[实用新型]一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池能量均衡技术领域，特别是一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置。

背景技术

各类动力电池和超级电容器作为储能单元广泛应用于电动汽车、分布式发电等储能领域，其中组串式电池组虽然其具有功率密度较高，技术相对成熟等优点，但是，受到各单体电池容量和电压的限制，不能满足大负荷，高电压的要求，因此往往采用先并联在串联的连接方式，增加其容量与电压值。各单体电池在制造工艺上不尽相同，很难保证参数的一致性，这样循环往复的充电，势必会导致个别单体出现过充和过放的现象，导致电池的容量和安全系数降低，降低了电池的实用寿命。因此，储能单体间的能量均衡成为串联电池组应用的关键技术。

目前，根据电池均衡拓扑的特性，主要分为无源均衡拓扑和有源均衡拓扑，无源式均衡拓扑在小容量，低电流场合应用较为广泛，在大电流场合损耗较为严重；同时由于其大量开关原件的应用，导通瞬间的冲击电流很大，还极易造成电磁干扰。

发明内容

为了解决传统无源均衡拓扑的弊端，本实用新型提供一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置，该装置以凌力尔特公司开发的第二代高压电池监视芯片LTC6803-3芯片为载体，将测量到的各单体的电压值通过SPI通信模块发送至微控制器中，微处理器通过分析比对各单体电压值与阈值的关系，发送CFG指令控制LTC6803-3的S1-S12的输出电平，该电平将控制辅助开关的通断完成电池能量的集中均衡。从而有效的防止单体电池的过充现象，极大的提高了电池的实用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置，包括依次连接的组串式电池组、可堆叠式电池监控芯片及辅助开关，电池监控芯片通过SPI通信模块与MCU连接，组串式电池组的每个电池与电池监控芯片连接，电池还通过辅助开关与直流母线连接，在直流母线上设有双向DC/DC模块；所述辅助开关还与电池监控芯片连接；所述MCU采用STC89C52微处理器。

优选的，所述SPI通信模块包括隔离模块，电池监控芯片通过双绞屏蔽电缆与隔离模块连接，隔离模块再与MCU连接；所述隔离模块采用SI8440隔离芯片。

优选的，所述MCU还与LCD显示模块及键盘模块连接。

优选的，所述辅助开关由并联的P沟道和N沟道MOSFET管组成。

优选的，所述电池监控芯片采用LTC6803-3电池监视芯片。

本实用新型一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置，采用LTC6803-3电池管理芯片与8位单片机处理器相结合，可有效提高系统采集数据和分析处理数据的能力。同时高速的SPI通信模块设计，可实现系统的实时性和抗复杂电磁场环境的抗干扰能力。过充电压阈值设定便捷，可以根据单体电池的不同型号，不同性能进行适当的调整，提高了装置的通用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型辅助开关原理图；

图3是本实用新型向DC-DC模块原理图；

图4是本实用新型MCU原理图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种基于STC89C52微处理器的组串式电池集中均衡装置，包括依次连接的组串式电池组、可堆叠式电池监控芯片及辅助开关，电池监控芯片通过SPI通信模块与MCU连接，组串式电池组的每个电池与电池监控芯片连接，电池还通过辅助开关与直流母线连接，在直流母线上设有双向DC/DC模块；所述辅助开关还与电池监控芯片连接；所述MCU采用STC89C52微处理器。LTC6803-3芯片通过SPI通信模块连接MCU，MCU依据检测的电池电压，通过SPI通信模块控制相应的辅助开关的通断，从而通过双向DC-DC模块完成电池的集中均衡。

优选的，所述SPI通信模块包括隔离模块，电池监控芯片通过双绞屏蔽电缆与隔离模块连接，隔离模块再与MCU连接；所述隔离模块采用SI8440隔离芯片。隔离芯片SI8440用于数字隔离，与老版光耦隔离相比，具有更高的性能和更低的功耗。

优选的，所述MCU还与LCD显示模块及键盘模块连接。LCD显示模块及键盘模块用来实现人机交互、设定单体电池过压的安全阈值。

优选的，所述辅助开关由并联的P沟道和N沟道MOSFET管组成。便于进行逻辑控制。