[實用新型]一種集中式鋰電池礦燈充電柜

有效

• 申請號: 201721066483.0
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN207426724U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 郭娜;李煜;許彤然
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型是一種集中式鋰電池礦燈充電柜裝置，該裝置包括模塊化電池狀態檢測模塊、恒流?脈沖?恒壓充電模塊、主動均衡模塊、上位機顯示模塊。其特點是以主控單片機為核心，在電池狀態檢測模塊的基礎上，采用恒流?脈沖?恒壓充電策略與LC振蕩電路，通過對充電礦燈所使用鋰電池充電策略的選擇以及對不同電量單體電池之間的非耗散型主動均衡，實現集中式充電柜的整體電池管理。具有降低電池性能衰減速度、提高鋰電池壽命、減少充電柜內熱發散、節約充電能源、保證礦燈在充電過程安全與穩定的優點。

技術領域

本實用新型屬于礦燈充電技術領域，尤其涉及一種鋰電池礦燈充電柜所使用的電池管理系統。

背景技術

目前，礦井工礦燈的充電主要采用礦工自主操作的集中充電柜方式，以及由集中式充電管理衍生出的并通過上述集中充電技術衍生出礦工上下井管理及考核系統。但現有的礦燈集中充電柜并沒有注意對于單獨礦燈中鋰電池的保養問題，在日常的充電過程中，通常將集中充電柜中各充電槽串聯充電使用，由于各礦燈使用時間與充放電次數不同，尤其是鋰電池的損耗情況也存在明顯的差異，從而導致在充電過程中存在著各電池電壓不一致的情況，并且隨著使用次數的增加，電池的差異程度越來越大，輕則影響電池壽命，導致電池損害，造成不必要的設備損耗，重則可能在使用過程中出現發熱爆炸現象，將嚴重影響礦井的安全生產工作。目前的解決手段是對每一節電池進行充電檢測。但由于充電完成的單節電池作斷電放置處理，對于電壓過高的電池使用電阻放電維持正常電壓。但這一方案不僅造成了能量的浪費，也使得集中充電柜存在較為嚴重的散熱問題，增加了礦井生產的安全隱患。

針對上述問題，提出一種具有智能充電管理、電量主動均衡功能且兼具能耗較低、散熱少、效率高、易擴展等優點的集中式充電管理系統是十分必要的。

而如何能實現上述集中式充電管理系統的合理應用，成為下一階段集中式充電柜發展的方向。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種集中式鋰電池礦燈充電柜，包括多充電模式切換、電池狀態實時監測、電池均衡功能，可以改善各礦燈內鋰電池的充電狀況，具備降低電池性能衰減速度、提高鋰電池壽命、減少充電柜內熱發散、節約充電能源的優點。

為了實現上述功能，本實用新型專利所采用的技術方案是，一種集中式鋰電池礦燈充電柜，包括模塊化電池狀態檢測模塊、恒流-脈沖-恒壓充電模塊、主動均衡模塊、上位機顯示模塊，所述用于檢測整柜礦燈鋰電池的電壓、電流、溫度狀態的模塊化電池狀態檢測模塊，通過防干擾式CAN總線與主控單片機相連；所述主控單片機接受數據分析電池當前荷電狀態，所述主控單片機與恒流-脈沖-恒壓充電模塊相連，控制單體電池的充電策略；所述主控單片機分析某兩節單體電池的電量差別，主控單片機與主動均衡模塊相連，控制其中兩節具有電量差的電池進行均衡動作；所述主控單片機與充電柜各充電箱箱門上顯示屏相連，向界面反饋單體電池電壓、電流、溫度、充電狀態和均衡狀態共五類電池信息；主控單片機通過防干擾式CAN總線與值班室上位機相連，主控單片機將電池信息同步反饋至值班室上位機系統中。

進一步的，所述電池狀態檢測模塊包括L1～Ln+1光敏二極管、T1～Tn發光二極管、P1光敏二極管、B1電壓電流溫度采集電路、U1模塊單片機、主控單片機。所述同一集中式充電柜中任一充電箱通過L1～Ln光敏二極管與B1電壓電流溫度采集電路相連，所述B1 采樣運算放大器與U1模塊單片機相連，所述U1模塊單片機與主控單片機相連。所述主動均衡模塊包括A1～An可控開關、S1～Sn可控開關、C1電容、L1電感、T雙向晶閘管，所述 C1電容、L1電感與T雙向晶閘管相串聯，所述D1～Dn礦燈單體鋰電池通過A1～An可控開關、S1～Sn可控開關與C1電容、L1電感、T雙向晶閘管相連接。

進一步的，所述主動均衡模塊，包括D1～Dn礦燈單體鋰電池，A1～An可控開關、 S1～Sn可控開關、C1電容、L1電感、T雙向晶閘管，其特征在于：所述C1電容、L1電感與T雙向晶閘管相串聯，D1～Dn礦燈單體鋰電池通過A1～An可控開關、S1～Sn可控開關與 C1電容、L1電感、T雙向晶閘管相連接。