用于低功耗儀表的電池管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及逆變控制技術領域，具體地，涉及一種用于低功耗儀表的電池管理系統。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的快速發展，儀器儀表的應用領域不斷拓寬，電池供電成為了重要的選擇。
[0003]電池管理系統是電池使用安全性的有效保障。目前的電池管理系統大多為大容量電池組、短續航時間的應用而設計，這種管理系統服務的設備功耗大，電池的循環時間短，管理系統自身的功耗也不低,不適合在低功耗儀表場上使用。
[0004]目前的許多低功耗續航時間長的系統例如某燃氣遠程監控儀表，平均系統電流僅為幾毫安，要求在低溫下連續運行6個月以上，就沒有適用的電池管理系統。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種用于低功耗儀表的電池管理系統，能夠監控和管理低功耗儀表中電流較小的電池。
[0006]本發明解決上述問題所采用的技術方案是:
用于低功耗儀表的電池管理系統，包括現場管理裝置、現場管理上位機、遠程控制中心上位機，所述現場管理裝置包括連接在電池串正極的熔斷保險絲、與熔斷保險絲相連的采樣電阻、連接在電池串負極的保護執行電路，還包括單片機、存儲設備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊，所述存儲設備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、保護執行電路均與單片機相連，所述電量計還與采樣電阻相連；所述遠程控制中心上位機包括無線通信模塊，該無線通信模塊無線連接現場管理裝置的無線報警模塊；所述現場管理上位機通過串口連接現場管理裝置。
[0007]作為本發明的進一步改進，還包括與采樣電阻相連的電源和與單片機相連的TTL轉RS23模塊，該TTL轉RS23模塊連接現場管理裝置的串口。
[0008]進一步，還包括與電池串相連的充電均衡模塊。
[0009]進一步，還包括與熔斷保險絲相連的二級保護模塊。
[0010]進一步，所述無線通信模塊和無線報警模塊為GPRS無線通信模塊。
[0011]綜上，本發明的有益效果是:
1、本發明為低功耗續航時間長的裝置和系統提供了一種電池管理系統；
2、本發明的系統中還設置了無線報警模塊與遠程控制中心無線連接，便于遠程控制中心及時了解現場電池情況，從而便于及時安排更換，以免造成數據不完整等問題，還避免了偏遠地區布線不便的問題；
3、本發明的電池管理系統各項功能性能良好，工作電流低，功耗低，遠遠低于現有的鋰電池智能管理系統。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖2是保護執行電路的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖3是均衡電路模塊的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖4是二級保護模塊的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖5是采樣電阻和電量計的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖6是電源的一種【具體實施方式】結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0014]如圖1所示，用于低功耗儀表的電池管理系統，包括現場管理裝置、現場管理上位機、遠程控制中心上位機，所述現場管理裝置包括連接在電池串正極的熔斷保險絲、與熔斷保險絲相連的采樣電阻、與采樣電阻相連的電源、連接在電池串負極的保護執行電路、與電池串相連的充電均衡模塊、與熔斷保險絲相連的二級保護模塊，還包括單片機、存儲設備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、TTL轉RS23模塊，所述存儲設備、電壓檢測模塊、溫度檢測模塊、電量計、無線報警模塊、保護執行電路、TTL轉RS23模塊均與單片機相連，所述電量計還與采樣電阻相連；所述遠程控制中心上位機包括無線通信模塊，該無線通信模塊無線連接現場管理裝置的無線報警模塊；所述現場管理上位機通過串口連接現場管理裝置的TTL轉RS23模塊。所述無線報警模塊為GPRS無線通信模塊，當監測到電池異常或電量耗盡時，采用無線方式發送報警信號給控制中心的上位機。圖1中BAT+、BAT-分別為管理的電池串的正負輸出端。
[0015]以下是本發明現場管理裝置中主要模塊的【具體實施方式】:
基于低功耗的考慮，本發明中采用低功耗器件，單片機采用MSP430FG439低功耗單片機；電壓基準采用REF3325，該基準電源的功耗極低僅3.9 μ A ;運放用工作電流僅1.5 μ A的LT1495 ;數字電位器采用了靜態電流低至50ηΑ的AD5165等。對工作電流較大的間歇性工作電路增加了電源管理電路，以降低能耗。
[0016]低溫電池組的額定電壓為14.8V，由4組電芯串聯而成，每組電芯包含8節單體電芯，正常的工作電壓為2.5~4.2V。每個采集周期采集各組電芯的電壓，處理器根據電壓大小給保護執行電路發出指令，執行相應的保護動作。均衡電路用單片機和三極管實現，代替了均衡專用芯片。系統會把電壓電流和溫度的最值、電池已使用的時間、剩余電量和其他異常信息記錄在存儲設備內。處理器提供了 TTL通信接口，現場的計算機可以通過一個TTLRS232轉換模塊讀取存儲設備中的日志。充電過程中為了防止MCU死機等異常而出現保護失效。增加了二級保護電路，若電壓超出預設值，將會啟動二級保護電路，熔斷三端保險絲，阻止事故的發生。
[0017]保護執行電路:是保護動作的執行機構，電路如圖2所示，CH是充電控制開關，DISCH是放電控制開關，通過控制CH和DISCH做出相應的保護動作。CH和DISCH在正常工作時置為低電平，此時Ml和M2均導通。當出現放電過流或者過放電狀態，DISCH置為高電平，此時Q2斷開，Q3導通，將M2柵極電容的電荷迅速放電，使M2能瞬間關閉，完成保護。當出現充電過流或者過充電狀態，將C