[发明专利]一种锂电池充电电源管理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池充电电源管理技术领域，特别涉及一种机车电子设备中的锂电池充电电源管理。

背景技术

随着铁路的飞速发展，越来越多的电子设备应用到机车运行、维护的各个方面，其中有一部分电子设备需要在无任何外接电源的情况下进行工作，这就需要配备可反复充电的蓄电池，锂电池因其优越的性能在电子设备中得到了广泛应用。机车DC110V电源在过分相区时不会断电，故一般用作充电输入电源。但该电源只有在司机通过受电钥匙开启供电开关，才能加载到机车直流线路上，一般每天都会中断供电和反复上电。

已有的机车电子产品一般在外部电源上电就开始对锂电池充电，而不管锂电池剩余多少电量，这使得每次机车运行时就会对锂电池进行充电，这种频繁充电会严重影响锂电池使用寿命。并且输入电源的反复通断，对后续电路的冲击也会严重影响这些电路的使用寿命。本发明正是针对上述充电方式不足，提出一种锂电池充电电源管理方法，并根据这种方法提供了一种锂电池充电电源管理系统。

发明内容

本发明提供一种锂电池充电电源管理方法和系统，以解决现有充电电源加载方式对锂电池寿命的影响。

一种锂电池充电电源管理方法，包括如下步骤：

A1：输入电源上电，电源输入开关自动闭合，给电池电压检测单元提供电源；同时，电源输入控制单元开始计时，计时时间为2~3s；

A2：若检测到电池电压高于额定电压，则不作任何处理，等待电源输入开关控制单元计时时间到，将电源输入开关断开，转入步骤A4；若检测到电池电压低于额定电压，则旁路电源输入控制单元，不让其断开电源输入开关，同时，接通锂电池进行充电；

A3：在充电过程中实时检测电池电压，并判断电压是否超出额定电压的10%，若是则解除电源输入开关的旁路，断开电源输入开关；

A4：等待下一次输入电源上电，返回A1。

根据所述锂电池充电电源管理方法，本发明还提供了一种锂电池充电电源管理系统，所述系统的锂电池是指锂电池包（7），其额定电压为7.4V。

一种锂电池充电电源管理系统，包括分别与锂电池正极相连的电压检测与控制模块（6）和充电电路（5），及分别与所述电源检测和充电控制模块（6）、保护模块1（1）和保护模块2（3）相连的电源输入控制模块（2），保护模块1（1）与DC110V输入电源相连，所述系统还包括DC/DC电源模块（4）分别与保护模块2（3）和充电电路（5）相连，并连接电压检测和充电控制模块（6）的电源端。

所述锂电池充电电源管理系统的电源输入控制模块（2）包括阻容电路和基极连接于阻容串联点的三极管，利用阻容电路在上电时的充电延时，短时控制三极管处于饱和状态，使串接于三极管发射极的继电器K1线圈得电，继电器K1的常开触头两端分别连接保护模块1和保护模块2接通输入电源。电源输入控制模块中阻容电路的延时时间为2~3s。

所述锂电池充电电源管理系统的电压检测与充电控制模块（6）由型号为STC12C5204AD的单片机为核心，为保证检测锂电池电压的准确性，所述模块采用STC12C5204AD的两路A/D通道P1.0和 P1.1分别连接锂电池和基准电压源。STC12C5204AD的P1.7口连接由三极管和继电器K2组成的充电控制电路，继电器K2的一对常开触头分别连接充电电路与锂电池包，另一对常开触头旁路电源输入控制模块。

所述锂电池充电电源管理系统的电压检测与充电控制模块（6）的控制策略为：

上电时若检测到锂电池电压高于额定电压，STC12C5204AD的P1.7口保持低电平，使TQ2-5V继电器不动作，RTE24110继电器在输入电源控制模块延时时间到后失电，断开输入电源；上电时若检测到锂电池电压低于额定电压时，STC12C5204AD的P1.7口输出高电平使TQ2-5V继电器动作，旁路输入电源控制模块（2），并接通锂电池进行充电；在充电过程中，每隔10s检测一次电池电压，每次采集10个电压数据求出平均值作为电池电压，当检测电压高于额定电压的10%时，STC12C5204AD的P1.7口输出低电平，TQ2-5V继电器失电，断开锂电池，解除输入电源控制模块（2）的旁路，断开输入电源。

采用所述锂电池充电管理方法和实现系统，能减少充电电路的通电时间，减少锂电池的充电次数和避免锂电池一直处于接近满容量的状态，延长锂电池及其充电电路的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述充电电源管理方法的流程图。

图2为本发明所述充电电源管理系统的组成框图。