鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，包括電壓產(chǎn)生模塊、充放電驅(qū)動(dòng)模塊、充放電模塊和控制模塊。通過將充放電模塊中第一電壓采樣點(diǎn)、第二電壓采樣點(diǎn)和第一電流采樣點(diǎn)所采集的電壓或電流數(shù)據(jù)傳送給控制模塊，并由控制模塊控制充放電驅(qū)動(dòng)模塊開始工作或停止工作，從而能夠及時(shí)接通或者關(guān)斷充、放電回路，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉛酸電池組的充電過充保護(hù)、放電過放保護(hù)和放電輸出短路保護(hù)，電壓控制精度高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、成本低。并且，通過在充放電模塊中設(shè)置多個(gè)滑動(dòng)變阻器，實(shí)現(xiàn)了一定電壓范圍內(nèi)的多個(gè)待操作電池組成的電池組的充電和放電。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鉛酸電池領(lǐng)域，特別是涉及鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，國(guó)內(nèi)外在鉛酸電池保護(hù)系統(tǒng)方面的研究已經(jīng)取得了非常大的成績(jī)，鉛酸電池保護(hù)系統(tǒng)也從早期的單方面檢測(cè)電池電壓、溫度、電流等簡(jiǎn)單功能朝著更加智能化、集成化、低能耗、高可靠性方向發(fā)展。但是，這些已經(jīng)存在的鉛酸電池保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問題，一、保護(hù)電路復(fù)雜、制作成本高、體積大，保護(hù)電路多為充電器的附件；二、功能單一，保護(hù)電路只能實(shí)現(xiàn)單一功能保護(hù)；三、通用性差，及具體的電路只適用于特定品牌的產(chǎn)品電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：本專利技術(shù)的目的是提供一種電壓控制精度高、功耗低的能夠?qū)崿F(xiàn)充電過充保護(hù)和放電過放保護(hù)的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)。本專利技術(shù)所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，包括電壓產(chǎn)生模塊、充放電驅(qū)動(dòng)模塊、充放電模塊和控制模塊，充放電驅(qū)動(dòng)模塊包括充電驅(qū)動(dòng)單元和放電驅(qū)動(dòng)單元；電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)單元所需電壓和控制模塊的工作電壓，充放電模塊產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)單元所需電壓，充放電模塊中設(shè)有分別與控制模塊連接的第一電壓采樣點(diǎn)和第二電壓采樣點(diǎn)；當(dāng)控制模塊檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)電壓大于0且小于最大充電電壓時(shí)，控制模塊控制充電驅(qū)動(dòng)單元工作，充放電模塊中的充電回路接通，當(dāng)控制模塊檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)電壓等于最大充電電壓時(shí)，控制模塊和充電驅(qū)動(dòng)單元均不工作，充放電模塊中的充電回路斷開；當(dāng)控制模塊檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)電壓大于最小放電電壓時(shí)，控制模塊控制放電驅(qū)動(dòng)單元工作，充放電模塊中的放電回路接通，當(dāng)控制模塊檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)電壓等于最小放電電壓時(shí)，控制模塊和放電驅(qū)動(dòng)單元均不工作，充放電模塊中的放電回路斷開。為了實(shí)現(xiàn)放電輸出短路保護(hù)，防止因放電電流過大而導(dǎo)致待操作電池被損壞，所述充放電模塊中還設(shè)有與控制模塊連接的第一電流采樣點(diǎn)。當(dāng)控制模塊檢測(cè)到第一電流采樣點(diǎn)電流大于或等于最大放電電流時(shí)，控制模塊控制放電驅(qū)動(dòng)單元不工作，斷開充放電模塊中的放電回路。進(jìn)一步，所述電壓產(chǎn)生模塊包括三極管Q1，三極管Q1的集電極連接待操作電池的正極，三極管Q1的基極連接穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管D1的正極連接待操作電池的負(fù)極，三極管Q1的發(fā)射極連接三端穩(wěn)壓器W1的輸入端，三端穩(wěn)壓器W1的輸出端產(chǎn)生控制模塊的工作電壓，三極管Q1的發(fā)射極產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)單元所需電壓。進(jìn)一步，所述三極管Q1的集電極與基極之間連接電阻R1，三極管Q1的發(fā)射極與待操作電池的負(fù)極之間連接電容C1。進(jìn)一步，所述充電驅(qū)動(dòng)單元包括第一光耦合器OC1，放電驅(qū)動(dòng)單元包括第二光耦合器OC2；第一光耦合器OC1中發(fā)光二極管的正極連接控制模塊中的充電控制端口，第一光耦合器OC1中三極管的集電極和發(fā)射極分別連接充放電模塊，第二光耦合器OC2中發(fā)光二極管的正極連接控制模塊中的放電控制端口，第二光耦合器OC2中三極管的集電極連接電壓產(chǎn)生模塊，第二光耦合器OC2中三極管的發(fā)射極連接充放電模塊。進(jìn)一步，所述第一光耦合器OC1中發(fā)光二極管的負(fù)極通過電阻R10接地，第一光耦合器OC1中三極管的發(fā)射極連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端連接NMOS管Q2的源極，第一光耦合器OC1中三極管的發(fā)射極還連接電阻R8的一端，電阻R8的另一端連接NMOS管Q2的柵極；所述第二光耦合器OC2中發(fā)光二極管的負(fù)極通過電阻R13接地，第二光耦合器OC2中三極管的發(fā)射極連接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地，第二光耦合器OC2中三極管的發(fā)射極還連接電阻R11的一端，電阻R11的另一端連接NMOS管Q3的柵極。進(jìn)一步，所述充放電模塊包括電磁繼電器K1，電磁繼電器K1中線圈的一端連接充電接口的正極和電磁繼電器K1的常開觸點(diǎn)，電磁繼電器K1中線圈的另一端連接滑動(dòng)變阻器R2中金屬桿的一端，滑動(dòng)變阻器R2中電阻絲的一端連接NMOS管Q2的源極，NMOS管Q2的源極還連接充電接口的負(fù)極，NMOS管Q2的柵極連接第一光耦合器OC1中三極管的發(fā)射極，NMOS管Q2的漏極連接待操作電池的負(fù)極，待操作電池的正極連接電磁繼電器K1的動(dòng)觸點(diǎn)，電磁繼電器K1的常閉觸點(diǎn)連接放電接口的正極，放電接口的負(fù)極連接NMOS管Q3的漏極，NMOS管Q3的柵極連接第二光耦合器OC2中三極管的發(fā)射極，NMOS管Q3的源極連接待操作電池的負(fù)極；充電接口的正極還連接滑動(dòng)變阻器R3中電阻絲的一端，滑動(dòng)變阻器R3中金屬桿的一端連接第一光耦合器OC1中三極管的集電極，滑動(dòng)變阻器R3中電阻絲的另一端作為第一電壓采樣點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器R3中電阻絲的另一端還連接滑動(dòng)變阻器R5中金屬桿的一端，滑動(dòng)變阻器R5中電阻絲的一端連接充電接口的負(fù)極；放電接口的正極還連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端作為第二電壓采樣點(diǎn)，電阻R4的另一端還連接滑動(dòng)變阻器R6中金屬桿的一端，滑動(dòng)變阻器R6中電阻絲的一端連接NMOS管Q3的源極。進(jìn)一步，所述NMOS管Q3的源極作為第一電流采樣點(diǎn)。進(jìn)一步，所述NMOS管Q3的源極還連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接待操作電池的負(fù)極。進(jìn)一步，所述控制模塊包括單片機(jī)P1，單片機(jī)P1包括第一電壓檢測(cè)端口、第二電壓檢測(cè)端口、第一電流檢測(cè)端口、充電控制端口、放電控制端口和電源端口；第一電壓檢測(cè)端口連接第一電壓采樣點(diǎn)，第二電壓檢測(cè)端口連接第二電壓采樣點(diǎn)，第一電流檢測(cè)端口連接第一電流采樣點(diǎn)，充電控制端口連接充電驅(qū)動(dòng)單元，放電控制端口連接放電驅(qū)動(dòng)單元，電源端口連接電壓產(chǎn)生模塊。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：(1)本專利技術(shù)的充放電模塊中設(shè)置了第一電壓采樣點(diǎn)和第二電壓采樣點(diǎn)，并通過控制模塊對(duì)第一電壓采樣點(diǎn)和第二電壓采樣點(diǎn)所采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)電池組的充電過充保護(hù)和放電過放保護(hù)；(2)本專利技術(shù)的充放電模塊中設(shè)置了多個(gè)滑動(dòng)變阻器，能夠?qū)崿F(xiàn)一定電壓范圍內(nèi)的多個(gè)待操作電池組成的電池組的充電和放電，通用性強(qiáng)，可以適用于多種不同電壓的鉛酸電池組；(3)本專利技術(shù)的控制模塊和充放電驅(qū)動(dòng)模塊在第一電壓采樣點(diǎn)電壓等于最大充電電壓、第二電壓采樣點(diǎn)電壓等于最小放電電壓這兩種情況下均不工作，有效降低了本專利技術(shù)系統(tǒng)的功耗；(4)本專利技術(shù)系統(tǒng)電壓控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、成本低、體積小。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式的電路圖；圖2為本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式的充電流程圖；圖3為本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式的放電流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的介紹。本具體實(shí)施方式提供了一種鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，如圖本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：包括電壓產(chǎn)生模塊(1)、充放電驅(qū)動(dòng)模塊(2)、充放電模塊(3)和控制模塊(4)，充放電驅(qū)動(dòng)模塊(2)包括充電驅(qū)動(dòng)單元(21)和放電驅(qū)動(dòng)單元(22)；電壓產(chǎn)生模塊(1)產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)單元(22)所需電壓和控制模塊(4)的工作電壓，充放電模塊(3)產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)單元(21)所需電壓，充放電模塊(3)中設(shè)有分別與控制模塊(4)連接的第一電壓采樣點(diǎn)(31)和第二電壓采樣點(diǎn)(32)；當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)(31)電壓大于0且小于最大充電電壓時(shí)，控制模塊(4)控制充電驅(qū)動(dòng)單元(21)工作，充放電模塊(3)中的充電回路接通，當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)(31)電壓等于最大充電電壓時(shí)，控制模塊(4)和充電驅(qū)動(dòng)單元(21)均不工作，充放電模塊(3)中的充電回路斷開；當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)(32)電壓大于最小放電電壓時(shí)，控制模塊(4)控制放電驅(qū)動(dòng)單元(22)工作，充放電模塊(3)中的放電回路接通，當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)(32)電壓等于最小放電電壓時(shí)，控制模塊(4)和放電驅(qū)動(dòng)單元(22)均不工作，充放電模塊(3)中的放電回路斷開。

【技術(shù)特征摘要】
1.鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：包括電壓產(chǎn)生模塊(1)、充放電驅(qū)動(dòng)
模塊(2)、充放電模塊(3)和控制模塊(4)，充放電驅(qū)動(dòng)模塊(2)包括充電驅(qū)動(dòng)
單元(21)和放電驅(qū)動(dòng)單元(22)；電壓產(chǎn)生模塊(1)產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)單元(22)所
需電壓和控制模塊(4)的工作電壓，充放電模塊(3)產(chǎn)生充電驅(qū)動(dòng)單元(21)所
需電壓，充放電模塊(3)中設(shè)有分別與控制模塊(4)連接的第一電壓采樣點(diǎn)(31)
和第二電壓采樣點(diǎn)(32)；當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)(31)電壓大于
0且小于最大充電電壓時(shí)，控制模塊(4)控制充電驅(qū)動(dòng)單元(21)工作，充放電模
塊(3)中的充電回路接通，當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第一電壓采樣點(diǎn)(31)電壓等
于最大充電電壓時(shí)，控制模塊(4)和充電驅(qū)動(dòng)單元(21)均不工作，充放電模塊
(3)中的充電回路斷開；當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)(32)電壓大于
最小放電電壓時(shí)，控制模塊(4)控制放電驅(qū)動(dòng)單元(22)工作，充放電模塊(3)
中的放電回路接通，當(dāng)控制模塊(4)檢測(cè)到第二電壓采樣點(diǎn)(32)電壓等于最小
放電電壓時(shí)，控制模塊(4)和放電驅(qū)動(dòng)單元(22)均不工作，充放電模塊(3)中
的放電回路斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述充放電模
塊(3)中還設(shè)有與控制模塊(4)連接的第一電流采樣點(diǎn)(33)；當(dāng)控制模塊(4)
檢測(cè)到第一電流采樣點(diǎn)(33)電流大于或等于最大放電電流時(shí)，控制模塊(4)控
制放電驅(qū)動(dòng)單元(22)不工作，斷開充放電模塊(3)中的放電回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓產(chǎn)生
模塊(1)包括三極管Q1，三極管Q1的集電極連接待操作電池的正極，三極管Q1
的基極連接穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管D1的正極連接待操作電池的負(fù)極，
三極管Q1的發(fā)射極連接三端穩(wěn)壓器W1的輸入端，三端穩(wěn)壓器W1的輸出端產(chǎn)生
控制模塊(4)的工作電壓，三極管Q1的發(fā)射極產(chǎn)生放電驅(qū)動(dòng)單元(22)所需電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述三極管Q1
的集電極與基極之間連接電阻R1，三極管Q1的發(fā)射極與待操作電池的負(fù)極之間連
接電容C1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述充電驅(qū)動(dòng)
單元(21)包括第一光耦合器OC1，放電驅(qū)動(dòng)單元(22)包括第二光耦合器OC2；
第一光耦合器OC1中發(fā)光二極管的正極連接控制模塊(4)中的充電控制端口，第
一光耦合器OC1中三極管的集電極和發(fā)射極分別連接充放電模塊(3)，第二光耦
合器OC2中發(fā)光二極管的正極連接控制模塊(4)中的放電控制端口，第二光耦合

\t器OC2中三極管的集電極連接電壓產(chǎn)生模塊(1)，第二光耦合器OC2中三極管的
發(fā)射極連接充放電模塊(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉛酸電池組保護(hù)系統(tǒng)，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：涂友超，余大慶，郭建濤，趙智龍，馬建忠，張文利，錢行，陶路生，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：信陽(yáng)師范學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南;41