[实用新型]电池智能管理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电池领域，涉及一种电池管理系统，特别涉及一种具有优质充电、容量检测和电池修复的低功耗智能电池智能管理系统。

背景技术

手机、数码相机等消费类产品，包括数量日益增加的电动自行车中，越来越多地使用不同类型的充电电池。普通用户对充电电池的使用和维护缺乏了解，加之很多充电器良莠不齐，不具备智能管理功能，导致用户对电池的使用非常混乱，很多电池长期处于带病工作状态；一些好电池被误判为失效，或者被错误的充电导致损坏；长期不正确操作使电池功效未能发挥等等。

市场上的充电器一股只具有对单一类型电池的充电功能，即使有所谓的万能充电器，也并非是真正意义上的“万能充电”器，并且大都采用固定模式对不同电池充电，由此引起的对电池的损伤是不可估计的。此外，充电设备对电池不同系列之间缺乏兼容性，使得不同电池要配备专用的充电系统。一旦配备不当，可能引起电池或充电系统的损坏。

在电池管理系统的研究方面，前人做过一些有益的工作，一股是针对单一种类电池的充电管理，通过不同的方法改进充电策略来达到对电池的优质管理。如采用可存储电池管理学习程序的快闪芯片及电池管理微控器来对电池进行管理，有利于缩短芯片上市时间，增加便利性；或利用电池的充电状态(SOC)补偿方法对电池的充放电进行管理，对SOC的估计有一定的可靠性。但这些方法都存在一定的问题和局限性，如无法应对单体电池种类不同的情况，在准确性，实时性方面略显不足，且在节能减噪方面存在缺陷。

目前的电池管理系统的方案主要包括充电方案和放电方案。电池在充放电过程中需要对运行参数、性能参数的采集，时时监测电池状况，以便中央控制单元做出控制决策。电池的运行参数主要为电压、电流以及温度，结合控制终止条件判断，还需要电压、电流以及温度的变化率。这些参数的控制是电池管理系统工作的主要难点。不同的电池存在着不同的特性，给控制工作带来更大的难度。

镍氢、镍镉电池的充电过程一股包括预充电、快速充电、补足充电、涓流充电。对于久置不用电池或者新电池，用大电流充电会影响电池的寿命，故应先用小电流充电使其满足一定条件后再大电流充电。充电的控制一股采用电压控制、电流控制、时间控制、温度控制以及综合控制方法。锂电池一股采用恒流恒压的充电模式。在恒流充电状态下，不断检测电池端电压，当电池电压达到饱和电压时，恒流充电状态终止，自动进入恒压充电状态；恒压充电时，保持充电电压不变，由于电池内阻不断变大，导致充电电流不断下降，当充电电流下降到恒流状态下充电电流的1/10时，终止恒压充电，进入浮充维护充电阶段。控制一股采用电流控制、电压控制。

传统的电池管理方法存在着消耗时间长，参数控制不准确，无法同时对不同类型电池充电等缺点，在电池状态监测方面也存在很大的不足，并且对于损坏的电池无法有效的修复。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提出一种具有优质充电、容量检测、电池修复和电池极性自动纠正的电池智能管理系统，可以灵活智能地对不同种类的电池进行测量、充电、放电和修复，同时具有低功耗，低噪音的特点。

本实用新型实施方式是通过以下技术方案实现的：一种电池智能管理系统，包括中央控制单元和电池状态检测单元，所述的电池状态检测单元检测电池的电压、充/放电电流、温度状态信息并将检测到的信息送入中央控制单元的I/O口和AD端口，其特征在于，所述管理系统还包括PWM斩波输出单元、电池极性自动纠正单元和人机交互单元，PWM斩波输出单元接收中央控制单元送出的控制信号，控制电池的管理状态，所述的电池极性自动纠正单元并联在电池两端，通过比较器与中央控制单元连接，输出电池连接信息；所述的人机交互单元以八位显示总线和四位控制总线与中央控制单元连接，显示系统的工作状态，并接受用户的控制。

所述的中央控制单元包括MCU处理器及外围电路，所述的外围电路包括高速时钟发生电路、低速时钟发生电路、上电复位电路及去耦电路，所述的MCU处理器具有片内AD、片内定时器、片内看门狗及片内PWM发生器。

所述的电池状态检测单元包括电池电压检测放大电路、电池电流检测放大电路、数字式温度检测电路，所述的电池电压检测放大电路与电池电流检测放大电路均输出电压信号，与单片机的片内AD端口相连，所述的数字式温度检测电路输出数字信号，与单片机的I/O端口相连，所述的电池电压检测放大电路由分压电路和电压跟随器组成，输入段并接在电池两端，所述的电池电流检测放大电路由两级运放电路组成，第一级为反相加法器，第二级为反相器，输入端接在串联在电池回路中的小阻值大功率采样电阻两端。