[实用新型]用于服务机器人的磷酸铁锂电池电源管理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于服务机器人的磷酸铁锂电池电源管理装置。

背景技术

随着我国老龄化速度的加快，服务机器人在我国将具有广阔的应用前景，并且服务机器人技术也得到了迅猛的发展。一般服务机器人是基于移动平台来展开工作，不同于工业机器人，服务机器人是依靠电池进行独立移动工作的机器人。同时由于服务机器人的工作地点是家庭、医院等人活动密集的地点，因此对机器人的可靠性提出了更加严格的要求。

受限于机器人的体积、重量、工作模式等，服务机器人工作时几乎都采用可充电电池组提供能源，而且电池组体积也受到限制。机器人必须完成一定的工作量之后，才可以返回充电站进行充电。由于工作环境是与人有密切接触的环境，对于电池的充放电可靠性提出了很高的要求。在这种情况下，服务机器人需要有一套成熟可靠的电源管理系统，用于保证机器人电源能够可靠稳定的工作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于服务机器人的磷酸铁锂电池电源管理装置，它可以有效的保护电池组，提高电池组的可靠性，并且可以准确测量电池的剩余电量，方便机器人根据用电情况进行任务规划，最终保证机器人可靠、安全和高效率的工作。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

用于服务机器人的磷酸铁锂电池电源管理装置，包括：

磷酸铁锂电池组，所述磷酸铁锂电池组与锂电池硬件保护电路连接，所述锂电池硬件保护电路的输入端与充电接口连接，所述锂电池硬件保护电路的输出端与电源输入接口连接，所述电源输入接口通过总开关分别与动力回路和控制回路连接，

所述锂电池硬件保护电路的输出端与电量测量显示电路供电电源连接，所述电量测量显示电路供电电源给电量测量显示电路供电；

所述电量测量显示电路包括采用安时积分法和开路电压法相结合的方式进行电池剩余电量百分比SOC估计的处理器，所述处理器的输入端分别与电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路连接，所述处理器的输出端分别与蜂鸣器报警提示电路、隔离型CAN收发电路和显示屏连接，所述处理器通过继电器控制电路控制动力回路内的继电器；

所述总开关的输出端分别与电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路连接；

所述电源输入接口、总开关和动力主回路继电器共同构成大电流主回路。

所述动力回路包括动力主回路继电器，所述动力主回路继电器的输入端与总开关连接，所述动力主回路继电器的输出端与若干大电流外围设备连接。

所述控制回路包括若干用于扩展的低电压设备电源。

所述大电流主回路包括电池输入端+VB，所述电池输入端+VB通过四条并联电路连接电池输出端-VB，第一条并联电路上设有MBR3035CT防反接二极管D4，第二条并联电路上设有SMCJ30瞬态抑制二极管D5，第三条并联电路上设有4007二极管D3，第四条并联电路上设有串联的发光二极管、电阻R4和电机电源VCL，所述第一条并联电路的一端与第二条并联电路的一端通过串联的总开关S1和电流检测电路连接，所述第二条并联电路的端部连接电压检测电路，所述第二条并联电路的端部和第三条并联电路的端部之间的电路上设有动力主回路继电器的两个触点KK1和KK2，所述电池输入端+VB与第一条并联电路连接的电路上还设有30A保险片F1。

所述电流检测电路包括霍尔传感器ACS712，所述霍尔传感器ACS712两个IP+端与总开关的节点连接，所述霍尔传感器ACS712的两个IP-端与第二条并联电路的SMCJ30瞬态抑制二极管D5的负极连接；所述霍尔传感器ACS712的VCC端接+5V的VCC；所述霍尔传感器ACS712的VCC端还通过0.1μF电容C1接GND；所述霍尔传感器ACS712的VIOUT端和GND端之间串联5k电阻R1和10k电阻R2，所述10k电阻R2还与串联有二极管D1和1nF电容C3的电路并联，所述二极管D1和1nF电容C3之间的连接点为电流检测电路的输出端，所述霍尔传感器ACS712的FITER端通过1nF电容C2接地。

所述电压检测电路包括串联的20K电阻R9和120K电阻R10，所述电阻R9的不与电阻R10连接的一端接地，所述电阻R10的不与电阻R9连接的一端与所述大电流主回路的第二条并联电路的SMCJ30瞬态抑制二极管D5的负极连接；所述电阻R9与串联的电容C4和电阻R8的电路并联，所述电容C4和电阻R8之间的连接点为电压检测电路的输出端。