本发明专利技术属于电池充放电控制技术领域，具体公开了一种锂离子蓄电池组的模块控制器。所述模块控制器包括电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路；其中，充放电控制电路，包括充电控制单元与放电控制单元，充电控制单元与放电控制单元由MCU控制实现锂离子蓄电池组的充放电选择；电流检测电路，用于检测锂离子蓄电池组的母线电流。本发明专利技术中所述及的模块控制器，能够对锂离子蓄电池组充放电过程中的电压、电流与温度进行检测，保证锂离子蓄电池组能够合理地进行充放电，不会出现过压、过流、短路与过温等损害电池寿命的现象，使得电池能更加持久有效的工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池充放电控制
，具体涉及一种锂离子蓄电池组的模块控制器。
技术介绍
蓄电池组作为一种储能元件，能够进行充电、放电多次循环使用，为电气、电子等设备的使用提供了重要能源供应。要完成对蓄电池组的充放电控制，需要专门的控制模块来实现。传统的蓄电池组主要为镉镍蓄电池组、氢镍蓄电池组，其充电方式通常采用多阶段恒流充电方式即首先进行大电流充电，然后转为小电流充电，最后转为涓流充电；而放电则通过放电调节器进行放电控制。这种充放电方式存在如下问题充放电技术所采用的控制电路非常复杂、且耗能较大。锂离子蓄电池组，具有比能量高、充放电效率高、无记忆效应、热效应小等优点，逐渐取代了镉镍蓄电池组与氢镍蓄电池组。锂离子蓄电池充放电方式的好坏，将直接影响到锂离子蓄电池组的使用寿命与安全性，若充放电方式的选择不合理，极其容易造成锂离子蓄电池组过压欠压、过流、过温与短路等异常现象，甚至造成锂离子蓄电池组的损坏。为此，迫切需要提出一种合理的对锂离子蓄电池充放电进行管理的模块控制器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种锂离子蓄电池组的模块控制器，以保证锂离子蓄电池组能够合理地进行充放电。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案锂离子蓄电池组的模块控制器，包括电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路；所述电源电路，提供所述模块控制器正常工作时所需要的稳定电压；所述充放电控制电路，包括充电控制单元与放电控制单元，充电控制单元与放电控制单元由MCU控制实现锂离子蓄电池组的充放电选择；所述电流检测电路，与所述充放电控制电路连接，用于检测锂离子蓄电池组的母线电流；所述温度检测电路，用于采集锂离子蓄电池组中单个锂离子蓄电池的温度，并将该温度信息传递至MCU。所述LED显示电路，连接在MCU上，用于显示锂离子蓄电池组的平均温度和电压。进一步的，所述电源电路设置有供电电源与DC/DC转换器，供电电源连接到DC/DC转换器的输入端，在DC/DC转换器的输入端、输出端分别并联设置有两个电容；所述供电电源的正极端串联连接一个二极管。在DC/DC转换器的输入端、输出端分别并联设置有两个电容，用于储能和提高电源电路的抗干扰性能，利于为所述模块控制器正常工作时所需要的稳定电压；另外，在供电电源的正极端串联连接一个二极管，以保证电源电路中电流的方向。进一步的，所述充电控制单元包括一个光电耦合器、一个三极管与一个场效应管；位于光电耦合器输入端侧的发光二极管正极连接一上拉电阻，负极连接在所述三极管的集电极上，三极管的发射极接地，基极通过一个电阻连接到MCU的一个控制信号端上，光电耦合器输出端侧分别连接到锂离子蓄电池组的正极端与所述场效应管的栅极上；所述放电控制单元包括一个光电耦合器、一个三极管与一个场效应管；位于光电耦合器输入端侧的发光二极管正极连接一上拉电阻，负极连接在所述三极管的集电极上，三极管的发射极接地，基极通过一个电阻连接到MCU的另一个控制信号端上，光电耦合器输出端侧分别连接到锂离子蓄电池组的负极端与所述场效应管的栅极上。当MCU检测到锂离子蓄电池组在充放电过程中出现过压欠压、过流、短路与过温等异常状况时，会做出响应，使得锂离子蓄电池组的模块控制器停止为锂离子蓄电池组充电或放电，以确保锂离子蓄电池组的安全性。更进一步的，在所述充电控制单元中，场效应管的源极与漏极之间连接有阻容电路；在所述放电控制单元中，场效应管的源极与漏极之间连接有阻容电路。阻容电路用于吸收和消耗充电控制单元或放电控制单元断开时感性负载产生的自感电动势，有效防止过压造成的负载绝缘击穿。进一步的，所述电流检测电路包括一个霍尔电流传感器、一个参考电压输出电路和一个AD米样电路；所述霍尔电流传感器的输入端为锂离子蓄电池组的充/放电电流输入端，霍尔电流传感器的输出端连接在所述AD米样电路的一个输入管脚上；所述参考电压输出电路的输出端连接在AD米样电路的另一个输入管脚上；所述AD采样电路的输出管脚连接在MCU上。电流检测电路采用AD采样电路，利用AD采样电路中运算放大器构成减法电路来放大霍尔电流传感器的输出电压与参考电压输出电路的参考电压之间的差值，以达到提高电流检测精度的目的。更进一步的，所述AD采样电路的输入和输出管脚数量相同且都不少于两路，分别连接在MCU的对应管脚上。进一步的，所述温度检测电路中包含有与蓄电池组中锂离子蓄电池数量相同的温度传感器，且每个温度传感器贴分别附于与其对应的锂离子蓄电池的极耳处；所有的温度传感器并联于温度检测总线上，并通过温度检测总线将单个锂离子蓄电池的温度信息传递至MCU上。温度检测电路的核心器件是数字温度传感器DS18B20，通过MCU的编程可以实现对单个锂离子蓄电池温度的采集，采集是按照单个锂离子蓄电池的数字温度传感器DS18B20接入温度检测电路的顺序进行。本专利技术中所述及的锂离子蓄电池组的模块控制器具有如下优点( I)本专利技术中锂离子蓄电池组的模块控制器采用电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路，能够实现对锂离子蓄电池组充放电过程中电压、电流、温度的检测，并能直观的显示锂离子蓄电池组的平均温度和电压；iMCU检测到锂离子蓄电池组在充放电过程中出现过压欠压、过流、短路与过温等异常状况时，会做出响应，使得锂离子蓄电池组的模块控制器停止为锂离子蓄电池组充电或放电，以确保锂离子蓄电池组的安全性，提高锂离子蓄电池组的使用寿命。(2)在所述电源电路中，DC/DC转换器的输入端、输出端分别并联设置有两个电容，用于储能和提高电源电路的抗干扰性能，为所述模块控制器正常工作时所需要的稳定电压，另外，供电电源的正极端串联连接一个二极管，以确保电源电路中电流的方向。(3)充放电控制电路包括充电控制单元与放电控制单元两部分，这两部分由MCU控制，通过MCU的两个控制信号端所输出的高电平或低电平，来选择充电控制单元或放电控制单元中场效应管的通与断，进而实现MCU控制锂离子蓄电池组充放电的选择，当MCU检测到锂离子蓄电池组在充放电过程中出现异常情况时，充电控制单元与放电控制单元中的场效应管均处于关断状态，确保了锂离子蓄电池组的安全性。(4)在充电控制单元或放电控制单元中，场效应管的源极与漏极之间连接有阻容电路，用于吸收和消耗充电控制单元或放电控制单元断开时感性负载产生的自感电动势，有效防止过压造成的负载绝缘击穿。(5)电流检测电路采用AD采样电路，利用AD采样电路中运算放大器构成减法电路来放大霍尔电流传感器的输出电压与参考电压输出电路的参考电压之间的差值，以达到提高电流检测精度的目的。(6)温度检测电路采用的核心器件是数字温度传感器DS18B20，通过MCU的编程可以实现对单个锂离子蓄电池温度的采集，采集是按照单个锂离子蓄电池的数字温度传感器DS18B20接入温度检测电路的顺序进行的。附图说明图1为本专利技术中锂离子蓄电池组的模块控制器的结构框图；图2为本专利技术中锂离子蓄电池组的模块控制器的整体硬件结构图；图3为图2中电源电路的硬件结构图；图4为图2中充放电控制电路的硬件结构图；图5为图2中电流检测电路的硬件结构图；图6为图2中LED显示电路的硬件结构图。具体实施例方式锂离子蓄电池组的模块控制器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
锂离子蓄电池组的模块控制器，其特征在于，包括电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路；?所述电源电路，提供所述模块控制器正常工作时所需要的稳定电压；?所述充放电控制电路，包括充电控制单元与放电控制单元，充电控制单元与放电控制单元由MCU控制实现锂离子蓄电池组的充放电选择；?所述电流检测电路，与所述充放电控制电路连接，用于检测锂离子蓄电池组的母线电流；?所述温度检测电路，用于采集锂离子蓄电池组中单个锂离子蓄电池的温度，并将该温度信息传递至MCU；?所述LED显示电路，连接在MCU上，用于显示锂离子蓄电池组的平均温度和电压。
【技术特征摘要】
1.锂离子蓄电池组的模块控制器，其特征在于，包括电源电路、MCU、充放电控制电路、电流检测电路、温度检测电路与LED显示电路； 所述电源电路，提供所述模块控制器正常工作时所需要的稳定电压； 所述充放电控制电路，包括充电控制单元与放电控制单元，充电控制单元与放电控制单元由MCU控制实现锂离子蓄电池组的充放电选择； 所述电流检测电路，与所述充放电控制电路连接，用于检测锂离子蓄电池组的母线电流； 所述温度检测电路，用于采集锂离子蓄电池组中单个锂离子蓄电池的温度，并将该温度信息传递至MCU ； 所述LED显示电路，连接在MCU上，用于显示锂离子蓄电池组的平均温度和电压。2.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池组的模块控制器，其特征在于，所述电源电路设置有供电电源与DC/DC转换器，供电电源连接到DC/DC转换器的输入端，在DC/DC转换器的输入端、输出端分别并联设置有两个电容；所述供电电源的正极端串联连接一个二极管。3.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池组的模块控制器，其特征在于，所述充电控制单元包括一个光电耦合器、一个三极管与一个场效应管；位于光电耦合器输入端侧的发光二极管正极连接一上拉电阻，负极连接在所述三极管的集电极上，三极管的发射极接地，基极通过一个电阻连接到MCU的一个控制信号端上，光电耦合器输出端侧分别连接到锂离子蓄电池组的正极端与所述场效应管的栅极上； 所述放电控制单元包括一个光电耦合器、一个三极管与一个场效应管；位...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖林京，孙传余，于志豪，公栋梁，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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