专利名称：数字化锂离子蓄电池组装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属蓄电池智能管理类，具体说是一种与锂离子蓄电池组结合在一起，对锂离子蓄电池组容量进行动态管理，能够对每节电池的充放电电流、电压、温度进行监测和安全保护，对每节电池的电压自动校准平衡，并能够根据蓄电池组充放电电流的大小通过数据接口向外界提供蓄电池组实际可用时间、可用电量以及电压电流值、制造厂商、制造日期、充放电循环使用的次数、化学性质等多种数字参数的装置。
背景技术：
人们在使用以蓄电池为动力装置的电子设备时，最关心蓄电池实际具有的电量，以及还能为设备提供多少时间的电力。目前在摄像机等便携式电子设备上使用的锂离子蓄电池，不能精确的提供自身剩余可用的电量参数，如安时数或瓦时数，人们主要靠测量蓄电池的端电压大小概略判断蓄电池的电量大小。但是，首先锂离子蓄电池随着使用次数的增加，电池内阻将逐渐变大，新旧锂离子蓄电池的容量与电压的对应关系呈现较大的非线性误差；第二，不同容量和不同厂家生产的锂离子蓄电池它们的容量与电压的对应关系并不一致；第三，锂离子蓄电池的端电压在不同的环境温度下有高低变化。因此这一测量电池容量的方法并不可靠。另外，锂离子蓄电池组通常是由多个单体蓄电池串联而成，每个单体蓄电池的内阻在使用的过程中会随着充放电次数的增加而改变，从而引起整组电池中有的单体蓄电池电压高，有的单体蓄电池电压低，使整个蓄电池组的电压失去平衡，无法充足电，蓄电池组电性能将因此迅速下降，使用寿命大大缩短。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术不足之处而提供一种由微处理器控制电路和数据接口及锂离子蓄电池组共同组成的数字化锂离子蓄电池组装置，使蓄电池组电量不可预知及锂离子蓄电池组不能电压平衡等缺陷得以克服。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种数字化锂离子蓄电池组装置，其特征是作为放电控制的场效应管Q1其栅极与电池测量保护器件IC1的23脚相接，作为充电控制的场效应管Q2其栅极与电池测量保护器件IC1的21脚相接；B1、B2、B3、B4为上下串联的锂离子蓄电池，IC1的VC1经电阻器R1接到锂离子蓄电池B1的正极，VC2经电阻器R2接到锂离子蓄电池B2的正极，VC3经电阻器R8接到锂离子蓄电池B3的正极，VC4经电阻器R9接到锂离子蓄电池B4的正极，VCS经电阻器R10接到B4的负极；作为电流检测的电阻器R16串接在B4负端和电池组输出端GND之间，并且其两端分别接于IC1的电流检测端SR1和SR2；作为电池温度检测的热敏电阻器RT1一段接地，另一端与偏置电阻器R11的一端相连并接到微处理器IC2的模拟数据采样脚RA5/AN4；数据接口的时钟端SMK与IC2的RC3脚相接，数据接口的数据端SMD与IC2的RC4脚相接；发光二极管D4、D5、D6、D7分别经电阻器R3、R4、R5、R6接到IC2的RB5、RB4、RB3、RB2脚，S1为电池电量显示按钮；整个装置放在封闭的电池盒中，只有电源正极VBAT、电源负极GND、数据接口SMK和SMD端子露于电池盒外。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到电池测量保护器件IC1的型号为BQ29311。
微处理器IC2的型号为PIC18F2320。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、本装置能够对锂离子蓄电池的容量自动进行动态管理，对锂离子蓄电池充放电流和电压进行精确的测量和计算，并通过数据接口向外界提供蓄电池组实际可用时间、可用电量以及电压电流值、制造厂商、制造日期、充放电循环使用的次数、化学性质等多种数字化参数。
2、本装置能够根据预置的程序自动对锂离子蓄电池组中的每节单体蓄电池的电压进行动态监控，当蓄电池组中单体蓄电池的电压不一致时，微处理器自动启动电压平衡程序，使单体蓄电池的电压趋于一致。这样即延长了蓄电池组的使用寿命，又确保了锂离子蓄电池组充放电的安全。
3、本装置的电量百分比概略显示完全是根据蓄电池实际容量计算得出的，不受负载变化和温度的影响，而其它锂离子蓄电池的容量概略显示是通过测量蓄电池电压后间接推算出的，在负载或温度变化时，蓄电池电压变化较大，无法提供有效的电压-容量对应关系。
图1是本实用新型电原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述1、蓄电池电流电压容量检测原理电阻器R16串接在锂离子蓄电池B4负端和电池组输出端GND之间，并且其两端分别接于电池测量保护器件IC1的电流检测端SR1和SR2。电池在充放电时，电流经过电阻器R16产生的比例电压由微处理器IC2从电池测量保护器件IC1的SR1、SR2端口读入，由程序转换成对应的电流数值，再转换成充放电容量值，保存于微处理器IC2的数据寄存器中。蓄电池组的总电压及各个单体蓄电池的电压由电池测量保护器件IC1的VC1、VC2、VC3、VC4端口输入后，经其内部比例变换后，输出到VCELL端口，再由微处理器IC2的RA0/AN0口读取进行A/D变换。正常情况下，作为放电控制的场效应管Q1和作为充电控制的场效应管Q2均为开通状态，一旦微处理器IC2发现蓄电池充放电异常，就通过电池测量保护器件IC1关断场效应管Q1或Q2，确保蓄电池安全。
2、蓄电池组电压平衡原理微处理器IC2通过电池测量保护器件IC1不断监测蓄电池组的电压，如果某节单体蓄电池电压偏高，比如说锂离子蓄电池B3的电压比其它单体蓄电池高0.1V，微处理器IC2通过RC0、RC1口向电池测量保护器件IC1的SCLK、SDATA口发出平衡指令，电池测量保护器件IC1的VC3、VC4端口在内部接通，使得电阻器R8、R9和锂离子蓄电池B3之间形成串联放电回路，当锂离子蓄电池B3平衡放电一段时间，其端电压与其它单体蓄电池趋于一致后，微处理器IC2发出终止平衡指令，电池测量保护器件IC1内部断开锂离子蓄电池B3的放电回路，电压平衡过程结束。
3、数据接口工作原理锂离子蓄电池组数据接口由微处理器IC2的RC3、RC4端口构成。当外部设备向数据接口发出读写信号时，RC3、RC4端口的电平将发生跳变，产生中断信号，微处理器IC2响应数据通讯中断请求，根据外部设备发出的指令字，进行相应的数据存取和处理，再用串行通讯的方式将数据由RC3、RC4端口传送给外部设备。
权利要求1.一种数字化锂离子蓄电池组装置，其特征是作为放电控制的场效应管Q1其栅极与电池测量保护器件IC1的23脚相接，作为充电控制的场效应管Q2其栅极与电池测量保护器件IC1的21脚相接；B1、B2、B3、B4为上下串联的锂离子蓄电池，IC1的VC1经电阻器R1接到锂离子蓄电池B1的正极，VC2经电阻器R2接到锂离子蓄电池B2的正极，VC3经电阻器R8接到锂离子蓄电池B3的正极，VC4经电阻器R9接到锂离子蓄电池B4的正极，VCS经电阻器R10接到B4的负极；作为电流检测的电阻器R16串接在B4负端和电池组输出端GND之间，并且其两端分别接于IC1的电流检测端SR1和SR2；作为电池温度检测的热敏电阻器RT1一段接地，另一端与偏置电阻器R11的一端相连并接到微处理器IC2的模拟数据采样脚RA5/AN4；数据接口的时钟端SMK与IC2的RC3脚相接，数据接口的数据端SMD与IC2的RC4脚相接；发光二极管D4、D5、D6、D7分别经电阻器R3、R4、R5、R6接到IC2的RB5、RB4、RB3、RB2脚，S1为电池电量显示按钮；整个装置放在封闭的电池盒中，只有电源正极VBAT、电源负极GND、数据接口SMK和SMD端子露于电池盒外。
2.根据权利要求1所述的数字化锂离子蓄电池组装置，其特征是电池测量保护器件IC1的型号为BQ29311。
3.根据权利要求1所述的数字化锂离子蓄电池组装置，其特征是微处理器IC2的型号为PIC18F2320。
专利摘要本实用新型提供一种由微处理器控制电路和数据接口及锂离子蓄电池组共同组成的数字化锂离子蓄电池组装置，使蓄电池组电量不可预知及锂离子蓄电池组不能电压平衡等缺陷得以克服，它由BQ29311电池测量保护器件IC1和PIC18F2320微处理器IC2及多只锂离子蓄电池组成，作为放电控制的场效应管Q1和作为充电控制的场效应管Q2其开通或断开由微处理器IC2根据电池充放电的工作状态通过向电池测量保护器件IC1发出指令而进行控制。
文档编号H01M10/40GK2729920SQ20042006242
公开日2005年9月28日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者肖渭光, 于江苏, 丁宝国 申请人:南京视威电子有限公司