一種嵌入式自保護(hù)智能型鉛酸蓄電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鉛酸蓄電池領(lǐng)域，具體是一種嵌入式自保護(hù)智能型鉛酸蓄電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鉛酸蓄電池因其技術(shù)成熟、制造成本低廉、維護(hù)簡單快捷等優(yōu)點在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)中作為后備電源被廣泛應(yīng)用，而后備電源是由一節(jié)節(jié)鉛酸蓄電池串聯(lián)構(gòu)成，以滿足不同系統(tǒng)對后備電源時間和容量的要求。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，通過鉛酸蓄電池串聯(lián)構(gòu)成的后備電源經(jīng)常存在下述問題:
[0003]首先，由于整個蓄電池組是由單體蓄電池串聯(lián)構(gòu)成，其中任意一節(jié)一節(jié)電池的開路或短路故障均可能導(dǎo)致整組電池?zé)o法對外供電，進(jìn)而形成重大的安全隱患，甚至造成嚴(yán)重事故。
[0004]其次，為了對后備電源的電壓、內(nèi)阻、溫度、容量等進(jìn)行監(jiān)控和管理，排除安全隱患和及時發(fā)現(xiàn)問題，目前常用的蓄電池管理維護(hù)手段主要包括加裝蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)及人工巡檢兩種。人工定期巡檢，主要是通過定時觀察蓄電池的外觀等對電池的狀態(tài)進(jìn)行判斷，排查異變問題，這種方法費時費力，且容易遺漏問題，監(jiān)管的質(zhì)量和效率較低，但這種粗放式的管理模式在現(xiàn)階段仍然被廣泛采用。而在蓄電池組上加裝蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對蓄電池組電壓、內(nèi)阻等的實時監(jiān)控，提高了蓄電池管理的自動化，但是由于存在下述問題而難以被推廣:1)蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)在安裝時需要停電并退出蓄電池組，并且施工接線、測試運行等過程均存在安全隱患。2)常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)是在蓄電池之外附加的系統(tǒng)，不同廠家的系統(tǒng)應(yīng)用在不同蓄電池上其差異較大，在施工、安裝和調(diào)試過程中存在因廠家不同造成設(shè)備相互影響的隱患，不具備整體化的要求；而且后期增加系統(tǒng)方式也會造成投資成本的增加，后期維護(hù)工作量大，手續(xù)繁雜。3)常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)依然無法解決單節(jié)蓄電池開路或者短路對整個蓄電池組造成的安全隱患。
[0005]由于后備電源往往由大量的蓄電池串聯(lián)而成，故大量蓄電池的擺放設(shè)置就成為蓄電池組管理的要點之一。如何在有效利用室內(nèi)空間，提高單位面積內(nèi)蓄電池容率的同時，還能保證蓄電池的通風(fēng)防潮、降溫散熱、易于觀察等需求，是蓄電池組儲放管理的難點?，F(xiàn)在實際應(yīng)用中，通常采用電池架集中羅列擺放蓄電池，并在室內(nèi)加裝換氣扇及空調(diào)的方法。但是由于電池架的制式固定，無法根據(jù)蓄電池組的尺寸、數(shù)量靈活調(diào)整，不但不利于提高單位面積的蓄電池容率，部分空置的電池架還會更加占用室內(nèi)空間。而額外設(shè)置的換氣扇、空調(diào)等均距離蓄電池組較遠(yuǎn)，且蓄電池組排列密集，難以有效通風(fēng)、防潮和散熱。
[0006]上述問題均廣泛存在于蓄電池組的監(jiān)管中，成為阻礙精細(xì)化管理的瓶頸，是本行業(yè)技術(shù)人員探討和研究的方向。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種嵌入式自保護(hù)智能型鉛酸蓄電池，它嵌入了自保護(hù)功能和智能管理功能，形成一種具備在線監(jiān)測管理、防開路、防短路自保護(hù)功能以及智能狀態(tài)自我管理功能的新型智能化鉛酸蓄電池，解決現(xiàn)有技術(shù)中的蓄電池僅作為儲能元件而其性能狀態(tài)監(jiān)測難、非實時、不全面的問題，同時解決蓄電池?zé)o法自我保護(hù)的技術(shù)難點，使蓄電池真正成為一種具備自我們管理和互聯(lián)接入的智能型鉛酸蓄電池。
[0008]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]—種嵌入式自保護(hù)智能型鉛酸蓄電池，包括蓄電池本體，所述蓄電池本體的外部設(shè)有與其相配合的蓄電池外殼，所述蓄電池外殼內(nèi)的上部設(shè)有密封隔板，所述蓄電池外殼的內(nèi)腔由密封隔板分隔為兩個分別獨立且密封的電池腔和模塊腔，所述蓄電池本體設(shè)置于電池腔中，所述模塊腔中設(shè)有控制蓄電池本體的智能管理模塊，所述智能管理模塊包括中央處理單元、采樣單元、防短路單元、防開路單元、電源單元、顯示單元及通信單元，所述智能管理模塊通過采樣線束與蓄電池本體的正負(fù)極連接，所述蓄電池本體的負(fù)極上還設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與智能管理模塊通過導(dǎo)線連接。
[0010]所述防短路單元是由保險管構(gòu)成的過流保護(hù)電路，所述防開路單元是由M0S管構(gòu)成的防斷路電路，所述電源單元包括3.3V穩(wěn)壓芯片及控制本電路的電源開關(guān)，所述智能管理模塊通過電源單元從蓄電池本體獲取3.3V電源供給。
[0011]所述顯示單元包括液晶顯示屏和指示燈，所述液晶顯示屏和指示燈設(shè)置于蓄電池外殼上設(shè)有蓄電池本體正負(fù)極的一側(cè)表面，所述液晶顯示屏上顯示的參數(shù)包括電壓、電阻、溫度。
[0012]所述通信單元通過無線信號或有線通信方式與控制終端連接，所述控制終端包括手機、計算機、數(shù)據(jù)處理中心。
[0013]所述蓄電池外殼遠(yuǎn)離蓄電池本體正負(fù)極的側(cè)面上滑動連接有多功能架，所述多功能架包括兩個L型支腳和散熱扇，所述L型支腳平行設(shè)置于兩側(cè)且由端點垂直連接的支撐拐臂及固定拐臂構(gòu)成，所述散熱扇設(shè)置于兩個L型支腳的中間且其兩側(cè)的中央分別與相鄰的支撐拐臂通過自鎖型關(guān)節(jié)鉸接，所述蓄電池外殼遠(yuǎn)離蓄電池本體正負(fù)極的側(cè)面上設(shè)有T型滑槽，所述T型滑槽為一端開口的半通槽，所述T型滑槽的槽底與兩個L型支腳的寬度相適應(yīng)，所述T型滑槽的槽口與散熱扇的寬度相適應(yīng)，兩個所述支撐拐臂卡于T型滑槽內(nèi)并與其滑動連接，所述固定拐臂位于蓄電池外殼與T型滑槽開口相鄰一側(cè)的側(cè)面，所述蓄電池外殼遠(yuǎn)離固定拐臂的側(cè)面上設(shè)有與固定拐臂相配合使用的插槽。
[0014]所述L型支腳的頂部設(shè)有第一螺孔，所述T型滑槽的槽壁上對應(yīng)第一螺孔豎直的設(shè)有一排第二螺孔，所述T型滑槽的底面對應(yīng)第二螺孔設(shè)有一排螺槽，還包括固定螺栓，所述固定螺栓與第一螺孔、第二螺孔及螺槽相配合使用。
[0015]對比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于:
[0016]1、本實用新型結(jié)合新技術(shù)，以及傳統(tǒng)應(yīng)用要求，對鉛酸蓄電池的功能提出新思路，其重點在于嵌入了智能管理模塊，從而使其具備智能化的蓄電池狀態(tài)性能及參數(shù)的監(jiān)測與顯示、防開路保護(hù)、防短路保護(hù)以及智能化的網(wǎng)絡(luò)化通信管理，大大改善目前蓄電池的管理方式，減少重復(fù)投資及蓄電池維護(hù)成本，避免后期所加裝的蓄電池管理系統(tǒng)所帶來的匹配度、安全隱患及工序繁瑣等問題，提高鉛酸蓄電池的自動化管理水平。同時本實用新型所具有的自主智能管理功能不僅可以自主保護(hù)蓄電池不被損害，也可以保證整個蓄電池組不受單節(jié)電池開路而造成整組停電，提高備用電源系統(tǒng)的可靠性。此外，通過通信模塊使本實用新型具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，有利于實現(xiàn)蓄電池的網(wǎng)絡(luò)化通信和管理，大大提高蓄電池組的運維和管理效率。
[0017]2、所述防短路單元的功能在于:一旦檢測流過電流超過蓄電池的額定電流，即斷開形成開路，從而保護(hù)蓄電池不被過大電流沖擊而損壞。
[0018]所述防開路單元的功能在于:一旦檢測到所述蓄電池本體正負(fù)極之間的電壓出現(xiàn)負(fù)偏差而發(fā)生斷路故障，就立即導(dǎo)通，直接將本蓄電池本體從整個電池組中退出，保證整個電池組的正常運行。
[0019]所述電源單元的功能在于:它是智能管理模塊的電源管理部分，其通過從蓄電池本體的正負(fù)極間取點轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的3.3V的電流以供智能管理模塊正常運作。通過電源開關(guān)能夠控制電源單元的開啟及閉合，進(jìn)而控制智能管理模塊是否啟動工作，從而根據(jù)具體情況控制其開啟，避免電池停運時智能管理模塊對蓄電池本體電量的損耗。
[0020]3、所述指示燈能夠?qū)⒅醒胩幚韱卧袛嗟男铍姵乇倔w所儲備的電量情況對外進(jìn)行顯示，例如通過顏色差異、或者數(shù)量差異來表示所剩余電量的百分比。所述液晶顯示屏將中央處理單元判斷的蓄電池本體的電壓、電阻、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實時顯示，方便監(jiān)控。
[0021]4、所述通信單元實現(xiàn)了本實用新型的網(wǎng)絡(luò)管理，通過與遠(yuǎn)程固定/移動設(shè)備的無線/有線信號連接，將本蓄電池本體的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)娇刂平K端，用于進(jìn)行監(jiān)控、分析和管理，同時亦將控制終端的控制命令傳輸?shù)街醒胩幚韱卧瑢崿F(xiàn)對蓄電池本體的遠(yuǎn)程操控。
[0022]5、所述多功能架的使用方法為:當(dāng)L型支腳收入并貼附蓄電池外殼放置，本實用新型即為一個整體，不額外占用空間。將支撐拐臂自T型滑槽中滑出固定，并將固定拐臂插入另一本實用新型的所述插槽中，即可使多個本實用新型的正負(fù)極暴露于側(cè)面，并通過L型支腳上下架起連接。將所述散熱扇轉(zhuǎn)至合理角度并開啟，即可輔助通風(fēng)散熱。多功能架的設(shè)置使本實用新型能夠通過L型支腳依次架起羅列，通過空間高度上的疊放提高單位面積的電池容率，顯著提高空間利用率。同時無需額外配置電池架，不但節(jié)約開支，而且解決了電池架靈活性差、