一種電池soc管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)字電子領(lǐng)域，尤其涉及一種電池SOC管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磷酸鐵鋰電池(LiFePCM)具有體積小、重量輕、能量密度高、密封好、無(wú)泄露、無(wú)記憶效應(yīng)、放電性能高、自放電率低、充電迅速、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作環(huán)境溫度范圍寬、節(jié)能和綠色環(huán)保等特點(diǎn)，特別適合高壓大電流且負(fù)載波動(dòng)劇烈的動(dòng)力應(yīng)用場(chǎng)合。
[0003]雖然磷酸鐵鋰電池在短路、過(guò)充、擠壓、針刺等苛刻的使用條件下仍然是安全的，但是會(huì)對(duì)電池的循環(huán)壽命造成極大影響。磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，單體電池的一致性差異會(huì)比密封閥控鉛酸電池大，這就造成電池組在充電后期個(gè)別單體電池的電壓迅速上升，從而造成磷酸鐵鋰電池組壽命減短或者損壞的現(xiàn)象，為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生就需要用電池管理系統(tǒng)保障電池的安全可靠。
[0004]電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，即BMS)，是電池保護(hù)和管理的核心組成部分，不僅要保證電池安全可靠的使用，而且要充分發(fā)揮電池的性能和延長(zhǎng)使用壽命，管理系統(tǒng)在高壓直流電源和電池之間、電池與負(fù)載之間起到一個(gè)橋梁作用，所以電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對(duì)電池的安全性至關(guān)重要。電池管理系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集單元、電池SOC (荷電狀態(tài)，State of Charge)估算單元、控制單元、均衡單元和通訊單元，這其中SOC估算單元又是該管理系統(tǒng)的關(guān)鍵。
[0005]磷酸鐵鋰電池在使用過(guò)程中，精確測(cè)定電池的SOC對(duì)合理使用磷酸鐵鋰電池、延長(zhǎng)使用壽命具有關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)測(cè)定SOC的方法通常有開(kāi)路電壓法、電流積分法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卡爾曼濾波算法等，但實(shí)際上影響SOC的因素非常復(fù)雜，比如使用溫度、充放電倍率、循環(huán)次數(shù)、內(nèi)阻變化、自放電等因素都對(duì)SOC有一定的影響，傳統(tǒng)方法往往僅僅考慮電壓和電流積分這兩個(gè)參數(shù)，這必然會(huì)對(duì)于SOC的測(cè)定精度帶來(lái)一定的影響，尤其在集裝箱輪胎式龍門起重機(jī)等高壓大電流工作狀態(tài)下，這種影響有時(shí)會(huì)非常顯著?，F(xiàn)有的控制電路復(fù)雜，測(cè)量精度低的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電池SOC管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，旨在解決上述的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電池SOC管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括電池管理模塊、均衡模塊、電流測(cè)量模塊、MOSFET控制模塊、RS485接口模塊、MCU模塊、溫度采樣模塊、電池組及電源模塊，所述電池管理模塊的輸出端分別連接所述均衡模塊的輸入端及所述溫度采樣模塊的輸入端，所述電池管理模塊輸入端連接所述電池組的正負(fù)極，所述電池管理模塊的輸入端連接所述MCU模塊的輸出端，所述MCU模塊的輸出端分別連接所述MOSFET控制模塊的輸入端及RS485接口模塊，所述MOSFET控制模塊的輸出端連接所述電池管理模塊的輸入端，所述MCU模塊的輸入端分別連接所述溫度采樣模塊的輸出端及電流測(cè)量模塊的輸出端，所述電流測(cè)量模塊的輸入端連接所述電池組的負(fù)極，所述電源模塊分別電性連接所述電池管理模塊、均衡模塊、電流測(cè)量模塊、MOSFET控制模塊、RS485接口模塊、MCU模塊及溫度采樣模塊。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述電池管理模塊包括電池處理芯片U2，所述電池處理芯片U2的第16腳連接電容C35的一端，所述電池處理芯片U2的第17腳分別連接電容C31的一端及電容C18的一端，所述電池處理芯片U2的第18腳分別連接電容C32的一端及電容C19的一端，所述電池處理芯片U2的第19腳經(jīng)電阻R75分別連接電阻R73的一端及電容C36的一端，所述電阻R73的另一端連接熱敏電阻器NTCl的一端，所述電池處理芯片U2的第20腳連接所述電容C36的一端，所述電池處理芯片U2的第31腳經(jīng)電阻R49分別連接電阻R32的一端及場(chǎng)效應(yīng)管Q23的柵極，所述電阻R32的另一端連接所述場(chǎng)效應(yīng)管Q23的源極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q23的漏極經(jīng)電阻R90連接發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極，所述電池處理芯片U2的第32腳分別連接電容C33的一端及電容C20的一端，所述電池處理芯片U2的第38腳連接電阻R92的一端，所述電池處理芯片U2的第39腳連接電阻R93的一端，所述電池處理芯片U2的第40腳分別連接電阻R94的一端及電阻R42的一端，所述電池處理芯片U2的第41腳連接電阻R95的一端，所述電池處理芯片U2的第42腳分別連接電阻R96的一端及電阻R41的一端，所述電池處理芯片U2的第45腳分別連接電阻R58的一端及電阻R34的一端，所述電阻R34的另一端連接電阻R59的一端，所述電阻R59的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q25的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q25的柵極分別連接電阻R57的一端及電阻R33的一端，所述電阻R58的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q24的柵極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q24的漏極經(jīng)電阻R91連接發(fā)光二極管LED2的負(fù)極，所述電池處理芯片U2的第52腳電阻R60的一端，所述電池處理芯片U2的第53腳連接電阻R56的一端，所述電池處理芯片U2的第54腳分別連接電阻R55的一端及電容C40的一端，所述電池處理芯片U2的第55腳連接電阻R54的一端，所述電池處理芯片U2的第56腳分別連接電阻R53的一端及電容C39的一端，所述電池處理芯片U2的第57腳分別連接電阻R52的一端及電容C38的一端，所述電池處理芯片U2的第58腳連接電阻R51的一端，所述電池處理芯片U2的第59腳連接電阻R50的一端，所述電池處理芯片U2的第60腳經(jīng)電阻R76分別連接電阻R74的一端及電容C37的一端，所述電阻R74的另一端連接熱敏電阻器NTC2的一端，所述電池處理芯片U2的第64腳分別連接電容C21的一端及穩(wěn)壓二極管D13的負(fù)極。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述均衡模塊包括接線端子J1，所述接線端子Jl的第I腳分別連接電阻R15的一端及電感L9的一端，所述電感L9的另一端分別連接電容Cll的一端、穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極、電阻R14的一端及電阻R48的一端，所述電阻R48的另一端連接電容C17的一端，所述電阻R14的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q16的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q16的柵極分別連接電阻R31的一端、穩(wěn)壓二極管D12的負(fù)極及電阻R40的一端，所述接線端子Jl的第2腳連接電感L8的一端，所述電感L8的另一端分別連接電容Cll的另一端、穩(wěn)壓二極管D6的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Q16的源極、電阻R31的另一端、穩(wěn)壓二極管D12的正極、電阻R47的一端、電阻R13的一端、穩(wěn)壓二極管D5的一端及電容ClO的一端，所述電阻R47的另一端連接電容C16的一端，所述電阻R13的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q15的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q15的柵極分別連接電阻R30的一端、穩(wěn)壓二極管Dll的負(fù)極及電阻R39的一端，所述接線端子Jl的第3腳分別連接所述電阻R15的另一端及電感L7的一端，所述電感L7的另一端分別連接電容ClO的另一端、穩(wěn)壓二極管D5的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Q15的源極、電阻R30的另一端、穩(wěn)壓二極管Dll的正極、電阻R46的一端、電阻R12的一端、穩(wěn)壓二極管D4的負(fù)極、電容C9的一端，所述電阻R46的另一端連接電容C15的一端，所述電阻R12的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q14的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q14的柵極分別連接電阻R29的一端、穩(wěn)壓二極管DlO的負(fù)極及電阻R38的一端，所述接線端子Jl第4腳連接電感L6的一端，所述電感L6的另一端分別連接電容C9的另一端、穩(wěn)壓二極管D4的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Q14的源極、電阻R29的另一端、穩(wěn)壓二極管DlO的正極、電阻R45的一端、電阻Rll的一端、穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極及電容C8的一端，所述電阻R45的另一端連接電容C14的一端，所述電阻Rll的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q13的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q13的柵極分別連接電阻R28的一端、穩(wěn)壓二極管D9的負(fù)極及電阻R37的一端，所述接線端子Jl的第5腳連接電感L5的一端，所述電感L5的另一端分別連接電容C8的另一端、穩(wěn)壓二極管D3的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Q13的源極、電阻R28的另一端、穩(wěn)壓二極管D9的正極、電阻R44的一端、電阻RlO的一端、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極及電容C7的一端，所述電阻R44的另一端連接電容C13的一端，所述電阻RlO的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q12的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q12的柵極分別連接電阻R27的一端、穩(wěn)壓二極管D8的負(fù)極及電阻R36的一端，所述接線端子Jl的第6腳連接電感L4的一端，所述電感L4的另一端分別連接電容C7的另一端、穩(wěn)壓二極管D2的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Q12的源極、電阻R27的另一端、穩(wěn)壓二極管D8的正極、電阻R43、電阻R9的一端、穩(wěn)壓二極管Dl的負(fù)極及電容C6的一端，所述電阻R43的另一端連接電容C12的一端，所述電阻R9的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Qll的漏極，所述場(chǎng)效應(yīng)管Qll的柵極分別連接電阻R27的一端、穩(wěn)壓二極管D7的負(fù)極及電阻R35的一端，所述接線端子Jl的第7腳連接電感L3的一端，所述電感L3的另一端分別連接電容C6的另一端、穩(wěn)壓二極管Dl的正極、場(chǎng)效應(yīng)管Qll的源極、電阻R26的另一端及穩(wěn)壓二極管D7的正極。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述電流測(cè)量模塊包括并聯(lián)的電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6并聯(lián)后的一端連接電感L2的一端，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6并聯(lián)后的另一端經(jīng)電感LI接地，所述電感L2的另一端分別連接電容Cl的一端、電阻R19的一端及電阻R7的一端，所述電阻R19的另一端分別連接電容C3的一端、電阻R18的一端及放大器UlA的第