[發(fā)明專利]一種蓄電池組電壓均衡系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410654763.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN104377767A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊慶華;史永凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 柳州市金旭節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電池，具體是一種蓄電池組電壓均衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池是目前應(yīng)用最廣泛的一種蓄電池,它具有容量大,壽命長(zhǎng),成本低等優(yōu)點(diǎn)。鉛酸蓄電池的理論壽命可達(dá)20年,但許多蓄電池的實(shí)際使用年限卻只有五,六年。這既增加了無謂的浪費(fèi),廢棄的電池又造成了環(huán)境污染。蓄電池實(shí)際使用年限遠(yuǎn)小于理論壽命的原因是:蓄電池組通常是由若干個(gè)電瓶串聯(lián)在一起使用的。對(duì)這些蓄電池組進(jìn)行充電時(shí),使用統(tǒng)一的充電電流,由于這些蓄電池的參數(shù)不盡一致,所以造成有些電池充電不足,有些則充電過足。充電不足,充電過足都會(huì)加速電瓶的損壞,從而進(jìn)一步拉大了電池組內(nèi)電瓶間的差距。正是這種惡性循環(huán)極大地縮短了蓄電池組的使用壽命,導(dǎo)致以蓄電池組作為應(yīng)急能源的設(shè)備的可靠性降低,甚至引發(fā)嚴(yán)重事故。這在通信、電力等應(yīng)用領(lǐng)域中時(shí)有發(fā)生。

針對(duì)這些問題,我們研制了一個(gè)鉛酸蓄電池精密充/放電管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種蓄電池組電壓均衡系統(tǒng)。針對(duì)串聯(lián)充/放電的缺點(diǎn),本系統(tǒng)自動(dòng)地以最佳方式對(duì)蓄電池組中的各個(gè)電瓶進(jìn)行獨(dú)立的充/放電。對(duì)超過額定電壓的蓄電池進(jìn)行放電,對(duì)低于額定電壓的蓄電池進(jìn)行充電。各個(gè)充/放電回路的工作是互相獨(dú)立的,不受其它充/放電回路的影響,這個(gè)過程稱為電壓均衡。電壓均衡完成后,所以電瓶都達(dá)到統(tǒng)一的額定電壓。本系統(tǒng)還能在線檢測(cè)并顯示各電瓶的電壓、充/放電電流和電瓶溫度,如發(fā)現(xiàn)異常會(huì)及時(shí)報(bào)警。使用本系統(tǒng)不但能大大延長(zhǎng)鉛酸蓄電池的使用壽命,而且能增強(qiáng)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,消除系統(tǒng)可能出現(xiàn)的隱患。本設(shè)計(jì)充分利用了微處理器的高性能,低價(jià)格的特點(diǎn),廣泛地使用了微處理器。比較傳統(tǒng)的電子線路具有調(diào)試簡(jiǎn)單,功能修改方便等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明一種蓄電池組電壓均衡系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用主模塊管理若干個(gè)充/放電子模塊的兩級(jí)層次結(jié)構(gòu)；所述主模塊和每個(gè)子模塊都由微處理器控制,每個(gè)子模塊獨(dú)立地對(duì)一個(gè)蓄電池進(jìn)行充/放電,所述子模塊的工作由主模塊調(diào)度。

具體地，所述主模塊和子模塊之間、子模塊與子模塊之間是電氣隔離的,各個(gè)模塊的供電相互獨(dú)立,主模塊通過光電禍合方式與子模塊通信。所述主模塊上使用雙CPU，所述雙CPU為主CPU和從CPU，其中，主CPU負(fù)責(zé)主控,從CPU負(fù)責(zé)通信,主CPU和從CPU之間以雙端口RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

進(jìn)一步地，所述主模塊除和子模塊通信外,還能通過RS232或RS485接口和PC機(jī)通信。

具體地，所述主模塊由四個(gè)部分構(gòu)成,分為主機(jī)板,顯示器,鍵盤和譯碼器；所述四個(gè)部分在整體上是統(tǒng)一的,電氣上是相聯(lián)的。

具體地，所述主機(jī)板上的主CPU采用微控制器89C55,主控程序固化在它的ROM中，微控制器89C52作為主CPU的從CPU,從事和PC機(jī)的通信工作；兩個(gè)微控制器的時(shí)鐘頻率均采用1.0592MHz。

具體地，所述主機(jī)板通過8位地址呼叫某子模塊,并與其通信；采用分段譯碼以減少連線,高4位地址選通16個(gè)譯碼器中的某一個(gè),低4位地址選通連接到某譯碼器的16個(gè)子模塊中的某一個(gè)。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)通過8個(gè)七段碼顯示器所構(gòu)成的顯示屏和16個(gè)按鈕開關(guān)所構(gòu)成的鍵盤來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

更進(jìn)一步地，所述主模塊和子模塊間的信號(hào)傳輸由光電禍合器實(shí)現(xiàn),串行通信的波特率為960；通信方式為主從式,主模塊始終為呼叫方；主模塊發(fā)出的8位地址經(jīng)兩級(jí)譯碼后,選通某子模塊,該子模塊才能和主模塊通信。

由于上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：(l)適用范圍廣,對(duì)各行各業(yè)的各種蓄電池都能進(jìn)行電壓均衡、檢測(cè)、監(jiān)視和報(bào)警。(2)可對(duì)在線工作的電池組進(jìn)行電壓均衡。既可對(duì)已處于浮充狀態(tài)下的電池組進(jìn)行電壓均衡。也可對(duì)電池組進(jìn)行初始電壓均衡。(3)可獨(dú)立于PC機(jī)工作,也可連接PC機(jī)。(4)產(chǎn)品模塊化、系列化,結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便。操作簡(jiǎn)單,可無人值守。

本系統(tǒng)經(jīng)華東電力設(shè)計(jì)院實(shí)測(cè),性能指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,即:電壓均衡誤差<目標(biāo)電壓的l％,電壓顯示相對(duì)誤差<0.01,電流顯示相對(duì)誤差<0.001,溫度顯示誤差<l℃。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1是本發(fā)明蓄電池組電壓均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式