用于低功耗仪表的电池管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及逆变控制技术领域，具体地，涉及一种用于低功耗仪表的电池管理系统。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的快速发展，仪器仪表的应用领域不断拓宽，电池供电成为了重要的选择。
[0003]电池管理系统是电池使用安全性的有效保障。目前的电池管理系统大多为大容量电池组、短续航时间的应用而设计，这种管理系统服务的设备功耗大，电池的循环时间短，管理系统自身的功耗也不低,不适合在低功耗仪表场上使用。
[0004]目前的许多低功耗续航时间长的系统例如某燃气远程监控仪表，平均系统电流仅为几毫安，要求在低温下连续运行6个月以上，就没有适用的电池管理系统。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于低功耗仪表的电池管理系统，能够监控和管理低功耗仪表中电流较小的电池。
[0006]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
用于低功耗仪表的电池管理系统，包括现场管理装置、现场管理上位机、远程控制中心上位机，所述现场管理装置包括连接在电池串正极的熔断保险丝、与熔断保险丝相连的采样电阻、连接在电池串负极的保护执行电路，还包括单片机、存储设备、电压检测模块、温度检测模块、电量计、无线报警模块，所述存储设备、电压检测模块、温度检测模块、电量计、无线报警模块、保护执行电路均与单片机相连，所述电量计还与采样电阻相连；所述远程控制中心上位机包括无线通信模块，该无线通信模块无线连接现场管理装置的无线报警模块；所述现场管理上位机通过串口连接现场管理装置。
[0007]作为本发明的进一步改进，还包括与采样电阻相连的电源和与单片机相连的TTL转RS23模块，该TTL转RS23模块连接现场管理装置的串口。
[0008]进一步，还包括与电池串相连的充电均衡模块。
[0009]进一步，还包括与熔断保险丝相连的二级保护模块。
[0010]进一步，所述无线通信模块和无线报警模块为GPRS无线通信模块。
[0011]综上，本发明的有益效果是:
1、本发明为低功耗续航时间长的装置和系统提供了一种电池管理系统；
2、本发明的系统中还设置了无线报警模块与远程控制中心无线连接，便于远程控制中心及时了解现场电池情况，从而便于及时安排更换，以免造成数据不完整等问题，还避免了偏远地区布线不便的问题；
3、本发明的电池管理系统各项功能性能良好，工作电流低，功耗低，远远低于现有的锂电池智能管理系统。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的一种【具体实施方式】结构示意图；
图2是保护执行电路的一种【具体实施方式】结构示意图；
图3是均衡电路模块的一种【具体实施方式】结构示意图；
图4是二级保护模块的一种【具体实施方式】结构示意图；
图5是采样电阻和电量计的一种【具体实施方式】结构示意图；
图6是电源的一种【具体实施方式】结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]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。
[0014]如图1所示，用于低功耗仪表的电池管理系统，包括现场管理装置、现场管理上位机、远程控制中心上位机，所述现场管理装置包括连接在电池串正极的熔断保险丝、与熔断保险丝相连的采样电阻、与采样电阻相连的电源、连接在电池串负极的保护执行电路、与电池串相连的充电均衡模块、与熔断保险丝相连的二级保护模块，还包括单片机、存储设备、电压检测模块、温度检测模块、电量计、无线报警模块、TTL转RS23模块，所述存储设备、电压检测模块、温度检测模块、电量计、无线报警模块、保护执行电路、TTL转RS23模块均与单片机相连，所述电量计还与采样电阻相连；所述远程控制中心上位机包括无线通信模块，该无线通信模块无线连接现场管理装置的无线报警模块；所述现场管理上位机通过串口连接现场管理装置的TTL转RS23模块。所述无线报警模块为GPRS无线通信模块，当监测到电池异常或电量耗尽时，采用无线方式发送报警信号给控制中心的上位机。图1中BAT+、BAT-分别为管理的电池串的正负输出端。
[0015]以下是本发明现场管理装置中主要模块的【具体实施方式】:
基于低功耗的考虑，本发明中采用低功耗器件，单片机采用MSP430FG439低功耗单片机；电压基准采用REF3325，该基准电源的功耗极低仅3.9 μ A ;运放用工作电流仅1.5 μ A的LT1495 ;数字电位器采用了静态电流低至50ηΑ的AD5165等。对工作电流较大的间歇性工作电路增加了电源管理电路，以降低能耗。
[0016]低温电池组的额定电压为14.8V，由4组电芯串联而成，每组电芯包含8节单体电芯，正常的工作电压为2.5~4.2V。每个采集周期采集各组电芯的电压，处理器根据电压大小给保护执行电路发出指令，执行相应的保护动作。均衡电路用单片机和三极管实现，代替了均衡专用芯片。系统会把电压电流和温度的最值、电池已使用的时间、剩余电量和其他异常信息记录在存储设备内。处理器提供了 TTL通信接口，现场的计算机可以通过一个TTLRS232转换模块读取存储设备中的日志。充电过程中为了防止MCU死机等异常而出现保护失效。增加了二级保护电路，若电压超出预设值，将会启动二级保护电路，熔断三端保险丝，阻止事故的发生。
[0017]保护执行电路:是保护动作的执行机构，电路如图2所示，CH是充电控制开关，DISCH是放电控制开关，通过控制CH和DISCH做出相应的保护动作。CH和DISCH在正常工作时置为低电平，此时Ml和M2均导通。当出现放电过流或者过放电状态，DISCH置为高电平，此时Q2断开，Q3导通，将M2栅极电容的电荷迅速放电，使M2能瞬间关闭，完成保护。当出现充电过流或者过充电状态，将C