一种随钻测量系统中锂电池监测装置的制作方法

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种随钻测量系统中锂电池监测装置。

背景技术：

目前，国内大多数随钻测量仪器采用高温锂电池供电，锂电池工作状态的好坏决定了整个随钻测量系统的工作时间。以往，在使用锂电池供电的随钻测量系统中，对锂电池工作状态的监测大都采用取样电池电压来实现。电池电压监测误差较高，且对随钻测量工具用电状况不能进行有效监控，也无法有效计算电池剩余电量。这可能导致井下工具出现供电故障时，无法进行有效判断，甚至造成较大的工程事故；不能准确判断电池剩余电量，将直接导致施工人员不敢使用存储时间较长或已使用部分电量的电池，直至将锂电池废弃掉，造成资源无故浪费。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种随钻测量系统中锂电池监测装置，能够实现智能电池管理，并且具有自动保护和报警功能，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种随钻测量系统中锂电池监测装置，包括充电模块和检测模块，充电模块的输出端连接有锂电池组，充电模块包括隔离变压器和恒压充电电路，隔离变压器的次级输出端连接有整流桥，整流桥的直流输出端连接至恒压充电电路的输入端；检测模块包括主控芯片，主控芯片的数据输入端连接有智能电源管理芯片，主控芯片的电源引脚连接有电压变换器，智能电源管理芯片连接至输入端连接至锂电池组的输入端，电压变换器的输入端连接至锂电池组的输出端，主控芯片还连接有报警模块和无线通信模块，恒压充电电路的控制端连接到主控芯片的PWM波输出引脚。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控芯片采用PIC18F系列单片机，且主控芯片还连接有晶振和复位电路，所述智能电源管理芯片采用DS2438芯片。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述报警模块包括电流放大驱动电路，所述电流放大驱动电路的输出端连接有蜂鸣器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述无线通信模块包括RS232转换芯片，所述RS232转换芯片的输出端连接有WIFI收发器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该随钻测量系统中锂电池监测装置，通过设置智能电源管理芯片，利用主控芯片进行配置，从而实现智能电压、电流以及温度采样检测，提高采样检测精度，准确判断剩余电量；通过设置报警模块，利用电流放大驱动电路和蜂鸣器实现声音警报功能；通过设置无线通信模块，利用RS232转换芯片和WIFI收发器实现无线数据传输控制；通过设置主控芯片控制恒压充电电路，进行智能充电调节；本实用新型能够实现智能电池管理，并且具有自动保护和报警功能，减小事故发生概率，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型模块结构示意图；

图2为本实用恒压充电电路原理图；

图3为电流放大驱动电路原理图。

图中：1-充电模块；2检测模块；3-锂电池组；4-隔离变压器；5-恒压充电电路；6-整流桥；7-主控芯片；8-智能电源管理芯片；9-电压变换器；10-报警模块；11-无线通信模块；12-电流放大驱动电路；13-蜂鸣器；14-RS232转换芯片；15-WIFI收发器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：一种随钻测量系统中锂电池监测装置，包括充电模块1和检测模块2，所述充电模块1的输出端连接有锂电池组3，所述充电模块1包括隔离变压器4和恒压充电电路5，所述隔离变压器4的次级输出端连接有整流桥6，所述整流桥6的直流输出端连接至恒压充电电路5的输入端；所述检测模块2包括主控芯片7，所述主控芯片7的数据输入端连接有智能电源管理芯片8，主控芯片7的电源引脚连接有电压变换器9，所述智能电源管理芯片8连接至输入端连接至锂电池组3的输入端，电压变换器9的输入端连接至锂电池组3的输出端，主控芯片7还连接有报警模块10和无线通信模块11，所述恒压充电电路5的控制端连接到主控芯片7的PWM波输出引脚；

所述主控芯片7采用PIC18F系列单片机，且主控芯片7还连接有晶振和复位电路，所述智能电源管理芯片8采用DS2438芯片；所述报警模块10包括电流放大驱动电路12，所述电流放大驱动电路12的输出端连接有蜂鸣器13；所述无线通信模块11包括RS232转换芯片14，所述RS232转换芯片,14的输出端连接有WIFI收发器15。

本实用新型的工作原理：所述充电模块1用于对锂电池组3进行智能充电，所述检测模块2用于检测当前的锂电池组3的充电和放电状态并进行智能调整，所述隔离变压器4将交流市电引入电路，并且进行降压处理，降压后的电路通过整流桥6进行整流输出，得到直流电压并且供给给恒压充电电路5，所述恒压充电电路5在主控芯片7的控制下实现恒压智能充电；

所述主控芯片7采用PIC18F4680单片机，PIC18F4680是由美国Microchip公司生产的8位微控制器，它的特点是在保持较低价格的前提下具有很高的性能，增加了中断处理功能，同时集成了增强型捕捉输入功能、脉宽调制（PWM）输出部件、I2C和SPI接口以及可寻址的通用同步/异步接收发送器（USART）串行通信接口；特别是PIC18F4680系列芯片能够在高温150℃环境下，保持良好的工作特性，能够满足随钻测量仪器的需求；所述智能电源管理芯片8采用DS2438芯片，DS2438片内集成有双通道的10位A/D转换器、电流积分器、温度传感器等电路，可以完成对电池电压、电流、温度和剩余电量等参数的监测；并且将这些重要参数存储在内置的40个字节SRAM/EEPROM（非易失性存储器）中；

所述电压变换器9将锂电池组3输出电压直接转换成主控芯片7所需要的电压值，所述智能电源管理芯片8将采集到充电电压信号、电流信号和温度信号输入至主控芯片7，所述主控芯片7将采集到的数据进行分析处理，判断当前的数据值是否符合充电要求，当充电电流过大时，将通过调节PWM波输出引脚产生的PWM波的占空比，减小恒压充电电路5的输出电流，当充电完成时将停止输出PWM波，即停止充电；当检测到当前的温度值超出设定阈值时，将触发报警模块10，输出高电平至电流放大驱动电路12，电流放大驱动电路12将电流放大后驱动蜂鸣器13发出声音警报；所述无线通信模块11用于进行无线通信，所述RS232转换芯片14将TTL电平转换为RS232信号电平，再通过WIFI收发器15进行编码并实现无线数据传输至远程上位机，实现远程监控。

该随钻测量系统中锂电池监测装置，通过设置智能电源管理芯片8，利用主控芯片7进行配置，从而实现智能电压、电流以及温度采样检测，提高采样检测精度，准确判断剩余电量；通过设置报警模块10，利用电流放大驱动电路12和蜂鸣器13实现声音警报功能；通过设置无线通信模块11，利用RS232转换芯片14和WIFI收发器15实现无线数据传输控制；通过设置主控芯片7控制恒压充电电路5，进行智能充电调节；本实用新型能够实现智能电池管理，并且具有自动保护和报警功能，减小事故发生概率，延长电池使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。