一种电池充电管理系统的制作方法

1.本技术涉及电池充电管理技术的领域，尤其是涉及一种电池充电管理系统。


背景技术：

2.电瓶车是一种短途出行的交通工具，现有市面上的电瓶车数量多。而电瓶车使用电池作为驱动。而电池的标称电压有48v、60v和72v等多种，电池的充电设备也有48v、60v和72v等多种标称电压。一般电池的标称电压与充电设备的标称电压需要相等，这样电池才能正常充满电。
3.目前电池充电时，都是电池与充电设备直接连接进行充电。部分家庭会有多台电瓶车，在自己的充电设备损坏后，部分人会临时拿其它电池的充电设备。但是有时候拿错了充电设备，从而使充电设备的标称电压高于电池的标称电压。在电池充满电后，因为充电设备的标称电压高于电池的标称电压，充电设备会继续对电池进行充电，从而使电池过充的情况出现。电池过充时会膨胀甚至爆炸。


技术实现要素：

4.为了降低电池过充的情况出现，本技术提供一种电池充电管理系统。
5.本技术提供的一种电池充电管理系统，采用如下的技术方案：
6.一种电池充电管理系统，包括电池接口、充电设备接口、电压检测模块、控制模块和mcu模块，所述电池接口用于与电池的连接，所述充电设备接口用于与充电设备连接，所述电压检测模块的第一输入端和控制模块的第一控制端均与电池接口的一端连接，所述电压检测模块的第二输入端和控制模块的第二控制端均与充电设备接口的一端连接，所述电池接口的另一端和充电设备接口的另一端均与电源地连接，所述电压检测模块的第一输出端连接于mcu模块的第一输入端，所述电压检测模块的第二输出端连接于mcu模块的第二输入端，所述mcu模块的输出端连接于控制模块的输入端，所述电压检测模块用于检测电池的充电电压，所述控制模块用于通断充电设备与电池之间的连接。
7.通过采用上述技术方案，将充电设备接口与充电设备连接，将电池接口与电池连接，mcu模块向控制模块发送低电平，控制模块接通充电设备结构和电池接口，从而使电池开始充电。在电池充电时，电压检测模块检测电池的充电电压并发送至mcu模块。在电池的充电电压达到充电终止电压后，mcu模块向控制模块发送高电平，控制模块断开充电设备结构和电池接口，从而使电池停止充电。在充电设备的标称电压高于电池的标称电压时，电池充电达到充电终止电压时自动停止充电，从而降低电池过充的情况出现。
8.可选的，所述电压检测模块包括两个电压检测子模块，其一所述电压检测子模块的输入端与电压检测模块的第一输入端连接，另一所述电压检测子模块的输入端与电压检测模块的第二输入端连接，其一所述电压检测子模块的输出端与电压检测模块的第一输出端连接，另一所述电压检测子模块的输出端与电压检测模块的第二输出端连接。
9.通过采用上述技术方案，一个电压检测子模块检测电池接口的电压，另一个电压
检测子模块检测充电设备接口的电压。在控制模块接通充电池接口和充电设备接口时，两个电压检测子模块检测到的电压相等，从而时mcu模块获知电池开始充电。反之电池停止充电。
10.可选的，所述电压检测子模块包括第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3、第四电阻器r4、第五电阻器r5、第一比较器ic1和电容器c，所述第一电阻器r1的一端与电压检测子模块的输入端连接，所述第一电阻器r1的另一端连接于第二电阻器r2的一端和第三电阻器r3的一端，所述第三电阻器r3的另一端与第一比较器ic1的正向输入端连接，所述第一比较器ic1的反向输入端与第四电阻器r4的一端连接，所述第一比较器ic1的输出端和第四电阻器r4的一端均与第五电阻器r5的一端连接，所述第五电阻器r5的另一端连接于电容器c的一端和电压检测子模块的输出端，所述第二电阻器r2的另一端和电容器c的另一端均与电源地连接。
11.通过采用上述技术方案，电池的充电电压经过第一电阻器r1和第二电阻器r2的分压，还有第三电阻器r3的限流后进入第一比较器ic1的正向输入端。第四电阻器r4和第一比较器ic1构成电压跟随器。在充电电压输入到电压检测子模块时，第一比较器ic1输出的高电平经过第五电阻器r5限流和电容器c滤波后输入mcu模块，从而时mcu模块检测到电压。
12.可选的，所述控制模块包括第六电阻器r6、第七电阻器r7、第八电阻器r8、三极管q、二极管d1和继电器，所述继电器包括线圈j和常开触点j-1，所述三极管q的基极连接于控制模块的输入端、第六电阻器r6的一端和第七电阻器r7的一端，所述三极管q的发射极连接于第七电阻器r7的另一端和第八电阻器r8的一端，所述三极管q的集电极连接于线圈j的一端和二极管d1的阳极，所述线圈j的另一端、第六电阻器r6的另一端和二极管d1的阴极均与第一电源vcc1连接，所述第八电阻器r8的另一端与电源地连接，所述常开触点j-1的一端与控制模块的第一控制端连接，所述常开触点j-1的另一端与控制模块的第二控制端连接。
13.通过采用上述技术方案，在充电电压未达到充电终止电压时，mcu模块向控制模块发送低电压，从而使三极管q导通。三极管q导通后，线圈j得电，从而使常开触点j-1闭合，充电设备给电池充电。在充电电压达到充电终止电压时，mcu模块向控制模块发送高电压，从而使三极管q截止。三极管q截止后，线圈j失电，从而使常开触点j-1断开，充电设备停止给电池充电。通过电池的充电电压达到充电终止电压自动断开电池与充电设备的连接，从而降低电池过充的情况出现。
14.可选的，还包括电流检测模块，所述电流检测模块用于采集电池的充电电流并发送至mcu模块，所述mcu模块用于根据充电电流启闭控制模块，所述电流检测模块的第一采样端与电池接口的另一端连接，所述电流检测模块的第二采样端与电源地连接，所述电流检测模块的输出端与mcu模块的第三输入端连接。
15.通过采用上述技术方案，电流采用模块采集电池的充电电流发送给mcu模块，在电池的充电电压高于充电终止电压，还有充电电流低于充电终止电流使，mcu模块启动控制模块切断充电设备与电池的连接，从而降低电池过充的情况出现。
16.可选的，所述电流检测模块包括第九电阻器r9、第十电阻器r10、第十一电阻器r11、第十二电阻器r12、第十三电阻器r13和第二比较器ic2，所述第九电阻器r9的一端和第十一电阻器r11的一端均与电流检测模块的第一采样端连接，所述第九电阻器r9的另一端与电流检测模块的第二采样端连接，所述第十一电阻器r11的另一端与第二比较器ic2的正
向输入端连接，所述第十电阻器r10的一端与电源地连接，所述第十电阻器r10的另一端和第十二电阻器r12的一端均与第二比较器ic2的反向输入端连接，所述第二比较器ic2的输出端和第十二电阻器r12的另一端均与第十三电阻器r13的一端连接，所述第十三电阻器r13的另一端与电流检测模块的输出端连接。
17.通过采用上述技术方案，在电池进行充电时，第九电阻器r9将电流转换成电压，之后通过第十一电阻器r11限流后输入第二比较器ic2的正向输入端。第二比较器ic2、第十电阻器r10和第十二电阻器r12构成放大器，从而提高第二比较器ic2的输出电压。第二比较器ic2输出的电压经过第十三电阻器r13的限流后输入mcu模块，从而使mcu模块检测到电池的充电电流。在电池没充电使，mcu模块可以检测到电池的放电电流。
18.可选的，mcu模块电连接有无线模块，所述无线模块无线连接有移动设备，所述无线模块用于建立mcu模块和移动设备之间的无线连接，所述移动设备用于设置mcu模块的充电终止电压和充电终止电流，所述mcu模块根据充电终止电压和充电终止电流启闭控制模块。
19.通过采用上述技术方案，无线模块建立mcu模块和移动设备的连接，通过移动设备设置mcu的充电终止电压和充电终止电流，从而方便电池充电管理系统适用于不同标称电压的电池。
20.可选的，所述mcu模块电连接有指示灯模块，所述mcu模块用于在电池充电时启动指示灯模块。
21.通过采用上述技术方案，在电池充满电后，mcu模块启动指示灯模块，从而提醒电池已经充满。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.1.电压检测模块将电池的充电电压发送至mcu模块，电流检测模块将充电电流发送至mcu模块，mcu模块在电池的充电电压达到充电终止电压后，mcu模块查看充电电流有没有下降到充电终止电流，在下降到充电终止电流后启动控制模块断开充电设备和电池的连接，从而使电池充满电，在充电电流不下降时，也启动控制模块断开充电设备和电池的连接，从而降低电池过充的情况出现。
附图说明
24.图1是本技术实施例的原理框图；
25.图2是本技术实施例mcu模块的电路原理图；
26.图3是本技术实施例无线模块的电路原理图；
27.图4是本技术实施例电压检测模块的电路原理图；
28.图5是本技术实施例电流检测模块的电路原理图；
29.图6是本技术实施例控制模块的电路原理图；
30.图7是本技术实施例供电模块的电路原理图。
31.附图标记说明：1、电池接口；2、充电设备接口；3、电压检测模块；31、电压检测子模块；4、控制模块；5、mcu模块；6、指示灯模块；7、无线模块；8、移动设备；9、电流检测模块。
具体实施方式
32.以下结合附图1-7对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种电池充电管理系统。
34.参照图1，一种电池充电管理系统，包括指示灯模块6、无线模块7、移动设备8、电流检测模块9、电池接口1、充电设备接口2、电压检测模块3、控制模块4和mcu模块5。
35.参照图2，mcu模块5包括第一芯片u1及其外围电路，第一芯片u1的型号为mm32l073pf。mcu模块5具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端。第一芯片u1的第十三脚为第三输入端。第一芯片u1的第十四脚为第一输入端，第一芯片u1的第十五脚为第二输入端。第一芯片u1的第十八脚为输出端。
36.参照图3，无线模块7包括第二芯片u2及其外围电路，第二芯片u2的型号为gm120_c1b。无线模块7于mcu模块5电连接。无线模块7于移动设备8无线连接。通过移动设备8设置mcu模块5的充电终止电压和充电终止电流。
37.参照图4、图5，电池接口1用于连接电池，充电设备接口2用于连接充电设备。电压检测模块3的第一输入端和控制模块4的第一控制端均连接于电池接口1的一端，电压检测模块3的第二输入端和控制模块4的第二控制端均连接于充电设备接口2的一端。电流检测模块9的第一采样端连接于电池接口1的另一端、电流检测模块9的第二采样端和充电设备接口2的另一端均连接于电源地，电压检测模块3的第一输出端连接于mcu模块5的第一输入端，电压检测模块3的第二输出端连接于mcu模块5的第二输入端。mcu模块5的输出端连接于控制模块4的输入端。
38.在电池的充电电压未达到充电终止电压时，充电设备对电池进行恒流充电，从而使电池的电压逐渐上升。在充电电压达到充电终止电压使，充电设备对电池进行恒压充电，从而使充电电流逐渐减小。在充电电流低于充电终止电流使，充电设备停止对电池充电。
39.在本技术中，电压检测模块3检测电池的充电电压发送至mcu模块5，电流检测模块9采集电池的充电电流发送至mcu模块5。mcu模块5在检测到充电电压达到充电终止电压时，mcu模块5间隔一段时间查看充电电流是否下降。若充电电流下降，mcu模块5在充电电流达到充电终止电流时启动控制模块4。而充电设备的标称电压高于电池的标称电压使，充电电流没有下降，则mcu模块5直接启动控制模块4。控制模块4启动后切断充电设备和电池之间的连接，从而使电池停止充电，进而降低电池过充的情况出现。
40.参照图4，电压检测模块3包括两个电压检测子模块31，其中一个电压检测子模块31的输入端连接于电压检测模块3的第一输入端，另一个电压检测子模块31的输入端连接于电压检测模块3的第二输入端。其中一个电压检测子模块31的输出端连接于电压检测模块3的第一输出端，另一个电压检测子模块31的输出端连接于电压检测模块3的第二输出端。一个电压检测子模块31检测充电设备的电压，另一个检测电池的电压。在两个电压相等时，mcu模块5获知电池开始充电。
41.电压检测子模块31包括第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3、第四电阻器r4、第五电阻器r5、第一比较器ic1和电容器c。第一电阻器r1的一端连接于电压检测子模块31的输入端，第一电阻器r1的另一端连接于第二电阻器r2的一端和第三电阻器r3的一端。第三电阻器r3的另一端连接于第一比较器ic1的正向输入端，第一比较器ic1的反向输入端连接于第四电阻器r4的一端。第一比较器ic1的输出端和第四电阻器r4的一端均连接于第
五电阻器r5的一端，第五电阻器r5的另一端连接于电容器c的一端和电压检测子模块31的输出端。第二电阻器r2的另一端和电容器c的另一端均连接于电源地。
42.电池的充电电压经过第一电阻器r1和第二电阻器r2分压，然后经过第三电阻器r3限流后输入第一比较器ic1的正向输入端。第四电阻器r4于第一比较器ic1构成电压跟随器，从而使第一比较器ic1向mcu模块5输出电池的充电电压。第五电阻器r5起到对第一比较器ic1输出电压的限流，电容器c起到滤波的作用。
43.参照图5，电流检测模块9包括第九电阻器r9、第十电阻器r10、第十一电阻器r11、第十二电阻器r12、第十三电阻器r13和第二比较器ic2。第九电阻器r9的一端和第十一电阻器r11的一端均连接于电流检测模块9的第一采样端,第九电阻器r9的另一端连接于电流检测模块9的第二采样端。第十一电阻器r11的另一端连接于第二比较器ic2的正向输入端，第十电阻器r10的一端连接于电源地。第十电阻器r10的另一端和第十二电阻器r12的一端均连接于第二比较器ic2的反向输入端，第二比较器ic2的输出端和第十二电阻器r12的另一端均连接于第十三电阻器r13的一端。第十三电阻器r13的另一端连接于电流检测模块9的输出端。
44.第九电阻器r9将电池的充电电流转换成电压，然后经过第十一电阻器r11的限流后输入第二比较器ic2的正向输入端。第十电阻器r10、第十二电阻和第二比较器ic2构成放大电路，从而提高第二比较器ic2输出的电压，进而方便mcu模块5采集电池的充电电流。在电池充电时，第二比较器ic2发出高电平，之后经过第十三电阻器r13的限流发送至mcu模块5，从而使mcu模块5获取电池的充电电流。
45.参照图6，控制模块4包括第六电阻器r6、第七电阻器r7、第八电阻器r8、三极管q、二极管d1和继电器，继电器包括线圈j和常开触点j-1。三极管q的基极连接于控制模块4的输入端、第六电阻器r6的一端和第七电阻器r7的一端，三极管q的发射极连接于第七电阻器r7的另一端和第八电阻器r8的一端。三极管q的集电极连接于线圈j的一端和二极管d1的阳极，线圈j的另一端、第六电阻器r6的另一端和二极管d1的阴极均连接于第一电源vcc1。第八电阻器r8的另一端连接于电源地，常开触点j-1的一端连接于控制模块4的第一控制端，常开触点j-1的另一端连接于控制模块4的第二控制端。
46.在mcu模块5检测到充电电压达到充电终止电压，还有充电电流低于充电终止电压使，mcu模块5向控制模块4发送高电平。同时在mcu模块5检测到充电电压达到充电终止电压后，充电电流不下降，mcu模块5也会向控制模块4发送高电平。
47.在mcu模块5向控制模块4发送高电平时，三极管q截止，从而使线圈j失电，常开触点j-1断开，进而使充电设备与电池断开连接，电池停止充电。在mcu模块5向控制模块4发送低电平时，三极管q导通，从而使线圈j得电，常开触点j-1闭合，进而使充电设备与电池连接，电池正常充电。
48.参照图2，指示灯模块6包括第十四电阻器r14和指示灯d2，指示灯d2为发光二极管。第十四电阻器r14的一端连接于第一芯片u1的第四十脚，第十四电阻器r14的另一端连接于指示灯d2的阴极，指示灯d2的阳极连接于第一芯片u1的第三十九脚。在电池充满电使，mcu模块5启动指示灯模块6，从而使指示灯d2发亮。
49.参照图7，电池接口1的一端还连接有供电模块，供电模块包括第三芯片u3、第四芯片u4和第五芯片u5及其外围电路。第三芯片u3的型号为mp9486a，第四芯片u4的型号为
ams1117-5.0s，第五芯片u5的型号为me6217c33m5g-n。电池通过第三芯片u3降压形成第一电源vcc1为控制模块4供电。第四芯片u4和第五芯片u5对第一电源vcc1降压后形成第二电源vcc2为无线模块7和mcu模块5供电。
50.本技术实施例一种电池充电管理系统的实施原理为：电压检测模块3检测电池的充电电压发送至mcu模块5，电流检测模块9检测电池的电压发送至mcu模块5，从而使mcu模块5可以检测电池的充电电压和充电电压。在电池的充电电压升高到充电终止电压时，mcu模块5查看充电电流。在经过一段时间后，充电电流有下降，说明充电设备的标称电压于电池的标称电压相等。在充电电流下降至充电终止电流后，mcu模块5启动控制模块4。控制模块4切断电池于充电设备的连接，从而使电池停止充电。
51.在经过一段时间后，充电电流没有下降，或者下降量小，说明充电设备的标称电压高于电池的标称电压。之后mcu模块5启动控制模块4，控制模块4切断电池于充电设备的连接，从而使电池停止充电，进而降低电池过充的情况出现。
52.拿错充电设备给电池充电的情况有锂电池和铅酸电池的充电设备混用，充电设备的标称电压高于电池的标称电压等情况，将本技术的设备连接于电池和充电设备之间，从而降低电池爆炸的情况出现。
53.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。