一种智能储能电池充放电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种智能储能电池充放电装置，包括双Buck电路，用于在智能控制器控制下，在充电模式下轮流工作而使交流电变压整流后形成的直流电输入至储能电池而对该储能电池充电；双Buck‑Boost电路，与所述储能电池相连接，用于在智能控制器控制下，在放电模式下轮流工作，将储存能电池的电能输送到负载。本实用新型专利技术实现能电池充放电控制的同时，由于采用双Buck电路及双Buck‑Boost电路形成冗余，避免单一电路长期持续工作时内部热量累积而造成的系统不稳定性,当其中一个电路在意外失效后,另一电路可继续运行,大大提高了系统的可靠性。

An intelligent charging and discharging device for energy storage battery

The utility model discloses an intelligent energy storage battery charging and discharging device, which includes a double Buck circuit, which is used in an intelligent controller to take turns working in a charging mode to make the DC electric input to the energy storage battery to charge to the energy storage battery after the charging mode is rectified, and the dual Buck Boost circuit is connected with the energy storage battery. The connection is used to operate in the discharge mode under the control of the intelligent controller, and transmit the energy stored in the battery to the load. The utility model can control the charge and discharge of the battery. Because of the redundancy of dual Buck circuit and dual Buck Boost circuit, it avoids the system instability caused by the accumulation of internal heat in a single circuit for a long time. When one of the circuits fails, the other circuit can continue to run, greatly improving the system. Reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种智能储能电池充放电装置
本技术涉及储能电池
，具体涉及一种智能储能电池充放电装置。
技术介绍
随着传统能源的枯竭和对环境保护要求的不断提高，电能等可再生、无污染的新能源正加速发展。而电能广泛存储在储能电池之中，储能电池也广泛应用在各个方面，例如电动汽车、照明系统和手持移动设备等。当前，储能电池充放电装置作为电池管理系统的一部分，很少单独设计，大多依赖于复杂的系统，包括控制系统、CAN总线、电压采集和上位机的复杂模块。电池管理系统适用于较复杂的供电或储能系统，不具有便捷简易等特点且价格比较昂贵。简易的储能电池充放电控制装置，未能实现即时监控、即时处理和即时报警等功能，且存在着一定的安全隐患。常用的储能电池充放电装置使用电压比较器作为核心模块，通过比较储能电池的电压来达到控制充放电电路的断开与闭合，只能对特定的电池进行充电，对特定的负载进行放电。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种智能储能电池充放电装置，其通过采用双Buck电路和双Buck-Boost电路，配合电流传感器及单片机430F149，从而实现对储能电池的充放电，并可对充电模式或放电模式下的电压电流进行实时显示。为实现本技术的目的所采用的技术方案是：一种智能储能电池充放电装置，包括双Buck电路，用于在智能控制器控制下，在充电模式下轮流工作而使交流电变压整流后形成的直流电输入至储能电池而对该储能电池充电；双Buck-Boost电路，与所述储能电池相连接，用于在智能控制器控制下，在放电模式下轮流工作，将储存能电池的电能输送到负载。所述双Buck电路以及双Buck-Boost电路分别通过充电驱动电路、放电驱动电路与所述智能控制器相连接，所述智能控制器通过输出PWM控制双Buck电路、双Buck-Boost电路输出电压值，为储能电池充电，或由储能电池放电而为负载提供工作电压。所述智能控制器连接电压电流采集模块，包括：第一电压电流采集单元，用于充电模式下时，采集双Buck电路的电流输入侧的电压电流值；第二电压电流采集单元，用于充电模式下时，采集双Buck电路的电流输出侧的电压电流值，或在放电模式下时，采集储能电池电流输出的电压电流值；第三电压电流采集单元，用于放电模式下时，采集双Buck-Boost电路的电流输出侧的电压电流值。所述电压电流采集模块包括ACS712传感器。所述智能控制器还连接显示模块，用于实时显示当前的充放电的电压、电流和时间信息。述智能控制器连接按键模块，用于选择设定充电工作模式、放电工作模式以及充放电电压值。所述充电驱动电路、放电驱动电路分别包括两个光耦，四个所述光耦与所述智能控制器的PWM输出端连接，并分别通过光耦的PWM端与双Buck电路、双Buck-Boost电路的四个MOS管连接。本技术通过Buck电路能实现对不同类型的储能电池或是同一类型不同额定电压值的储能电池进行充电，通过Buck-Boost电路实现同一储能电池对不同负载进行放电。本技术将Buck和Buck-Boost电路与智能控制器相结合，使之成为一完整的闭环系统，消除了简易储能电池充放电装置开环系统的缺点，具有较高的稳定性；与复杂的电源管理系统相比，本技术只关注对储能电池的充放电，因此元件使用数量大大减少，整体成本也大大减少。此外，本技术中使用双Buck电路和双Buck-Boost电路，在结构上构成冗余，避免单一电路长期持续工作时内部热量累积而造成的系统不稳定性,当其中一个电路在意外失效后,另一电路可继续运行,大大提高了系统的可靠性。本技术可以实现对多种不同类型或不同额定电压值的储能电池进行充电，也可以实现同一储能电池对额定电压值不同的负载进行放电。附图说明图1是智能储能电池充放电装置的原理示意图；图2是驱动电路的电路示意图；图3-5分别是装置供电电路的电路图；图6是双Buck电路的电路图；图7是Buck-Boost电路的电路图；图8是电压转换整流的电路图；图9是按键模块的电路图；图10是智能储能电池充放电装置的控制流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1-10所示，一种智能储能电池充放电装置，包括：双Buck电路，用于在智能控制器控制下，在充电模式下通过该双Buck电路轮流工作而使交流电变压整流后形成的直流电输入至储能电池而对该储能电池充电；双Buck-Boost电路，与所述储能电池相连接，用于在所述智能控制器控制下，在放电模式下通过该双Buck-Boost电路轮流工作，将所述储存能电池的电能输送到负载。本技术通过双Buck电路以及双Buck-Boost电路在智能控制器的控制下，轮流交替工作，实现对储能电池的充电或是通过储能电池放电而对负载供电，双Buck电路以及双Buck-Boost电路在结构上构成冗余，避免单一电路长期持续工作时内部热量累积而造成的系统不稳定性,当其中一个电路在意外失效后,另一个电路可继续运行。其中，所述智能控制器为TI公司的430F149，此款控制器具有良好的AD转换和PWM输出功，且具有低功耗特色。具体的，所述双Buck电路以及双Buck-Boost电路分别通过充电驱动电路(驱动电路一)、放电驱动电路(驱动电路二)与所述智能控制器相连接，由所述智能控制器通过输出PWM以控制双Buck电路、双Buck-Boost电路输出电压值，为储能电池充电，或由储能电池放电而为负载提供工作电压。其中，为了实现有效控制输出电压值，所述智能控制器连接电压电流采集模块，包括：第一电压电流采集单元，用于充电模式下时，采集双Buck电路的电流输入侧的电压电流值；第二电压电流采集单元，用于充电模式下时，采集双Buck电路的电流输出侧的电压电流值，或在放电模式下时，采集储能电池电流输出的电压电流值；第三电压电流采集单元，用于放电模式下时，采集双Buck-Boost电路的电流输出侧的电压电流值。具体的，所述电压电流采集模块采用ACS712传感器，可以测量正负30安电流，对应模拟量输出66mV/A。分别将采集的电压电流值输送到智能控制器，由所述智能控制器根据设定的输出电压值输出对应的PWM对双Buck电路、双Buck-Boost电路的输出电压进行控制，为储能电池充电，或为由储能电池放电而为负载提供工作电压。进一步的，所述智能控制器还连接显示模块，用于实时显示当前的充放电的电压、电流和时间等信息。所述显示模块可以采用LCD1602。为了实现对通过智能控制器进行工作模式的设定，所述智能控制器连接按键模块，用于键入设定工作模式，即储能电池充电模式和储能电池放电模式以及充放电电压值。具体的，所述按键模块包括三个按键S3,S4,S5,分别连接一个电阻R6,R7,R8，并联连接；并联一端接地GND，另一端接3.3V电压端，分别实现储能电池充电模式和储能电池放电模式以及充放电电压值选择设定。具体的，所述双Buck电路包括两个并联设置的Buck电路，参见图6所示，双Buck电路包括双MOS管(Q2，Q4)，采用IRF540，双电感(L12,L14)、MOS电容(C18，C20)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能储能电池充放电装置，其特征在于，包括：双Buck电路，用于在智能控制器控制下，在充电模式下轮流工作而使交流电变压整流后形成的直流电输入至储能电池而对该储能电池充电；双Buck‑Boost电路，与所述储能电池相连接，用于在智能控制器控制下，在放电模式下轮流工作，将储存能电池的电能输送到负载。

【技术特征摘要】
1.一种智能储能电池充放电装置，其特征在于，包括：双Buck电路，用于在智能控制器控制下，在充电模式下轮流工作而使交流电变压整流后形成的直流电输入至储能电池而对该储能电池充电；双Buck-Boost电路，与所述储能电池相连接，用于在智能控制器控制下，在放电模式下轮流工作，将储存能电池的电能输送到负载。2.根据权利要求1所述智能储能电池充放电装置，其特征在于，所述双Buck电路以及双Buck-Boost电路分别通过充电驱动电路、放电驱动电路与所述智能控制器相连接，所述智能控制器通过输出PWM控制双Buck电路、双Buck-Boost电路输出电压值，为储能电池充电，或由储能电池放电而为负载提供工作电压。3.根据权利要求1所述智能储能电池充放电装置，其特征在于，所述智能控制器连接电压电流采集模块，包括：第一电压电流采集单元，用于充电模式下时，采集双Buck电路的电流输入侧的电压电流值；第二电压电流采集单元，用于充电模...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴凤智，魏宝昌，常胜彪，毛润华，欧阳育星，边策，秦意乔，刘波，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：天津,12