一种运动装置动力锂电池管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种运动装置动力锂电池管理系统，其包括充电器、充电电流检测模块、动力锂电池、放电电流检测模块、运动装置、电池管理模块、行进距离检测模块；充电器的输出端经充电电流检测模块连接动力锂电池，充电电流检测模块输出充电电流数值至电池管理模块，动力锂电池的输出经放电电流检测模块连接运动装置为其供电，放电电流检测模块输出放电电流至电池管理模块；运动装置通过距离检测模块检测运动装置行进的距离，距离数值输出至电池管理模块。本实用新型建立一种综合循环充电次数、充电/放电程度、距离等因素的电池管理系统，自动调整电池低电压报警阈值，并发出相应报警信息。安全可靠、使用方便。
【专利说明】
一种运动装置动力锂电池管理系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及运动装置，具体涉及一种运动装置动力锂电池管理系统。
【背景技术】
[0002] 在诸如电力设备等领域的自动巡检系统中，通常需要使用锂电池供电，影响锂电 池的寿命的因素主要有:循环充电次数、充电和放电程度。此外，为了防止运动装置与充电 器之间的距离"过远"，所述"过远"是指由于电池寿命原因导致实际容量下降，导致剩余电 量无法保证运动装置正常返回充电器，从而影响锂电池输出能力。
[0003] 现有的锂电池管理系统没有考虑电池实际容量随充放电循环次数的增加而逐渐 衰减的情况，且忽视了运动装置与充电器之间的距离对运动装置能否依靠电池返回的重要 影响。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型为了解决现有电池管理系统忽略电池充放电次数、忽视了运动装置与 充电器之间运动距离的问题，提供了一种用于运动装置动力锂电池管理的系统。
[0005] 本实用新型采用如下技术方案:一种运动装置动力锂电池管理系统，包括充电器、 充电电流检测模块、动力锂电池、放电电流检测模块、运动装置、电池管理模块、行进距离检 测模块;一种运动装置动力锂电池管理系统，充电器的输出经充电电流检测模块连接动力 锂电池，充电电流检测模块输出充电电流数值至电池管理模块，动力锂电池的输出经放电 电流检测模块连接运动装置为运动装置供电，放电电流检测模块输出放电电流至电池管理 模块;运动装置通过距离检测模块检测运动装置行进的距离，距离数值输出至电池管理模 块。
[0006] 进一步的，充电电流检测模块和放电电流检测模块均为电流互感器。
[0007] 进一步的，运动装置是由锂电池供电进行往复运动的小车。
[0008] 进一步的，电池管理模块为完成锂电池电量管理和运动装置工作状态判断的嵌入 式微处理器。
[0009] 进一步的，行进距离检测模块为位置编码器。
[0010] 本实用新型的有益效果是:本实用新型建立一种综合循环充电次数、充电/放电程 度、距离等因素的电池管理系统，自动调整电池低电压报警阈值，并发出相应报警信息。安 全可靠、使用方便。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型结构示意图。
[0012] 图中：1.充电器、2.充电电流检测模块、3.动力锂电池、4.放电电流检测模块、5.运 动装置、6.电池管理模块、7.行进距离检测模块。
【具体实施方式】
[0013] 一种运动装置动力锂电池管理系统，包括充电器1、充电电流检测模块2、动力锂电 池3、放电电流检测模块4、运动装置5、电池管理模块6、行进距离检测模块7;充电器1的输出 端与电流检测模块2连接，充电电流检测模块2输出端分别与动力锂电池3输入端、电池管理 模块6输入端相接，动力锂电池3的输出端与放电电流检测模块4输入端相接，放电电流检测 模块4输出端分别与运动装置5输入端、电池管理模块6输入端相接，运动装置5输出端与行 进距离检测模块7输入端相接，行进距离检测模块7输出端与电池管理模块6输入端相接。具 体为:充电器1的输出经充电电流检测模块2连接动力锂电池3,充电电流检测模块2输出充 电电流数值至电池管理模块6,动力锂电池3的输出经放电电流检测模块4连接运动装置5为 运动装置5供电，放电电流检测模块4输出放电电流至电池管理模块6;运动装置5通过距离 检测模块7检测运动装置5行进的距离，距离数值输出至电池管理模块6。上述充电电流检测 模块2和放电电流检测模块4均为电流互感器。运动装置5是由锂电池供电、可往复运动的小 车。电池管理模块6为嵌入式微处理器，主要完成锂电池的电量管理和运动装置5工作状态 判断。行进距离检测模块7为位置编码器，可以根据输出脉冲的个数计算实际距离。
[0014] 使用时，如图1所示，运动装置5具有充电和放电两种工作状态:充电过程中充电器 1通过充电电流检测模块2向动力锂电池3充电，电池管理模块6通过充电电流检测模块2实 时监测充电电流;放电过程中充电电流检测模块2与充电器1断开连接，动力锂电池3通过放 电电流检测模块4向运动装置5供电，电池管理模块6通过放电电流检测模块4实时监测放电 电流。电池管理模块6通过行进距离检测模块7计算运动装置与充电器1之间的距离。电池管 理模块6根据运动装置5与充电器1之间的距离、充电程度、负载电流大小、电池循环次数自 动调整动力锂电池3的低电压报警阈值，防止运动装置没有足够的电量返回充电器。 实施例
[0015] 1.电池管理模型建模
[0016] A.首先根据采用的电池参数得到阈值《的计算模型，确定Γ、、、?、L ;
[0017] Β.运动装置5具有充电和放电两种工作状态:充电过程中充电器1通过充电电流检 测模块2向动力锂电池3充电，电池管理模块6通过充电电流检测模块2实时监测充电电流； 放电过程中充电电流检测模块2与充电器1断开连接，动力锂电池3通过放电电流检测模块4 向运动装置5供电，电池管理模块6通过放电电流检测模块4实时监测放电电流。
[0018] C.在运动装置5行进过程中，行进距离检测模块7实时向电池管理模块6发送距离 信息，电池管理模块6根据式(2)计算@，并根据实际电池电压U与获比较，当U小于获时发出 报警信息，运动装置改为返回模式。
[0019] 2.工作状态判断
[0020] 定义图1中充电电流检测模块2的输出为充电电流:?，放电电流检测模块4的输出 为放电电流4，根据电流的差值表~為判断出电池状态，判断依据如下：
[0021]
[0022] 其中掌为阈值，取值为0.05A。
[0023] 3.电池低电压预警
[0024] 为了防止电池组进入欠压保护状态而导致断电问题，需要保证在电池组电压低于 阈值时剩余电量可以维持运动装置5返回到充电器1。显然，阈值《与运动装置5距充电器1 的距离￡以及电池的等效充电次数C有关，采用如下公式确定阈值嫂：
[0025]
雜
[0026] 式中私^为电池组放电曲线拐点对应的电压值，取为23.6V，对应容量为9.3AH;:I, 为运动装置5与充电器之间的距离，单位米； <、先为非负数。
[0027] 等效充放电次数C与充电时剩余电量有关，可以根据下式进行估算：
[0028]
[0029] 上式中对应剩余电量，可以根据电池放电曲线获得，单位:AH; A为充满后电池 组的容量，该值可以通过电池组循环曲线获得;#为实际充电次数。
[0030] 以8节串联10AH的锂电池为例，每节电池额定电压为3.2V，则根据放电曲线可知终 止电压为23.6V; & 0协)·?.?,弋々()观22。
[0031 ]其它参数的电池可以采用相同的方法选取电池组放电曲线拐点对应的电压值C|&Sv， 计算。
【主权项】
1. 一种运动装置动力锂电池管理系统，其特征在于:包括充电器（1)、充电电流检测模 块(2)、动力锂电池(3)、放电电流检测模块(4)、运动装置(5)、电池管理模块(6)、行进距离 检测模块(7);充电器（1)的输出经充电电流检测模块(2)连接动力锂电池(3)，充电电流检 测模块(2 )输出充电电流数值至电池管理模块(6 )，动力锂电池(3 )的输出经放电电流检测 模块(4)连接运动装置(5)为运动装置供电，放电电流检测模块(4)输出放电电流至电池管 理模块(6);运动装置(5)通过距离检测模块(7)检测运动装置(5)行进的距离，距离数值输 出至电池管理模块(6)。2. 根据权利要求1所述的一种运动装置动力锂电池管理系统，其特征在于:充电电流检 测模块(2 )和放电电流检测模块(4 )均为电流互感器。3. 根据权利要求1或2所述的一种运动装置动力锂电池管理系统，其特征在于:运动装 置(5)是由锂电池供电进行往复运动的小车。4. 根据权利要求3所述的一种运动装置动力锂电池管理系统，其特征在于：电池管理模 块(6)为完成锂电池电量管理和运动装置(5)工作状态判断的嵌入式微处理器。5. 根据权利要求1、2或4所述的一种运动装置动力锂电池管理系统，其特征在于:行进 距离检测模块(7)为位置编码器。
【文档编号】H01M10/44GK205509572SQ201620202554
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】刘玉强, 赵仁涛, 任智顺, 郑文堂, 李志刚, 铁军, 张连平, 吴伯农, 李绍伟, 贾瑞明, 周瑞珍, 王丁, 王一丁, 刘世和
【申请人】金川集团股份有限公司, 北方工业大学