金属电池管理装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电池管理电路的【技术领域】，尤其是涉及一种金属电池管理装置，包括CAN总线、主控单元、检测单元、控制单元以及显示单元，所述CAN总线与主控单元电连接，主控单元与检测单元、控制单元电连接并将相应数据反映到显示屏的显示输出端口电连接，检测单元包括温度检测单元、电压检测单元、电流检测及过流保护电路以及散热和液流控制单元，控制单元包括散热和液流控制通道选通以及与散热和液流控制通道选通电连接的散热和液流控制电路，控制单元还包括泄压阀控制电路以及上液泵控制电路，电流检测及过流保护电路内设有使能输出端。优点是：使金属空气电池成为能量大、质量轻、无污染、长效、稳定可靠的电源，成为一款对环境十分友好的电池。
【专利说明】金属电池管理装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池管理电路的【技术领域】，尤其是涉及一种金属电池管理装置。
【背景技术】
[0002]金属空气电池作为目前最有价值的新型能源，正被世界各国越来越重视和看好，金属空气电池通过氧气和金属接触发生反应来获得能量，与今天的锂离子电池相比，金属空气电池能存储更高的能量密度而且能实现完全彻底的零排放。一家致力于金属空气电池开发的以色列公司已经证明一种新型的金属空气电池能够一次性提供足够的能量使电动汽车续航行驶1000英里以上，国内也有多家研究院和企业在进行金属空气电池的开发和研究。金属空气电池虽然是目前最有价值的新型能源，但其在工作中会产生热量、析气和金属消耗。国际市场上用于这类金属空气电池工况管理的产品并不多见，国内更是空白。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种使金属空气电池成为能量大、质量轻、无污染、长效、稳定可靠的电源，成为一款对环境十分友好的电池的金属电池管理装置。
[0004]为实现上述的目的，本发明提供了以下技术方案:
[0005]一种金属电池管理装置，包括CAN总线、主控单元、检测单元、控制单元以及显示单元，所述CAN总线与主控单元电连接，主控单元与检测单元、控制单元电连接并将相应数据反映到显示屏的显示输出端口电连接，所述检测单元包括温度检测单元、电压检测单元、电流检测及过流保护电路以及散热和液流控制单元，所述温度检测单元包括温度检测通道选通以及与温度检测通道选通电连接的温度检测电路，所述电压检测单元包括电压检测通道选通以及与电压检测通道选通电连接的电压检测电路，所述控制单元包括散热和液流控制通道选通以及与散热和液流控制通道选通电连接的散热和液流控制电路，所述控制单元包括泄压阀控制电路以及上液泵控制电路，所述电流检测及过流保护电路内设有使能输出端。
[0006]本发明进一步设置为:所述温度检测电路包括温度感应探头J2、J5以及J8，每个温度感应探头J2、J5、J8中均有一端与地线电连接，另一端分别与温度检测通道选通电连接；三个电阻Rl、R2、R3的一端并联连接后与为温度感应探头J2、J5、J8供电的供电端U3电连接、另一端分别与温度感应探头J2、J5、J8的另一端电连接。
[0007]本发明进一步设置为:所述电压检测电路包括电压感应探头J3、J6以及J9，每个电压感应探头J3、J6、J9的其中一端与地线电连接，另一端分别与电压检测通道选通电连接；三个电阻R4、R5、R6的一端并联连接后与为电压感应探头J3、J6、J9供电的供电端U4电连接、另一端分别与电压感应探头J3、J6、J9的另一端电连接。
[0008]本发明进一步设置为:所述电流检测及过流保护电路是:电阻R32的一端分别与主控单元及电容C6的一端电连接，电阻R32的另一端分别与电容C7、电阻R26、电阻R27以及电阻R30的其中一端电连接，电容C6、C7的另一端接地，电阻R26的另一端串联滑动电阻R28后分别与供电端U5、电阻R30的另一端及滑动电阻R28的滑动端电连接；电阻R27的另一端与电阻R20、R21、R23、R24的一端以及MOS管Q12、Q14、Q13的源极电连接，电阻R20、R21、R22、R23、R24的另一端接地，所述MOS管Q12、Q13、Q14的漏极与金属电池负极接头J13电连接；所述MOS管Q12、Q13、Q14的栅极连接后与电阻R35的一端以及三极管Q17的集电极电连接，三极管Q17的发射极接地，所述电阻R35的另一端与三极管Q15的集电极电连接，三极管Q15的发射极与供电端U6及电阻R31的一端电连接，电阻R31的另一端与三极管Q15的基极及三极管Q16的集电极电连接，三极管Q16的发射极与电阻R36的一端电连接，三极管Q16的基极串联电阻R33后与供电端U7电连接，所述三极管Q17的基极与电阻R37的一端电连接，电阻R37和R36的另一端连接后与所述使能输出端电连接。
[0009]本发明进一步设置为:所述散热和液流控制电路包括散热风扇或液流控制阀J1、J4以及J7，所述散热风扇或液流控制阀探头Jl、J4以及J7的其中一端与供电端U8连接；所述散热风扇或液流控制阀探头Jl的另一端与三极管Ql的集电极电连接，三极管Ql的基极与电阻R7的其中一端电连接，电阻R7的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J4的另一端与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的基极与电阻R8的其中一端电连接，电阻R8的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J7的另一端与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的基极与电阻R9的其中一端电连接，电阻R9的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述三极管Ql、Q2、Q3的发射极分别与地线电连接。
[0010]本发明进一步设置为:所述泄压阀控制电路包括泄压阀控制端口 J10，泄压阀控制端口 J1的一端与MOS管Q6的源极电连接、另一端与电阻RlO的一端、三极管Q4的集电极及供电端U9电连接；M0S管Q6的漏极接地、栅极与电阻R12的一端及三极管Q7的集电极电连接，三极管Q7的发射极接地；所述三极管Q4的发射极与电阻R12的另一端电连接，三极管Q4的基极与电阻RlO的另一端及三极管Q5的集电极电连接；三极管Q5的基极串联电阻Rll后与供电端UlO电连接，三极管Q5的发射极与电阻R13的一端电连接，电阻R13与R14的另一端连接后与主控单元电连接。
[0011]本发明进一步设置为:所述上液泵控制电路是:上液泵控制端口 J12的一端与MOS管QlO的源极电连接、另一端与电阻R15的其中一端、三极管Q8的集电极以及供电端Ull电连接；所述MOS管QlO的漏极接地、栅极与电阻R17的一端及三极管Qll的集电极电连接，三极管Qll的发射极接地；所述三极管Q8的发射极与电阻R17的另一端电连接、基极与电阻R15的另一端及三极管Q9的集电极电连接；三极管Q9的基极串联电阻R16后与供电端U12电连接，三极管Q9的发射极与电阻R18的一端电连接，电阻R18、R19的另一端连接后与主控单元电连接。
[0012]本发明进一步设置为:所述供电端提供的电压为的直流电压。
[0013]通过采用上述技术方案，本发明所达到的技术效果为:
[0014]1、根据CAN总线的系统指令通过上液泵或泄液阀控制及时泵入或泄出电解液，让金属空气电池处于待工作或停止工作状态并给出指示；
[0015]2、温度检测通道实时监测金属空气电池各单元温度和析气状态实时传给主控单元并通过CAN总线传给显示终端实时显示，主控单元根据设定通过散热控制及时调节冷却装置和析气装置来维持金属空气电池各单元温度和析气在合适的范围，超出极限进入保护状态；
[0016]3、主控单元通过电压、电流检测对金属空气电池各单元出现的不均衡状态通过散热液流控制进行加速或减慢不均衡单元电解液流速和温度冷却来及时进行调节，使金属空气电池各单元逐渐趋向一致；
[0017]4、通过电压、电流检测实时监测金属空气电池的放电电量并通过主控单元进行准确估测金属空气电池中金属极板和电解液的消耗状况并通过CAN总线传给显示终端给出指示，及时提醒更换或通过控制单元启动自动添加装置；
[0018]5、通过输出使能控制软启动和过电流保护，主控单元进行故障诊断并通过总线与其它部件进行信息交互和显示功能；
[0019]6、使金属空气电池成为能量大、质量轻、无污染、长效、稳定可靠的电源，成为一款对环境十分友好的电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0021]图1为本发明的管理模式原理图。
[0022]图2为本发明的管理电路结构原理图。
[0023]图3为本发明的温度检测电路结构原理图。
[0024]图4为本发明的电压检测电路结构原理图。
[0025]图5为本发明的散热和液流控制电路结构原理图。
[0026]图6为本发明的泄压阀控制电路结构原理图。
[0027]图7为本发明的上液泵控制电路结构原理图。
[0028]图8为本发明的电流检测及过流保护电路结构原理图。
[0029]图9为本发明的显示输出端口电路结构原理图。
【具体实施方式】
[0030]如图1至图9所示，为本发明公开的一种金属电池管理装置，包括CAN总线、主控单元、检测单元、控制单元以及显示单元，所述CAN总线与主控单元电连接,主控单元与检测单元、控制单元电连接并将相应数据反映到显示屏的显示输出端口电连接，所述检测单元包括温度检测单元、电压检测单元、电流检测及过流保护电路以及散热和液流控制单元。
[0031]上述中，所述温度检测单元包括温度检测通道选通以及与温度检测通道选通电连接的温度检测电路，所述温度检测电路包括温度感应探头J2、J5以及J8，每个温度感应探头J2、J5、J8中均有一端与地线电连接，另一端分别与温度检测通道选通电连接；三个电阻R1、R2、R3的一端并联连接后与为温度感应探头J2、J5、J8供电的供电端U3电连接、另一端分别与温度感应探头J2、J5、J8的另一端电连接。
[0032]上述中，所述电压检测单元包括电压检测通道选通以及与电压检测通道选通电连接的电压检测电路，所述电压检测电路包括电压感应探头J3、J6以及J9，每个电压感应探头J3、J6、J9的其中一端与地线电连接，另一端分别与电压检测通道选通电连接；三个电阻R4、R5、R6的一端并联连接后与为电压感应探头J3、J6、J9供电的供电端U4电连接、另一端分别与电压感应探头J3、J6、J9的另一端电连接。
[0033]上述中，所述控制单元包括散热和液流控制通道选通以及与散热和液流控制通道选通电连接的散热和液流控制电路，所述散热和液流控制电路包括散热风扇或液流控制阀J1、J4以及J7，所述散热风扇或液流控制阀探头Jl、J4以及J7的其中一端与供电端U8连接；所述散热风扇或液流控制阀探头Jl的另一端与三极管Ql的集电极电连接，三极管Ql的基极与电阻R7的其中一端电连接，电阻R7的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J4的另一端与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的基极与电阻R8的其中一端电连接，电阻R8的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J7的另一端与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的基极与电阻R9的其中一端电连接，电阻R9的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述三极管Q1、Q2、Q3的发射极分别与地线电连接。
[0034]上述中，所述电流检测及过流保护电路是:电阻R32的一端分别与主控单元及电容C6的一端电连接，电阻R32的另一端分别与电容C7、电阻R26、电阻R27以及电阻R30的其中一端电连接，电容C6、C7的另一端接地，电阻R26的另一端串联滑动电阻R28后分别与供电端U5、电阻R30的另一端及滑动电阻R28的滑动端电连接；电阻R27的另一端与电阻 R20、R21、R23、R24 的一端以及 MOS 管 Q12、Q14、Q13 的源极电连接，电阻 R20、R21、R22、R23、R24的另一端接地，所述MOS管Q12、Q13、Q14的漏极与金属电池负极接头J13电连接；所述MOS管Q12、Q13、Q14的栅极连接后与电阻R35的一端以及三极管Q17的集电极电连接，三极管Q17的发射极接地，所述电阻R35的另一端与三极管Q15的集电极电连接，三极管Q15的发射极与供电端U6及电阻R31的一端电连接，电阻R31的另一端与三极管Q15的基极及三极管Q16的集电极电连接，三极管Q16的发射极与电阻R36的一端电连接，三极管Q16的基极串联电阻R33后与供电端U7电连接，所述三极管Q17的基极与电阻R37的一端电连接，电阻R37和R36的另一端连接后与所述使能输出端电连接。
[0035]上述中，所述控制单元还包括泄压阀控制电路以及上液泵控制电路，所述电流检测及过流保护电路内设有使能输出端。
[0036]所述泄压阀控制电路包括泄压阀控制端口 JlO，泄压阀控制端口 JlO的一端与MOS管Q6的源极电连接、另一端与电阻RlO的一端、三极管Q4的集电极及供电端U9电连接；M0S管Q6的漏极接地、栅极与电阻R12的一端及三极管Q7的集电极电连接，三极管Q7的发射极接地；所述三极管Q4的发射极与电阻R12的另一端电连接，三极管Q4的基极与电阻RlO的另一端及三极管Q5的集电极电连接；三极管Q5的基极串联电阻Rll后与供电端UlO电连接，三极管Q5的发射极与电阻R13的一端电连接，电阻R13与R14的另一端连接后与主控单元电连接。
[0037]所述上液泵控制电路是:上液泵控制端口 J12的一端与MOS管QlO的源极电连接、另一端与电阻R15的其中一端、三极管Q8的集电极以及供电端Ull电连接；所述MOS管QlO的漏极接地、栅极与电阻R17的一端及三极管Qll的集电极电连接，三极管Qll的发射极接地；所述三极管Q8的发射极与电阻R17的另一端电连接、基极与电阻R15的另一端及三极管Q9的集电极电连接；三极管Q9的基极串联电阻R16后与供电端U12电连接，三极管Q9的发射极与电阻R18的一端电连接，电阻R18、R19的另一端连接后与主控单元电连接。
[0038]综上，所述供电端提供的电压为直流电压。
[0039]上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种金属电池管理装置，包括CAN总线、主控单元、检测单元、控制单元以及显示单元，所述CAN总线与主控单元电连接，主控单元与检测单元、控制单元电连接并将相应数据反映到显示屏的显示输出端口电连接，其特征在于:所述检测单元包括温度检测单元、电压检测单元、电流检测及过流保护电路以及散热和液流控制单元，所述温度检测单元包括温度检测通道选通以及与温度检测通道选通电连接的温度检测电路，所述电压检测单元包括电压检测通道选通以及与电压检测通道选通电连接的电压检测电路，所述控制单元包括散热和液流控制通道选通以及与散热和液流控制通道选通电连接的散热和液流控制电路，所述控制单元包括泄压阀控制电路以及上液泵控制电路，所述电流检测及过流保护电路内设有使能输出端。
2.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述温度检测电路包括温度感应探头J2、J5以及J8，每个温度感应探头J2、J5、J8中均有一端与地线电连接，另一端分别与温度检测通道选通电连接；三个电阻Rl、R2、R3的一端并联连接后与为温度感应探头J2、J5、J8供电的供电端U3电连接、另一端分别与温度感应探头J2、J5、J8的另一端电连接。
3.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述电压检测电路包括电压感应探头J3、J6以及J9，每个电压感应探头J3、J6、J9的其中一端与地线电连接，另一端分别与电压检测通道选通电连接；三个电阻R4、R5、R6的一端并联连接后与为电压感应探头J3、J6、J9供电的供电端U4电连接、另一端分别与电压感应探头J3、J6、J9的另一端电连接。
4.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述电流检测及过流保护电路是:电阻R32的一端分别与主控单元及电容C6的一端电连接，电阻R32的另一端分别与电容C7、电阻R26、电阻R27以及电阻R30的其中一端电连接，电容C6、C7的另一端接地，电阻R26的另一端串联滑 动电阻R28后分别与供电端U5、电阻R30的另一端及滑动电阻R28的滑动端电连接；电阻R27的另一端与电阻R20、R21、R23、R24的一端以及MOS管Q12、Q14、Q13的源极电连接，电阻R20、R21、R22、R23、R24的另一端接地，所述MOS管Q12、Q13、Q14的漏极与金属电池负极接头J13电连接；所述MOS管Q12、Q13、Q14的栅极连接后与电阻R35的一端以及三极管Q17的集电极电连接，三极管Q17的发射极接地，所述电阻R35的另一端与三极管Q15的集电极电连接，三极管Q15的发射极与供电端U6及电阻R31的一端电连接，电阻R31的另一端与三极管Q15的基极及三极管Q16的集电极电连接，三极管Q16的发射极与电阻R36的一端电连接，三极管Q16的基极串联电阻R33后与供电端U7电连接，所述三极管Q17的基极与电阻R37的一端电连接，电阻R37和R36的另一端连接后与所述使能输出端电连接。
5.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述散热和液流控制电路包括散热风扇或液流控制阀Jl、J4以及J7，所述散热风扇或液流控制阀探头Jl、J4以及J7的其中一端与供电端U8连接；所述散热风扇或液流控制阀探头Jl的另一端与三极管Ql的集电极电连接，三极管Ql的基极与电阻R7的其中一端电连接，电阻R7的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J4的另一端与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的基极与电阻R8的其中一端电连接，电阻R8的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述散热风扇或液流控制阀探头J7的另一端与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的基极与电阻R9的其中一端电连接，电阻R9的另一端与散热和液流控制通道选通电连接；所述三极管Q1、Q2、Q3的发射极分别与地线电连接。
6.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述泄压阀控制电路包括泄压阀控制端口 J10，泄压阀控制端口 JlO的一端与MOS管Q6的源极电连接、另一端与电阻RlO的一端、三极管Q4的集电极及供电端U9电连接；M0S管Q6的漏极接地、栅极与电阻R12的一端及三极管Q7的集电极电连接，三极管Q7的发射极接地；所述三极管Q4的发射极与电阻R12的另一端电连接，三极管Q4的基极与电阻RlO的另一端及三极管Q5的集电极电连接；三极管Q5的基极串联电阻Rll后与供电端UlO电连接，三极管Q5的发射极与电阻R13的一端电连接，电阻R13与R14的另一端连接后与主控单元电连接。
7.根据权利要求1所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述上液泵控制电路是:上液泵控制端口 J12的一端与MOS管QlO的源极电连接、另一端与电阻R15的其中一端、三极管Q8的集电极以及供电端Ull电连接；所述MOS管QlO的漏极接地、栅极与电阻R17的一端及三极管Qll的集电极电连接，三极管Qll的发射极接地；所述三极管Q8的发射极与电阻R17的另一端电连接、基极与电阻R15的另一端及三极管Q9的集电极电连接；三极管Q9的基极串联电阻R16后与供电端U12电连接，三极管Q9的发射极与电阻R18的一端电连接，电阻R18、R19的另一端连接后与主控单元电连接。
8.根据权利要求2-7任意一项所述的金属电池管理装置，其特征在于:所述供电端提供的电压为直流 电压。
【文档编号】H02J7/00GK104052124SQ201410291486
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】梁云初, 虞金中 申请人:浙江华晨铝业有限公司