本實用新型專利技術公開一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，主要包含微控制單元、電壓電流采集模塊、均衡模塊及人機交互模塊；微控制單元的控制端經由均衡模塊電連接鋰電池組的控制輸入端；電壓電流采集模塊的采集端電連接鋰電池組，該電壓電流采集模塊的輸出端電連接微控制單元的輸入端，微控制單元的輸出端電連接人機交互模塊的輸入端。本新型鋰電池充電管理裝置結構設計簡潔合理，管理精準、穩定、可靠，而且具有成本低優勢，實用性強。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電力電子及新能源儲能領域，尤其涉及一種低成本多節鋰電池充電管理裝置。
技術介紹
近年來，儲能技術的研究獲得了非常大的突破，鋰電池因其放電電壓穩定，無記憶效應，儲能壽命長，工作溫度范圍寬，重量輕，體積小等優點，越來越受到人們的重視，其應用領域也越來越寬。在人們努力提升鋰電池自身性能的同時，也在不斷改進電池管理系統，以增長電池的使用壽命，發揮其最大的性能。電池管理系統（BMS）是電池和用戶間的紐帶，它涉及計算機技術和檢測技術。它能實時的監控單個電池及電池組的工作狀態，并對電池的充放電進行保護。一般的多節電池監控系統價格高昂，在面對市場的時候會受到很大的局限，此時降低成本成為電池管理裝置的迫切要求。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種性價比高、可靠實用的低成本多節鋰電池充電管理裝置。為了達成上述目的，本技術的解決方案是：一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，主要包含微控制單元、電壓電流采集模塊、均衡模塊及人機交互模塊；微控制單元的控制端經由均衡模塊電連接鋰電池組的控制輸入端；電壓電流采集模塊的采集端電連接鋰電池組，該電壓電流采集模塊的輸出端電連接微控制單元的輸入端，微控制單元的輸出端電連接人機交互模塊的輸入端。所述微控制單元的主控芯片采用MC9S08AC60。所述電壓電流采集模塊包括有多路單端電壓采集模塊和一路單端電流采集模塊。所述均衡模塊采用74LS154譯碼芯片及其外圍器件構成。所述人機交互模塊主要由LCD、按鍵、蜂鳴器及其外圍電路構成。所述充電管理裝置還包括通訊模塊和上位機，該通訊模塊雙向電連接于微控制單元與上位機之間。所述通訊模塊主要由RS485通信芯片及其外圍電路構成。采用上述方案后，本新型低成本多節鋰電池充電管理裝置，整個系統主要采用模塊化的設計思想，并以微控制單元（MC9S08AC60）為控制核心，通過電壓電流采集模塊，采用直接采樣法對每個單體電池電壓進行采樣，以獲取鋰電池儲能系統的各個單體電池的基本信息（電壓、電流值），由微控制單元計算各節電池SOC值并在液晶上顯示。根據SOC值判斷各個單體電池是否過充，如果過充則啟動均衡模塊，否則判斷充電是否完成，如果沒有完成，則返回電壓電流采樣繼續循環，直至充電完成。本新型鋰電池充電管理裝置結構設計簡潔合理，管理精準、穩定、可靠，而且具有成本低優勢，實用性強。附圖說明圖1是本新型多節鋰電池充電管理裝置的結構原理框圖；圖2是本新型電壓采集模塊的電路圖；圖3是本新型電流采集模塊的電路圖；圖4是本新型485通信模塊的電路圖；圖5是本新型均衡模塊的電路圖；圖6是是本新型多節鋰電池充電管理裝置的工作流程示意圖。標號說明微控制單元1電壓電流采集模塊3均衡模塊2人機交互模塊4通訊模塊5上位機6鋰電池組7。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本案作進一步詳細的說明。本案涉及一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，如圖1所示，主要包含微控制單元（MCU）1、均衡模塊2、電壓電流采集模塊3及人機交互模塊4。微控制單元1的控制端經由均衡模塊2電連接鋰電池組L的控制輸入端。電壓電流采集模塊3的采集端電連接鋰電池組L，該電壓電流采集模塊3的輸出端電連接微控制單元1的輸入端。微控制單元1的輸出端電連接人機交互模塊4的輸入端。微控制單元1為主控單元，其主控芯片較佳地采用MC9S08AC60。優選地，本新型充電管理裝置還包括通訊模塊5和上位機6，該通訊模塊5雙向電連接于微控制單元1與上位機6之間，以實現遠程通訊并控制作用。優選地，所述電壓電流采集模塊3包括有多路單端電壓采集模塊和一路單端電流采集模塊。具體而言，電壓電流采集模塊3包括有由單片機MC9S08AC60外擴的15路單端電壓采集電路，一路單端電流/電壓采集電路，以及電流方向指示信號構成。如圖2所示為所述電壓采集模塊的電路圖，該模塊采用線性運算放大器LM358組成的線性放大電路，采用直接采樣法對每個單體電池電壓進行采樣。電池電壓經分壓網絡降壓到0至3.3V范圍內后，經過電壓跟隨后進入微控制單元1。微控制單元1內有已集成ADC模塊，無須另外加采樣保持電路。如圖3所示為電流采集模塊的電路圖，其主要有分流器、信號調理電路及電流方向檢測電路構成。由于MC9S08AC60的AD輸入最高為5V，該采樣電路先由分流器將大電流轉化為電壓信號，再由信號調理電路對采樣信號進行調理，同時進行電流方向檢測，最后輸入到MCU的采樣端口。通過匹配電阻的大小使Uo的值在單片機的AD采樣范圍內，Line.AD的高低電平來判斷電流的方向。該電流采樣電路在低成本的基礎上，巧妙地實現了電流的雙向采樣，同時能保證采樣的精度。所述均衡模塊2如圖5所示，采用的是74LS154譯碼芯片及其外圍器件構成。該模塊電路結構簡單易于控制，Q1選用IRF640N,當電池電壓過高時，MCU給出信號，經過光耦打開MOS管，R1,R2開始消耗電池電量，直至此節電池電壓與其它電池平均電量相當時停止。所述通訊模塊5，如圖4所示，采用的是RS485通信芯片及其外圍電路構成。該模塊主要由MAX485芯片及其外圍電路組成，在設計中選用了BAT54S芯片可抵抗浪涌和抑制瞬態雜波的影響。所述人機交互模塊4，主要由LCD（12864點陣）、按鍵、蜂鳴器及其外圍電路構成。如圖6所示為本技術多節鋰電池充電管理裝置的工作原理流程圖。裝置系統上電后開始運行，首先進行系統的初始化，然后由電壓電流采集模塊3采集各個單體電池的電壓、電流值，該采集得的參數輸送給微控制單元1，由微控制單元1計算各節電池SOC值并在人機交互模塊4的液晶上顯示。根據SOC值判斷各個單體電池是否過充，如果過充則啟動均衡模塊2，否則判斷充電是否完成，如果沒有完成，則返回電壓電流采樣繼續循環，直至充電完成。以上所述僅為本新型的優選實施例，凡跟本新型權利要求范圍所做的均等變化和修飾，均應屬于本新型權利要求的范圍。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，其特征在于：主要包含微控制單元、電壓電流采集模塊、均衡模塊及人機交互模塊；微控制單元的控制端經由均衡模塊電連接鋰電池組的控制輸入端；電壓電流采集模塊的采集端電連接鋰電池組，該電壓電流采集模塊的輸出端電連接微控制單元的輸入端，微控制單元的輸出端電連接人機交互模塊的輸入端。
【技術特征摘要】
1.一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，其特征在于：主要包含微控制單元、電壓電流采集模塊、均衡模塊及人機交互模塊；微控制單元的控制端經由均衡模塊電連接鋰電池組的控制輸入端；電壓電流采集模塊的采集端電連接鋰電池組，該電壓電流采集模塊的輸出端電連接微控制單元的輸入端，微控制單元的輸出端電連接人機交互模塊的輸入端。
2.如權利要求1所述的一種低成本多節鋰電池充電管理裝置，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬志群，鄭雪欽，王春陽，
申請(專利權)人：廈門理工學院，
類型：新型
國別省市：福建;35
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