一種罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統的製作方法

2023-06-01 07:45:11 1

本實用新型涉及鋰電池保護裝置技術領域，具體為一種罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統。

背景技術：

為了保障提升機的正常安全運行，很多礦井在罐籠提升機安裝了照明設備和監測設備，安裝的照明設備可以降低井下工人在封閉的罐籠中的焦慮感，監測設備能夠時刻監控提升機運行狀況，避免發生事故，但是因受到礦井深度限制只能使用蓄電池供電，蓄電池供電受自身容量的限制需要定時更換，嚴重影響生產效率。

技術實現要素：

針對以上問題，本實用新型提供了一種罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統，能夠將摩擦產生的動能轉換成電能，並且具有完善的電池管理和保護功能，安全高效，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統，包括發電單元和管理單元，所述發電單元的輸出端連接有鋰電池組，所述發電單元包括摩擦輪，所述摩擦輪安裝在罐籠提升機的罐籠外壁，且摩擦輪的輪軸上安裝有聯軸器，所述聯軸器的另一端連接有發電機，所述發電機的輸出端還連接有DC-DC變換器；所述管理單元包括主控晶片，所述主控晶片的輸入端連接有採樣檢測單元，輸出端連接有充放電控制電路，通信埠連接有乙太網單元，所述採樣檢測單元的輸入端與鋰電池組的輸出端電氣連接，充放電控制電路的輸入端還連接有可恢復保險絲，所述可恢復保險絲的輸入端連接到DC-DC變換器輸出端。

作為本實用新型一種優選的技術方案，所述採樣檢測單元包括溫度傳感器、電壓採樣電阻和霍爾電流傳感器，所述溫度傳感器採用DS18b20數字溫度傳感器，電壓採樣電阻和霍爾電流傳感器連接有AD採樣器。

作為本實用新型一種優選的技術方案，所述充放電控制電路採用大功率MOS管元件製成，且MOS管的控制端與主控晶片的輸出端之間還連接有光耦隔離器。

作為本實用新型一種優選的技術方案，所述乙太網單元包括編解碼器和乙太網信號收發器，所述乙太網信號收發器與上位機進行數據通信。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統，通過設置摩擦輪，利用聯軸器帶動發電機進行摩擦發電，並且通過DC-DC變換器進行電壓變換，從而實現給鋰電池組進行充電；通過設置充放電控制電路，利用採樣檢測單元中的溫度傳感器、電壓採樣電阻和霍爾電流傳感器分別進行溫度、電壓和電流採樣，結合主控晶片進行分析判斷然後控制充放電控制電路的通斷，實現自動智能管理；通過設置乙太網單元，利用編解碼器和乙太網信號收發器實現遠程數據傳輸；本實用新型能夠將摩擦產生的動能轉換成電能，並且具有完善的電池管理和保護功能，安全高效。

附圖說明

圖1為本實用新型模塊結構示意圖；

圖2為充放電控制電路原理圖。

圖中：1-發電單元；2-管理單元；3-鋰電池組；4-摩擦輪；5-聯軸器；6-發電機；7-DC-DC變換器；8-主控晶片；9-採樣檢測單元；10-充放電控制電路；11-乙太網單元；12-可恢復保險絲；13-溫度傳感器；14-電壓採樣電阻；15-霍爾電流傳感器；16-AD採樣器；17-編解碼器；18-乙太網信號收發器。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

實施例：

請參閱圖1和圖2，本實用新型提供一種技術方案：一種罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統，包括發電單元1和管理單元2，所述發電單元1的輸出端連接有鋰電池組3，所述發電單元1包括摩擦輪4，所述摩擦輪4安裝在罐籠提升機的罐籠外壁，且摩擦輪4的輪軸上安裝有聯軸器5，所述聯軸器5的另一端連接有發電機6，所述發電機6的輸出端還連接有DC-DC變換器7；所述管理單元2包括主控晶片8，所述主控晶片8的輸入端連接有採樣檢測單元9，輸出端連接有充放電控制電路10，通信埠連接有乙太網單元11，所述採樣檢測單元9的輸入端與鋰電池組3的輸出端電氣連接，充放電控制電路10的輸入端還連接有可恢復保險絲12，所述可恢復保險絲12的輸入端連接到DC-DC變換器7輸出端；

所述採樣檢測單元9包括溫度傳感器13、電壓採樣電阻14和霍爾電流傳感器15，所述溫度傳感器13採用DS18b20數字溫度傳感器，電壓採樣電阻14和霍爾電流傳感器15連接有AD採樣器16；所述充放電控制電路10採用大功率MOS管元件製成，且MOS管的控制端與主控晶片8的輸出端之間還連接有光耦隔離器；所述乙太網單元11包括編解碼器17和乙太網信號收發器18，所述乙太網信號收發器18與上位機進行數據通信。

本實用新型的工作原理：所述發電單元1通過罐籠提升機的運動摩擦發電，所述管理單元2對鋰電池組3的充電狀態進行監控管理；

所述摩擦輪4採用彈性材料製成，從而儘量避免對罐籠運行軌道的衝擊，同時摩擦輪為對稱安裝，避免了由單側摩擦輪造成的罐籠受力不平衡；摩擦輪4轉動時通過聯軸器5帶動發電機6開始工作，發電機6產生交流電壓，輸出的交流電經過DC-DC變換器7變換成直流電輸出，給鋰電池組3進行充電；

所述主控晶片8採用MSP430嵌入式處理器，所述採樣檢測單元9用於採集當前電池充電的狀態參數，所述溫度傳感器13直接採集當前的溫度信號並且輸出數位訊號送入至主控晶片8，所述電壓採樣電阻14將輸出電壓進行分壓採樣，所述霍爾電流傳感器15採集輸出的電流值大小，二者輸出端均為模擬值，經過AD採樣器16轉換成數位訊號後送入至主控晶片8，所述主控晶片8將採集到的數據值進行分析處理，判斷當前值是否滿足需求，當超出閾值時，輸出低電平到充放電控制電路10中大功率MOS管的門極控制端，關斷充電電路，停止充電，所述光耦隔離器可以防止電流倒灌，保護電路安全；所述可恢復保險絲12在溫度超過設定值後自動斷開，冷卻後又自動恢復，提高電路安全性能；所述乙太網單元11用於進行遠程數據傳輸，所述編解碼器17將待發送數據進行編碼，所述乙太網信號收發器18將編碼後的數據發送出去，實現與上位機的數據交換，從而進行遠程監控。

該罐籠提升機內鋰電池充電及保護系統，通過設置摩擦輪4，利用聯軸器5帶動發電機6進行摩擦發電，並且通過DC-DC變換器7進行電壓變換，從而實現給鋰電池組3進行充電；通過設置充放電控制電路10，利用採樣檢測單元9中的溫度傳感器13、電壓採樣電阻14和霍爾電流傳感器15分別進行溫度、電壓和電流採樣，結合主控晶片8進行分析判斷然後控制充放電控制電路的通斷，實現自動智能管理；通過設置乙太網單元11，利用編解碼器17和乙太網信號收發器18實現遠程數據傳輸；本實用新型能夠將摩擦產生的動能轉換成電能，並且具有完善的電池管理和保護功能，安全高效。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。