一种军用单兵携带电池充放电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种军用单兵携带电池充放电系统，所述系统包括扩展接口模块、自动绝缘模块、电池模块、MOS管、多路PWM输出电路、电压检测电路、均衡电压输出控制模块、电流检测电路、快速充电模块和运行状态显示模块，所述扩展接口模块与所述电池模块连接，所述自动绝缘模块用于自动封闭电池充放电系统的接线端子，所述MOS管向所述电池模块供电和充电，所述电流检测电路向所述快速充电模块提供输入，所述快速充电模块通过所述多路PMM输出电路控制所述MOS管，所述电压检测模块向所述均衡电压输出控制模块输入。本电池充放电系统充电过程速度快，放电过程实现不产生极化情况下均衡放电，并且实现自动接口绝缘，可灵活的根据场景扩展。

A charging and discharging system for military man carrying battery

【技术实现步骤摘要】
一种军用单兵携带电池充放电系统
本专利技术涉及电源设备
，具体的，涉及一种军用单兵携带电池充放电系统。
技术介绍
随着科技的进步，徒步士兵使用的电子装备越来越多，所负载的压力也越来越大，要减轻负载，就要减小这些系统的质量，这就要求不仅电子系统本身要具有更大的效率，而且电池要更轻便。便携稳定的电池充放电系统可为军用笔记本、单兵装备、军用通信后备电源、图传设备、测距设备、军用通信装置、军用便携式能源、警用手持设备和特种机器人等设备供电需求，保障作战场景下的多种能源需求。由于使用人群及使用环境的特殊性，使得单兵作战备用电池必须具备适合长期复杂环境下的特殊要求，需要能够保证长时间、持续稳定的给单兵作战设备进行供电；中国专利技术专利说明书CN201710927248.6公开了一种军用智能组合电源系统，将各类能源接入并存储至蓄电池中，该套系统主要作用为不同类型能量接入；其不足之处是体积较大，系统较为复杂，不满足单兵作战的场景的携带和灵活组合的需求；此外，单兵作战备用电池应该能够根据用户个体的需求，进行单独的设计，实现根据不同应用场景的需求“量身定制”，灵活组配为不同应用场景的供电电源。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种军用单兵携带电池充放电系统，实现单兵作战中蓄电池的便携和安全使用。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种军用单兵携带电池充放电系统，所述军用单兵携带电池充放电系统包括扩展接口模块、自动绝缘模块、电池模块、MOSFET管、多路PWM输出电路、电压检测电路、均衡电压输出控制模块、电流检测电路、快速充电模块和运行状态显示模块，所述扩展接口模块与所述电池模块连接，所述自动绝缘模块用于自动封闭电池充放电系统的接线端子，所述MOSFET管向所述电池模块供电和充电，所述电流检测电路向所述快速充电模块提供输入，所述快速充电模块通过所述多路PMU输出电路控制所述MOSFET管，所述电压检测模块向所述均衡电压输出控制模块输入，所述运行状态显示模块显示所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块的运行状态。优选地，所述MOSFET管与所述电池模块单独连接，所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块均可控制MOSFET管在一个周期内进行所述MOSFET管交替的导通和关断。优选地，所述电池充放电系统配置有三种运行状态，所述运行状态包括充电状态、放电状态和自动封闭状态，所述电池充放电系统配置有控制旋钮，所述控制旋钮有三个档位分别对应所述电池充放电系统的三种运行状态；所述电流检测模块向所述均衡电压控制模块提供的电流进行电池运行状态的辨识；所述电流检测模块提供的电流大于0时电池为充电状态；所述电流检测模块提供的电流小于0时电池为放电状态；所述电流检测模块提供的电流等于0时电池为自动封闭状态。优选地，所述电池模块通过串联组成电池组，每个电池均配置了MOSFET管开关和熔断器；所述电池模块使用三元锂电池，所述电池模块的电压可经过便携式逆变设备变为220V交流电源。优选地，所述扩展接口模块为通用接口，所述扩展接口模块在电池的两侧。优选地，所述单兵作战电池充放电系统的采集电压的n个单电池模块的电压值Un，计算单个电池模块的电压最大值Umax和电压最小值Umin；计算差值Umax-Umin是否能够大于阈值时进行调用阈值调整策略，差值小于阈值时不做任何处理；所述差值Umax-Umin大于调节阀值A时，启动均衡电压流程，调节一个周期T内各个MOS管的导通时间。优选地，所述均衡电压输出控制模块利用PID进行脉宽调整，所采集到的电池电压高的调整导通时间降低，所采集到的电压低的调整导通时间增长。优选地，所述快速充电模块的将总充电时长T设置为五个阶段充电时间T1、T2、T3、T4和T5；计算最短充电时间情况下五个阶段的充电电流I1、I2、I3、I4、I5与各个阶段的限制时间T1、T2、T3、T4、T5进行充电，判定端电压是否大于限定值T，大于限制值按照下一阶段电流进行充电。优选地，所述运行状态显示模块显示状态包括正常和故障，所述正常状态包括充电、放电和为自动封闭状态，所述故障状态包括过电压、过电流和低电量。优选地，所述自动绝缘模块采用橡胶对电池充放电系统接线端子进行绝缘，所述绝缘模块包括橡胶绝缘盖板、滑道、自动按钮、手动旋钮，所述自动绝缘模块通过弹力控制橡胶绝缘盖板的对所述电池充放电系统的接线端子进行绝缘。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术利用五阶快速充电方式，不单实现抑制极化效应，而且将电池充电速度提高至安全充电的最快速度、实现单兵作战过程中设备的快速度的补充蓄电池电能。(2)本专利技术利用均衡放电方式，根据电压的差值不断调整各个单体电池的充电速度，保证电池的电压均衡，降低在单兵使用过程中由于各个电池内阻不同而引起的电池放电不均情况，降低电池过热和损坏风险。(3)本专利技术中各个单体电池加入了扩展接口，多个电源的串并联可实现不同电压等级不同容量的组合，实现根据不同的需求“量身定制”，灵活组配为不同应用场景的供电电源。(4)本专利技术中利用弹力实现自动绝缘，单独对充放电接口进行橡胶绝缘，提升了蓄电池的安全性，保障单兵作战过程中不会因为电池绝缘引起被电击和漏电的风险。附图说明图1为本专利技术的军用单兵携带电池充放电系统的结构示意图；图2为本专利技术的双向充放电电路图；图3为本专利技术的单兵作战电池充放电系统充电流程图；图4为本专利技术专利的充电过程的五阶段充电示意图；图5为本专利技术专利的自动绝缘装置原理图。图5中标记示意为：1.滑道，2.弹簧，3.橡胶绝缘板，4.自动按钮，5.手动按钮，6.接线端子，7.固定端。具体实施方式为了能够进一步了解本专利技术的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本专利技术的技术方案，并非限定本专利技术。如图1所示，图1是本专利技术的军用单兵携带电池充放电系统的结构。图中的电池充放电系统包括扩展接口模块、自动绝缘模块、电池模块、MOSFET管、多路PWM输出电路、电压检测电路、均衡电压输出控制模块、电流检测电路、快速充电模块和运行状态显示模块，所述扩展接口模块与所述电池模块连接，所述自动绝缘模块用于自动封闭电池充放电系统的接线端子，所述MOSFET管向所述电池模块供电和充电，所述电流检测电路向所述快速充电模块提供输入，所述快速充电模块通过所述多路PMU输出电路控制所述MOSFET管，所述电压检测模块向所述均衡电压输出控制模块输入，所述运行状态显示模块显示所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块的运行状态。图2为双向充放电电路图；电路中MOSFET管与电池模块单独连接；所述电池共8块，8个MOSFET管控制。所述均衡电压输出控制模块和快速充电模块均可控制MOSFET管在一个周期内进行MOSFET管交替的导通和关断；所述PWM信号包括了驱动电路，直接驱动MOSFET的控制极，所述控制极控制该条线路的通断，进而控制充放电过程；将能量输出给负载之前，需要经过扩展接口，该接口与其他电池充放电系统连接实现扩展。所述电池充放电系统括三种运行状态；所述运行状态包括充电状态、放电状态和自动封闭状态；所述电池充放电系统配置了控制旋钮按钮，所述旋钮有三个档位分别对应电池的三种运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种军用单兵携带电池充放电系统，其特征在于，所述军用单兵携带电池充放电系统包括扩展接口模块、自动绝缘模块、电池模块、MOSFET管、多路PWM输出电路、电压检测电路、均衡电压输出控制模块、电流检测电路、快速充电模块和运行状态显示模块，所述扩展接口模块与所述电池模块连接，所述自动绝缘模块用于自动封闭电池充放电系统的接线端子，所述MOSFET管向所述电池模块供电和充电，所述电流检测电路向所述快速充电模块提供输入，所述快速充电模块通过所述多路PMU输出电路控制所述MOSFET管，所述电压检测模块向所述均衡电压输出控制模块输入，所述运行状态显示模块显示所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种军用单兵携带电池充放电系统，其特征在于，所述军用单兵携带电池充放电系统包括扩展接口模块、自动绝缘模块、电池模块、MOSFET管、多路PWM输出电路、电压检测电路、均衡电压输出控制模块、电流检测电路、快速充电模块和运行状态显示模块，所述扩展接口模块与所述电池模块连接，所述自动绝缘模块用于自动封闭电池充放电系统的接线端子，所述MOSFET管向所述电池模块供电和充电，所述电流检测电路向所述快速充电模块提供输入，所述快速充电模块通过所述多路PMU输出电路控制所述MOSFET管，所述电压检测模块向所述均衡电压输出控制模块输入，所述运行状态显示模块显示所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块的运行状态。2.根据权利要求1所述的军用单兵携带电池充放电系统，其特征在于，所述MOSFET管与所述电池模块单独连接，所述均衡电压输出控制模块和所述快速充电模块均可控制MOSFET管在一个周期内进行所述MOSFET管交替的导通和关断。3.根据权利要求1所述的军用单兵携带电池充放电系统，其特征在于，所述电池充放电系统配置有三种运行状态，所述运行状态包括充电状态、放电状态和自动封闭状态，所述电池充放电系统配置有控制旋钮，所述控制旋钮有三个档位分别对应所述电池充放电系统的三种运行状态；所述电流检测模块向所述均衡电压控制模块提供的电流进行电池运行状态的辨识；所述电流检测模块提供的电流大于0时电池为充电状态；所述电流检测模块提供的电流小于0时电池为放电状态；所述电流检测模块提供的电流等于0时电池为自动封闭状态。4.根据权利要求1所述的军用单兵携带电池充放电系统，其特征在于，所述电池模块通过串联组成电池组，每个电池均配置了MOSFET管开关和熔断器；所述电池模块使用三元锂电池，所述电池模块的电压可经过便携式逆变设...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚承勇，张进滨，姚海强，
申请(专利权)人：北京群菱能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11