專利名稱：一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電池設(shè)計及制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池。
背景技術(shù)：
智能電池也稱作智能電池系統(tǒng)，它是現(xiàn)代電源技術(shù)的分支和重要組成部分。智能電池利用內(nèi)部電子線路來測量、計算和存儲電池數(shù)據(jù)，它使電源的使用和管理更加可預(yù)測，智能電池大大簡化了獨立電池系統(tǒng)的設(shè)計，它還有一個重要優(yōu)點，那就是能防止意外的系統(tǒng)停機，智能電池管理系統(tǒng)是一個能夠?qū)﹄姵匦畔⑦M行收集、傳遞、儲存、分析的系統(tǒng)，隨著計算機在智能電池中的普及應(yīng)用，以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電池管理系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。其作用主要表現(xiàn)在:提高電池的管理效益及經(jīng)濟效益；提高服務(wù)質(zhì)量；提高電池的安全性；一個基本的智能電池系統(tǒng)由以下部分組成:系統(tǒng)管理總線，智能電池充電器和智能電池，與非智能電池系統(tǒng)相比，智能電池系統(tǒng)需要不斷地與主機交互信息，使電池系統(tǒng)增加了復(fù)雜性。就智能電池的管理所涉及的范圍而言可以分為廣義和狹義兩個方面來論述，廣義的電池管理可以涉及到電池的充電，以及負載放電這一塊，以提高電池性能為目的，協(xié)調(diào)充電，和放電，在適當(dāng)情況下可以調(diào)整充放電速度，相當(dāng)于一個系統(tǒng)的電源管理和能源管理部分，狹義的電池管理僅僅是管理電池的各項狀態(tài)及參數(shù)，并提供必要的數(shù)據(jù)通訊等功能，電池管理僅僅監(jiān)測電池的狀態(tài)，并根據(jù)其狀態(tài)對電池及其內(nèi)部部件做適當(dāng)?shù)目刂普{(diào)整等，電池管理并不對電池外的其他部件做控制，僅提供通訊的數(shù)據(jù)狀態(tài)告知功能；智能電池系統(tǒng)的模塊化特性使設(shè)計閉環(huán)電池充電系統(tǒng)變的非常容易，這樣的系統(tǒng)允許采用電池組獨立充電器(智能充電器)，最大限度地降低了硬件和軟件的非重復(fù)工程性成本，并促成了堅固的系統(tǒng)，這對高可靠性電池備份應(yīng)用尤其重要，而集成到電池組中的高準確度氣壓計則能一直準確地監(jiān)視電池，甚至電池不在系統(tǒng)中時也一樣。正是這種信息交互，使主機和使用者能更準確地掌握電池的狀態(tài)(包括電池有效容量、當(dāng)前充/放電率、歷史累計充放電次數(shù)、預(yù)測壽命等)，從而做到有的放矢；與非智能電池系統(tǒng)相比，智能電池系統(tǒng)需要不斷地與主機交互信息,使電池系統(tǒng)增加了復(fù)雜性，電池在使用中，過充電和過放電往往會導(dǎo)致電池的損壞，容量降低，壽命減少，嚴重的情況下，還會發(fā)生爆裂和起火燃燒，其根源都在于電池的一致性誤差所引起來的，為此，近十幾年來，國內(nèi)外的許多專家學(xué)者都大力開展了旨在解決電池一致性誤差所帶來危害的研究，開發(fā)出了各種各樣的電池管理系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于利用一種帶有能量收集和管理的智能電池系統(tǒng)，旨在解決野外工作的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電的問題。本實用新型的目的在于提供一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的智能電池，該智能電池包括:太陽能電池模塊，用于通過轉(zhuǎn)化太陽能來儲存電量，供智能電池使用；[0006]充電管理模塊，與太陽能電池模塊相連接，用于對采集到的電能進行有效地收集管理以及合理的調(diào)度；選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進行充電和放電；微控制單元(MCU)，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過改變指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準確的決策參考；能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實現(xiàn)電池放電的功能。進一步，所述智能電池還包括兩個電芯，所述電芯一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元(MCU)相連接，采用高能量密度電芯用于儲能。進一步，所述智能電池還包括:電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單員相連接，用于輸出電池狀態(tài)，為智能控制系統(tǒng)的決策實現(xiàn)參考功能。本實用新型提供的帶有能量和收集和管理系統(tǒng)的智能電池，通過在電池模組中嵌入微控制器單元模塊來對本智能電池的能量儲存進行狀態(tài)識別，并具體到單節(jié)電池的電能管理，提高了電池使用的安全性，較好的解決了電池因一致性的問題帶來的損壞，通過修改微控制單元模塊內(nèi)部的指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲使用，提高了電池的智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)電池的智能化管理，最大限度的合理利用電池，節(jié)約了能源，實現(xiàn)了效益的最大化，結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，具有良好的應(yīng)用前景。

圖1是本實用新型實施例提供的帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池的連接框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1為本實用新型一種具有能量收集和能量管理系統(tǒng)的新型智能電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊示意圖。如圖所示，本新型智能電池系統(tǒng)共設(shè)有六個模塊，分別是:太陽能電池模塊、充電管理模塊、選擇器、微控制單兀(MCU )、能量輸出模塊以及電池狀態(tài)輸出模塊。該智能電池的系統(tǒng)模塊具體的連接方式為:太陽能電池模塊，用于通過轉(zhuǎn)化太陽能來儲存電量，供此智能電池使用；充電管理模塊，與太陽能電池模塊相連接，用于對采集到的電能進行有效地收集管理以及合理的調(diào)度；選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進行充電和放電；兩個電芯(電芯1、電芯2)，一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元(MCU)相連接，采用高能量密度電芯用于儲能；[0022]微控制單元(MCU)，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過改變指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準確的決策參考；能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實現(xiàn)電池放電的功能；電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單員相連接，用于為智能控制系統(tǒng)的決策實現(xiàn)參考功能。本實用新型屬于電池設(shè)計及制造技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計了一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的新型智能電池，旨在解決野外工作的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電問題。本新型智能電池系統(tǒng)共設(shè)有六個模塊，分別是:太陽能電池模塊(通過轉(zhuǎn)化太陽能來儲存電量)、充電管理模塊(對采集到的電能進行有效地收集管理以及合理的調(diào)度)、選擇器(選擇合適的高能量密度電芯進行充電和放電)、微控制單元MCU (通過改變指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準確的決策參考)、能量輸出模塊(實現(xiàn)電池放電的功能)以及電池狀態(tài)輸出模塊(為智能控制系統(tǒng)的決策實現(xiàn)參考功能)。此外，本智能電池的電芯(電芯
1、電芯2)選用高能量密度電芯。本新智能電池的能量采集和管理系統(tǒng)的具體工作機制為:利用太陽能電池模塊實現(xiàn)電池的電能存儲，同時，通過在電池模組中嵌入微控制器來對本智能電池的能量儲存進行狀態(tài)識別，并具體到單節(jié)電池的電能管理。在外界的能量充足的條件下系統(tǒng)管理指示對虧電的電芯進行充電，在電芯儲能充足的條件下實現(xiàn)對外放電，同時，通過修改微控制單元MCU內(nèi)部的指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲使用策略。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并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(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的智能電池，其特征在于，該智能電池包括: 太陽能電池模塊，用于通過轉(zhuǎn)化太陽能來儲存電量，供智能電池使用； 充電管理模塊，與太陽能電池模塊相連接，用于對采集到的電能進行有效地收集管理以及合理的調(diào)度； 選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進行充電和放電； 微控制單元，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過改變指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準確的決策參考； 能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實現(xiàn)電池放電的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的智能電池，其特征在于，所述智能電池還包括兩個電芯，所述電芯一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元相連接，采用高能量密度電芯用于儲能。
3.如權(quán)利要求1所述的智能電池，其特征在于，所述智能電池還包括: 電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單元相連接，用于輸出電池狀態(tài)，為智能控制系統(tǒng)的決策實現(xiàn)參考功能。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池，利用太陽能模塊實現(xiàn)電池的電能存儲，同時，通過在電池模組中嵌入微控制器單元模塊來對本智能電池的能量儲存進行狀態(tài)識別，并具體到單節(jié)電池的電能管理，在外界的能量充足的條件下系統(tǒng)管理指示對虧電的電芯模塊進行充電，在電芯模塊儲能充足的條件下實現(xiàn)對外放電，同時，通過修改微控制單元模塊內(nèi)部的指針地址的存儲器狀態(tài)來向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲使用，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，較好的解決了以往存在的問題，提供了性能的電池管理系統(tǒng)，具有良好的推廣價值和應(yīng)用家價值。
文檔編號H02J7/00GK203086167SQ201220603748
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者董強, 崔大鵬, 任小鵬, 李洪超 申請人:天津市翔晟遠電力設(shè)備實業(yè)有限公司