一种电池充放电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池充放电设备。


背景技术：

2.相关数据显示，2020年全球动力电池总装机量达137gwh，同比增长17％；国内动力电池装机量为62.9gwh，占全球45.9％。电池pack是新能源产业的核心部件，在新能源汽车中，动力电池目前成本占新能源汽车总成本的1/3～1/2，造价高昂。动力电池达到一定的充电次数、运行期限，或出现破损、故障时，就需要对动力电池进行维修，包括开展电池箱体二次回路、电芯能绝缘、接插件等外观及零部件维护修理。由于电池在制造过程中本身存在一致性问题，随着后期的使用，这种情况会更加明显，由于目前市场大量的新能源汽车采用的是被动均衡管理的电池管理技术，因此，当电池单体电压超出管理范围时，动力电池就会出现均衡、续航里程缩短、soc不准、突然掉电、无法上高压等故障，这些故障需要对电池pack进行拆解后更换电芯才能解决。
3.另外，现有的充放电设备需要外接电源，接线不方便，在特殊场景(如无电源)情况下无法使用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种电池充放电设备，该设备能够根据设置的充放电参数对电池进行充放电，尽可能符合电池的一致性要求，从而延长电池的使用寿命，且无需外接电源。
5.本实用新型实施例提供一种电池充放电设备，包括控制电路、采样电路、充放电电路、按键设置电路模块、显示电路模块及稳压电路，所述采样电路的输入连接外接充电电源和电池电源，所述采样电路的输出连接所述控制电路，所述充放电电路的输入连接所述外接充电电源和所述控制电路，所述充放电电路的输出连接外部待充电设备，所述按键设置电路模块的输出连接所述控制电路，所述显示电路模块的输入连接所述控制电路，所述稳压电路的输入连接所述外接充电电源，所述稳压电路的输出为所述电池充放电设备提供电源。
6.可选地，所述按键设置电路模块包括按键设置电路、开关按键及数字旋钮编码器，所述按键设置电路的输入为所述开关按键及所述数字旋钮编码器。
7.可选地，所述稳压电路包括芯片pw5100和ams1117。
8.可选地，所述电池充放电设备还包括散热电路模块，所述散热电路模块包括温度检测电路、调控电路和调温设备，所述温度检测电路包括热敏电阻，所述温度检测电路的输出连接所述控制电路，所述调控电路的输入连接所述控制电路，所述调控电路的输出连接所述调温设备。
9.可选地，所述控制电路包括芯片stm32f103c8t6。
10.可选地，所述采样电路包括芯片acs712elctr-20a。
11.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例通过按键设置电路模块对充放电参数进行设置，通过采样电路对充放电参数进行检测，并通过显示电路模块对充放电参数进行显示，使电池充放电设备能够根据设置的充放电参数对电池进行充放电，尽可能符合电池的一致性要求，从而延长电池的使用寿命；并由稳压电路为电池充放电设备提供电源，无需外接电源。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例提供的一种电池充放电设备的结构框图；
13.图2是本实用新型实施例提供的一种控制电路的原理图；
14.图3是本实用新型实施例提供的一种稳压电路的原理图；
15.图4是本实用新型实施例提供的一种稳压电路的工作原理结构框图；
16.图5是本实用新型实施例提供的一种采样电路的原理图；
17.图6是本实用新型实施例提供的一种充放电电路的原理图；
18.图7是本实用新型实施例提供的一种充放电电路的工作原理结构框图；
19.图8是本实用新型实施例提供的一种按键设置电路的原理图；
20.图9是本实用新型实施例提供的一种显示电路的原理图；
21.图10是本实用新型实施例提供的一种温度检测电路和调控电路的原理图。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
23.如图1所示，本实用新型实施例提供一种电池充放电设备，包括控制电路、采样电路、充放电电路、按键设置电路模块、显示电路模块及稳压电路，所述采样电路的输入连接外接充电电源和电池电源，所述采样电路的输出连接所述控制电路，所述充放电电路的输入连接所述外接充电电源和所述控制电路，所述充放电电路的输出连接外部待充电设备，所述按键设置电路模块的输出连接所述控制电路，所述显示电路模块的输入连接所述控制电路，所述稳压电路的输入连接所述外接充电电源，所述稳压电路的输出为所述电池充放电设备提供电源。
24.可选地，所述控制电路包括芯片stm32f103c8t6。
25.具体地，控制电路的原理图如图2所示，控制芯片的pa9(u1-tx)和pa10(u1-rx)是控制芯片的外接接口，boot0是外接中断接口，控制电路芯片的其它部分接口分别与采样电路、充放电电路、按键设置电路模块及显示电路模块连接，具体的连接方式在下面的各电路中详细说明。
26.需要说明的是，控制电路的芯片控制方法为现有技术。
27.可选地，所述稳压电路包括芯片pw5100和ams1117。
28.具体地，稳压电路的原理图如图3所示，结合图4，vin表示外接充电电源，vin1表示电池电源，芯片pw5100将输入电压转成5v的输出电压，5v电压由芯片ams1117转换成3.3v电压，5v电压给采样电路提供电源，3.3v电压给电池充放电设备的其它电路提供电压。需要说明的是，当无外接充电电源输入时，vin1为稳压电路的输入。
29.在本实施方式中，由于输入的外接充电电源是不确定的，电压过高可能损坏电池，
电压过低无法使系统工作。将外接充电电源的电压从1.2v到5v稳压至5v，以适应不同的外接充电电源。
30.可选地，所述采样电路包括芯片acs712elctr-20a。
31.具体地，采样电路的原理图如图5所示，vin表示外接充电电源，vin1表示电池电源；adc-i表示vin的采样值，adc-v表示vin1的采样值；adc-i和adc-v输入到控制电路，adc-i连接控制芯片的pa1引脚，adc-v连接控制芯片的pa0-wkup引脚。
32.充放电电路的电路图，具体地，如图6所示，p1、p2、r-o、q1及rq1组成放电电路，通过控制q1的占空比信号调节经过电阻r-o的电流，q1的占空比通过pwm1信号控制，pwm1连接控制芯片的pa6引脚；p4、q2及rq2共同组成充电电路，通过控制q2的占空比信号调节充电电流，q2的占空比通过pwm2信号控制，pwm2连接控制芯片的pa7引脚。结合图7，接入电池电源放电时，mos管q1工作，电流从电池正极出发，流过电流传感器、放电电阻，再通过q1mos管最后回到电池负极；当接入外接充电电源充电时，通过控制mos管q2工作，此时外接充电电源与电池电源正极、负极相应连接，形成通路开始充电，电流从外接充电电源流出，通过电池回到充电电源负极。
33.可选地，所述按键设置电路模块包括按键设置电路、开关按键及数字旋钮编码器，所述按键设置电路的输入为所述开关按键及所述数字旋钮编码器。
34.具体地，按键设置电路的原理图如图8所示，b1和b2表示开关按键，pb3表示数字旋钮编码器，开关按键b1的int1连接控制芯片的pa15引脚，开关按键b2的int3连接控制芯片的pb10引脚，数字旋钮编码器pb3的key连接控制芯片的pb2引脚，数字旋钮编码器pb3的int2连接控制芯片的pb3引脚，数字旋钮编码器pb3的button连接控制芯片的pb4引脚。
35.具体地，显示电路模块包括显示电路及显示屏，显示电路的原理图如图9所示，显示电路的led引脚连接控制芯片的pb9引脚，显示电路的clk引脚连接控制芯片的pb6引脚，显示电路的sdi引脚连接控制芯片的pb7引脚，显示电路的rs引脚连接控制芯片的pb5引脚，显示电路的rst引脚连接控制芯片的pb1引脚，显示电路的cs引脚连接控制芯片的pb8引脚，显示电路的sd_cs引脚连接控制芯片的pb0引脚，显示电路的sd_mosi引脚连接控制芯片的pb15引脚，显示电路的sd_sck引脚连接控制芯片的pb13引脚，显示电路的sd_miso引脚连接控制芯片的pb14引脚。
36.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例通过按键设置电路模块对充放电参数进行设置，通过采样电路对充放电参数进行检测，并通过显示电路模块对充放电参数进行显示，使电池充放电设备能够根据设置的充放电参数对电池进行充放电，尽可能符合电池的一致性要求，从而延长电池的使用寿命；并由稳压电路为电池充放电设备提供电源，无需外接电源。
37.可选地，所述电池充放电设备还包括散热电路模块，所述散热电路模块包括温度检测电路、调控电路及调温设备，所述温度检测电路包括热敏电阻，所述温度检测电路的输出连接所述控制电路，所述调控电路的输入连接所述控制电路，所述调控电路的输出连接所述调温设备。
38.具体地，温度检测电路及调控电路的原理图如图10所示，调温设备为风扇，电阻rr1和热敏电阻rr2组成温度检测电路，温度的采样值adc2连接控制芯片的pa2引脚。pf1和pf2为风扇接口，通过f1调节q3的占空比以及通过f2调节q4的占空比，从而调节风扇的大
小。
39.在本实施方式中，通过热敏电阻实时监测电池充放电设备的内部温度，当温度过高时启动降温模式，如驱动散热风扇工作、减小放电功率或直接停止放电，对电池充放电设备进行进一步的保护。
40.下面以一个具体实施例说明上述电池充放电设备的使用方法，电池充放电设备启动后，oled显示屏初始化并显示；温度检测电路对设备进行温度检测，如果温度在预设范围内，启动充放电电路，如果温度不在预设范围内，启动降温模式后再启动充放电电路；充放电电路启动后，接收按键设置电路模块的输入，根据输入确定放电模式或充电模式，以及放电模式下的放电电压和放电电流、充电模式下的充电电压和充电电流；oled显示屏的显示内容包括温度、充放电电压和电流等。
41.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种电池充放电设备，其特征在于，包括控制电路、采样电路、充放电电路、按键设置电路模块、显示电路模块及稳压电路，所述采样电路的输入连接外接充电电源和电池电源，所述采样电路的输出连接所述控制电路，所述充放电电路的输入连接所述外接充电电源和所述控制电路，所述充放电电路的输出连接外部待充电设备，所述按键设置电路模块的输出连接所述控制电路，所述显示电路模块的输入连接所述控制电路，所述稳压电路的输入连接所述外接充电电源，所述稳压电路的输出为所述电池充放电设备提供电源。2.根据权利要求1所述的电池充放电设备，其特征在于，所述按键设置电路模块包括按键设置电路、开关按键及数字旋钮编码器，所述按键设置电路的输入为所述开关按键及所述数字旋钮编码器。3.根据权利要求1所述的电池充放电设备，其特征在于，所述稳压电路包括芯片pw5100和ams1117。4.根据权利要求1所述的电池充放电设备，其特征在于，所述电池充放电设备还包括散热电路模块，所述散热电路模块包括温度检测电路、调控电路和调温设备，所述温度检测电路包括热敏电阻，所述温度检测电路的输出连接所述控制电路，所述调控电路的输入连接所述控制电路，所述调控电路的输出连接所述调温设备。5.根据权利要求1所述的电池充放电设备，其特征在于，所述控制电路包括芯片stm32f103c8t6。6.根据权利要求1所述的电池充放电设备，其特征在于，所述采样电路包括芯片acs712elctr-20a。

技术总结
本实用新型公开了一种电池充放电设备，包括控制电路、采样电路、充放电电路、按键设置电路模块、显示电路模块及稳压电路，采样电路的输入连接外接充电电源和电池电源，采样电路的输出连接控制电路，充放电电路的输入连接外接充电电源和控制电路，充放电电路的输出连接外部待充电设备，按键设置电路模块的输出连接控制电路，显示电路模块的输入连接控制电路，稳压电路的输入连接外接充电电源或电池电源，稳压电路的输出为电池充放电设备提供电源。本实用新型实施例能够根据设置的充放电参数对电池进行充放电，尽可能符合电池的一致性要求，从而延长电池的使用寿命，且无需外接电源，可广泛应用于电池技术领域。广泛应用于电池技术领域。广泛应用于电池技术领域。


技术研发人员：杨旭 黄显祥 林世华 徐考武 林锦桐
受保护的技术使用者：广州欧纬德教学设备技术有限公司
技术研发日：2021.07.01
技术公布日：2022/1/28