一种锂电池组智能管理监控系统的制作方法
【专利说明】一种锂电池组智能管理监控系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及锂电池组研究领域，具体地，涉及一种锂电池组智能管理监控系统。
【背景技术】
[0003]锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。
[0004]锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。
[0005]电动汽车的锂电池组由多节单体电池串联组成，总电压一般在12?400V。如果不对蓄电池组进行安全监控和有效管理，将会使蓄电池组内单体之间的差异在使用过程中逐渐增大，导致电池组在运行一段时间后出现单体过充、过放、过流及电池组环境温度过高等一系列故障，造成整个电池组的使用寿命缩减。性能下降。严重时甚至报废，爆炸等。
[0006]综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题:
在现有技术中，现有的电池组存在管理监控较差，导致电池组使用寿命缩减，性能下降，安全性较差的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种锂电池组智能管理监控系统，解决了现有的电池组存在管理监控较差，导致电池组使用寿命缩减，性能下降，安全性较差的技术问题，实现了提高了电池组的安全性，确保锂电池组可靠运行，同时延长电池组使用寿命，降低使用成本的技术效果O
[0008]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种锂电池组智能管理监控系统，所述系统包括:
充电模块、数据采集模块、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块，充电模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块通过开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的能量均衡一致；电量计算模块是通过对采集到的状态参数进行分析，并根据电量估测算法，对电池的当前电量进行估算；数据采集模块负责采集电池的各种状态参数；数据显示模块采用图文液晶显示屏，显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量，电池温度和充电时间。
[0009]其中，所述电池状态参数包括:电流、电压、温度。
[0010]其中，所述系统能对电池组进行数据监控、报警。
[0011]其中，所述系统选用锂电池专用管理芯片0Z890，实现过压、欠压、过流、短路、过高温及过低温保护、电池能量均衡和数据采集功能。
[0012]其中，所述系统选用单片机AT89C51CC01为控制器，设计了声光报警系统，同时通过LCD点阵液晶显示屏进行动态全面显示。
[0013]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
实现了提高了电池组的安全性，确保锂电池组可靠运行，同时延长电池组使用寿命，降低使用成本的技术效果。
【附图说明】
[0014]图1为本申请中锂电池组智能管理监控系统的组成示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种锂电池组智能管理监控系统，解决了现有的电池组存在管理监控较差，导致电池组使用寿命缩减，性能下降，安全性较差的技术问题，实现了提高了电池组的安全性，确保锂电池组可靠运行，同时延长电池组使用寿命，降低使用成本的技术效果O
[0016]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0017]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0018]实施例1:
请参考图1，本申请提供了一种锂电池组智能管理监控系统，所述系统包括:
充电模块、数据采集模块、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块，充电模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块通过开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的能量均衡一致；电量计算模块是通过对采集到的状态参数进行分析，并根据电量估测算法，对电池的当前电量进行估算；数据采集模块负责采集电池的各种状态参数；数据显示模块采用图文液晶显示屏，显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量，电池温度和充电时间。
[0019]其中，在本申请实施例中，所述电池状态参数包括:电流、电压、温度。
[0020]其中，在本申请实施例中，所述系统能对电池组进行数据监控、报警。
[0021]其中，在本申请实施例中，所述系统选用锂电池专用管理芯片0Z890，实现过压、欠压、过流、短路、过高温及过低温保护、电池能量均衡和数据采集功能。
[0022]其中，在本申请实施例中，所述系统选用单片机AT89C51CC01为控制器，设计了声光报警系统，同时通过LCD点阵液晶显示屏进行动态全面显示。
[0023]其中，在本申请实施例中，电池智能管理系统的结构:
基于0Z890的锂电池组智能管理模块，主要由充电模块、数据采集模块、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块等组成。充电模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块在适当的时候通过开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的能量均衡一致；电量计算模块是通过对采集到的状态参数进行分析，并根据电量估测算法，对电池的当前电量进行估算；数据采集模块负责采集电池的各种状态参数，如电流、电压、温度；数据显示模块采用图文液晶显示屏。显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量，电池温度和充电时间。本文设计的动力锂电池组管理系统能对电池组进行数据监控、报警。选用锂电池专用管理芯片0Z890。实现过压、欠压、过流、短路、过高温及过低温保护、电池能量均衡和数据采集等功能，在此基础上选用单片机AT89C51CC01为控制器。设计了声光报警系统。同时通过IXD点阵液晶显示屏进行动态全面显示，使锂电池组的功能更完善。
[0024]电池组智能管理系统硬件设计:监控系统的硬件结构主要包括0Z890锂电池智能管理模块、监控模块、显示模块和声光报警模块。
[0025](I)主控MCU电路。主控MCU采用AT89C51CC01单片机，它是一种功能强大的8位微控制器。自带CAN控制器和内置32 KB FLASH ROM。2KB EEPROM和1.2KB RAM。可控制15个CAN通道，这些通道可编程用于接收、发送或接收缓冲器。可为网络节点提供硬件支持。并且内部还有D转换和PffM发生器等其他功能，在设计中可直接用于电池电压的测量。
[0026](2)通讯电路。系统使用串行接口，通过液晶模块显示电池组总电压、各单节电池电压、充放电电流、剩余电量等。XS2是信号输入端和电源端插座。输入的信号经过MCU处理。发送到IXD进行显示:XS3是232通信端。通过USl电平转换。数据内容可以在显示屏上显示。
[0027](3)IXD显示电路。其中XS4是到显示屏的插座，Ql控制显示屏内的背光LED。Rff调节字符对比度。
[0028](4)声光报警电路。其中，P03 口输出报警控制信号。驱动Fl和DT，产生声音、光线报警信号；P02是MCU联机信号指示灯。如果不能正常联机。则灯光闪烁，若联机正常，
则灯常亮。
[0029]电池管理系统的软件设计:
本系统软件是基于C语言完成的，主循环中首先检测电池电压、电流、温度等信息是否正常，若不正常，报警并关闭电路，若正常，对充放电状态进行判断，根据不同的状态做出不同的处理；接着进行数据通信，将电池的状态信息传递给上位机:再次进行均衡处理。判断系统是否需要均衡，并在特定的时候开启均衡电路。自此就完成了电池管理系统整个工作流程；主循环完成上述操作后，再进入下一次循环，周而复始。
[0030]上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点:
实现了提高了电池组的安全性，确保锂电池组可靠运行，同时延长电池组使用寿命，降低使用成本的技术效果。
[0031]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0032]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种锂电池组智能管理监控系统，其特征在于，所述系统包括: 充电模块、数据采集模块、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块，充电模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块通过开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的能量均衡一致；电量计算模块是通过对采集到的状态参数进行分析，并根据电量估测算法，对电池的当前电量进行估算；数据采集模块负责采集电池的各种状态参数；数据显示模块采用图文液晶显示屏，显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量，电池温度和充电时间。2.根据权利要求1所述的锂电池组智能管理监控系统，其特征在于，所述电池状态参数包括:电流、电压、温度。3.根据权利要求1所述的锂电池组智能管理监控系统，其特征在于，所述系统能对电池组进行数据监控、报警。4.根据权利要求1所述的锂电池组智能管理监控系统，其特征在于，所述系统选用锂电池专用管理芯片0Z890，实现过压、欠压、过流、短路、过高温及过低温保护、电池能量均衡和数据采集功能。5.根据权利要求1所述的锂电池组智能管理监控系统，其特征在于，所述系统选用单片机AT89C51CC01为控制器，设计了声光报警系统，同时通过IXD点阵液晶显示屏进行动态全面显示。
【专利摘要】本发明公开了一种锂电池组智能管理监控系统，所述系统包括：充电模块、数据采集模块、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块，充电模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块通过开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的能量均衡一致；电量计算模块是通过对采集到的状态参数进行分析，并根据电量估测算法，对电池的当前电量进行估算；数据采集模块负责采集电池的各种状态参数；数据显示模块采用图文液晶显示屏，实现了提高了电池组的安全性，确保锂电池组可靠运行，同时延长电池组使用寿命，降低使用成本的技术效果。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105244956
【申请号】CN201510678257
【发明人】李延俊, 岳波, 向中林, 王俊安, 颜宇强, 周俊杰
【申请人】四川科能锂电有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月20日