本发明属于矿井铅酸电池，具体涉及矿用铅酸电池智能管理系统。
背景技术：
1、用铅酸电池智能管理系统是一种针对矿用环境下铅酸电池进行智能化管理的系统。这种系统对于确保矿用设备的安全运行、提高电池使用效率、延长电池使用寿命具有重要意义。
2、市场上大多数产品主要有几种：
3、第一种是使用铅酸电池没有电池管理系统，存在电池使用寿命短的、频繁维护；
4、第二种是有铅酸电池管理系统，主要用于电动车上，输出电压高、成本高，不适合矿用产品低成本要求；
5、第三种是现有铅酸管理系统及芯片的限制较多，使用场景不够灵活，并且充电电压范围不高，导致与矿山电源不适配、不兼容。
6、中国发明专利cn115483763b公布了一种铅酸电池储能电站监控管理系统及方法，系统包括数据采集终端、充放电修复设备、监控管理中心、互联网云端服务器和用户操作终端；所述监控管理中心分别与所述数据采集终端、充放电修复设备连接；所述互联网云端服务器通过网络接口与所述监控管理中心连接；所述用户操作终端通过网络与所述互联网云端服务器连接。本技术方案可以在不影响运营的前提下，提供完全的均衡控制服务来保持储能电池阵列的一致性，同时完成故障电池的在线修复，节省了储能电站的运维成本。前述方案仅针对储能电站的电池，使用场景较为单一，与其他电源兼容性不足。
7、因此，本方案提供一种矿用铅酸电池智能管理系统用于解决上述背景技术存在的问题。
技术实现思路
1、针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供矿用铅酸电池智能管理系统，
2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
3、矿用铅酸电池智能管理系统，包括pcb板，还包括供电电路、通信隔离电路、电流采集电路和控制保护电路，所述供电电路、通信隔离电路、电流采集电路和控制保护电路均设置于pcb板上，所述供电电路用于为智能管理系统提供能量，所述通信隔离电路用于为智能管理系统提供信号隔离和电压隔离，防止信号干扰，所述电流采集电路用于为智能管理系统进行充放电电流采样，所述控制保护电路用于为智能管理系统进行过流保护和短路保护，所述控制保护电路与电流采集电路连接。
4、进一步限定，所述供电电路包括电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c22、电容c23、电容c24、二极管d2、vbat+和ldo芯片，所述电容c16、电容c17、电容c18和电容c19相互并联，所述电容c16与二极管d2的负极连接，所述二极管d2的正极与vbat+连接，所述vbat+与电容c22、电容c23和电容c24相互并联，所述ldo芯片包括引脚1、引脚2和引脚3，所述引脚1为gnd端，所述引脚2为vin端，所述引脚3为vout端，所述电容c19一端与gnd端连接，另一端与vin端连接，所述电容c24与vout端连接。
5、进一步限定，所述通信隔离电路包括通信隔离芯片u3、通信接口1、通信接口2、电容c9、电容c10、rx端和tx端，所述通信隔离芯片u3包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7和引脚8，所述引脚1为vdda端，所述引脚2为vo1端，所述引脚3为vi2端，所述引脚4为gnda端，所述引脚5为gndb端，所述引脚6为vo2端，所述引脚7为vi1端，所述引脚8为vddb端，所述vdda端与电容c9连接，所述vo1端与通信接口2连接，所述vi2端与通信接口1连接，所述vo2端与rx端连接，所述vi1端与tx端连接，所述vddb端与电容c10连接。
6、进一步限定，所述电流采集电路包括电流采集芯片u1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r4、电阻r8和1.2v电压端，所述电流采集芯片u1包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5和引脚6，所述引脚1为ref端，所述引脚2为gnd端，所述引脚3为v+端，所述引脚4为in+端，所述引脚5为in-端，所述引脚6为out端，所述电容c2和电容c3并联，所述电容c3与v+端连接，所述ref端连接1.2v电压端，所述电阻r1、电阻r4和电阻r8相互并联，所述电阻r8一端连接out端，另一端连接电容c4的一端，所述电阻r4和电阻r1一端连接in-端，另一端连接电容c6的一端和in+端，所述电容c4另一端连接电容c6和电容c5的另一端。
7、进一步限定，所述控制保护电路包括充电开关q1、放电开关q2、三极管q3、三极管q4、电阻r2、电阻r3、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r9、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r15、电阻r17、电池超温保护端cn1、温度采集端cn3、电池端子p2、保险丝f1、电容c7、电容c8、电容c11、电容c12、电容c13、电容c20、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、v-端、发光二极管led1和单片机u2，所述单片机u2共设有1-16个引脚，所述引脚1为p0端、引脚2为p1端、引脚3为rx端、引脚4为tx端、引脚5为isp端、引脚6为vdd端、引脚7为vcom端和引脚8为vin1p端，引脚9为vin1n端，引脚10为vin2n端，引脚11为vin2p端，引脚12为vgnd端，引脚13为sda端，引脚14为scl端，引脚15为dgnd端，引脚16为int1端；
8、所述充电开关q1与放电开关q2、电阻r5和电阻r6的一端连接，所述电阻r6的另一端与三极管q3的集电极连接，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的基极连接电容c7、电阻r12和电阻r10的一端，所述电容c7的另一端与电阻r12的另一端连接；
9、所述放电开关q2一端连接电阻r2，另一端连接保险丝f1和电阻r3，所述电阻r2与电阻r9和电阻r13串联，所述电阻r13与电阻r12、电阻r14、电容c8、三极管q4的发射极和电池端子p2连接，所述电阻r3连接电阻r7的一端，所述电阻r7的另一端连接三极管q4的集电极，所述三极管q4的基极连接电容c8、电阻r11和电阻r14的一端，所述保险丝f1连接电池超温保护端cn1的一端，所述电池超温保护端cn1的另一端连接电池端子p2；
10、所述电阻r10的另一端连接int1端，电阻r11的另一端连接scl端，dgnd端接地，sda端连接电阻r17、电容c29和温度采集端cn3的一端，所述电容c29的另一端连接温度采集端cn3的另一端和接地；所述vgnd端接地，所述vin2p端连接v+端，所述vin2n端连接v-端，所述v-端连接电容c12和电容c11的一端，所述电容c11的另一端连接电容c13的一端，所述电容c12的另一端连接电容c20的一端和电容c13的另一端，所述电容c20的另一端连接电容c25的一端，所述电容c25的另一端连接vin1p端，所述vdd端连接电容c28，所述电容c28、电容c27和电容c26并联，所述p0端连接发光二极管led1的负极，所述发光二极管led1的正极连接电阻r15。
11、进一步限定，所述控制保护电路的单片机u2用于监测电流或温度是否超过设定电流值或温度值，若电流值或温度值超过设定值则控制三极管q3和q4断开电源。
12、本发明的有益效果：
13、本发明提供的矿用铅酸电池智能管理系统，主要用于矿井下电源设备，通过设置供电电路、通信隔离电路、电流采集电路和控制保护电路，信号经过mcu处理，隔离数字信号输出实时电压、电流值、电池电量、电池温度参数，同时输出电池充放电状态，通过mcu对场效应管控制来实现电池接通与断开。本系统具备如下特点：
14、1.本系统全部采用国产元件，成本低并且可靠，使其体积小、性能稳定且工艺简单，提高了铅酸电池性能，降低了维护成本，至少提高50％的经济效益；
15、2.充电电压最高可到60v，充电电压灵活配置，适应矿用监控、监测等方面，并且实现基本全部覆盖；
16、3.产品智能化，能实时传输电池各种参数，采用抗干扰能力强、低功耗、高精度的mcu(单片机)；其充放电电流能分辨0.1ma,电压能分别0.1mv，使其能准确监测充放电流、电池电压及电量；还采用了隔离数字信号信息传送，提高抗干扰能力、数据传输质量和数据稳定可靠程度，并且使用方便。
17、4.本系统采用自主研发设计控制软件，界面简洁明了，操作简单；
18、5.对电池参数进行实时监控、故障诊断、soc估算、短路保护、漏电监测、过冲保护、过放保护、错相保护和温度异常保护能，有效避免因电池损坏造成经济损失。
19、综上所述，本系统的适应范围广、功能全、成本低、稳定可靠并且生产工艺简单；本系统的电流采集、电压采集、温度采集分辨率和精确度高；本系统的数字信号隔离输出，方便数据采集；本系统设置了多级过流保护、短路保护、错相保护、多级过温保护、电池健康状态和寿命预警功能。
1.矿用铅酸电池智能管理系统，包括pcb板，其特征在于：还包括供电电路、通信隔离电路、电流采集电路和控制保护电路，所述供电电路、通信隔离电路、电流采集电路和控制保护电路均设置于pcb板上，所述供电电路用于为智能管理系统提供能量，所述通信隔离电路用于为智能管理系统提供信号隔离和电压隔离，防止信号干扰，所述电流采集电路用于为智能管理系统进行充放电电流采样，所述控制保护电路用于为智能管理系统进行过流保护和短路保护，所述控制保护电路与电流采集电路连接。
2.根据权利要求1所述的矿用铅酸电池智能管理系统，其特征在于：所述供电电路包括电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c22、电容c23、电容c24、二极管d2、vbat+和ldo芯片，所述电容c16、电容c17、电容c18和电容c19相互并联，所述电容c16与二极管d2的负极连接，所述二极管d2的正极与vbat+连接，所述vbat+与电容c22、电容c23和电容c24相互并联，所述ldo芯片包括引脚1、引脚2和引脚3，所述引脚1为gnd端，所述引脚2为vin端，所述引脚3为vout端，所述电容c19一端与gnd端连接，另一端与vin端连接，所述电容c24与vout端连接。
3.根据权利要求1所述的矿用铅酸电池智能管理系统，其特征在于：所述通信隔离电路包括通信隔离芯片u3、通信接口1、通信接口2、电容c9、电容c10、rx端和tx端，所述通信隔离芯片u3包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7和引脚8，所述引脚1为vdda端，所述引脚2为vo1端，所述引脚3为vi2端，所述引脚4为gnda端，所述引脚5为gndb端，所述引脚6为vo2端，所述引脚7为vi1端，所述引脚8为vddb端，所述vdda端与电容c9连接，所述vo1端与通信接口2连接，所述vi2端与通信接口1连接，所述vo2端与rx端连接，所述vi1端与tx端连接，所述vddb端与电容c10连接。
4.根据权利要求1所述的矿用铅酸电池智能管理系统，其特征在于：所述电流采集电路包括电流采集芯片u1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r4、电阻r8和1.2v电压端，所述电流采集芯片u1包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5和引脚6，所述引脚1为ref端，所述引脚2为gnd端，所述引脚3为v+端，所述引脚4为in+端，所述引脚5为in-端，所述引脚6为out端，所述电容c2和电容c3并联，所述电容c3与v+端连接，所述ref端连接1.2v电压端，所述电阻r1、电阻r4和电阻r8相互并联，所述电阻r8一端连接out端，另一端连接电容c4的一端，所述电阻r4和电阻r1一端连接in-端，另一端连接电容c6的一端和in+端，所述电容c4另一端连接电容c6和电容c5的另一端。
5.根据权利要求4所述的矿用铅酸电池智能管理系统，其特征在于：所述控制保护电路包括充电开关q1、放电开关q2、三极管q3、三极管q4、电阻r2、电阻r3、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r9、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r15、电阻r17、电池超温保护端cn1、温度采集端cn3、电池端子p2、保险丝f1、电容c7、电容c8、电容c11、电容c12、电容c13、电容c20、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、v-端、发光二极管led1和单片机u2，所述单片机u2共设有1-16个引脚，所述引脚1为p0端、引脚2为p1端、引脚3为rx端、引脚4为tx端、引脚5为isp端、引脚6为vdd端、引脚7为vcom端和引脚8为vin1p端，引脚9为vin1n端，引脚10为vin2n端，引脚11为vin2p端，引脚12为vgnd端，引脚13为sda端，引脚14为scl端，引脚15为dgnd端，引脚16为int1端；
6.根据权利要求5所述的矿用铅酸电池智能管理系统，其特征在于：所述控制保护电路的单片机u2用于监测电流或温度是否超过设定电流值或温度值，若电流值或温度值超过设定值则控制三极管q3和q4断开电源。
