一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測(cè)電流信號(hào)的電流采集模塊、用于監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)的電壓采集模塊以及用于監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)的溫度采集模塊，其中數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊均通過(guò)系統(tǒng)管理器控制。本發(fā)明的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)能夠在即時(shí)檢測(cè)電池工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)其剩余容量做出較為準(zhǔn)確的估計(jì)，對(duì)故障電池做出早期預(yù)判，防止發(fā)生過(guò)沖過(guò)放等損害電池的行為，防止因?yàn)閱误w電池的損壞而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致的整個(gè)電池組的壽命降低，從而降低了成本，提高使用效率。
【專利說(shuō)明】
一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高的同時(shí)，人們對(duì)于體育鍛煉的意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，因此市面上對(duì)橡膠制品的需求日益增大，目前用于橡膠制品生產(chǎn)的設(shè)備的主要能源是市內(nèi)供電，能耗非常大，而橡膠制品，尤其是塑膠跑道的鋪設(shè)需要在戶外實(shí)施，其鋪設(shè)機(jī)的主要供電電源是鋰電池，鋰電池以其工作電壓高、比能量和比體積大、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)、充放電效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和無(wú)污染性等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用在電動(dòng)訓(xùn)練自行車上。鋰離子電池的模型和剩余容量的估計(jì)和鉛酸電池和鎳氫電池有著很大的區(qū)別。鋰電池與鎳鎘、鎳氫電池不太一樣，因其能量密度高，對(duì)充放電要求很高。當(dāng)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流及短路保護(hù)等情況發(fā)生時(shí)，鋰電池內(nèi)的壓力與熱量大量增加，容易產(chǎn)生爆炸，因此通常都會(huì)在電池包內(nèi)加保護(hù)電路，用以提高鋰電池的使用壽命。通過(guò)考察發(fā)現(xiàn)，目前的電動(dòng)訓(xùn)練自行車車載電池基本沒(méi)有管理系統(tǒng)，這種情況對(duì)于鎳鎘電池和鎳氫電池來(lái)說(shuō)還基本可以，但是對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)，這是絕對(duì)不行的。因?yàn)殇囯x子電池在過(guò)放電、過(guò)充電、過(guò)電流或過(guò)溫度的狀態(tài)下會(huì)嚴(yán)重的損壞，甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸等安全性問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了解決上述【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，提供一種改進(jìn)的能夠?qū)崿F(xiàn)均衡充電的用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測(cè)電流信號(hào)的電流采集模塊、用于監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)的電壓采集模塊以及用于監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)的溫度采集模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的參數(shù)傳送給電量計(jì)算及顯示模塊，所述的電量計(jì)算及顯示模塊通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算，所述的電量計(jì)算及顯示模塊連接LED光源組件，所述的均衡充電模塊與MOSFET管通過(guò)開(kāi)關(guān)相連接，所述的均衡充電模塊只在充電的時(shí)候通過(guò)MOSFET管的開(kāi)關(guān)對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電使電池組中的每個(gè)電池更加均衡一致，所述的數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊均通過(guò)系統(tǒng)管理器控制。
[0005]作為優(yōu)選地，所述的LED光源組件為三個(gè)并聯(lián)連接的LED燈，當(dāng)電量計(jì)算及顯示模塊通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算后，通過(guò)三個(gè)LED燈的閃亮個(gè)數(shù)來(lái)顯示電池的剩余容量。
[0006]作為優(yōu)選地，所述的報(bào)警模塊與溫度采集模塊相連接，當(dāng)溫度采集模塊監(jiān)測(cè)到溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，會(huì)通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警。
[0007]作為優(yōu)選地，所述的均衡充電模塊包括一電子控制單元和一電荷均衡器。
[0008]作為優(yōu)選地，所述的溫度采集模塊與風(fēng)扇相連接，當(dāng)溫度采集模塊采集到溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)降溫。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)能夠在即時(shí)檢測(cè)電池工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)其剩余容量做出較為準(zhǔn)確的估計(jì)，對(duì)故障電池做出早期預(yù)判，防止發(fā)生過(guò)沖過(guò)放等損害電池的行為，防止因?yàn)閱误w電池的損壞而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致的整個(gè)電池組的壽命降低，從而降低了成本，提高使用效率，并且具有以下功會(huì)K:
[0010](I)對(duì)電池運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，包括單體電壓、電池組總電壓、溫度、充放電電流；
[0011](2)電池充放電過(guò)程管理:即實(shí)時(shí)監(jiān)控電池充放電時(shí)的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)斷開(kāi)充放電電路；
[0012](3)剩余電量估算及顯示；
[0013](4)電池故障診斷:依據(jù)所測(cè)單個(gè)電池溫度、電壓等參數(shù)對(duì)比其正常參數(shù)范圍作出診斷處理；
[0014](5)安全、可靠、抗干擾能力強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的總流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0019]圖1和圖2所示的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測(cè)電流信號(hào)的電流采集模塊、用于監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)的電壓采集模塊以及用于監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)的溫度采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將采集的參數(shù)傳送給電量計(jì)算及顯示模塊，電量計(jì)算及顯示模塊通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算，電量計(jì)算及顯示模塊連接LED光源組件，LED光源組件為三個(gè)并聯(lián)連接的LED燈，當(dāng)電量計(jì)算及顯示模塊通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算后，通過(guò)三個(gè)LED燈的閃亮個(gè)數(shù)來(lái)顯示電池的剩余容量。
[0020]均衡充電模塊與MOSFET管通過(guò)開(kāi)關(guān)相連接，均衡充電模塊只在充電的時(shí)候通過(guò)MOSFET管的開(kāi)關(guān)對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電使電池組中的每個(gè)電池更加均衡一致，數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊均通過(guò)系統(tǒng)管理器控制，綜合電路結(jié)構(gòu)體積及成本的基礎(chǔ)上，我們選擇了 freescale公司的MC9S08DZ60，其具有的豐富資源、穩(wěn)定性和安全性都非常適合應(yīng)用在電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，方便于功能的實(shí)現(xiàn)與軟件工作。MC9S08DZ60的主要功能如下:[0021 ] (I)程序存儲(chǔ)為FLASH結(jié)構(gòu)，方便程序更新；
[0022](2)具有內(nèi)部E2PR0M，方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
[0023 ] (3)具有片內(nèi)存儲(chǔ)SRAM，可實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)處理方式；
[0024](4)10通道AD，12位分辨率，2.5uS的轉(zhuǎn)換時(shí)間，有自動(dòng)比較功能；
[0025](5)一個(gè)6通道(TPMl)和一個(gè)2通道(TPM2);可支持輸入捕捉，輸出比較，或每個(gè)通道帶緩沖的邊沿對(duì)齊PWM輸出；
[0026](6)支持最多32個(gè)中斷/復(fù)位源；
[0027](7)支持范圍31.25kHz至38.4kHz或IMHz至16MHz之間的晶體或陶瓷諧振器；
[0028](8)I2C通信，支持最高100kbps的總線波特率，多主節(jié)點(diǎn)模式運(yùn)行，可編程的從地址，通用呼叫地址，逐字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)的中斷；
[0029](9)RTC — (實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)8位模數(shù)計(jì)數(shù)器，帶基于二進(jìn)制或十進(jìn)制的預(yù)分頻器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，使用外部晶體和RTC來(lái)確保精確時(shí)基、時(shí)間、日歷或任務(wù)調(diào)度功能，內(nèi)帶低功耗振蕩器(IkHz);
[0030](10)支持匯編和C語(yǔ)言編程，軟件調(diào)試和仿真更方便靈活；
[0031](11)低功耗空閑模式、噪聲抑制模式、省電模式、后臺(tái)調(diào)試模式；
[0032](12)24個(gè)中斷管腳，每個(gè)管腳帶觸發(fā)極性選擇所有輸入管腳上帶電壓滯后和可配置的上下拉器件，所有輸入管腳上可配置輸出斜率和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。
[0033]報(bào)警模塊與溫度采集模塊相連接，當(dāng)溫度采集模塊監(jiān)測(cè)到溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，會(huì)通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警。溫度采集模塊與風(fēng)扇相連接，當(dāng)溫度采集模塊采集到溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)降溫。
[0034]均衡充電模塊包括一電子控制單元和一電荷均衡器。
[0035]該系統(tǒng)通過(guò)采集模塊采集電池的即時(shí)電壓、電流、以及溫度，防止電池過(guò)壓、過(guò)溫、過(guò)流，讓電池更能安全、有效的持續(xù)性工作，延長(zhǎng)電池的使用壽命，增加電動(dòng)訓(xùn)練自行車在行駛中的安全性。
[0036]本發(fā)明的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0037](I)對(duì)電池運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，包括單體電壓、電池組總電壓、溫度、充放電電流；
[0038](2)電池充放電過(guò)程管理:即實(shí)時(shí)監(jiān)控電池充放電時(shí)的溫度、電壓、電流等參數(shù)，在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)斷開(kāi)充放電電路；
[0039](3)剩余電量估算及顯示；
[0040](4)電池故障診斷:依據(jù)所測(cè)單個(gè)電池溫度、電壓等參數(shù)對(duì)比其正常參數(shù)范圍作出診斷處理；
[0041](5)安全、可靠、抗干擾能力強(qiáng)。
[0042]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，其特征是:包括數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測(cè)電流信號(hào)的電流采集模塊、用于監(jiān)測(cè)電壓信號(hào)的電壓采集模塊以及用于監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)的溫度采集模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的參數(shù)傳送給電量計(jì)算及顯示模塊，所述的電量計(jì)算及顯示模塊通過(guò)分析采集的參數(shù)并根據(jù)研究試驗(yàn)得出的電量估測(cè)算法，對(duì)電池的當(dāng)前剩余電量進(jìn)行估算，所述的電量計(jì)算及顯示模塊連接LED光源組件，所述的均衡充電模塊與MOSFET管通過(guò)開(kāi)關(guān)相連接，所述的均衡充電模塊只在充電的時(shí)候通過(guò)MOSFET管的開(kāi)關(guān)對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電使電池組中的每個(gè)電池更加均衡一致，所述的數(shù)據(jù)采集模塊、電路保護(hù)模塊、電量計(jì)算及顯示模塊、均衡充電模塊以及報(bào)警模塊均通過(guò)系統(tǒng)管理器控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，其特征是:所述的LED光源組件為三個(gè)并聯(lián)連接的LED燈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，其特征是:所述的報(bào)警模塊與溫度采集模塊相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，其特征是:所述的均衡充電模塊包括一電子控制單元和一電荷均衡器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠制品鋪設(shè)裝置的高效能管理系統(tǒng)，其特征是:所述的溫度采集模塊與風(fēng)扇相連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK105914828SQ201610323907
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】謝彪
【申請(qǐng)人】天津紐威特橡膠制品股份有限公司