[发明专利]割草车用大电流锂电池电源管理系统及其管理方法

权利要求书

1.割草车用大电流锂电池电源管理方法，其特征在于，首先，对锂电池在电压和电流不均匀的情况下通过电感以及电容的储能特性将电压或电流较高的电池电能储存起来再通过开关管将电能转移给电压或电流较低的电池进行均衡控制；然后，通过数据采集模块收集电池数据并对锂电池进行SOC估算，得到锂电池的工作温度范围；最后，当电池工作环境温度升高时，采用热敏电阻构成的散热控制电路控制风扇对锂电池进行降温，保持锂电池工作在最适宜的工作温度环境中；

所述电源管理方法包括以下步骤：

步骤1，设计均衡控制电路，电感、电容作为储能元件，根据当电池电压、电流不平衡时，电感和电容先将电压较高的电池以能量形式存储起来，再通过开关管将所储存的能量转移给电压较低的电池，从而实现能量均衡，其中，u为电池两端的电压，i为电池的电流，t为通电时间，L为电感的自感系数，C为电容器电容值大小；

步骤2，对锂电池进行SOC估算，得出锂电池工作在20℃～30℃之间时具有最长的使用寿命，当环境温度过高时采取散热措施，为电池组降温；

步骤3，设计散热控制电路，在传感器检测的环境温度高于30℃时使小风扇工作；

步骤4，设计自动断电保护电路，当保护电路中的热敏电阻元件检测到工作环境温度高于设定值时，自动切断电路，并且当温度降低到设定值以下时能够被重新开启；

所述步骤1具体包括以下过程：

步骤1.1)数据采集模块将各电池电流电压温度信号采集后传递给微处理器；

步骤1.2)高能量的电池向储能电感充电，当电池B1的能量值大于电池B2的能量值时，电池B1对电感L2充电，开关管Q3闭合，开关管Q4断开，此时由开关管Q3、电感L2和电池B1构成闭合充电回路，电池B1完成对电感L2的充电；

步骤1.3)当储能电感L2对电池B2放电时，均衡控制模块将开关管Q3和Q4断开，此时电池B2储能，电感L2和续流二极管D4构成闭合放电回路，电感L2中的电流方向保持不变，电感对电池B2放电；

步骤1.4)在电容控制电路中，电池B4两端电压大于电池B5两端电压时，首先将开关管Q9导通，开关管Q10和Q12关断，电池B4的能量由开关管Q9、储能电容C2、续流二极管D11构成通路，将高出部分传递给电容C2上；

步骤1.5)当开关管Q9导通后,在储能电容C2两端电压与电池B4电压相等时，关断开关管Q9导通开关管Q10，使得储能电容C2存储的能量通过由开关管Q10、电池B5和续流二极管D12构成放电回路，最终把储能电容C2存储的能量转移到电池B5中；

步骤1.6)利用控制MOS管的开通与关断的状态对散热风扇与加热器进行控制，当温度大于设定数值时，可通过CPU控制MOS管M1导通，风扇控制端通过MOS管M1与电源负极接通，风扇另一端接电源正极；

步骤1.7)当热敏电阻阻值由于温度过高而变大，断路器断开，被保护电路停止工作，指示灯熄灭，随着温度的降低，热敏电阻的阻值减小，使断路器重新合上，指示灯开启，割草车正常工作。