[发明专利]电池充放电管理装置及用该装置制成的计量仪表

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种电池充放电管理装置及用该装置制成的计量仪表。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，各类生活电气设备和工业电气设备的断电运行、断电数据保存等功能已经成为了基本要求。因此，电池已经逐步成为了生活电气设备和工业电气设备必不可少的后备电源之一，而且为了环保要求和降低成本，作为后备电源的电池一般选择为铅酸蓄电池或者锂电池。此外，随着后备电源电池的广泛普及，电池充放电管理装置也已经广泛和电池一起配套使用，保证后备电源电池的性能和工作稳定。

然而，目前现有的电池充放电管理装置，一般采用电量测量模块和MCU模块来实现，电量测量模块将采集到的电压电流以及电量传送给MCU，通过MCU处理后来估算电池的SOC（StateofCharge，充电状态）值，从而实现对电池充放电过程的管理；但是该方案通过MCU的软件对电池进行控制，软件程序复杂，控制速度较低，可靠性较差。同时，由于蓄电池和锂电池的性能不完全相同，因此现有的电池充放电管理装置一般仅针对单一类型的电池，导致生产厂家需要单独研发和生产多类别的充放电管理装置，厂家的生产和研发成本居高不下。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够根据电池电量状态实现电池能量和充放电高效管理、可靠性高、并同时兼容锂电池和蓄电池的电池充放电管理装置。

本发明的目的之二在于提供一种应用所述电池充放电管理装置制成的计量仪表，所述计量仪表应用所述电池充放电管理装置对后备电源电池进行管理，保证后备电源电池的性能和效率。

本发明提供的这种电池充放电管理装置，包括电源模块，控制器、充放电控制电路和输出模块，输出模块包括电池负载、电压采样电路和电流采样电路，其特征在于还包括充电管理模块；控制器通过采样的电池输出电压和输出电流信号估算电池的SOC值，充电管理模块与控制器连接并接收控制器对电池的充电控制信号，同时充电管理模块与电池连接并对电池的充电过程进行控制。

电池充放电管理装置还包括显示模块，显示模块与控制器连接，用于对电池充放电管理装置的参数进行显示，并适时报警。

电池充放电管理装置还包括指示灯，指示灯与电池连接，用于显示电池的充放电状态。

所述的充电管理模块主要由型号为LTC4020芯片构成。

所述的充放电控制电路主要由继电器构成。

所述的电流采样电路中的传感器采用霍尔电流传感器。

所述的电源模块包括变压器、开关电源芯片和线性低压差稳压器。

所述的估算电池的SOC值，为采用安时法和卡尔曼滤波法对电池的SOC值进行估算。

本发明还公开了一种计量仪表，其采用所述的电池充放电管理装置对计量仪表内的电池进行充放电管理。

本发明公开的这种电池充放电管理装置，利用电池的放电电流和放电电压估算电池的SOC值，并根据电池的SOC值采用控制器和专用的电池充电管理芯片完成电池的充放电管理，电池的充放电管理更加合理科学，采用专用芯片进行充放电管理，极大的提高了系统的可靠性，同时由于充放电芯片的通用性和电路的通用性，本发明能够同时兼容锂电池和蓄电池的电池充放电管理，因此有效较低了生产企业的生产和研发成本。

附图说明

图1为本发明的功能模块图。

图2为本发明的电源模块的一种实施例的电路原理图。

图3为本发明的控制器的一种实施例的电路原理图。

图4为本发明的充放电控制电路和输出模块的一种实施例的电路原理图。

图5为本发明的充电管理模块的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的功能模块图：本发明提供的这种电池充放电管理装置，包括电源模块，控制器、充放电控制电路和输出模块，输出模块包括电池负载、电压采样电路、电流采样电路和充电管理模块；充电管理管理采用专用的充电管理芯片构成，控制器通过充电管理模块连接电池，控制器通过采样的电池输出电压和输出电流信号估算电池的SOC值，并控制充电管理模块对电池进行充电管理。显示模块与控制器连接，用于对电池充放电管理装置的参数进行显示，并适时报警。指示灯与电池连接，用于显示电池的充放电状态。电源模块给充电管理模块、控制器和充放电控制电路供电。