一种电池soc管理系统的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于数字电子领域，尤其涉及一种电池SOC管理系统的控制系统。
【背景技术】
[0002]磷酸铁锂电池(LiFePCM)具有体积小、重量轻、能量密度高、密封好、无泄露、无记忆效应、放电性能高、自放电率低、充电迅速、循环寿命长、工作环境温度范围宽、节能和绿色环保等特点，特别适合高压大电流且负载波动剧烈的动力应用场合。
[0003]虽然磷酸铁锂电池在短路、过充、挤压、针刺等苛刻的使用条件下仍然是安全的，但是会对电池的循环寿命造成极大影响。磷酸铁锂电池生产工艺比较复杂，单体电池的一致性差异会比密封阀控铅酸电池大，这就造成电池组在充电后期个别单体电池的电压迅速上升，从而造成磷酸铁锂电池组寿命减短或者损坏的现象，为了避免以上现象的发生就需要用电池管理系统保障电池的安全可靠。
[0004]电池管理系统(Battery Management System，即BMS)，是电池保护和管理的核心组成部分，不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的性能和延长使用寿命，管理系统在高压直流电源和电池之间、电池与负载之间起到一个桥梁作用，所以电池管理系统的安全管理模式对电池的安全性至关重要。电池管理系统主要包括数据采集单元、电池SOC (荷电状态，State of Charge)估算单元、控制单元、均衡单元和通讯单元，这其中SOC估算单元又是该管理系统的关键。
[0005]磷酸铁锂电池在使用过程中，精确测定电池的SOC对合理使用磷酸铁锂电池、延长使用寿命具有关键作用。传统测定SOC的方法通常有开路电压法、电流积分法、人工神经网络、卡尔曼滤波算法等，但实际上影响SOC的因素非常复杂，比如使用温度、充放电倍率、循环次数、内阻变化、自放电等因素都对SOC有一定的影响，传统方法往往仅仅考虑电压和电流积分这两个参数，这必然会对于SOC的测定精度带来一定的影响，尤其在集装箱轮胎式龙门起重机等高压大电流工作状态下，这种影响有时会非常显著。现有的控制电路复杂，测量精度低的缺陷。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种电池SOC管理系统的控制系统，旨在解决上述的技术问题。
[0007]本实用新型是这样实现的，一种电池SOC管理系统的控制系统，该控制系统包括电池管理模块、均衡模块、电流测量模块、MOSFET控制模块、RS485接口模块、MCU模块、温度采样模块、电池组及电源模块，所述电池管理模块的输出端分别连接所述均衡模块的输入端及所述温度采样模块的输入端，所述电池管理模块输入端连接所述电池组的正负极，所述电池管理模块的输入端连接所述MCU模块的输出端，所述MCU模块的输出端分别连接所述MOSFET控制模块的输入端及RS485接口模块，所述MOSFET控制模块的输出端连接所述电池管理模块的输入端，所述MCU模块的输入端分别连接所述温度采样模块的输出端及电流测量模块的输出端，所述电流测量模块的输入端连接所述电池组的负极，所述电源模块分别电性连接所述电池管理模块、均衡模块、电流测量模块、MOSFET控制模块、RS485接口模块、MCU模块及温度采样模块。
[0008]本实用新型的进一步技术方案是:所述电池管理模块包括电池处理芯片U2，所述电池处理芯片U2的第16脚连接电容C35的一端，所述电池处理芯片U2的第17脚分别连接电容C31的一端及电容C18的一端，所述电池处理芯片U2的第18脚分别连接电容C32的一端及电容C19的一端，所述电池处理芯片U2的第19脚经电阻R75分别连接电阻R73的一端及电容C36的一端，所述电阻R73的另一端连接热敏电阻器NTCl的一端，所述电池处理芯片U2的第20脚连接所述电容C36的一端，所述电池处理芯片U2的第31脚经电阻R49分别连接电阻R32的一端及场效应管Q23的栅极，所述电阻R32的另一端连接所述场效应管Q23的源极，所述场效应管Q23的漏极经电阻R90连接发光二极管LEDl的负极，所述电池处理芯片U2的第32脚分别连接电容C33的一端及电容C20的一端，所述电池处理芯片U2的第38脚连接电阻R92的一端，所述电池处理芯片U2的第39脚连接电阻R93的一端，所述电池处理芯片U2的第40脚分别连接电阻R94的一端及电阻R42的一端，所述电池处理芯片U2的第41脚连接电阻R95的一端，所述电池处理芯片U2的第42脚分别连接电阻R96的一端及电阻R41的一端，所述电池处理芯片U2的第45脚分别连接电阻R58的一端及电阻R34的一端，所述电阻R34的另一端连接电阻R59的一端，所述电阻R59的另一端连接场效应管Q25的漏极，所述场效应管Q25的栅极分别连接电阻R57的一端及电阻R33的一端，所述电阻R58的另一端连接场效应管Q24的栅极，所述场效应管Q24的漏极经电阻R91连接发光二极管LED2的负极，所述电池处理芯片U2的第52脚电阻R60的一端，所述电池处理芯片U2的第53脚连接电阻R56的一端，所述电池处理芯片U2的第54脚分别连接电阻R55的一端及电容C40的一端，所述电池处理芯片U2的第55脚连接电阻R54的一端，所述电池处理芯片U2的第56脚分别连接电阻R53的一端及电容C39的一端，所述电池处理芯片U2的第57脚分别连接电阻R52的一端及电容C38的一端，所述电池处理芯片U2的第58脚连接电阻R51的一端，所述电池处理芯片U2的第59脚连接电阻R50的一端，所述电池处理芯片U2的第60脚经电阻R76分别连接电阻R74的一端及电容C37的一端，所述电阻R74的另一端连接热敏电阻器NTC2的一端，所述电池处理芯片U2的第64脚分别连接电容C21的一端及稳压二极管D13的负极。
[0009]本实用新型的进一步技术方案是:所述均衡模块包括接线端子J1，所述接线端子Jl的第I脚分别连接电阻R15的一端及电感L9的一端，所述电感L9的另一端分别连接电容Cll的一端、稳压二极管D6的负极、电阻R14的一端及电阻R48的一端，所述电阻R48的另一端连接电容C17的一端，所述电阻R14的另一端连接场效应管Q16的漏极，所述场效应管Q16的栅极分别连接电阻R31的一端、稳压二极管D12的负极及电阻R40的一端，所述接线端子Jl的第2脚连接电感L8的一端，所述电感L8的另一端分别连接电容Cll的另一端、稳压二极管D6的正极、场效应管Q16的源极、电阻R31的另一端、稳压二极管D12的正极、电阻R47的一端、电阻R13的一端、稳压二极管D5的一端及电容ClO的一端，所述电阻R47的另一端连接电容C16的一端，所述电阻R13的另一端连接场效应管Q15的漏极，所述场效应管Q15的栅极分别连接电阻R30的一端、稳压二极管Dll的负极及电阻R39的一端，所述接线端子Jl的第3脚分别连接所述电阻R15的另一端及电感L7的一端，所述电感L7的另一端分别连接电容ClO的另一端、稳压二极管D5的正极、场效应管Q15的源极、电阻R30的另一端、稳压二极管Dll的正极、电阻R46的一端、电阻R12的一端、稳压二极管D4的负极、电容C9的一端，所述电阻R46的另一端连接电容C15的一端，所述电阻R12的另一端连接场效应管Q14的漏极，所述场效应管Q14的栅极分别连接电阻R29的一端、稳压二极管DlO的负极及电阻R38的一端，所述接线端子Jl第4脚连接电感L6的一端，所述电感L6的另一端分别连接电容C9的另一端、稳压二极管D4的正极、场效应管Q14的源极、电阻R29的另一端、稳压二极管DlO的正极、电阻R45的一端、电阻Rll的一端、稳压二极管D3的负极及电容C8的一端，所述电阻R45的另一端连接电容C14的一端，所述电阻Rll的另一端连接场效应管Q13的漏极，所述场效应管Q13的栅极分别连接电阻R28的一端、稳压二极管D9的负极及电阻R37的一端，所述接线端子Jl的第5脚连接电感L5的一端，所述电感L5的另一端分别连接电容C8的另一端、稳压二极管D3的正极、场效应管Q13的源极、电阻R28的另一端、稳压二极管D9的正极、电阻R44的一端、电阻RlO的一端、稳压二极管D2的负极及电容C7的一端，所述电阻R44的另一端连接电容C13的一端，所述电阻RlO的另一端连接场效应管Q12的漏极，所述场效应管Q12的栅极分别连接电阻R27的一端、稳压二极管D8的负极及电阻R36的一端，所述接线端子Jl的第6脚连接电感L4的一端，所述电感L4的另一端分别连接电容C7的另一端、稳压二极管D2的正极、场效应管Q12的源极、电阻R27的另一端、稳压二极管D8的正极、电阻R43、电阻R9的一端、稳压二极管Dl的负极及电容C6的一端，所述电阻R43的另一端连接电容C12的一端，所述电阻R9的另一端连接场效应管Qll的漏极，所述场效应管Qll的栅极分别连接电阻R27的一端、稳压二极管D7的负极及电阻R35的一端，所述接线端子Jl的第7脚连接电感L3的一端，所述电感L3的另一端分别连接电容C6的另一端、稳压二极管Dl的正极、场效应管Qll的源极、电阻R26的另一端及稳压二极管D7的正极。
[0010]本实用新型的进一步技术方案是:所述电流测量模块包括并联的电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6并联后的一端连接电感L2的一端，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6并联后的另一端经电感LI接地，所述电感L2的另一端分别连接电容Cl的一端、电阻R19的一端及电阻R7的一端，所述电阻R19的另一端分别连接电容C3的一端、电阻R18的一端及放大器UlA的第