一种基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是它包括数据采集模块（1）、电池组温度保护模块（2）、均衡控制模块（3）、FPGA数据处理模块（4）和数据显示模块（5），数据采集模块（1）的输入端接电池组（6），它的输出端接FPGA数据处理模块（4），FPGA数据处理模块（4）的输出端接数据显示模块（5），FPGA数据处理模块（4）的控制端分别接电池组温度保护模块（2）和均衡控制模块（3），电池组温度保护模块（2）和均衡控制模块（3）的输出端均与电池组（6）相连，用于控制电池的工作状态。本实用新型专利技术结构简单，制造使用方便，能大幅度提高电池使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种电池管理技术，尤其是一种锂电池管理技术，具体地说是一种基于FPGA的锂电池管理系统。
技术介绍
众所周知，安全、及时、准确地检测电池组的状态，是保障电池组可靠运行的关键因素。目前锂离子电池组的状态管理系统主要是当电池组的状态出现故障时对电池组进行保护的管理系统，主要包括对电池组的过度充放电保护、过电流保护、短路保护、温度保护等。也有一些提出专家诊断系统，专家诊断系统就是根据使用过程中电池组所表现出来的一系列状态，结合一定的规律来进行判断和计算。对电池组当前的各项状态参数进行预测，给出最终的诊断结果，期望可以提前发现电池组潜在的故障。电池组故障模糊诊断系统同样属于电池管理系统的一部分，它以电池以前的状态，当前的状态参数以及系统上次的诊断结果为依据，结合数据库中有关蓄电池使用和维护的一些经验和规律，对电池进行模糊综合诊断，给出电池的当前状态和维护信息。在电池组的充放电过程中，各电池个体的各种状态参数均会发生变化。为了可以更加准确的了解和控制电池组的状态，在管理系统的应用过程中，不能采用固定的参数对电池组的状态进行管理，必须结合参数的变化来灵活调整控制方案，只有这样才可以在最大程度上发挥电池组的性能。特别是电池组在循环后期，各项状态参数与循环前期有很大的区别，如果管理系统一直采用循环前期的控制方案，会导致电池组循环后期出现控制错位。因此，电池组在使用过程中至关重要的一部分就是管理系统的自适应优化，电池组的管理系统一般分成电量管理系统、状态管理系统和均衡管理系统三个部分。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的电池管理系统只能对出现故障后的电池进行管理而不能对运行过程中的电池进行管理的问题，设计一种能在电池充放电过程中实时对电池的状态进行管理的基于FPGA的锂电池管理系统。本技术的技术方案是:一种基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是它包括数据采集模块1、电池组温度保护模块2、均衡控制模块3、FPGA数据处理模块4和数据显示模块5，数据采集模块I的输入端接电池组6，它的输出端接FPGA数据处理模块4，FPGA数据处理模块4的输出端接数据显示模块5，FPGA数据处理模块4的控制端分别接电池组温度保护模块2和均衡控制模块3，电池组温度保护模块2和均衡控制模块3的输出端均与电池组6相连，用于控制电池的工作状态。所述的数据采集模块I由电压采集电路101、电流采集电路102和温度采集电路103组成，它们的输入端均与电池组6相连，它们的输出端均与FPGA数据处理模块4对应的输入端相连。在所述的数据采集模块I和FPGA数据处理模块4之间连接有时钟分频模块7。本技术的有益效果:本技术能实时监测电池的工作状态，对电池组的单体电池电压、电池组总体电压、电流、温度等数据进行实时检测，解决了锂电池组中各单体电池间因存在差异，在充放电过程中发生过充、过放、温度过高等严重影响电池组使用寿命的问题，能自动进行均衡和保护，使电池组在充放电过程中，电压能够均衡，温度能够保持在工作温度范围以内。本技术结构简单，制造使用方便，能大幅度提高电池使用寿命。【附图说明】图1是本技术的电原理框图示意图。图2是本技术的电压采集电路的电原理图。图3是本技术的电流采集电路的电原理图。图4是本技术的均衡模块的电原理图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1-4所示。一种基于FPGA的锂电池管理系统，它包括数据采集模块1、电池组温度保护模块2、均衡控制模块3、FPGA数据处理模块4、数据显示模块5和时钟分频模块7，数据采集模块I的输入端接电池组6，它的输出端接FPGA数据处理模块4，FPGA数据处理模块4的输出端接数据显示模块5，FPGA数据处理模块4的控制端分别接电池组温度保护模块2和均衡控制模块3，电池组温度保护模块2和均衡控制模块3的输出端均与电池组6相连，用于控制电池的工作状态。时钟分频模块7连接在数据采集模块I和FPGA数据处理模块4之间，如图1所示。所述的数据采集模块I可由电压采集电路101、电流采集电路102和温度采集电路103组成，它们的输入端均与电池组6相连，它们的输出端均与FPGA数据处理模块4对应的输入端相连。电压采集电路101如图2。电压采集电路是针对四节锂电池串联的电池组的电压进行检测，电池组电压的采集包含了对电池组单体电池电压的检测和对电池组总体电压的检测。本设计中通过FPGA对开关的控制，可以实现对电池组总体电压的检测，也可以对电池组中任意一节电池的电压检测。电压采集电路所采用的AD转换芯片是用的ADC0809。电流采集电路102如图3所示，电池组与负载之间串联了一个50m的电阻R5，这个电阻主要用来采样电池组的放电电流，电阻R5两端的电压通过电流检测放大器MAX4172放大后以电流的形式通过OUT引脚输出，再通过电阻R6转换成电压信号。最后又A/D转换芯片TLC2543对电阻R6两端的电压进行采集。均衡控制模块3的电路如图4，所有均衡模块的C+和C-管脚都并联在同一个电容上。这种均衡控制电路的工作原理如下:如果系统检测到电池需要进行均衡时，控制系统给tipi发送低电平信号，这时光电继电器的输出端导通，此时电池会通过分压电阻R5_l,给三极管Ql的输入端一个高电平，三极管Ql导通，使得机械继电器的1、8两个管脚都有电流输入，机械继电器触点动作，机械继电器的管脚3、4导通，管脚6、5导通，就实现了电池与电容的串联。如果两个均衡模块的机械继电器都触点动作，就实现的两节电池通过电容并联在一起，两节电池的能量也可以通过电容发生转移。如果机械继电器没有发生触点动作，则电池与电容之间断开连接，能量也不会发生转移。本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。【主权项】1.一种基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是它包括数据采集模块(1)、电池组温度保护模块(2 )、均衡控制模块(3 )、FPGA数据处理模块(4 )和数据显示模块(5 )，数据采集模块(I)的输入端接电池组(6 )，它的输出端接FPGA数据处理模块(4)，FPGA数据处理模块(4)的输出端接数据显示模块(5)，FPGA数据处理模块(4)的控制端分别接电池组温度保护模块(2)和均衡控制模块(3)，电池组温度保护模块(2)和均衡控制模块(3)的输出端均与电池组(6)相连，用于控制电池的工作状态。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是所述的数据采集模块(I)由电压采集电路(101)、电流采集电路(102 )和温度采集电路(103 )组成，它们的输入端均与电池组(6)相连，它们的输出端均与FPGA数据处理模块(4)对应的输入端相连。3.根据权利要求1所述的基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是在所述的数据采集模块(I)和FPGA数据处理模块(4)之间连接有时钟分频模块(7)。【专利摘要】一种基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是它包括数据采集模块（1）、电池组温度保护模块（2）、均衡控制模块（3）、FPGA数据处理模块（4）和数据显示模块（5），数据采集模块（1）的输入端接电池组（6），它的输出端接FPGA数据处理模块（4），FPGA数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA的锂电池管理系统，其特征是它包括数据采集模块（1）、电池组温度保护模块（2）、均衡控制模块（3）、FPGA数据处理模块（4）和数据显示模块（5），数据采集模块（1）的输入端接电池组（6），它的输出端接FPGA数据处理模块（4），FPGA数据处理模块（4）的输出端接数据显示模块（5），FPGA数据处理模块（4）的控制端分别接电池组温度保护模块（2）和均衡控制模块（3），电池组温度保护模块（2）和均衡控制模块（3）的输出端均与电池组（6）相连，用于控制电池的工作状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱纪军，刘亚迪，徐秋，史丽霞，孟天，王慧，王明华，黄健，
申请(专利权)人：深圳市华天通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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