CN207866998U - 一种蓄电池充放电在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池充放电在线监测系统，包括防雷电路、双向BUCK‑BOOST变换器、蓄电池、第一电流检测电路、第一电压检测电路、PWM驱动电路、处理器、第二电流检测电路、第二电压检测电路、短路保护电路、限流保护电路、过欠压保护电路、温度检测电路、GAN通信模块、显示电路和上位机。本实用新型能够实现对蓄电池快速稳定充电，并对电参数进行实时监测，从而延长了蓄电池使用寿命，节约了成本。

Description

一种蓄电池充放电在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及蓄电池监测技术领域，特别是一种蓄电池充放电在线监测系统。

背景技术

环境污染和能源危机成为当下发展的两大问题，因此汽车电动化技术以其绿色环保、节能减排等独特优势，得到了广泛的研究。电池作为汽车电动化技术的关键所在，其性能对电动汽车的使用安全以及发展前景具有重大影响。随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的唯一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色;在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色;在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。

电动汽车的电池以其能量密度高、使用寿命长、绿色环保等优点，在交通运输和工业生产等领域都有广泛应用。然而，电池在充放电循环使用过程中，受温度、自放电率、放电深度、放电倍率等因素的影响，其容量和寿命不断衰减。当电池容量下降为初始容量的70%时，电池的性能将无法满足供电技术要求，必须进行维护或更换，否则会给工业生产带来严重的危害。因此，有必要对电动车电池的剩余寿命进行分析研究，以便最大限度地利用电池的剩余容量，保障企业安全生产。电池具有绿色环保，循环利用年限长、存储产量高、体积重量小等优点，其作为重要的新兴能源之一，已经在工业生产中得到广泛的应用。电池组在循环工作过程中会出现如单体温度过高，电流过大、过放电和过充电等情况，进而导致电池的寿命缩短，甚至引发电池爆炸等安全事故。因此有必要对电动车电池的运行状态进行实时监测和管理，以提高供电系统的可靠性和自动化程度，保障安全生产。

目前没有专门的蓄电池用于光伏系统中，因此铅酸蓄电池自身的一些缺陷，如耐过充和耐过放能力差，在光伏发电系统中越加明显。由于光伏发电系统随机性强，稳定性差，因此很难保证蓄电池进行规律地充放电。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种蓄电池充放电在线监测系统，本实用新型能够实现对蓄电池快速稳定充电，并对电参数进行实时监测，从而延长了蓄电池使用寿命，节约了成本。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本实用新型提出的一种蓄电池充放电在线监测系统，包括防雷电路、双向BUCK-BOOST变换器、蓄电池、第一电流检测电路、第一电压检测电路、PWM驱动电路、处理器、第二电流检测电路、第二电压检测电路、短路保护电路、限流保护电路、过欠压保护电路、温度检测电路、GAN通信模块、显示电路和上位机；其中，

市电与防雷电路的输入端连接，防雷电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端、第一电流检测电路的输入端、第一电压检测电路的输入端分别连接，双向BUCK-BOOST变换器的输出端与蓄电池的输入端、第二电流检测电路的输入端、第二电压检测电路的输入端、短路保护电路的输入端、限流保护电路的输入端、过欠压保护电路的输入端分别连接，蓄电池与温度检测电路的输入端连接，温度检测电路的输出端、第一电流检测电路的输出端、第一电压检测电路的输出端、第二电流检测电路的输出端、第二电压检测电路的输出端、短路保护电路的输出端、限流保护电路的输出端、过欠压保护电路的输出端分别与处理器的输入端连接，处理器的输出端与PWM驱动电路的输入端、显示电路的输入端、CAN通信模块的输入端分别连接，PWM驱动电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端连接，CAN通信模块的输出端与上位机的输入端连接。

作为本实用新型所述的一种蓄电池充放电在线监测系统进一步优化方案，双向BUCK-BOOST变换器包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、电感、第一二极管和第二二极管，第一电容的一端与第一二极管的负极、第一开关管的漏极分别连接，第一开关的源极与第一二极管的负极、电感的一端、第二二极管的负极、第二开关管的源极分别连接，第二二极管的正极与第二开关管的漏极、第一电容的另一端、第二电容的一端分别连接，第二电容的另一端与电感的另一端连接。

作为本实用新型所述的一种蓄电池充放电在线监测系统进一步优化方案，温度检测电路包括DS18B20温度传感器和电阻，DS18B20温度传感器的第一引脚接地，DS18B20温度传感器的第二引脚与电阻的一端连接，电阻的另一端与+5V电源、DS18B20温度传感器的第三引脚分别连接。

作为本实用新型所述的一种蓄电池充放电在线监测系统进一步优化方案，显示电路为LCD液晶显示屏。

作为本实用新型所述的一种蓄电池充放电在线监测系统进一步优化方案，处理器为单片机。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型能够实现对蓄电池快速稳定充电，并对电参数进行实时监测，从而延长了蓄电池使用寿命，节约了成本；

（2）本实用新型蓄电池充放电在线监测系统能有效提高蓄电池充放电效率，能够实现高效快速充电，延长了蓄电池寿命，从而大大节约成本，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种蓄电池充放电在线监测系统，包括防雷电路、双向BUCK-BOOST变换器、蓄电池、第一电流检测电路、第一电压检测电路、PWM驱动电路、处理器、第二电流检测电路、第二电压检测电路、短路保护电路、限流保护电路、过欠压保护电路、温度检测电路、GAN通信模块、显示电路和上位机；其中，

市电与防雷电路的输入端连接，防雷电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端、第一电流检测电路的输入端、第一电压检测电路的输入端分别连接，双向BUCK-BOOST变换器的输出端与蓄电池的输入端、第二电流检测电路的输入端、第二电压检测电路的输入端、短路保护电路的输入端、限流保护电路的输入端、过欠压保护电路的输入端分别连接，蓄电池与温度检测电路的输入端连接，温度检测电路的输出端、第一电流检测电路的输出端、第一电压检测电路的输出端、第二电流检测电路的输出端、第二电压检测电路的输出端、短路保护电路的输出端、限流保护电路的输出端、过欠压保护电路的输出端分别与处理器的输入端连接，处理器的输出端与PWM驱动电路的输入端、显示电路的输入端、CAN通信模块的输入端分别连接，PWM驱动电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端连接，CAN通信模块的输出端与上位机的输入端连接。

双向BUCK-BOOST变换器包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、电感、第一二极管和第二二极管，第一电容的一端与第一二极管的负极、第一开关管的漏极分别连接，第一开关的源极与第一二极管的负极、电感的一端、第二二极管的负极、第二开关管的源极分别连接，第二二极管的正极与第二开关管的漏极、第一电容的另一端、第二电容的一端分别连接，第二电容的另一端与电感的另一端连接。

温度检测电路包括DS18B20温度传感器和电阻，DS18B20温度传感器的第一引脚接地，DS18B20温度传感器的第二引脚与电阻的一端连接，电阻的另一端与+5V电源、DS18B20温度传感器的第三引脚分别连接。

显示电路为LCD液晶显示屏，处理器为单片机。

防雷电路用于保护输入的电流，双向BUCK-BOOST变换器用于实现蓄电池的充电和放电功能，当给蓄电池充电时双向BUCK-BOOST变换器工作在Buck 模式下，蓄电池放电时双BUCK-BOOST变换器工作在Boost模式下；第一电流检测电路、第一电压检测电路分别将双向BUCK-BOOST变换器输入端的第一电流值和第一电压值输出至处理器；第二电流检测电路、第二电压检测电路分别将双向BUCK-BOOST变换器输出端的第二电流值、第二电压值输出至处理器；充电时，双向BUCK-BOOST变换器输出恒定的充电电流对蓄电池进行充电，双向BUCK-BOOST变换器的输出端口设有短路保护电路、限流保护电路、过欠压保护电路，有效的防止了因外部短路，反接及输出电压过高，对蓄电池的损坏；温度检测电路用于将蓄电池温度输出至处理，处理器用于判定当蓄电池温度异常时（不在预设的阈值范围内），经PWM驱动电路停止蓄电池充放电，提供可靠保护；处理器根据接收的各个电流、电压值对PWM驱动电路发出充放电指令；从而实现对蓄电池的充放电；处理器实时监测的电流、电压以及温度数据也通过显示电路显示；并通过CAN通信模块传输至上位机进行监测。

本实用新型能够实现对蓄电池快速稳定充电，并对电参数进行实时监测，从而延长了蓄电池使用寿命，节约了成本；本实用新型蓄电池充放电在线监测系统能有效提高蓄电池充放电效率，能够实现高效快速充电，延长了蓄电池寿命，从而大大节约成本，具有很好的应用前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种蓄电池充放电在线监测系统，其特征在于，包括防雷电路、双向BUCK-BOOST变换器、蓄电池、第一电流检测电路、第一电压检测电路、PWM驱动电路、处理器、第二电流检测电路、第二电压检测电路、短路保护电路、限流保护电路、过欠压保护电路、温度检测电路、GAN通信模块、显示电路和上位机；其中，

市电与防雷电路的输入端连接，防雷电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端、第一电流检测电路的输入端、第一电压检测电路的输入端分别连接，双向BUCK-BOOST变换器的输出端与蓄电池的输入端、第二电流检测电路的输入端、第二电压检测电路的输入端、短路保护电路的输入端、限流保护电路的输入端、过欠压保护电路的输入端分别连接，蓄电池与温度检测电路的输入端连接，温度检测电路的输出端、 第一电流检测电路的输出端、第一电压检测电路的输出端、第二电流检测电路的输出端、第二电压检测电路的输出端、短路保护电路的输出端、限流保护电路的输出端、过欠压保护电路的输出端分别与处理器的输入端连接，处理器的输出端与PWM驱动电路的输入端、显示电路的输入端、CAN通信模块的输入端分别连接，PWM驱动电路的输出端与双向BUCK-BOOST变换器的输入端连接，CAN通信模块的输出端与上位机的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电在线监测系统，其特征在于，双向BUCK-BOOST变换器包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、电感、第一二极管和第二二极管，第一电容的一端与第一二极管的负极、第一开关管的漏极分别连接，第一开关的源极与第一二极管的负极、电感的一端、第二二极管的负极、第二开关管的源极分别连接，第二二极管的正极与第二开关管的漏极、第一电容的另一端、第二电容的一端分别连接，第二电容的另一端与电感的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电在线监测系统，其特征在于，温度检测电路包括DS18B20温度传感器和电阻，DS18B20温度传感器的第一引脚接地，DS18B20温度传感器的第二引脚与电阻的一端连接，电阻的另一端与+5V电源、DS18B20温度传感器的第三引脚分别连接。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电在线监测系统，其特征在于，显示电路为LCD液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电在线监测系统，其特征在于，处理器为单片机。