專利名稱：一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，其質(zhì)輕、高容、長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)逐漸得到消費(fèi)者的青睞。其中，鋰動(dòng)力電池組在電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)以及其他動(dòng)力用電器上的應(yīng)用迅速發(fā)展。鋰電池和其他類(lèi)型的電池相比較，其均衡與維護(hù)保養(yǎng)問(wèn)題特別明顯，目前已經(jīng)引起了廣大電池及電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)廠家的重視。對(duì)于動(dòng)力電池組，其通過(guò)多個(gè)單體電池串聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)達(dá)到所需要電壓的目的。一個(gè)動(dòng)力電池組，其在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的充放電使用后，各個(gè)單體電池之間就會(huì)出現(xiàn)例如電壓有高有底的不均衡以及容量不均衡等問(wèn)題，甚至?xí)斐蓡误w電池發(fā)生損壞，這些問(wèn)題使得整個(gè)動(dòng)力電池組不能繼續(xù)使用，或者降低了動(dòng)力性能，這一直是電池生產(chǎn)廠家加以研究和需要解決的問(wèn)題。例如，一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池組，最初充滿電后，電動(dòng)汽車(chē)一次可行駛40公里，但是在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的充放電使用后，由于單體電池出現(xiàn)了問(wèn)題，那么該動(dòng)力電池組充滿電后，電動(dòng)汽車(chē)可能只能行駛20公里甚至更少的距離。為此，對(duì)于鋰離子動(dòng)力電池組，如果用戶使用時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，有的電池廠家許諾有問(wèn)題就換，這大大增加了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，給電池廠家?guī)?lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。同樣，鎳氫、鎳鎘及鉛酸等其他類(lèi)型動(dòng)力電池組也存在相同的問(wèn)題，特別是有些電池組沒(méi)有保護(hù)板或保護(hù)板失效、一旦有一個(gè)單體電池?fù)p壞，很容易使整組電池的其他單體過(guò)充損壞。因此，目前迫切需要開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，其可以對(duì)鋰離子動(dòng)力電池組以及其他類(lèi)型的動(dòng)力電池組進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，在電池組中單體電池的電壓不均衡時(shí)進(jìn)行電壓均衡保養(yǎng)，并且在單體電池發(fā)生問(wèn)題時(shí)，及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并提示電池廠家等用戶及時(shí)進(jìn)行維修，從而大大提高動(dòng)力電池組的工作性能，有效延長(zhǎng)整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命，增強(qiáng)電池組用戶的產(chǎn)品使用感受。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其可以對(duì)鋰離子動(dòng)力電池組以及其他類(lèi)型的動(dòng)力電池組進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，在電池組中單體電池的電壓不均衡時(shí)進(jìn)行電壓均衡保養(yǎng)，從而大大提高動(dòng)力電池組的工作性能，有效延長(zhǎng)整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命，增強(qiáng)電池組用戶的產(chǎn)品使用感受，有利于擴(kuò)大電池廠家的產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用前景，促進(jìn)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè) 的應(yīng)用，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
為此，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，所述動(dòng)力電池組包括有多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，該設(shè)備包括有一個(gè)切換充電電路100、多個(gè)單體電池均衡充電電路200、多個(gè)單體電池電壓采樣電路300和一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)400，其中:切換充電電路100，分別與所述動(dòng)力電池組和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，所述切換充電電路100包括有一個(gè)與外部電源相連接的外部充電器和一個(gè)內(nèi)部充電電源，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為外部充電器充電指令或內(nèi)部充電電源充電指令時(shí)，分別對(duì)應(yīng)地將所述外部充電器或者內(nèi)部充電電源與動(dòng)力電池組相連通而進(jìn)行充電，并且當(dāng)該充電指令為電池組整體充電切斷指令時(shí)，實(shí)時(shí)切斷外部充電器或內(nèi)部充電電源兩者與動(dòng)力電池組之間的連接；
每個(gè)單體電池均衡充電電路200，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電啟動(dòng)指令時(shí)，實(shí)時(shí)對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電，反之，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電停止指令時(shí)，實(shí)時(shí)停止對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行充電；每個(gè)單體電池電壓采樣電路300，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，用于實(shí)時(shí)采集所連接的單體電池的電壓，然后輸出給單片機(jī)控制系統(tǒng)400 ；
單片機(jī)控制系統(tǒng)400，分別與切換充電電路100、所述多個(gè)單體電池均衡充電電路200和多個(gè)單體電池電壓采樣電路300相連接，用于實(shí)時(shí)設(shè)置外部充電器充電指令和內(nèi)部充電電源充電指令，然后轉(zhuǎn)發(fā)給切換充電電路100，以及預(yù)先設(shè)置單體電池的充電電壓上限，并且實(shí)時(shí)接收所述多個(gè)單體電池電壓采樣電路300采樣輸出的多個(gè)單體電池的電壓，當(dāng)外部充電器或內(nèi)部充電電源對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電時(shí)，如果某一個(gè)或者多個(gè)單體電池的電壓達(dá)到所述單體電池充電電壓上限時(shí)，首先實(shí)時(shí)向切換充電電路100發(fā)出電池組整體充電切斷指令，然后對(duì)所述多個(gè)單體電池均衡充電電路200分別發(fā)出一個(gè)單體電池均衡充電啟動(dòng)指令，控制所述單體電池均衡充電電路200實(shí)時(shí)對(duì)所連接的每個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電，直到該單體電池的電壓都達(dá)到所述單體電池充電電壓上限為止。 單片機(jī)控制系統(tǒng)包括有光電隔離的通信接口與主控制機(jī)相連接。其中，所述切換充電電路100還包括有一個(gè)內(nèi)外充電切換繼電器K2和一個(gè)單體充電切換繼電器K1，所述內(nèi)部充電電源與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常閉點(diǎn)A相連接，所述外部充電器與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常開(kāi)點(diǎn)B相連接，所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接，所述單體充電切換繼電器Kl的常開(kāi)點(diǎn)C與動(dòng)力電池組BT相連接；
所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400分別與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接。其中，所述單體電池均衡充電電路200，包括有一個(gè)直流DC恒流恒壓控制電路201、一個(gè)光電耦合電阻Ur為主控的單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202和一個(gè)單體電池充電電流采樣電路203，所述DC恒流恒壓控制電路201分別與所述光電耦合電阻Ur單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202和單體電池充電電流采樣電路203相連接。其中，所述DC恒流恒壓控制電路包括有一個(gè)單體電池充電電源Vin，所述單體電池充電電源Vin分別接電流采樣電 阻Rw、DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳3、電容Cl和所述單體電池充電電流采樣電路203中的電阻R5，電流采樣電阻Rw分別接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳1、5、6以及所述單體電池充電電流采樣電路203中的電阻R4，所述電容Cl的另一端分別接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳7、電容C2、二極管D的正極、UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202中的光電耦合電阻Ur輸入端、電容C和單體電池B的負(fù)極；所述電容C2接Ul的針腳8，所述Ul的針腳2依次接電感L、繼電器K3n和單體電池B的正極，所述Ul的針腳4分別接電阻R1、UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202中的光電耦合電阻Ur的節(jié)點(diǎn)Ζ，所述電阻Rl的另一端分別接電感L與繼電器Κ3η之間的節(jié)點(diǎn)、電容C。其中，所述單體電池充電電流采樣電路203包括有運(yùn)算放大器U4，所述運(yùn)算放大器U4的正向輸入端分別接電阻R5和R6，所述R6接地；
所述運(yùn)算放大器U4的反向輸入端分別接電阻R4和R3，所述R3接電阻R7，所述電阻R7分別接采樣電流輸出端1ut和電容C3，所述電容C3與電阻R6相接；
所述運(yùn)算放大器U4的輸出端與所述電阻R3和R7之間的節(jié)點(diǎn)相連接，所述運(yùn)算放大器U4的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U4的接地端Nss接-12V。其中，所述UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202包括有一個(gè)與光電耦合電阻Ur耦合的光電稱合二極管，所述光電稱合二極管的正極分別接5V的直流電源，所述光電稱合二極管另一端一個(gè)三極管Q2的集電極；
所述三極管Q2的發(fā)射極接電阻R9和一個(gè)運(yùn)算放大器U3的反向輸入端，所述電阻R9接地；
所述三極管Q2的基極接運(yùn)算放大器U3的輸出端，所述運(yùn)算放大器U3的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接,所述運(yùn)算放大器U3的接地端Vss接地；
所述運(yùn)算放大器U3的正向輸入端分別接電阻R8和一個(gè)單片機(jī)DA輸出電壓的調(diào)節(jié)控制端DV。其中，所述單體電池電壓采樣電路300包括有一個(gè)運(yùn)算放大器U5，所述運(yùn)算放大器U5的正向輸入端分別接電阻R62和R64，所述電阻R62與單體電池B的正極相連接，所述電阻R64接地；
所述運(yùn)算放大器U5的反向輸入端分別接電阻R63和電阻R61，所述電阻R63與單體電池B的負(fù)極相連接，所述電阻R61與運(yùn)算放大器U5的輸出端相連接，所述運(yùn)算放大器U5的輸出端與采樣電壓輸出端Vout相連接；
所述運(yùn)算放大器U5的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U5的另一端Vss與-12V的直流電源相連接。其中，包括有機(jī)殼1，所述機(jī)殼11的正面設(shè)置有兩個(gè)電池組夾具12,所述機(jī)殼11的正面還設(shè)置有多個(gè)單體電池充電狀態(tài)指示燈13、一個(gè)電池組充電狀態(tài)指示燈14、多個(gè)單體電池充電接口 15和多個(gè)單體電池電壓采樣接口 16，所述機(jī)殼11的背面還設(shè)置有一個(gè)光電隔離計(jì)算機(jī)通信接口 17。其中，所述檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備和主控制機(jī)一起組成用于多個(gè)動(dòng)力電池組的、包括上下位機(jī)的分布控制系統(tǒng)設(shè)備。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備 ，其可以對(duì)鋰離子動(dòng)力電池組以及其他類(lèi)型的動(dòng)力電池組進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，在電池組中單體電池的電壓不均衡時(shí)進(jìn)行電壓均衡保養(yǎng)，從而大大提高動(dòng)力電池組的工作性能，有效延長(zhǎng)整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命，增強(qiáng)電池組用戶的產(chǎn)品使用感受，有利于擴(kuò)大電池廠家的產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用前景，促進(jìn)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；哂兄卮蟮纳a(chǎn)實(shí)踐意義。


圖1為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框 圖2為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備在具有一個(gè)單體電池均衡充電電路和一個(gè)單體電池電壓采樣電路時(shí)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 圖3為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池均衡充電電路的電路框 圖4為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池均衡充電電路的具體電路線路 圖5為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池電壓采樣電路的電路 圖6為通過(guò)運(yùn)用本發(fā)明，所形成的多個(gè)電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)總控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框 圖7為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備具有一種外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，所述動(dòng)力電池組包括有多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，該設(shè)備包括有一個(gè)切換充電電路100、多個(gè)單體電池均衡充電電路200、多個(gè)單體電池電壓采樣電路300和一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)400，其中:
切換充電電路100，分別與所述動(dòng)力電池組和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，所述切換充電電路100包括有一個(gè)外部充電器(所述外部充電器與外部電源相連接)和一個(gè)內(nèi)部充電電源，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為外部充電器充電指令或內(nèi)部充電電源充電指令時(shí)，分別對(duì)應(yīng)地將所述外部充電器或者內(nèi)部充電電源與動(dòng)力電池組相連通而進(jìn)行充電(串聯(lián)充電)，即具體為:當(dāng)該充電指令為外部充電器充電指令時(shí)，實(shí)時(shí)將外部充電器與動(dòng)力電池組相導(dǎo)電連通，斷開(kāi)內(nèi)部充電電源與動(dòng)力電池組之間的連接，從而由外部充電器對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電(即外部充電)；而當(dāng)該充電指令為內(nèi)部充電電源充電指令時(shí)，實(shí)時(shí) 將內(nèi)部充電電源與動(dòng)力電池組相導(dǎo)電連通，斷開(kāi)外部充電器與動(dòng)力電池組之間的連接，從而由內(nèi)部充電電源對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電(即內(nèi)部充電)；此外，當(dāng)該充電指令為電池組整體充電切斷指令時(shí)，實(shí)時(shí)切斷外部充電器或內(nèi)部充電電源兩者與動(dòng)力電池組之間的連接；
每個(gè)單體電池均衡充電電路200，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電啟動(dòng)指令時(shí)，實(shí)時(shí)對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電(即先進(jìn)行單體電池恒流充電，然后進(jìn)行恒壓充電)，反之，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電停止指令時(shí)，實(shí)時(shí)停止對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行充電；
每個(gè)單體電池電壓采樣電路300，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)400相連接，用于實(shí)時(shí)采集所連接的單體電池的電壓，然后輸出給單片機(jī)控制系統(tǒng)400 ；
單片機(jī)控制系統(tǒng)400，分別與切換充電電路100、所述多個(gè)單體電池均衡充電電路200和多個(gè)單體電池電壓采樣電路300相連接，用于實(shí)時(shí)設(shè)置外部充電器充電指令和內(nèi)部充電電源充電指令(需要說(shuō)明的是，這兩個(gè)指令用戶不僅可以通過(guò)本發(fā)明設(shè)備表面設(shè)置的按鍵來(lái)輸入設(shè)置，還可以通過(guò)所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400內(nèi)預(yù)先設(shè)置的程序，如自動(dòng)檢測(cè)均衡保養(yǎng)運(yùn)行程序來(lái)輸入設(shè)置)，然后轉(zhuǎn)發(fā)給切換充電電路100，以及預(yù)先設(shè)置單體電池的充電電壓上限，并且實(shí)時(shí)接收所述多個(gè)單體電池電壓采樣電路300采樣輸出的多個(gè)單體電池的電壓，當(dāng)外部充電器或內(nèi)部充電電源對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電時(shí)，如果某一個(gè)或者多個(gè)單體電池的電壓達(dá)到所述單體電池充電電壓上限時(shí)，首先向切換充電電路100發(fā)出電池組整體充電切斷指令，從而控制所述切換充電電路100實(shí)時(shí)切斷外部充電器或內(nèi)部充電電源兩者與動(dòng)力電池組之間的連接，然后對(duì)所述多個(gè)單體電池均衡充電電路200分別發(fā)出一個(gè)單體電池均衡充電啟動(dòng)指令，控制所述單體電池均衡充電電路200實(shí)時(shí)對(duì)所連接的每個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電，直到該單體電池的電壓都達(dá)到所述單體電池充電電壓上限為止(即在某個(gè)單體電池的電壓達(dá)到所述單體電池充電電壓上限時(shí)，實(shí)時(shí)停止對(duì)其繼續(xù)充電)。需要說(shuō)明的是，具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明可以通過(guò)在設(shè)備外殼表面設(shè)置一個(gè)外部充電按鍵和一個(gè)內(nèi)部充電電源充電按鍵，來(lái)分別向單片機(jī)控制系統(tǒng)400輸入外部充電器充電指令內(nèi)部充電電源充電指令，實(shí)現(xiàn)控制是由外部電源還是內(nèi)部充電電源來(lái)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電。具體實(shí)現(xiàn)上，所述外部充電器可以與電壓為220V的外部電源相連接，當(dāng)然還可以根據(jù)需要，可以是240V以及其他電壓數(shù)值的外部電源。所述內(nèi)部充電電源可以是本發(fā)明設(shè)備內(nèi)設(shè)置的其他電池組，還可以是發(fā)電機(jī)等發(fā)電設(shè)備。具體實(shí)現(xiàn)上，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400可以為包括有至少一片帶24位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換的單片機(jī)。需要說(shuō)明的是，對(duì)于本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)
備，可以設(shè)置多個(gè)這種設(shè)備，從而可以對(duì)多個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)，從而滿足高電壓電動(dòng)汽車(chē)的使用需求，重要的適用于對(duì)高電壓電動(dòng)汽車(chē)的日常維護(hù)需求。在本發(fā)明中，可以由多個(gè)本發(fā)明提供的動(dòng)力電池組檢測(cè)和均衡保養(yǎng)設(shè)備和主控制機(jī)一起，組成對(duì)多個(gè)動(dòng)力電池組上下位機(jī)的分布控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)動(dòng)力電池組的日常檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)。圖2為本發(fā)明提供 的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備在具有一個(gè)單體電池均衡充電電路和一個(gè)單體電池電壓采樣電路時(shí)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。參見(jiàn)圖2所示，具體實(shí)現(xiàn)上，所述切換充電電路100具體包括有一個(gè)內(nèi)外充電切換繼電器K2、一個(gè)單體充電切換繼電器Kl、一個(gè)外部充電器(所述外部充電器與外部電源相連接)和一個(gè)內(nèi)部充電電源，其中，所述內(nèi)部充電電源與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常閉點(diǎn)A相連接，所述外部充電器與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常開(kāi)點(diǎn)B相連接，所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接，所述單體充電切換繼電器Kl的常開(kāi)點(diǎn)C與動(dòng)力電池組BT相連接，所述單體充電切換繼電器Kl的常閉點(diǎn)C空置(不連接其他部件)。在本發(fā)明中，參見(jiàn)圖2，為了讓所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400可以控制所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl的工作狀態(tài)，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上設(shè)置有繼電器JK接口，該JK接口分別與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接，用于控制K2和Kl的通電和失電狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，對(duì)于一個(gè)繼電器來(lái)說(shuō)，它是通過(guò)通電來(lái)控制常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合，通過(guò)失電來(lái)控制常開(kāi)觸點(diǎn)的斷開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的閉合。在本發(fā)明中，對(duì)于K2來(lái)說(shuō)，JK接口輸出電壓給K2使其通電，那么K2的常開(kāi)點(diǎn)B閉合接通，如果JK接口不輸出電壓給K2，那么K2失電，常閉點(diǎn)A閉合接通；對(duì)于Kl來(lái)說(shuō)，JK接口輸出電壓給Kl使其通電，那么Kl的常開(kāi)點(diǎn)C閉合接通，如果JK接口不輸出電壓給K1，那么Kl失電，常閉點(diǎn)D閉合接通。參見(jiàn)圖2，對(duì)于切換充電電路100，如果K2常開(kāi)點(diǎn)B閉合接通以及Kl常開(kāi)點(diǎn)C閉合接通，那么動(dòng)力電池組與外部充電器相連通，此時(shí)形成了對(duì)電池組的外部動(dòng)力充電回路，從而外部電源可以對(duì)電池組進(jìn)行外部充電。為了實(shí)現(xiàn)外部充電的目的，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400輸出給切換充電電路100的外部充電器充電指令具體體現(xiàn)為:通過(guò)調(diào)節(jié)JK接口的輸出電壓來(lái)控制所述切換充電電路100中Kl和K2的通電以及失電狀態(tài)，從而最終達(dá)到控制K2常開(kāi)點(diǎn)B閉合接通以及Kl常開(kāi)點(diǎn)C閉合接通的效果，從而實(shí)現(xiàn)由外部電源對(duì)電池組進(jìn)行外部充電。而如果K2常閉點(diǎn)A閉合接通以及Kl常開(kāi)點(diǎn)C閉合接通，那么動(dòng)力電池組與內(nèi)部充電電源相連通，此時(shí)形成對(duì)電池組的內(nèi)部充電回路，所述內(nèi)部充電電源可以對(duì)電池組進(jìn)行內(nèi)部充電。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)部充電的目的，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400輸出給切換充電電路100的內(nèi)部充電電源充電指令具體體現(xiàn)為:通過(guò)調(diào)節(jié)JK接口的輸出電壓來(lái)控制所述切換充電電路100中Kl和K2的通電以及失電狀態(tài)，從而最終達(dá)到控制K2常閉點(diǎn)A閉合接通以及Kl常開(kāi)點(diǎn)C閉合接通的效果，最終實(shí)現(xiàn)由內(nèi)部充電電源對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行內(nèi)部充電。此外，如上所述，如果JK接口不輸出電壓給K1，那么Kl失電，常閉點(diǎn)D閉合接通，這時(shí)外部充電器和內(nèi)部充電電源兩者斷開(kāi)與動(dòng)力電池組之間的連接。為了實(shí)現(xiàn)切斷外部充電器和內(nèi)部充電電源兩者與動(dòng)力電池組之間連接的這個(gè)目的，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400輸出給切換充電電路100的電池組整體充電切斷指令具體體現(xiàn)為:通過(guò)JK接口的輸出電壓來(lái)控制所述切換充電電路100中Kl的通電以及失電狀態(tài)，從而最終達(dá)到控制Kl常閉點(diǎn)2閉合接通的效果。為了讓所述單片機(jī)控 制系統(tǒng)400可以對(duì)內(nèi)部充電電源的充電電壓和充電電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和控制，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上設(shè)置有VK和IK接口，用于分別控制內(nèi)部充電電源的充電恒電壓和充電恒電流。此外，為了獲得外部充電器或內(nèi)部充電電源的工作電壓，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上還設(shè)置有VC接口。此外，參見(jiàn)圖2，具體實(shí)現(xiàn)上，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上還設(shè)置有VB接口和充電狀態(tài)指示燈，其中，所述VB接口用于連接動(dòng)力電池組的兩端，從而獲得動(dòng)力電池組兩端的電壓，所述充電狀態(tài)指示燈用于指示本發(fā)明系統(tǒng)的工作狀態(tài)。圖3為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池均衡充電電路的電路框圖，圖4為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池均衡充電電路的具體電路線路圖。參見(jiàn)圖3、圖4，具體實(shí)現(xiàn)上，對(duì)于本發(fā)明提供的單體電池均衡充電電路200，包括有一個(gè)DC (直流)恒流恒壓控制電路201、一個(gè)光電耦合電阻UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202和一個(gè)單體電池充電電流采樣電路203，所述DC (直流)恒流恒壓控制電路201分別與所述光電耦合電阻Ur單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202和單體電池充電電流采樣電路203相連接，其中:
所述DC (直流)恒流恒壓控制電路包括有一個(gè)單體電池充電電源Vin，所述單體電池充電電源Vin分別接電流采樣電阻Rw、DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳3、電容Cl和所述單體電池充電電流采樣電路203中的電阻R5，電流采樣電阻Rw分別接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳1、5、6以及所述單體電池充電電流采樣電路203中的電阻R4，所述電容Cl的另一端分別接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳7、電容C2、二極管D的正極、UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202中的光電耦合電阻Ur —端、電容C和單體電池B的負(fù)極；
所述電容C2接Ul的針腳8，所述Ul的針腳2依次接電感L、繼電器K3n和單體電池B的正極，所述Ul的針腳4分別接電阻R1、UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202中的光電耦合電阻Ur的節(jié)點(diǎn)Ζ，所述電阻Rl的另一端分別接電感L與繼電器Κ3η之間的節(jié)點(diǎn)、電容C。需要說(shuō)明的是，Ul芯片可以為恒流恒壓控制芯片MC34063，該芯片是控制電流與電壓的主要芯片，Vin可達(dá)DC3 40V，在本發(fā)明中，所述單體電池充電電源Vin是7V，它用RW采樣來(lái)控制電流(同時(shí)我們也用此電阻采樣電流給單片機(jī))，用Rl與Ur的分壓來(lái)控制Vout輸出電壓，所以控制Ur的電阻大小就可以達(dá)到控制輸出電壓的效果。參見(jiàn)圖4，所述單體電池充電電流采樣電路203包括有運(yùn)算放大器U4，所述運(yùn)算放大器U4的正向輸入端分別接電阻R5和R6，所述R6接地。所述運(yùn)算放大器U4的反向輸入端分別接電阻R4和R3，所述R3接電阻R7，所述電阻R7分別接采樣電流輸出端1ut和電容C3，所述電容C3與電阻R6相接。此外，所述運(yùn)算放大器U4的輸出端與所述電阻R3和R7之間的節(jié)點(diǎn)相連接，所述運(yùn)算放大器U4的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U4的接地端Vss接-12V。參見(jiàn)圖4，所述UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路202包括有一個(gè)與光電耦合電阻Ur率禹合的光電稱合二極管，所述光電稱合二極管的正極分別接5V的直流電源，所述光電I禹合二極管另一端接一個(gè)三極管Q2的集電極，所述三極管Q2的發(fā)射極接電阻R9和一個(gè)運(yùn)算放大器U3的反向輸入端，所述電阻R9接地，所述三極管Q2的基極接運(yùn)算放大器U3的輸出端，所述運(yùn)算放大器U3的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U3的接地端Vss接地。所述運(yùn)算放大 器U3的正向輸入端分別接電阻R8和一個(gè)單片機(jī)DA輸出電壓的調(diào)節(jié)控制端DV。
具體實(shí)現(xiàn)上，所述DV端可以是單片機(jī)控制系統(tǒng)400中具有的單片機(jī)DA輸出電壓用來(lái)控制U3，U3及三極管組成對(duì)光耦二極管端的恒流控制電路，控制光耦二極管電流的大小同時(shí)就決定了另一端電阻Ur的大小，這樣就達(dá)到了單體充電恒壓輸出的控制。在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，為了讓所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400可以控制所述繼電器K3n的工作狀態(tài)，進(jìn)而控制對(duì)單體電池均衡充電電路200是否對(duì)單體電池B進(jìn)行均衡充電，參見(jiàn)圖2、圖4，具體實(shí)現(xiàn)上，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上還設(shè)置有JVn接口和Ix接口，所述JVn接口是所述單體電池均衡充電電路200中的繼電器Κ3η的驅(qū)動(dòng)線圈，用于控制繼電器Κ3η的通電和失電狀態(tài)。在本發(fā)明中，參見(jiàn)圖2、圖4，所述Ix接口與所述單體電池均衡充電電路200中采樣電流輸出端1ut相連接，從而所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400可以獲知所述單體電池均衡充電電路200中是否有無(wú)充電電流，即是否在進(jìn)行充電。同樣需要說(shuō)明的是，對(duì)于一個(gè)繼電器來(lái)說(shuō)，它是通過(guò)通電來(lái)控制常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合，通過(guò)失電來(lái)控制常開(kāi)觸點(diǎn)的斷開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的閉合。對(duì)于繼電器Κ3η來(lái)說(shuō)，JVn接口輸出電壓給Κ3η使其通電，那么Κ3η的常開(kāi)點(diǎn)E閉合接通,這時(shí)所述單體電池均衡充電電路200對(duì)單體電池B進(jìn)行均衡充電，而如果JVn接口不輸出電壓給Κ3η，那么Κ3η失電，Κ3η的常開(kāi)點(diǎn)E斷開(kāi)，這時(shí)所述單體電池均衡充電電路200不再對(duì)單體電池B進(jìn)行均衡充電。為了實(shí)現(xiàn)控制所述單體電池均衡充電電路200的充電狀態(tài)的目的，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400輸出給單體電池均衡充電電路200的單體電池均衡充電啟動(dòng)指令具體體現(xiàn)為:通過(guò)調(diào)節(jié)JVn接口的輸出電壓來(lái)控制所述單體電池均衡充電電路200中Κ3η的通電以及失電狀態(tài)，從而最終達(dá)到控制Κ3η的常開(kāi)點(diǎn)E閉合接通和斷開(kāi)的效果,從而控制單體電池均衡充電電路200是否對(duì)對(duì)單體電池B進(jìn)行均衡充電。對(duì)于本發(fā)明，其在動(dòng)力電池組放電后開(kāi)始檢測(cè)各單體電池，在動(dòng)力電池組的充電過(guò)程中可檢測(cè)診斷出單體的低容的情況、若無(wú)大問(wèn)題可以進(jìn)行單體均衡充電保養(yǎng)，使電池組保持最佳狀況。需要說(shuō)明的是，對(duì)于本發(fā)明，當(dāng)單片機(jī)控制系統(tǒng)400通過(guò)單體電池電壓采樣電路300檢測(cè)到通過(guò)外部充電或者內(nèi)部充電，使得某一個(gè)單體電壓充到上限時(shí)，繼電器接口 JK動(dòng)作使Kl切換到常閉點(diǎn)D，即動(dòng)力電池組的充電回路被切斷，本發(fā)明的設(shè)備可以自動(dòng)進(jìn)入單體均衡充電狀態(tài)，即先對(duì)各單體恒流充電后進(jìn)行恒壓充電。對(duì)于一個(gè)單體電池來(lái)說(shuō)，其恒流充電過(guò)程，參見(jiàn)圖4所示，某路單體電池充電電源Vin經(jīng)電流采樣電阻RW，進(jìn)入到DC控制電路，即電阻通過(guò)單體電流時(shí)兩端形成的電壓等于或小于300mV (即DC恒流恒壓控制芯片Ul的預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)電壓)，則自動(dòng)切斷或開(kāi)通輸出通路、如此反復(fù)，再通過(guò)D、L、C儲(chǔ)能濾波，以達(dá)到控制恒流，當(dāng)某單體的電池電壓恒流充電到達(dá)電壓上限時(shí)，在單片機(jī)控制系統(tǒng)400的繼電器接口 JVn的作用下，使K3n關(guān)斷，如此各單體都達(dá)到電壓上限后，轉(zhuǎn)為恒壓充電；因?yàn)楦鲉误w電池所設(shè)定的上限電壓是一樣的，所以這時(shí)的各單體電池的電壓基本均衡。對(duì)于一個(gè)單體電池來(lái)說(shuō)，其恒壓充電過(guò)程，參見(jiàn)圖4所示，因?yàn)殡姵貎?nèi)阻及線路等通過(guò)電流時(shí)造成虛電壓的存 在，故此時(shí)單體電池的電壓并沒(méi)有達(dá)到真正所需的電壓值，要進(jìn)行恒壓充電才可將電壓穩(wěn)定；電阻Rl采集輸出點(diǎn)的電壓，并通過(guò)與光電耦合電阻Ur的分壓點(diǎn)Z (即Ul的4腳)來(lái)控制輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定值，而UR電路實(shí)際是通過(guò)對(duì)光耦二極管一側(cè)電流的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Ur電阻值的控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)單體充電輸出電壓；因?yàn)閱纹瑱C(jī)已經(jīng)對(duì)各單體的電池電壓進(jìn)行了采集見(jiàn)圖5、這樣通過(guò)PID (比例-積分-微分)調(diào)節(jié)對(duì)輸出電壓就可以構(gòu)成了閉環(huán)的恒壓調(diào)節(jié)控制；某單體恒壓充電到關(guān)斷電流參數(shù)后、再次關(guān)斷JVn繼電器的K3n，當(dāng)各單體電池的恒壓充電都停止后，均衡保養(yǎng)結(jié)束。圖5為本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備中一個(gè)單體電池電壓采樣電路的電路圖。參見(jiàn)圖5，所述單體電池電壓采樣電路300包括有一個(gè)運(yùn)算放大器U5及電阻R61、R62、R63、R64組成的差分采樣電路，所述運(yùn)算放大器U5的正向輸入端分別接電阻R62和R64，所述電阻R62與單體電池B的正極相連接，所述電阻R64接地；所述運(yùn)算放大器U5的反向輸入端分別接電阻R63和電阻R61，所述電阻R63與單體電池B的負(fù)極相連接，所述電阻R61與運(yùn)算放大器U5的輸出端相連接，所述運(yùn)算放大器U5的輸出端與采樣電壓輸出端Vout相連接；所述運(yùn)算放大器U5的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U5的接地端Nss與-12V的直流電源相連接。對(duì)應(yīng)地，參見(jiàn)圖2、圖5，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400上還設(shè)置有Vx接口，所述Vx接口用于連接所述多路單體電池電壓采樣電路300的各采樣電壓輸出端Vout，從而所述單片機(jī)控制系統(tǒng)400可以獲得所述單體電池電壓采樣電路300所采集的單體電池電壓。圖6為通過(guò)運(yùn)用本發(fā)明，所形成的多個(gè)電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)總控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。參見(jiàn)圖6，對(duì)于本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)高電壓的大串?dāng)?shù)電池組的檢測(cè)控制，鑒于高精度模數(shù)AD的單片機(jī)采集數(shù)據(jù)量不會(huì)太大，例如每個(gè)單體電池的電池電壓及充電電流數(shù)據(jù)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電池組進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)，多個(gè)電池組的總控制系統(tǒng)可以包括有多個(gè)如圖1、圖2所示的本發(fā)明設(shè)備，參見(jiàn)圖6所示，圖6所示的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)總控制系統(tǒng)包括有八個(gè)如圖1、圖2所示的本發(fā)明設(shè)備，即設(shè)備I至設(shè)備8，這多個(gè)設(shè)備之間相互串聯(lián)，同時(shí)在串聯(lián)時(shí)它們的地電壓不同即不能共地。在本發(fā)明中，所示設(shè)備I至設(shè)備8分別通過(guò)一個(gè)URAT光電隔離通信接口 Ut與主控制機(jī)相連接，所述主控制系統(tǒng)為一個(gè)高速大內(nèi)存的32位單片機(jī)，其可以以電子切換方式分別收集各分系統(tǒng)(即設(shè)備I至設(shè)備8)的數(shù)據(jù)，然后傳送給PC機(jī)并下傳控制命令，主充電的總電壓/電流采集及主充電與單體充電切換控制仍由第一位置的單片機(jī)負(fù)責(zé)。需要說(shuō)明的是，URAT接口采用光電隔離的通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)示控制、也可以利用此接口與總控制機(jī)通信將多個(gè)控制系統(tǒng)串聯(lián)組成對(duì)電動(dòng)汽車(chē)等高壓大串?dāng)?shù)電池組的檢測(cè)保養(yǎng)，由此構(gòu)成了整機(jī)的控制系統(tǒng)。參見(jiàn)圖7，具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明提供的一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，包括有機(jī)殼I，所述機(jī)殼11的正面設(shè)置有兩個(gè)電池組夾具12,所述機(jī)殼11的正面還設(shè)置有多個(gè)單體電池充電狀態(tài)指示燈13、一個(gè)電池組充電狀態(tài)指示燈14、多個(gè)單體電池充電接口 15和多個(gè)單體電池電壓采樣接口 16，所述機(jī)殼11的背面還設(shè)置有一個(gè)光電隔離計(jì)算機(jī)通信接口 17。對(duì)于本發(fā)明，鑒于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量較大，動(dòng)態(tài)智能診斷較繁瑣，故可以采用PC計(jì)算機(jī)作為單片機(jī)控制系統(tǒng)400。其中，對(duì)于低 容單體電池的智能診斷過(guò)程為:在動(dòng)力電池組的電壓低于充電電壓的情況下，如果某個(gè)單體電池的電壓很快先于其他的單體電池達(dá)到了預(yù)設(shè)的充電電壓上限并且與電壓第二高的電壓之間的電壓差值達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值，那么這個(gè)單體電池可能就是低容的電池或者存在嚴(yán)重低容故障，從而及時(shí)提示電池廠家等用戶及時(shí)進(jìn)行維修或者進(jìn)行電池的更換。對(duì)于本發(fā)明的檢測(cè)結(jié)果報(bào)告，除如實(shí)記錄檢測(cè)情況用作可靠的檢測(cè)依據(jù)功能外，對(duì)診斷或自檢出來(lái)的問(wèn)題與故障、可同時(shí)用作提供給維修單位的報(bào)修憑證，以便盡快修復(fù)。檢測(cè)結(jié)果是開(kāi)機(jī)充電保養(yǎng)之前對(duì)鋰電池組現(xiàn)狀的檢測(cè)診斷結(jié)果，反應(yīng)出最高單體電壓與最低單體的電壓及零單體電壓的情況，檢測(cè)/保養(yǎng)結(jié)果是充電過(guò)程中對(duì)低容情況的診斷結(jié)果，保養(yǎng)結(jié)果是均衡保養(yǎng)結(jié)束的情況。對(duì)于本發(fā)明，其通過(guò)對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組主充電及對(duì)單體均衡充電的動(dòng)態(tài)過(guò)程檢測(cè)，診斷出動(dòng)力電池組的整體性能及各單體電池的工作情況，對(duì)不正常的問(wèn)題及問(wèn)題所在提供全面準(zhǔn)確的檢測(cè)報(bào)告，以便修復(fù)并可及時(shí)的對(duì)不均衡問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)均衡保養(yǎng)，使電池組發(fā)揮應(yīng)有的動(dòng)力性能及使用壽命。并且此設(shè)備不僅適用于鋰離子動(dòng)力電池組，只要設(shè)定合適的參數(shù)，還可以適用于其他類(lèi)型的動(dòng)力電池組。本發(fā)明不但避開(kāi)了鋰動(dòng)力電池組應(yīng)用中保護(hù)管理系統(tǒng)的均衡問(wèn)題在世界范圍內(nèi)的長(zhǎng)期困擾，為鋰動(dòng)力電池組在電動(dòng)車(chē)的廣泛應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)可行性的路子，對(duì)鋰動(dòng)力電池組生產(chǎn)商、電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)商、維修點(diǎn)及用戶都能起到有益的作用，可推進(jìn)其綠色能源盡快的得到應(yīng)用發(fā)展，而且也能解決現(xiàn)有其他類(lèi)型電池動(dòng)力電池組應(yīng)用中的同樣問(wèn)題。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其可以對(duì)鋰離子動(dòng)力電池組以及其他類(lèi)型的動(dòng)力電池組進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，在電池組中單體電池的電壓不均衡時(shí)進(jìn)行電壓均衡保養(yǎng)，從而大大提高動(dòng)力電池組的工作性能，有效延長(zhǎng)整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命，增強(qiáng)電池組用戶的產(chǎn)品使用感受，有利于擴(kuò)大電池廠家的產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用前景，促進(jìn)電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前 提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述動(dòng)力電池組包括有多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，該設(shè)備包括有一個(gè)切換充電電路(100)、多個(gè)單體電池均衡充電電路(200)、多個(gè)單體電池電壓采樣電路(300)和一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)，其中: 切換充電電路(100)，分別與所述動(dòng)力電池組和單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)相連接，所述切換充電電路(100)包括有一個(gè)與外部電源相連接的外部充電器和一個(gè)內(nèi)部充電電源，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為外部充電器充電指令或內(nèi)部充電電源充電指令時(shí)，分別對(duì)應(yīng)地將所述外部充電器或者內(nèi)部充電電源與動(dòng)力電池組相連通而進(jìn)行充電，并且當(dāng)該充電指令為電池組整體充電切斷指令時(shí)，實(shí)時(shí)切斷外部充電器或內(nèi)部充電電源兩者與動(dòng)力電池組之間的連接； 每個(gè)單體電池均衡充電電路(200)，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)相連接，用于實(shí)時(shí)接收所述單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)發(fā)送的充電指令，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電啟動(dòng)指令時(shí)，實(shí)時(shí)對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電，反之，當(dāng)該充電指令為單體電池均衡充電停止指令時(shí)，實(shí)時(shí)停止對(duì)所連接的一個(gè)單體電池進(jìn)行充電； 每個(gè)單體電池電壓采樣電路(300)，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)相連接，用于實(shí)時(shí)采集所連接的單體電池的電壓，然后輸出給單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)； 單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)，分別與切換充電電路(100)、所述多個(gè)單體電池均衡充電電路(200 )和多個(gè)單 體電池電壓采樣電路(300 )相連接，用于實(shí)時(shí)設(shè)置外部充電器充電指令和內(nèi)部充電電源充電指令，然后轉(zhuǎn)發(fā)給切換充電電路(100 )，以及預(yù)先設(shè)置單體電池的充電電壓上限，并且實(shí)時(shí)接收所述多個(gè)單體電池電壓采樣電路(300)采樣輸出的多個(gè)單體電池的電壓，當(dāng)外部充電器或內(nèi)部充電電源對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電時(shí)，如果某一個(gè)或者多個(gè)單體電池的電壓達(dá)到所述單體電池充電電壓上限時(shí),首先實(shí)時(shí)向切換充電電路(100)發(fā)出電池組整體充電切斷指令，然后對(duì)所述多個(gè)單體電池均衡充電電路(200)分別發(fā)出一個(gè)單體電池均衡充電啟動(dòng)指令，控制所述單體電池均衡充電電路(200)實(shí)時(shí)對(duì)所連接的每個(gè)單體電池進(jìn)行均衡充電，直到該單體電池的電壓都達(dá)到所述單體電池充電電壓上限為止。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述切換充電電路(100)還包括有一個(gè)內(nèi)外充電切換繼電器K2和一個(gè)單體充電切換繼電器Kl，所述內(nèi)部充電電源與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常閉點(diǎn)A相連接，所述外部充電器與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2的常開(kāi)點(diǎn)B相連接，所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接，所述單體充電切換繼電器Kl的常開(kāi)點(diǎn)C與動(dòng)力電池組BT相連接； 所述單片機(jī)控制系統(tǒng)(400)分別與所述內(nèi)外充電切換繼電器K2和單體充電切換繼電器Kl相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述單體電池均衡充電電路(200)，包括有一個(gè)直流DC恒流恒壓控制電路(201)、一個(gè)光電耦合電阻Ur為主控的UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路(202)和一個(gè)單體電池充電電流采樣電路(203)，所述DC恒流恒壓控制電路(201)分別與所述光電耦合電阻Ur單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路(202 )和單體電池充電電流采樣電路(203)相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述DC恒流恒壓控制電路包括有一個(gè)單體電池充電電源Vin，所述單體電池充電電源Vin分別接電流采樣電阻Rw、DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳(3)、電容Cl和所述單體電池充電電流采樣電路(203)中的電阻R5，電流采樣電阻Rw分別接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳(1)、(5)、(6)以及所述單體電池充電電流采樣電路(203)中的電阻R4，所述電容Cl的另一端接所述DC恒流恒壓控制芯片Ul的針腳(7)、電容C2、二極管D的正極、UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路(202)中的光電耦合電阻Ur —端、電容C和單體電池B的負(fù)極； 所述電容C2接Ul的針腳(8)，所述Ul的針腳(2)接電感L、二極管D的負(fù)極、依次接繼電器K3n和單體電池B的正極，所述Ul的針腳(4)分別接電阻Rl與UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路(202)中的光電耦合電阻Ur的節(jié)點(diǎn)Ζ，所述電阻Rl的另一端分別接電感L與繼電器Κ3η之間的節(jié)點(diǎn)、電容C。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述單體電池充電電流采樣電路(203)包括有運(yùn)算放大器U4，所述運(yùn)算放大器U4的正向輸入端分別接電阻R5和R6，所述R6接地； 所述運(yùn)算放大器U4的反向輸入端分別接電阻R4和R3，所述R3接電阻R7，所述電阻R7分別接采樣電流輸出端1ut和電容C3，所述電容C3與電阻R6相接； 所述運(yùn)算放大器U4的輸出端與所述電阻R3和R7之間的節(jié)點(diǎn)相連接，所述運(yùn)算放大器U4的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U4的Nss接-12V。
6.如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述UR單體電池充電電壓調(diào)節(jié)電路(202 )包括有一個(gè)與光電稱合電阻Ur稱合的光電稱合二極管，所述光電I禹合二極管的正極分別接5V的直流電源，所述光電耦合二極管另一端負(fù)極接一個(gè)三極管Q2的集電極； 所述三極管Q2的發(fā)射極接電阻R9和一個(gè)運(yùn)算放大器U3的反向輸入端，所述電阻R9接地；所述三極管Q2的基 極接運(yùn)算放大器U3的輸出端，所述運(yùn)算放大器U3的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接,所述運(yùn)算放大器U3的接地端Vss接地； 所述運(yùn)算放大器U3的正向輸入端分別接電阻R8和一個(gè)單片機(jī)DA輸出電壓的調(diào)節(jié)控制端DV。
7.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述單體電池電壓采樣電路(300)包括有一個(gè)運(yùn)算放大器U5，所述運(yùn)算放大器U5的正向輸入端分別接電阻R62和R64，所述電阻R62與單體電池B的正極相連接，所述電阻R64接地； 所述運(yùn)算放大器U5的反向輸入端分別接電阻R63和電阻R61，所述電阻R63與單體電池B的負(fù)極相連接，所述電阻R61與運(yùn)算放大器U5的輸出端相連接，所述運(yùn)算放大器U5的輸出端與采樣電壓輸出端Vout相連接； 所述運(yùn)算放大器U5的電源輸入端Vdd與+12V的直流電源相連接，所述運(yùn)算放大器U5的另一端Vss與-12V的直流電源相連接。
8.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，包括有機(jī)殼(I)，所述機(jī)殼(11)的正面設(shè)置有兩個(gè)電池組夾具(12)，所述機(jī)殼(11)的正面還設(shè)置有多個(gè)單體電池充電狀態(tài)指示燈(13)、一個(gè)電池組充電狀態(tài)指示燈(14)、多個(gè)單體電池充電接口( 15)和多個(gè)單體電池電壓采樣接口(16)，所述機(jī)殼(11)的背面還設(shè)置有一個(gè)光電隔離計(jì)算機(jī)通信接口(17)。
9.如權(quán)利要求1 所述的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，其特征在于，所述檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備和主控制機(jī)一起組成用于多個(gè)動(dòng)力電池組的、包括有上下位機(jī)的分布控制系統(tǒng)設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力電池組的檢測(cè)維護(hù)和均衡保養(yǎng)設(shè)備，可以由多個(gè)動(dòng)力電池組檢測(cè)和均衡保養(yǎng)設(shè)備組成上下位機(jī)的分布控制系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)備包括一個(gè)切換充電電路、多個(gè)單體電池均衡充電電路、多個(gè)單體電池電壓采樣電路和一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，所述切換充電電路，分別與所述動(dòng)力電池組和單片機(jī)控制系統(tǒng)相連接；每個(gè)單體電池均衡充電電路，分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)相連接；每個(gè)單體電池電壓采樣電路分別與動(dòng)力電池組中的一個(gè)單體電池和單片機(jī)控制系統(tǒng)相連接。本發(fā)明可對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，在電池組中單體電池的電壓不均衡時(shí)進(jìn)行電壓均衡保養(yǎng)，大大提高動(dòng)力電池組的工作性能，延長(zhǎng)整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命。
文檔編號(hào)H01M10/42GK103219552SQ201210015300
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉連仲, 馬宏奇, 吳曉鵬 申請(qǐng)人:天津市泰威科技發(fā)展有限公司