蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]閥控式密封鉛酸蓄電池(Valve Regulated Lead Acid Battery)簡(jiǎn)稱VRLA蓄電池。它與其它電源一樣，是一個(gè)電能與化學(xué)能互相轉(zhuǎn)換的裝置，具有工藝易于掌握、原理清楚、工作溫度范圍廣、廉價(jià)等特點(diǎn)，隨著科技蓬勃發(fā)展，獲得廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，蓄電池組充電時(shí)，經(jīng)過(guò)串聯(lián)電路加載在每節(jié)蓄電池兩端的電壓不均衡，導(dǎo)致了部分單節(jié)電池兩端充電電壓過(guò)高或是過(guò)低，對(duì)電池本身造成了損傷。隨著對(duì)蓄電池組充放電次數(shù)的增加，蓄電池組中的各只電池的性能差異將越來(lái)越大，造成單節(jié)電池迅速老化甚至損壞，致使整個(gè)蓄電池快速老化甚至損毀，進(jìn)而進(jìn)行整體更換，加大蓄電池使用量，耗費(fèi)大量資源，也給環(huán)境帶來(lái)危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提供一種蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元，
[0007]所述前端檢測(cè)單元包括嵌入式控制器和與嵌入式控制器連接的多個(gè)電壓檢測(cè)模塊、多個(gè)電壓均衡模塊、電流檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、串口通信模塊、GPRS傳輸模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示屏、LED指示模塊，所述多個(gè)電壓檢測(cè)模塊和多個(gè)電壓均衡模塊相互配對(duì)分別連接在多節(jié)電池上，所述LED指示模塊包括報(bào)警燈電路和通信燈電路，所述后端服務(wù)單元包括相互連接的管理服務(wù)硬件和網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)，所述多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元均連接有供電電源，
[0008]所述多個(gè)前端檢測(cè)單元均通過(guò)GPRS傳輸模塊連接互聯(lián)網(wǎng)與后端服務(wù)單元的管理服務(wù)硬件通信連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采集電池組各節(jié)電池的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)均衡電路加以調(diào)節(jié)浮充電壓，實(shí)現(xiàn)均衡充電；通過(guò)GPRS模塊將各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸送到后端服務(wù)中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)損毀的節(jié)電池并維護(hù)，利于節(jié)約資源及環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元，所述前端檢測(cè)單元包括嵌入式控制器和與嵌入式控制器連接的多個(gè)電壓檢測(cè)模塊、多個(gè)電壓均衡模塊、電流檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、串□通信模塊、GPRS傳輸模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示屏、LED指示模塊，所述多個(gè)電壓檢測(cè)模塊和多個(gè)電壓均衡模塊相互配對(duì)分別連接在多節(jié)電池上，所述LED指示模塊包括報(bào)警燈電路和通信燈電路，所述后端服務(wù)單元包括相互連接的管理服務(wù)硬件和網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)，所述多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元均連接有供電電源，所述多個(gè)前端檢測(cè)單元均通過(guò)GPRS傳輸模塊連接互聯(lián)網(wǎng)與后端服務(wù)單元的管理服務(wù)硬件通信連接。
[0014]本實(shí)施例中，前端檢測(cè)單元的數(shù)量為I個(gè)，電壓檢測(cè)模塊、電壓均衡模塊的數(shù)量均為I個(gè)。電壓均衡模塊用于調(diào)節(jié)相應(yīng)單節(jié)電池兩端充電電壓高低，電壓均衡模塊與電壓檢測(cè)模塊配對(duì)使用，檢測(cè)相應(yīng)單節(jié)電池電壓，并在嵌入式控制器的控制下調(diào)節(jié)該節(jié)電池浮充電壓。LED指示模塊包括報(bào)警燈電路和通信燈電路，通信燈電路包括2個(gè)用于指示GPRS通信開(kāi)關(guān)狀態(tài)的LED燈電路，紅色LED燈為報(bào)警燈，黃色LED燈和綠色LED燈為GPRS模塊工作指示燈。
[0015]本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，電壓檢測(cè)模塊采集每節(jié)電池電壓信息并處理后輸送到嵌入式控制器，電流檢測(cè)模塊檢測(cè)電池組的電流并處理后輸送到嵌入式控制器，溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)基站溫度信息并處理后輸送到嵌入式控制器；嵌入式控制器將節(jié)電池的實(shí)時(shí)電壓與電池組的平均電壓對(duì)比，進(jìn)而通過(guò)電壓均衡模塊調(diào)節(jié)節(jié)電池的浮充電壓；嵌入式控制器根據(jù)電壓、電流及電導(dǎo)計(jì)算內(nèi)阻，通過(guò)LCD顯示屏顯示電壓、電流、內(nèi)阻及環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，定時(shí)通過(guò)GPRS傳輸模塊連接互聯(lián)網(wǎng)將電壓、電流、內(nèi)阻及環(huán)境溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)單元的服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)；當(dāng)節(jié)電池的分析數(shù)據(jù)異常時(shí)啟動(dòng)報(bào)警燈，同時(shí)立即將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)單元，以便及時(shí)通報(bào)及維護(hù)故障；后端服務(wù)單元根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析每節(jié)電池的性能，同時(shí)根據(jù)需要將各項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳到WEB服務(wù)器以便查詢。
[0016]其中，單節(jié)電池充電電壓均衡調(diào)節(jié)過(guò)程，控制器將每一節(jié)電池的實(shí)時(shí)電壓和整組電池的平均電壓作比較，如果發(fā)現(xiàn)某節(jié)電池的實(shí)時(shí)電壓比平均電壓值高，將啟動(dòng)該節(jié)電池的電壓均衡模塊，使該節(jié)電池的浮充電流經(jīng)電壓均衡模塊降流，降低該節(jié)電池兩端浮充電壓，減緩電池過(guò)充；同時(shí)，該蓄電池組內(nèi)的其它節(jié)電池兩端電壓將會(huì)上升，從而優(yōu)化了欠充的節(jié)電池兩端電壓不足的問(wèn)題。其中，電壓均衡模塊降流過(guò)程，嵌入式控制器接通該節(jié)電池的均衡電路的旁路并聯(lián)電阻，使該節(jié)電池的一部分浮充電流流過(guò)旁路并聯(lián)電阻。當(dāng)蓄電池組放電時(shí)，控制器將關(guān)閉電壓均衡模塊。
[0017]該系統(tǒng)定時(shí)檢測(cè)電池電壓、電流及環(huán)境溫度信息，計(jì)算電池內(nèi)阻，存儲(chǔ)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并定時(shí)將各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊(3G/4G模塊)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)單元。
[0018]該系統(tǒng)在某個(gè)電池電壓、電流、內(nèi)阻或溫度超出一定范圍時(shí)啟動(dòng)報(bào)警流程，開(kāi)啟報(bào)警指示燈，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)單元。
[0019]該系統(tǒng)控制器與檢測(cè)模塊(電壓檢測(cè)模塊、電壓均衡模塊、電流檢測(cè)模塊)之間采用isoSPI兩線式數(shù)據(jù)鏈路連接，將處理器功能合并到遠(yuǎn)離電池的地方，能實(shí)現(xiàn)電池組模塊的簡(jiǎn)化，最大限度地減少每個(gè)電池電子線路的元件數(shù)量，改善電池管理系統(tǒng)的可靠性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
[0020]本實(shí)用新型所述蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采集電池組各節(jié)電池的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)均衡電路加以調(diào)節(jié)浮充電壓，實(shí)現(xiàn)均衡充電；通過(guò)GPRS模塊將各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸送到后端服務(wù)中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)損毀的節(jié)電池并維護(hù)，利于節(jié)約資源及環(huán)保。
[0021]該系統(tǒng)的具體功能如下:
[0022]1、能夠在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)電池組中的單節(jié)電池電壓。電壓以ImV的精度顯示出來(lái)，實(shí)際測(cè)量的誤差小于3毫伏(芯片值誤差小于1.2毫伏)。
[0023]2、在檢測(cè)電壓的同時(shí)檢測(cè)電池組充放電電流，精度1A，測(cè)量精度達(dá)到1%，通過(guò)檢測(cè)到的電流數(shù)據(jù)來(lái)判斷電池處于放電、浮充、均充等狀態(tài)。測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS發(fā)送到服務(wù)器，同時(shí)在本設(shè)備內(nèi)部的FLASH存儲(chǔ)器存起來(lái)。
[0024]3、當(dāng)蓄電池放電時(shí)，每6分鐘(可設(shè)置)檢測(cè)儲(chǔ)存一次電池電壓、電流，浮充時(shí)每I小時(shí)(可設(shè)置)檢測(cè)儲(chǔ)存一次電池電壓、電流。
[0025]4、使用溫度傳感器來(lái)測(cè)量基站內(nèi)的環(huán)境溫度，精度0.1°C，誤差小于1°C。溫度的存儲(chǔ)方式與電壓存儲(chǔ)方式一致。
[0026]5、當(dāng)電池在放電的時(shí)候，設(shè)備開(kāi)始通過(guò)各種參數(shù)來(lái)計(jì)算單節(jié)電池容量值，可以顯示到設(shè)備的屏幕上，并保存到設(shè)備的FLASH中，精度1%，誤差小于5%。
[0027]6、在線監(jiān)測(cè)電池組健康狀態(tài)。設(shè)定幾個(gè)電池的狀態(tài)(如立即更換狀態(tài)、建議更換狀態(tài))，每種狀態(tài)對(duì)應(yīng)著電池的容量值范圍，當(dāng)容量值屬于某設(shè)定范圍值內(nèi)時(shí)(此數(shù)值可以通過(guò)串口設(shè)置或通過(guò)GPRS模塊遠(yuǎn)程設(shè)置)。
[0028]7、電池均衡充電功能，使單節(jié)電池的浮充電壓盡可能的一致，使電池減少硫酸鹽化的現(xiàn)象。
[0029]8、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，設(shè)備可以將采集到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以通過(guò)軟件來(lái)查詢到這些數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)分析電池組健康狀態(tài)。
[0030]9、液晶屏幕顯示功能，顯示出各種測(cè)量和設(shè)置的數(shù)據(jù)與參數(shù)，分屏顯示，按鈕切換。
[0031]10、看門狗功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的錯(cuò)誤時(shí)，看門狗立即重新啟動(dòng)系統(tǒng)。
[0032]11、計(jì)算電池內(nèi)阻，通過(guò)多次放電，配合服務(wù)器端的電導(dǎo)值(安裝設(shè)備時(shí)需要使用密特電導(dǎo)儀來(lái)人工測(cè)量)，通過(guò)電池電壓、電流及環(huán)境溫度數(shù)值計(jì)算出電池的內(nèi)阻值。通過(guò)電導(dǎo)與內(nèi)阻數(shù)值在服務(wù)器端進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到更加精準(zhǔn)檢驗(yàn)電池優(yōu)劣的目的。
[0033]12,GPRS數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的上傳下載功能，上傳設(shè)備各種測(cè)量的數(shù)據(jù)，下載對(duì)設(shè)備設(shè)置的各種數(shù)據(jù)與更新應(yīng)用程序。
[0034]13、設(shè)置和導(dǎo)出功能，通過(guò)串口線纜直接查看設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)，取出F L A S H里的保存的歷史數(shù)據(jù)。
[0035]14、線纜斷線后提示功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)線纜斷開(kāi)，網(wǎng)絡(luò)故障等提示中心端進(jìn)行處理(配合管理系統(tǒng)軟件完成)。
[0036]15、通過(guò)殼體上方的微動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)屏幕向前或向后翻頁(yè)的功能。
[0037]16、當(dāng)更換壞電池時(shí)恢復(fù)初始的功能。通過(guò)設(shè)置按鍵進(jìn)入設(shè)置界面來(lái)完成。
[0038]17、給電池進(jìn)行編號(hào)，并對(duì)其位置進(jìn)行說(shuō)明。如，2015 - 24 - 00001代表24的設(shè)備，編號(hào)00001。
[0039] 18、設(shè)備日期與時(shí)間通過(guò)GPRS通訊時(shí)會(huì)自動(dòng)與服務(wù)器同步。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元， 所述前端檢測(cè)單元包括嵌入式控制器和與嵌入式控制器連接的多個(gè)電壓檢測(cè)模塊、多個(gè)電壓均衡模塊、電流檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、串口通信模塊、GPRS傳輸模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示屏、LED指示模塊，所述多個(gè)電壓檢測(cè)模塊和多個(gè)電壓均衡模塊相互配對(duì)分別連接在多節(jié)電池上，所述LED指示模塊包括報(bào)警燈電路和通信燈電路，所述后端服務(wù)單元包括相互連接的管理服務(wù)硬件和網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)，所述多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元均連接有供電電源， 所述多個(gè)前端檢測(cè)單元均通過(guò)GPRS傳輸模塊連接互聯(lián)網(wǎng)與后端服務(wù)單元的管理服務(wù)硬件通信連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蓄電池均衡無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括多個(gè)前端檢測(cè)單元和后端服務(wù)單元，所述前端檢測(cè)單元包括嵌入式控制器和與嵌入式控制器連接的多個(gè)電壓檢測(cè)模塊、多個(gè)電壓均衡模塊、電流檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、GPRS傳輸模塊、LED指示模塊，所述多個(gè)電壓檢測(cè)模塊和多個(gè)電壓均衡模塊相互配對(duì)分別連接在多節(jié)電池上，所述LED指示模塊包括報(bào)警燈電路和通信燈電路，所述后端服務(wù)單元包括相互連接的管理服務(wù)硬件和網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)，所述多個(gè)前端檢測(cè)單元均通過(guò)GPRS傳輸模塊連接互聯(lián)網(wǎng)與后端服務(wù)單元的管理服務(wù)硬件通信連接。本實(shí)用新型采集電池組各節(jié)電池的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)均衡電路加以調(diào)節(jié)浮充電壓，實(shí)現(xiàn)均衡充電，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。
【IPC分類】H02J7/00, G01R31/36
【公開(kāi)號(hào)】CN205120934
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520854127
【發(fā)明人】林坤
【申請(qǐng)人】四川坤和科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日