[發(fā)明專利]一種蓄電池安全保護裝置以及實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610053637.6
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105471054A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃尚南
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州泓淮能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 李斌;歐陽凱

1.一種蓄電池安全保護裝置，所述蓄電池安全保護裝置安裝在直流電路與蓄電池之間，其特征在于，包括PWM模塊、CPU模塊、溫度檢測模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊以及接口模塊，所述PWM模塊、溫度檢測模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊以及接口模塊均與CPU模塊連接；

所述PWM模塊，用于對蓄電池充電的電壓、電流的控制；

所述CPU模塊用于采集電流檢測模塊、電壓檢測模塊和溫度檢測模塊的信號，并控制PWM模塊，實現(xiàn)對蓄電池充電電壓和電流的精確控制；

所述溫度檢測模塊，用于檢測蓄電池工作環(huán)境溫度以及蓄電池單體溫度；

所述電壓檢測模塊，用于檢測蓄電池充電電壓、蓄電池電壓

所述電流檢測模塊，用于檢測蓄電池的充放電電流；

所述接口模塊，用于信息顯示和信息輸入、輸出，可輸入蓄電池單體個數(shù)、單體標稱容量、單體標稱電壓的基本信息，還可輸出蓄電池充放電電容量、充電狀態(tài)、放電狀態(tài)的信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池安全保護裝置，其特征在于，所述PWM模塊包括MOS功率器件、二極管以及MOS驅(qū)動電路，所述二極管與MOS功率器件并聯(lián)，所述MOS功率器件與MOS驅(qū)動電路連接；當該裝置有不同功率要求或者需加強PWM模塊可靠性時，可采用多個MOS功率器件與多個二極管并聯(lián)的方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池安全保護裝置，其特征在于，所述CPU模塊采用具備PWM輸出的芯片，所述具備PWM輸出的芯片為PIC、ARM或STC單片機。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池安全保護裝置，其特征在于，所述溫度檢測模塊為滿足溫度測試范圍的溫度電阻，或者為直接輸出溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器；

所述電壓檢測模塊為采用電阻分壓處理，對CPU模塊進行A/D轉(zhuǎn)換獲得電壓數(shù)據(jù)，或者述電壓檢測模塊采用直接輸出電壓數(shù)據(jù)的電壓傳感器；

所述電流檢測模塊采用電流互感線圈，配合外圍電路給CPU對電流進行檢測，或者采用直接輸出電流數(shù)據(jù)的電流傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池安全保護裝置，其特征在于，所述接口模塊包括顯示模塊、輸入模塊和通信模塊，所述顯示模塊、輸入模塊和通信模塊均與CPU模塊連接，所述顯示模塊采用發(fā)光二極管或者液晶顯示器；所述輸入模塊采用按鍵、有線或者無線輸入方式；所述通信模塊用于對外進行數(shù)據(jù)交換，采用有線或者無線的數(shù)據(jù)通信方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的蓄電池安全保護裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

S1、利用電壓檢測模塊、電流檢測模塊分別檢測外部直流電路和蓄電池的電壓、電流，同時利用溫度檢測模塊檢測蓄電池工作環(huán)境溫度、蓄電池單體溫度；

S2、通過接口模塊輸入蓄電池組單體的容量、數(shù)量和單體標稱電壓規(guī)格；

S3、CPU模塊智能判斷對蓄電池組的安全浮充電壓、均充電壓值；

S4、利用CPU模塊控制PWM模塊調(diào)節(jié)外部直流電路對蓄電池組施加的電壓,使蓄電池組處于安全充電電壓狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池安全保護裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述CPU模塊根據(jù)輸入的蓄電池單體的標稱容量，判斷對蓄電池組施加的安全電流范圍，當電流檢測模塊檢測外接電流輸出電流過大時，CPU模塊控制PWM模塊調(diào)節(jié)輸出充電電流至安全范圍。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池安全保護裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，當外部直流電路電壓發(fā)生變化時，電壓檢測模塊檢測到電壓變化后，CPU模塊根據(jù)其變化值判斷對蓄電池組的充電狀態(tài)是浮充、均充，并相應(yīng)的調(diào)節(jié)對蓄電池組的輸出電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池安全保護裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，當工作環(huán)境溫度及蓄電池單體溫度較高時，CPU模塊根據(jù)溫度檢測模塊的數(shù)據(jù)控制PWM模塊降低對蓄電池的充電電壓輸出，避免高溫環(huán)境下長時間對蓄電池組浮充造成的損害；當環(huán)境溫度恢復到正常值時，CPU模塊控制PWM模塊提升對蓄電池的充電電壓，恢復對蓄電池的浮充。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池安全保護裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述CPU模塊根據(jù)蓄電池充電的電壓、電流以及充電時間，確定蓄電池的充電完成狀態(tài)，當蓄電池充電完成后，關(guān)斷對蓄電池的浮充，讓蓄電池處于靜置狀態(tài)；當蓄電池處于靜置狀態(tài)時，蓄電池本身的自放電會導致蓄電池的容量緩慢下降，CPU則采取定時補充電的方式，給蓄電池充電，讓蓄電池處于滿容量狀態(tài)。