專利名稱：礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦用電源裝置，特別是一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置。 技術(shù)背景近年來(lái)，由于燃油機(jī)車帶來(lái)的環(huán)境污染和能源緊張的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)電池動(dòng)力運(yùn)輸設(shè) 備就成為了勢(shì)在必行的項(xiàng)目。因?yàn)殡妱?dòng)運(yùn)輸設(shè)備提供動(dòng)力的是電池，電池中的電能可以來(lái) 源于風(fēng)能，水能，太陽(yáng)能等可再生的，清潔環(huán)保的能源。而且電動(dòng)機(jī)的效率比內(nèi)燃機(jī)高，運(yùn)行 時(shí)產(chǎn)生的噪音比內(nèi)燃機(jī)要小，因此電動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備深受人們關(guān)注。然而作為電動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備的能源提供部分——電池，由于其成本高、壽命較短，一次 充電后行駛里程不理想，并且容易出問(wèn)題等因素，成為制約電動(dòng)汽車發(fā)展最大瓶頸?，F(xiàn)在市 場(chǎng)上普遍使用的是閥控密封鉛酸蓄電池，其體積大、質(zhì)量重、比能量低、循環(huán)使用次數(shù)也比 較低，另外鉛酸電池制造材料中的鉛對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生高度的污染，這也違背了人們要求環(huán)保 的初衷。由于鉛酸電池本身特性的限制，決定了鉛酸電池不可能作為動(dòng)力電池應(yīng)用到電動(dòng) 運(yùn)輸設(shè)備領(lǐng)域。動(dòng)力鋰電池因其體積小、重量輕、充電快、放電電流大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、高溫性 能好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，使其進(jìn)入了動(dòng)力電池領(lǐng)域。本電源裝置摒棄了鉛酸蓄電池的缺點(diǎn)，提出了新型的應(yīng)用到運(yùn)輸設(shè)備上的動(dòng)力鋰 電池電源裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，該裝置具有性能 高、壽命長(zhǎng)、充電時(shí)間短、防止過(guò)充電與過(guò)放電、避免深度放電等特點(diǎn)，從而保障了設(shè)備的高 效運(yùn)行。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，該 裝置基于相關(guān)程序的支持下，其特征在本裝置包括充電機(jī)與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與充電機(jī)相連，用于控制充電機(jī)的開(kāi)通與關(guān)斷，以及充電機(jī)的 工作狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號(hào)。上述的電池保護(hù)控制系統(tǒng)包括中央處理單元與充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行均衡充電；中央處理單元與容量檢測(cè)模塊相連，用于對(duì)當(dāng)前電量進(jìn)行估測(cè)；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預(yù)置恒壓恒流參考值，也可用于對(duì)充放 電過(guò)程進(jìn)行人工干預(yù)；[0017]中央處理單元與顯示屏相連，用于顯示各個(gè)電池電壓、充放電電流、剩余電量、電 池溫度和充電時(shí)間，同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)電池過(guò)壓、過(guò)流及溫度過(guò)高等現(xiàn)象時(shí)給予報(bào)警；中央處理單元與存儲(chǔ)通信單元連接，用于通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述的電池組采用動(dòng)力鋰電池。上述的電池保護(hù)控制系統(tǒng)采用微型控制器。本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步在于礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其電池組 采用動(dòng)力鋰電池，該電池具有體積小、重量輕、充電快、放電電流大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、高溫性能 好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。其電池保護(hù)控制系統(tǒng)集電池電壓電流和溫度等信息高速采集、SOC和 剩余行駛里程預(yù)測(cè)、熱量管理功能、高壓電安全管理功能和車載CAN通訊功能于一體，采用 了 C8051F020單片機(jī)作為中央處理單元，它是一個(gè)完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，它在 片內(nèi)集成了構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集或控制系統(tǒng)所需要的幾乎所有模擬和數(shù)字外設(shè)及其 它功能部件，同時(shí)設(shè)有片內(nèi)調(diào)試電路與JTAG 口，可以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)調(diào)試。既便于使用又能保證 精確模擬外設(shè)的性能。

圖1是本實(shí)用新型的連接框圖。圖2是本實(shí)用新型的保護(hù)控制系統(tǒng)連接框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參照附圖1和圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源 裝置，該裝置基于相關(guān)程序的支持下，其特征在本裝置包括充電機(jī)與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與充電機(jī)相連，用于控制充電機(jī)的開(kāi)通與關(guān)斷，以及充電機(jī)的 工作狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號(hào)。上述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置電池保護(hù)控制系統(tǒng)，包括中央處理單元與 充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采 集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行均衡充 電；中央處理單元與容量檢測(cè)模塊相連，用于對(duì)當(dāng)前電量進(jìn)行估測(cè)；中央處理單元與外部 控制部分相連，用于預(yù)置恒壓恒流參考值，也可用于對(duì)充放電過(guò)程進(jìn)行人工干預(yù)；中央處理 單元與顯示屏相連，用于顯示各個(gè)電池電壓、充放電電流、剩余電量、電池溫度和充電時(shí)間， 同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)電池過(guò)壓、過(guò)流及溫度過(guò)高等現(xiàn)象時(shí)給予報(bào)警；中央處理單元與存儲(chǔ)通信單元 連接，用于通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池組采用了動(dòng)力鋰 電池。上述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保護(hù)控制系統(tǒng)采 用了微型控制器。[0033]圖1中充電機(jī)給動(dòng)力鋰電池組充電，為電池組提供可靠的充電環(huán)境，電池保護(hù)控 制系統(tǒng)與動(dòng)力鋰電池組相連，用于完成動(dòng)力鋰電池組電路保護(hù)、溫度保護(hù)等功能，還要控制 整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，包括充電時(shí)參考電壓和參考電流的給定，整個(gè)充電過(guò)程的控制和結(jié) 束充電過(guò)程的判斷；放電電流的監(jiān)控，停止放電的條件判斷。這兩部分通過(guò)接口互相連接，能量從充電機(jī)傳往電池組，保護(hù)控制裝置的控制信 號(hào)一部分控制電池組的充放電回路的開(kāi)通與關(guān)斷，另一部分則由電池組發(fā)送到充電機(jī)，控 制充電機(jī)的開(kāi)啟關(guān)閉和恒壓恒流值。電池保護(hù)控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供信號(hào)。圖2中動(dòng)力鋰電池保護(hù)控制系統(tǒng)主要由充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊(包括電壓，電 流，溫度數(shù)據(jù)采集)、均衡模塊、電量計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和存儲(chǔ)通信模塊組成。其連接為中央處理單元與充電機(jī)相連，用于控制充電機(jī)的恒壓恒流充電；中央處 理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相 連，用于對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行均衡充電；中央處理單元與容量檢測(cè)模塊相連，用于對(duì)當(dāng)前電量進(jìn) 行估測(cè)；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預(yù)置恒壓恒流參考值，也可用于對(duì)充放電 過(guò)程進(jìn)行人工干預(yù)；中央處理單元與報(bào)警顯示屏相連，用于顯示各個(gè)電池電壓、充放電電 流、剩余電量、電池溫度和充電時(shí)間，同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)電池過(guò)壓、過(guò)流及溫度過(guò)高等現(xiàn)象時(shí)給予 報(bào)警；中央處理單元與存儲(chǔ)通信單元連接，用于通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；中央處理單元 與控制器相連，用于給控制器提供信號(hào)。其中數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)，如電流、電壓、溫度；充電控制 模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)充放電過(guò) 程進(jìn)行控制；均衡模塊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過(guò)開(kāi)關(guān)電源對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中 的電池更加均衡一致；電量估測(cè)單元主要是分析采集過(guò)來(lái)的狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出 的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前電量進(jìn)行估測(cè)；數(shù)據(jù)顯示單元采用圖文液晶顯示屏，可顯示 各節(jié)電池電壓，充放電電流，剩余電量，電池溫度和充電時(shí)間；存儲(chǔ)通信單元通過(guò)存儲(chǔ)芯片 定時(shí)把充放電信息(電壓，電流，充放電時(shí)間等)存儲(chǔ)起來(lái)，可通過(guò)串口與電腦通信，在電腦 上顯示充放電信息。
權(quán)利要求1.一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，該裝置基于相關(guān)程序的支持下，其特征在于 本裝置包括充電機(jī)與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與充電機(jī)相連，用于控制充電機(jī)的開(kāi)通與關(guān)斷，以及充電機(jī)的工作 狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保 護(hù)控制系統(tǒng)包括中央處理單元與充電模塊相連，用于控制充電模塊的恒壓恒流充電；中央處理單元與采集模塊相連，用于采集電池組的電壓、電流和溫度；中央處理單元與均衡模塊相連，用于對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行均衡充電；中央處理單元與容量 檢測(cè)模塊相連，用于對(duì)當(dāng)前電量進(jìn)行估測(cè)；中央處理單元與外部控制部分相連，用于預(yù)置恒壓恒流參考值，也可用于對(duì)充放電過(guò) 程進(jìn)行人工干預(yù)；中央處理單元與顯示屏相連，用于顯示各個(gè)電池電壓、充放電電流、剩余電量、電池溫 度和充電時(shí)間，同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)電池過(guò)壓、過(guò)流及溫度過(guò)高等現(xiàn)象時(shí)給予報(bào)警；中央處理單元與存儲(chǔ)通信單元連接，用于通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池組 采用動(dòng)力鋰電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，其特征在于所述的電池保 護(hù)控制系統(tǒng)采用微型控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦用隔爆型動(dòng)力鋰電池電源裝置，該電源裝置包括充電機(jī)與電池組連接，用于給電池組充電；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與電池組相連，用于控制電池組的充電、放電狀態(tài)；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與充電機(jī)相連，用于控制充電機(jī)的開(kāi)通與關(guān)斷；電池保護(hù)控制系統(tǒng)與控制器相連，用于給控制器提供控制信號(hào)；整個(gè)動(dòng)力鋰電池電源裝置具有性能高、壽命長(zhǎng)、充電時(shí)間短、防止過(guò)充電與過(guò)放電、避免深度放電等特點(diǎn)，從而保障了設(shè)備的高效運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201918474SQ20102068417
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者張?zhí)m勝, 李樹(shù)輝, 李英娜, 杜立云, 牛占衛(wèi), 董瑞明, 魏景生 申請(qǐng)人:石家莊煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司