[发明专利]一种园林工具专用锂电池供电装置

摘要

本发明公开了一种园林工具专用锂电池供电装置，它包括：锂电池单元(1)、智能充电单元(2)、通讯控制单元(3)、电源单元(4)。本发明采用串口通讯技术，建立专用通讯协议，有效防止了不同容量智能充电器与锂电池之间错误配对充电问题；采用智能充电管理方法，解决了限流保护、自动调节输出稳定电压、快速充电等问题；采用实时监控技术，解决了对每节电芯的电压、电流的监控和安全保护问题；采用预充、充电电压检测、电池温度检测、充电时间判断、恒流恒压组合充电方式，避免过充导致的锂电池的漏液、起火和爆炸的危险；替代了当前燃油供电的模式，解决了园林工具供电问题，具有使用方便、充电安全、没有噪音、保护功能强大、供电时间长等特点，大大提高了园林管理的效率。

主权项

1.一种园林工具专用锂电池供电装置，其特征在于，它包括：锂电池单元(1)、智能充电单元(2)、通讯控制单元(3)、电源单元(4)；所述锂电池单元(1)包括锂电芯组(11)、锂电池保护模块(12)、电量显示模块(13)、通讯模块(14)；所述锂电芯组(11)由锂电芯串联而成，每节锂电芯两端连接用于检测充电电压、充电电流的电路；所述锂电池保护模块(12)包括模拟前端(121)、寄存器(122)、单片机(123)，用于监测每节锂电芯的电压、工作温度和所述锂电芯组(11)的充电电流；掌握所述锂电芯组(11)中每节锂电芯的均衡状态，当出现多节锂电芯不在同一个平台时，让电压过高的锂电芯通过均衡功能，将每节锂电芯的电压调整到同一个平台；所述模拟前端(121)在所述单片机(123)处于休眠状态时，呈关闭状态，用于减小静态功耗；所述锂电池单元(1)接入所述智能充电单元(2)进行充电时，所述智能充电单元(2)激活所述单片机(123)，所述单片机(123)发指令给所述模拟前端(121)，使所述模拟前端(121)处于充电工作状态，所述模拟前端(121)将读取的数据传递给所述单片机(123)；当所述锂电芯组(11)出现均衡、高低温、单节过压或整体过压、充放电过流时，所述单片机(123)将这些报警信息通过串口发送给所述智能充电单元(2)，促使所述智能充电单元(2)关闭充电；当出现均衡时，所述模拟前端(121)开启放电回路，让多余的电压能量通过放电回路消耗；所述寄存器(122)用于存储设定的所述锂电芯组(11)的过压、欠压、温度、充放电过流的数值门槛；查看锂电芯组(11)静态电量时，激活所述单片机(123)和模拟前端(121)，不发送通讯信息；所述电量显示模块(13)用于所述锂电池单元(1)静态时，显示所述锂电池单元(1)的储电容量；所述锂电芯组(11)中的单个锂电芯损坏或所述锂电池保护模块(12)损坏时，显示告警信号，并且屏蔽储电容量显示；当锂电池单元(1)在充电状态时，既显示通讯是否异常，也显示储电容量；所述通讯模块(14)用于所述锂电池单元(1)与所述所述智能充电单元(2)、所述通讯控制单元(3)之间的通讯；所述智能充电单元(2)包括充电控制模块(21)、电压检测模块(22)、充电电流检测模块(23)、充电显示模块(24)、CPU模块(25)、单线ID通讯模块(26)；所述充电控制模块(21)用于充电模式、充电电压、充电电流的控制；在所述锂电池单元(1)与所述智能充电单元(2)通讯内容匹配时进行正常充电，对不同电压状态下的锂电芯组(11)采用不同的充电电流；当与锂电池单元(1)通讯字节内容正确和无保护时，闭合继电器连接所述锂电池单元(1)，同时检测到锂电池单元(1)的电压后，根据不同的电压值判断输出电流的大小；当所述锂电池单元(1)电压低时，采用脉冲充电并开始计时，等时间到达后电压还没有达到设定电压值时，充电器开启保护动作并向所述锂电池单元(1)发送锂电池修复失败信号；当预充后的电压升高到设定电压值时，充电器开始恒流充电；充电一段时间后，所述锂电池单元(1)的电压到达恒压点时，所述智能充电单元(2)输出的电流减小，维持所述锂电池单元(1)的电压一直恒定在58.8V；所述电压检测模块(22)用于检测锂电芯组(11)每个锂电芯的电压和所述锂电芯组(11)的电压，并将检测的信息发送给所述CPU模块(25)；所述充电电流检测模块(23)用于检测充电电流，并将检测的信息发送给所述CPU模块(25)；所述充电显示模块(24)用于显示故障可恢复、不可恢复、正常充电、电压过高、正在均衡、充电电流过大、锂电芯损坏故障；所述CPU模块(25)用于接收所述充电控制模块(21)、电压检测模块(22)、充电电流检测模块(23)传送的采集到的所述锂电池单元(1)的信息，经过处理后，通过所述充电显示模块(24)显示，通过所述单线ID通讯模块(26)与所述锂电池单元(1)、所述通讯控制单元(3)进行通讯；所述单线ID通讯模块(26)用于与所述锂电池单元(1)、智能充电单元(2)之间的串口通讯；所述通讯控制单元(3)包括匹配检测模块(31)、信息传递模块(32)、控制模块(33)；所述匹配检测模块(31)用于检测所述锂电池单元(1)与所述智能充电单元(2)是否匹配，所述智能充电单元(2)检测不到所锂电池单元(1)时一直发握手通讯字节，当所述锂电池单元(1)与所述智能充电单元(2)握手成功后，所述智能充电单元(2)发出的握手通讯字节先将所述锂电池单元(1)从休眠状态中激活；所述锂电池单元(1)被动接收到所述智能充电单元(2)发来的握手通讯字节后，所述锂电池单元(1)向所述智能充电单元(2)告知所述锂电池单元(1)的容量信息；所述信息传递模块(32)用于所述锂电池单元(1)与所述智能充电单元(2)之间的串口通讯，所述智能充电单元(2)首先判断接收到的通讯字节前两位是否符合通讯协议中规定的内容，防止接收错误的通讯字节而导致通讯时间延误；当接收到的前两位通讯字节正确后开始接收后7个通讯字节；所述智能充电单元(2)将接收到的通讯字节先进行校验；通讯完成后，发送端口置低电平，串口总线处于高电平，激活所述锂电池单元(1)时向所述单片机(123)发送一个下降沿脉冲；所述控制模块(33)用于控制所述匹配检测模块(31)完成所述锂电池单元(1)与所述智能充电单元(2)之间的通讯控制；所述电源单元(4)用于将交流接入，并为内部各个单元和各个模块供电。