā)光管（圖中標示LED201和LED202）連接到芯片的12號腳和13號腳；芯片的20號引腳同時連接電池的正極。芯片的17號引腳通過電阻連接到電池的負極；芯片的1腳、2腳、6腳、18腳、19腳、22腳、23腳、24腳、26腳、27腳和31腳均與控制器直接連接。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種電池充放電管理裝置，包括電源模塊，控制器、充放電控制電路和輸出模塊，輸出模塊包括電池負載、電壓采樣電路和電流采樣電路，其特征在于還包括充電管理模塊；控制器通過采樣的電池輸出電壓和輸出電流信號估算電池的SOC值，充電管理模塊與控制器連接并接收控制器對電池的充電控制信號，同時充電管理模塊與電池連接并對電池的充電過程進行控制。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種電池充放電管理裝置，包括電源模塊，控制器、充放電控制電路和輸出模塊，輸出模塊包括電池負載、電壓采樣電路和電流采樣電路，其特征在于還包括充電管理模塊；控制器通過采樣的電池輸出電壓和輸出電流信號估算電池的SOC值，充電管理模塊與控制器連接并接收控制器對電池的充電控制信號，同時充電管理模塊與電池連接并對電池的充電過程進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充放電管理裝置，其特征在于還包括顯示模塊，顯示模塊與控制器連接，用于對電池充放電管理裝置的參數(shù)進行顯示，并適時報警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充放電管理裝置，其特征在于還包括指示燈，指示燈與電池連接，用于顯示電池的充放電狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述的電池充放電管理裝置，其特征在于所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉俊，陳金玲，
申請(專利權(quán))人：威勝集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43
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