[發(fā)明專利]一種基于長期服役水下小平臺(tái)的鋰電池自主激活電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911364280.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN111146493B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃鵬;曹振宇;劉曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七一0研究所
• 主分類號(hào): H01M10/052
• 分類號(hào): H01M10/052;H01M10/42
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高會(huì)允

本發(fā)明公開了一種基于長期服役水下小平臺(tái)的鋰電池自主激活電路，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、長時(shí)間運(yùn)行，且電路設(shè)計(jì)簡潔、體積小，易于安裝固定。使用本發(fā)明，通過單片機(jī)對檢測電壓的采樣，再通過單片機(jī)口線對電池電壓檢測后的判斷后，利用單片機(jī)的控制口線對開關(guān)電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對電池激活信號(hào)控制，完成對鋰電池的自主激活。鋰電池自主激活電路可以分布安裝在長時(shí)間服役水下小平臺(tái)電路控制部分，例如水雷指控系統(tǒng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于長期服役水下小平臺(tái)的鋰電池自主激活電路。

背景技術(shù)

對于長時(shí)間服役的水下小平臺(tái)，絕大多數(shù)都是由鋰電池進(jìn)行供電，然而在平臺(tái)水下服役和岸上服役的過程中鋰電池并不是時(shí)刻工作，基于鋰電池存儲(chǔ)特性，長時(shí)間不工作的鋰電池未保證長時(shí)間存儲(chǔ)會(huì)在電池內(nèi)部形成氧化膜阻隔陰陽離子反應(yīng)，因此在長時(shí)間存儲(chǔ)后為保證鋰電池能放出有效電流，需對氧化膜進(jìn)行擊穿，也就是常說的電池激活。然而在服役過程中的水下小平臺(tái)沒有外部設(shè)備激活條件。為保證水下小平臺(tái)鋰電池供電的可靠性，需在內(nèi)部增加鋰電池激活電路。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種能定期對鋰電池自主激活的電路，確保鋰電池在服役過程中能完成電源使命。由于水下平臺(tái)內(nèi)部空間有限、服役期時(shí)間較長，要求激活電路的體積較小、功耗低，適用于長時(shí)間水下自主工作。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于長期服役水下小平臺(tái)的鋰電池自主激活電路，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、長時(shí)間運(yùn)行，且電路設(shè)計(jì)簡潔、體積小，易于安裝固定。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于長期服役水下小平臺(tái)的鋰電池自主激活電路，包括單片機(jī)控制模塊、電壓檢測模塊以及電池激活模塊。

單片機(jī)控制模塊包括單片機(jī)芯片MSP430F1611，記為U12。

電壓檢測模塊包括比較電平產(chǎn)生單元、負(fù)載電壓產(chǎn)生單元以及電壓采樣單元。

比較電平產(chǎn)生單元，包括低噪聲微功率高精度電壓基準(zhǔn)芯片ADR291ER，記為U19；還包括第十六電容C16、第六十電容C60；U19的2引腳連接外接電源VCC，VCC通過C16接地；U19的4引腳接地；U19的6引腳一方面通過C60接地，另一方面作為比較電平產(chǎn)生單元的輸出端，輸出比較電平VeREF+至單片機(jī)U12的10引腳。

負(fù)載電壓產(chǎn)生單元包括第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第二十三～第二十六電阻R23～R26；Q4為N溝道MOS管，Q5為P溝道MOS管。

單片機(jī)U12的32引腳輸出電池檢測控制信號(hào)JC_KZ，電池檢測信號(hào)JC_KZ接入Q5的柵極，Q5的柵極同時(shí)通過R23接地；Q5的源極接地，Q5的漏極通過R24接Q4的柵極，Q4的柵極通過R25接鋰電池正極，鋰電池負(fù)極接地；Q4的源極連接鋰電池正極，Q4的漏極通過R26接地，Q4的漏極輸出負(fù)載電壓信號(hào)JH_OUT。

電壓采樣單元包括第二十七電阻R27和第二十八電阻R28，負(fù)載電壓信號(hào)JH_OUT接入到R27的一端，R27的另一端通過R28接地，R27和R28的連接處引出采樣電壓，采樣電壓作為鋰電池的開路電壓接入到U12的59引腳。

單片機(jī)U12接收開路電壓，判斷若對開路電壓低于比較電平VeREF+時(shí)，單片機(jī)U12的36～41引腳輸出激活控制信號(hào)。

電池激活模塊包括控制選通信號(hào)產(chǎn)生單元、激活信號(hào)產(chǎn)生單元以及激活電路；。

控制選通信號(hào)產(chǎn)生單元包括3線路至8線路解碼器74ALS138，記為U18，第二電阻R2、三極管S9013LTI即Q3以及第六電阻R6。

U18的1引腳、2引腳和3引腳分別對應(yīng)連接U12的41引腳、40引腳和39引腳；U18的4引腳、5引腳和6引腳分別對應(yīng)連接U12的38引腳、37引腳和36引腳。

激活控制信號(hào)接入到U18的1～6引腳之后，使得U18的10引腳置為高電平。