一種防爆電池電路的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及防爆電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種防爆電池電路的電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展和礦山裝備技術(shù)的進(jìn)步，安全生產(chǎn)監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)等對(duì)煤礦用防爆電源的要求越來越高，同時(shí)，已經(jīng)實(shí)施的GB3836.2 — 2010《爆炸性環(huán)境第2部分:由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》中明確禁止存在析氫危險(xiǎn)的鉛酸電池在隔爆腔內(nèi)使用。目前，煤礦井下使用的防爆電源中基本上都是以鉛酸電池作為后備電池的，因此，鋰離子電池代替鉛酸電池將是大勢(shì)所趨，作為防爆電源備用電池使用時(shí)，鎳氫電池和鎳鎘電池與鋰離子電池相比都存在很大的不足。由于鋰離子電池組對(duì)電池管理系統(tǒng)和充放電控制系統(tǒng)比鉛酸電池的要求更高，因此，不能直接把鉛酸電池的相應(yīng)電路直接拿來使用，但是目前市場上這方面的電路較少，給應(yīng)用帶來了極大的不便，特別是電池管理系統(tǒng)。
[0003]本實(shí)用新型為了克服上述缺陷，進(jìn)行了有益的改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種防爆電池電路的電池管理系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種防爆電池電路的電池管理系統(tǒng)，防爆電池電路包括電池管理系統(tǒng)、充電控制系統(tǒng)、放電控制系統(tǒng)、電源輸入、電源輸出和冷卻系統(tǒng)，其中所述電池管理系統(tǒng)和鋰離子電池組放在同一個(gè)隔爆腔內(nèi)，所述充電控制系統(tǒng)和放電控制系統(tǒng)放置在另一個(gè)隔爆箱內(nèi)，其特殊之處在于:所述電池管理系統(tǒng)包括充放電保護(hù)電路、均衡保護(hù)電路和超溫保護(hù)電路，防爆電池的電源為7只單體電池，所述充放電保護(hù)電路包括ISL9208充電控制芯片與低功耗MSP430F155微處理器，所述超溫保護(hù)電路采用PT100恒流源測溫電路；
[0007]進(jìn)一步地，所述ISL9208充電控制芯片與低功耗MSP430F155微處理器之間通過I2C接口連接，所述ISL9208充電控制芯片內(nèi)部設(shè)置有模擬多路轉(zhuǎn)換器，ISL9208充電控制芯片分別單獨(dú)與7只單體電池連接，并對(duì)其電壓進(jìn)行監(jiān)測，所述ISL9208充電控制芯片的CT腳與場效應(yīng)管V2連接，實(shí)現(xiàn)各單體電池的過充電保護(hù)，所述ISL9208充電控制芯片DT腳與場效應(yīng)管V1連接，實(shí)現(xiàn)各單體電池的過放電保護(hù)，所述ISL9208充電控制芯片還與電路中的過流保護(hù)電阻Rl連接，對(duì)過流保護(hù)電阻Rl兩端的電壓進(jìn)行采樣，通過ISL9208充電控制芯片內(nèi)部的負(fù)載監(jiān)測電路實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的過電流保護(hù)，所述ISL9208充電控制芯片還連接有場效應(yīng)管V3;
[0008]進(jìn)一步地，所述均衡保護(hù)電路采用平均電壓均衡電路，包括場效應(yīng)管和限流電阻，所述場效應(yīng)管和限流電阻串聯(lián)后再與單體電池并聯(lián)；
[0009]進(jìn)一步地，所述PT100恒流源測溫電路包括基準(zhǔn)穩(wěn)壓源U1、運(yùn)算放大器N1、鉑電阻PT10RJP單片機(jī)C8051F310，所述PT100恒流源測溫電路的AD C1端與單片機(jī)C8051F310的A/D輸入引腳連接；
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:防爆鋰離子電池電源電路選用了鋰離子電池保護(hù)芯片，使電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更合理，保證了單體電池具備充放電保護(hù)、電壓均衡保護(hù)和超溫保護(hù)，提高了鋰離子電池組的安全性，從而保證了防爆鋰離子電池的工作穩(wěn)定性和使用安全性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的充放電保護(hù)原理圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的PT100恒流源測溫電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0014]本實(shí)用新型的實(shí)施例參考圖1-2所示，一種防爆電池電路的電池管理系統(tǒng)，防爆電池電路包括電池管理系統(tǒng)、充電控制系統(tǒng)、放電控制系統(tǒng)、電源輸入、電源輸出和冷卻系統(tǒng)，其中所述電池管理系統(tǒng)和鋰離子電池組放在同一個(gè)隔爆腔內(nèi)，所述充電控制系統(tǒng)和放電控制系統(tǒng)放置在另一個(gè)隔爆箱內(nèi)，所述電池管理系統(tǒng)包括充放電保護(hù)電路、均衡保護(hù)電路和超溫保護(hù)電路，防爆電池的電源為7只單體電池，所述充放電保護(hù)電路包括ISL9208充電控制芯片與低功耗SP430F155微處理器，所述超溫保護(hù)電路采用PT100恒流源測溫電路。鋰離子電池組的電池管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮鋰離子電池的作用。從單體電池到電池系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，如電池之間的連接、電池的固定、絕緣處理、防水、防塵、防爆設(shè)計(jì)等。電池管理系統(tǒng)一方面可監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池電壓、電流和溫度)，通過對(duì)這些參數(shù)的測量，預(yù)測電池的SOC，另一方面可實(shí)現(xiàn)電池均衡和電池?zé)峁芾砉δ堋ｋ姵毓芾硐到y(tǒng)是防爆鋰離子電池電源中的一個(gè)重要部分，其優(yōu)劣將直接影響電池的壽命，也影響電源的性能，其主要由充放電保護(hù)電路、電池均衡電路、超溫保護(hù)電路等組成。
[0015]ISL9208與MSP430F155組成的充放電保護(hù)電路原理如圖1所示。過充電電壓、過放電電壓、過電流檢測電壓是通過軟件設(shè)定的。過充電保護(hù)延時(shí)時(shí)間、過放電保護(hù)和釋放延時(shí)時(shí)間、過電流保護(hù)和釋放延時(shí)時(shí)間均可以通過軟件設(shè)定。
[0016](I)過充電保護(hù)。ISL9208內(nèi)部的模擬多路轉(zhuǎn)換器監(jiān)測每只單體電池的電壓，如果該電壓高于過充電保護(hù)電壓，持續(xù)時(shí)間超過過充電延時(shí)時(shí)間，則關(guān)閉充電控制芯片場效應(yīng)管V2，此時(shí)仍監(jiān)測所有單體電池的電壓，當(dāng)單體電池電壓低于過充釋放電壓時(shí)，則打開充電控制芯片場效應(yīng)管V2。ISL9208監(jiān)測的單體電池的電壓通過I2C接口傳輸給微處理器MSP430F155 ； (2)過放電保護(hù)。如果單體電池的電壓低于過放電保護(hù)電壓，持續(xù)時(shí)間大于過放電延時(shí)時(shí)間，則ISL9208關(guān)閉放電控制芯片場效應(yīng)管Vp同時(shí)，ISL9208進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)外部電壓高于休眠電壓時(shí)，ISL9208被喚醒，微處理器MSP430F155通過I2C接口經(jīng)ISL9208充電控制芯片場效應(yīng)管V2導(dǎo)通，當(dāng)單體電池