[实用新型]锂电池组均衡充电实时监控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉一种锂电池组均衡充电实时监控装置，属电子监控技术领域。

背景技术

电动汽车发展的关键技术之一是动力锂电池。目前，电动汽车的锂电池组由数十甚至上千节单体电池串联组成，电压达到几百伏，如电动大巴的锂电池组电压高达近700伏。但是，单体电池串联后整体经过多次的充放电循环后，单体电池之间的电压、容量等就逐渐形成不匹配、不一致，导致结果是充电阶段电压高的单体电池容易过充，甚至发爆，而电压低的单体电池则欠充，从而加速电池早衰，使用寿命缩短。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够延长锂电池组单体电池使用寿命、且充电安全的锂电池组均衡充电实时监控装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种锂电池组均衡充电实时监控装置，包括锂电池组和充电模块、其特征在于：还包括电压电流采集单元和A/D转换单元、总线隔离单元、单片机、移位寄存器、充电保护单元和LCD液晶显示单元，所述电压电流采集和A/D转换单元的采集端，依次与串联电池组中单体电池的正极端和串联电池组的总负极端连接，电压电流采集和A/D转换单元的输出端通过总线隔离单元与单片机I/O端口连接，单片机输出端分别与LCD液晶显示单元和移位寄存器连接，移位寄存器的输出端接入充电保护单元。

其技术效果是：本实用新型采用电压电流采集单元和A/D转换单元实时将锂电池组中单体电池在充电过程中电压和电流的精确动态值，通过总线隔离单元输入至单片机，一方面，可通过与单片机相连接的LCD液晶显示单元，实时监控各充电单体电池的电压值、电流值和总电压值以及充电时的电池电压电流的动态值和单体电池充满的提示信息等；另一方面，单片机通过移位寄存器和充电保护单元控制各单体电池的充电回路，对充电电压值达到预设值的单体电池，及时切断其充电回路，对充电电压值尚未达到预设值的单体电池则允许其继续充电，从而避免了单体电池过充或欠充的问题，确保了电池充电的安全性，延长了单体电池的使用寿命，实现了锂电池组均衡充电的目的。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是OZ890的引脚配置图；

图3是ADUM1250的引脚配置图；

图4是单元单片机引脚接线图；

图5是LCD显示电路的接口接线图；

图6是74HC595引脚排列图；

图7是充电保护单元中单个保护电路的原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种锂电池组均衡充电实时监控装置，包括锂电池组和充电模块、电压电流采集单元和A/D转换单元、总线隔离单元、单片机、移位寄存器、充电保护单元和LCD液晶显示单元。

如图2所示，电压电流采集和A/D转换单元采用OZ890电池专用采集转换芯片，OZ890芯片中的BAT1、BAT2、BAT3、BAT4、BAT5、BAT6、BAT7、BAT8和BAT9管脚分别通过限流电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9依次与串联电池组中单节电芯的正极端B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8连接。OZ890芯片中的BAT0管脚通过限流电阻R1与串联电池组的总负极端BAT-连接。电压电流采集和A/D转换单元采集电压的误差值小于10mv，电流值小于10mA，其将采集的各锂电池的电压和电流信号转换成数字信号输出至总线隔离单元。

总线隔离单元采用低功耗、具有极强抗干扰能和双电源供电的ADUM1250隔离器芯片(见图3)。ADUM1250芯片共有八个引脚，两个电源脚VDD1和VDD2，两个地脚GND1和GND2，两个时钟脚SCL1和SCL2，两个数据传输脚SDA1和SDA2。其中，OZ890芯片的时钟SCL脚与ADUM1250的SCL1脚连接，OZ890芯片的数据传输脚SDA与ADUM1250的SDA1脚连接。ADUM1250的时钟SCL2脚和SDA2数据传输脚分别接入单片机I/O口。ADUM1250隔离器芯片的SCL1脚和SDA1脚分别设有上拉电阻R35、R36。ADUM1250，VDD1 GND1采用的+3.3V电压，VDD2 GND2采用的是+5V电压，这样可以精确的将OZ890采集的数据传输到单片机中。

单片机采用低功耗、高性能、8位AVR单片机ATMEGA168芯片(见图4)，ADUM1250隔离器芯片的时钟脚和数据传输脚与单片机的PC4和PC5端口相连接。由电压电流采集和A/D转换单元采集的数据通过总线隔离单元传输到单片机中，经单片机分析处理后分别输出至LCD液晶显示电路和移位寄存器。