一种罐笼提升机内锂电池充电及保护系统的制作方法

本实用新型涉及锂电池保护装置技术领域，具体为一种罐笼提升机内锂电池充电及保护系统。

背景技术：

为了保障提升机的正常安全运行，很多矿井在罐笼提升机安装了照明设备和监测设备，安装的照明设备可以降低井下工人在封闭的罐笼中的焦虑感，监测设备能够时刻监控提升机运行状况，避免发生事故，但是因受到矿井深度限制只能使用蓄电池供电，蓄电池供电受自身容量的限制需要定时更换，严重影响生产效率。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种罐笼提升机内锂电池充电及保护系统，能够将摩擦产生的动能转换成电能，并且具有完善的电池管理和保护功能，安全高效，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种罐笼提升机内锂电池充电及保护系统，包括发电单元和管理单元，所述发电单元的输出端连接有锂电池组，所述发电单元包括摩擦轮，所述摩擦轮安装在罐笼提升机的罐笼外壁，且摩擦轮的轮轴上安装有联轴器，所述联轴器的另一端连接有发电机，所述发电机的输出端还连接有DC-DC变换器；所述管理单元包括主控芯片，所述主控芯片的输入端连接有采样检测单元，输出端连接有充放电控制电路，通信端口连接有以太网单元，所述采样检测单元的输入端与锂电池组的输出端电气连接，充放电控制电路的输入端还连接有可恢复保险丝，所述可恢复保险丝的输入端连接到DC-DC变换器输出端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述采样检测单元包括温度传感器、电压采样电阻和霍尔电流传感器，所述温度传感器采用DS18b20数字温度传感器，电压采样电阻和霍尔电流传感器连接有AD采样器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述充放电控制电路采用大功率MOS管元件制成，且MOS管的控制端与主控芯片的输出端之间还连接有光耦隔离器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述以太网单元包括编解码器和以太网信号收发器，所述以太网信号收发器与上位机进行数据通信。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该罐笼提升机内锂电池充电及保护系统，通过设置摩擦轮，利用联轴器带动发电机进行摩擦发电，并且通过DC-DC变换器进行电压变换，从而实现给锂电池组进行充电；通过设置充放电控制电路，利用采样检测单元中的温度传感器、电压采样电阻和霍尔电流传感器分别进行温度、电压和电流采样，结合主控芯片进行分析判断然后控制充放电控制电路的通断，实现自动智能管理；通过设置以太网单元，利用编解码器和以太网信号收发器实现远程数据传输；本实用新型能够将摩擦产生的动能转换成电能，并且具有完善的电池管理和保护功能，安全高效。

附图说明

图1为本实用新型模块结构示意图；

图2为充放电控制电路原理图。

图中：1-发电单元；2-管理单元；3-锂电池组；4-摩擦轮；5-联轴器；6-发电机；7-DC-DC变换器；8-主控芯片；9-采样检测单元；10-充放电控制电路；11-以太网单元；12-可恢复保险丝；13-温度传感器；14-电压采样电阻；15-霍尔电流传感器；16-AD采样器；17-编解码器；18-以太网信号收发器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种罐笼提升机内锂电池充电及保护系统，包括发电单元1和管理单元2，所述发电单元1的输出端连接有锂电池组3，所述发电单元1包括摩擦轮4，所述摩擦轮4安装在罐笼提升机的罐笼外壁，且摩擦轮4的轮轴上安装有联轴器5，所述联轴器5的另一端连接有发电机6，所述发电机6的输出端还连接有DC-DC变换器7；所述管理单元2包括主控芯片8，所述主控芯片8的输入端连接有采样检测单元9，输出端连接有充放电控制电路10，通信端口连接有以太网单元11，所述采样检测单元9的输入端与锂电池组3的输出端电气连接，充放电控制电路10的输入端还连接有可恢复保险丝12，所述可恢复保险丝12的输入端连接到DC-DC变换器7输出端；

所述采样检测单元9包括温度传感器13、电压采样电阻14和霍尔电流传感器15，所述温度传感器13采用DS18b20数字温度传感器，电压采样电阻14和霍尔电流传感器15连接有AD采样器16；所述充放电控制电路10采用大功率MOS管元件制成，且MOS管的控制端与主控芯片8的输出端之间还连接有光耦隔离器；所述以太网单元11包括编解码器17和以太网信号收发器18，所述以太网信号收发器18与上位机进行数据通信。

本实用新型的工作原理：所述发电单元1通过罐笼提升机的运动摩擦发电，所述管理单元2对锂电池组3的充电状态进行监控管理；

所述摩擦轮4采用弹性材料制成，从而尽量避免对罐笼运行轨道的冲击，同时摩擦轮为对称安装，避免了由单侧摩擦轮造成的罐笼受力不平衡；摩擦轮4转动时通过联轴器5带动发电机6开始工作，发电机6产生交流电压，输出的交流电经过DC-DC变换器7变换成直流电输出，给锂电池组3进行充电；

所述主控芯片8采用MSP430嵌入式处理器，所述采样检测单元9用于采集当前电池充电的状态参数，所述温度传感器13直接采集当前的温度信号并且输出数字信号送入至主控芯片8，所述电压采样电阻14将输出电压进行分压采样，所述霍尔电流传感器15采集输出的电流值大小，二者输出端均为模拟值，经过AD采样器16转换成数字信号后送入至主控芯片8，所述主控芯片8将采集到的数据值进行分析处理，判断当前值是否满足需求，当超出阈值时，输出低电平到充放电控制电路10中大功率MOS管的门极控制端，关断充电电路，停止充电，所述光耦隔离器可以防止电流倒灌，保护电路安全；所述可恢复保险丝12在温度超过设定值后自动断开，冷却后又自动恢复，提高电路安全性能；所述以太网单元11用于进行远程数据传输，所述编解码器17将待发送数据进行编码，所述以太网信号收发器18将编码后的数据发送出去，实现与上位机的数据交换，从而进行远程监控。

该罐笼提升机内锂电池充电及保护系统，通过设置摩擦轮4，利用联轴器5带动发电机6进行摩擦发电，并且通过DC-DC变换器7进行电压变换，从而实现给锂电池组3进行充电；通过设置充放电控制电路10，利用采样检测单元9中的温度传感器13、电压采样电阻14和霍尔电流传感器15分别进行温度、电压和电流采样，结合主控芯片8进行分析判断然后控制充放电控制电路的通断，实现自动智能管理；通过设置以太网单元11，利用编解码器17和以太网信号收发器18实现远程数据传输；本实用新型能够将摩擦产生的动能转换成电能，并且具有完善的电池管理和保护功能，安全高效。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。