[發明專利]一種鋰電池智能在線監測系統

無效

• 申請號: 201110395748.2
• 申請日: 2011-12-04
• 公開（公告）號: CN102435952A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 付主木;劉磊坡;趙中民;高愛云;呂蒙;袁瀾;肖雋亞
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

技術領域

本發明涉及鋰電池的檢測保護領域，具體的說是一直對鋰電池進行遠程監測、保護的智能在線監測系統。

背景技術

隨著可移動設備的廣泛應用，對電池的應用越來越多，要求也越來越高，尤其是鋰電池，鑒于其工作電壓高、能量密度大、放電能力強等特點，已經有不可取代的地位，但是鋰電池也有其薄弱的一面，如對充放電程度敏感、不可過度充電、更不能過度放電、使用不慎還會對使用者構成潛在的危險等。

過度放電和充電是影響鋰電池壽命的最主要原因。如果放電超過其基本的電壓限制界線，將極大縮短鋰電池的使用壽命；如果對電池充電時，沒有正確選擇電池模式或者所選擇的電壓、電流導致電池過度充電，這對電池同樣造成不可恢復性傷害。

目前，鋰電池的應用領域很廣泛，部分鋰電池的保護板都只對電池過放、過充起到保護作用，大多數還是僅通過電路組合方式實現，尚沒有通過軟、硬件結合的鋰電池智能保護系統；部分電池充電器是通過手動的方式設置模式和充電電壓、電流的上下限，尚無智能識別、自動設置的充電器；在鋰電池的保護與報警領域，尚沒有利用無線通訊實現遠程報警和電池信息顯示。在鋰電池的智能化使用領域和遠程在線監測領域尚屬空白。

發明內容

????本發明所要解決的技術問題是提供一種電路復雜度低、實時性好、穩定性高，能實時監測電池工作狀態的鋰電池智能在線監測系統。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種鋰電池智能在線監測系統，包括充電模塊、電池監測模塊和顯示報警模塊，電池監測模塊設有充電接口和用于連接電池的電池接口，充電模塊設有用于連接電池監測模塊充電接口的檢測接口，顯示報警模塊通過其中設置的無線接收單元與電池監測模塊內的無線發射單元無線連接；

所述的電池監測模塊還設有主控制器、電池模式識別單元、電極切換單元、采樣單元、保護電路和輸出接口，電池的輸出依次經過電池接口、電池模式識別單元、電極切換單元、采樣單元和保護電路連接至輸出接口；電池模式識別單元與主控制器連接，以傳遞電池信息和接收控制信號；采樣單元將采集的電壓和電流信息傳遞至主控制器，并接收主控制器的控制信號；主控制器的控制端與電極切換單元和保護電路連接；

所述的充電模塊還設有用于連接電網的電網接口、用于控制充電電壓及電流的電壓電流限制單元和飽和檢測單元，電壓電流限制單元將電網接口輸入的電量通過檢測接口和充電接口傳輸至電池接口，電壓電流限制單元和飽和檢測單元通過檢測接口和充電接口與主控制器進行通訊。

所述的顯示報警模塊還設有從控制器、顯示單元和報警單元，從控制器通過無線接收單元和無線發射單元與主控制器無線連接；從控制器分別向顯示單元和報警單元輸出數據和控制信號。

本發明的在線監測系統中包括多個接口設備，接口設備提供了系統與電池、系統與電網、模塊與模塊之間的聯接；電池監測模塊分別與電池、充電模塊直接相連，并與顯示報警模塊間接相連；充電模塊與電池監測模塊直接相連；顯示報警模塊與電池監測模塊間接相連。

所述電池監測模塊，包括主控制器，用于接收電池監測模塊、充電模塊各個單元返回的數據，通過特定的算法處理這些數據，并控制以上各單元。接口設備中的電池接口，用于連接鋰電池與電池監測模塊；輸出接口，用于連接電池監測模塊與負載；充電接口，用于連接充電模塊；電池模式識別單元，通過連接在電池接口上的鋰電池平衡頭，主控制器能對各電池芯的電壓進行采樣，根據采樣數據確定電池芯的個數，結合電池放電接口處的電壓從而判斷出電池的模式、極性，主控制器根據電池的模式，自動設置其正常工作和充電時電壓與電流的上、下限，若電池的極性不符合要求，主控制器控制電極切換單元進行電極的自動切換；電極切換單元，此單元只有電池的正負極接反時才使用；電壓、電流采樣單元，用于實時對電池的電壓和電流進行采樣，并將結果送給主控制器；保護電路，主控制器對電壓、電流采樣單元返回的數據進行處理，當電壓、電流異常時，此電路才工作；無線發射單元，主控制器首先將從相應的單元上獲得的有用的電池信息進行加密，并通過接收單元發送給從控制器。

所述充電模塊，包括監測接口，用于連接充電模塊和電池監測模塊；電網接口，用于連接充電模塊與電網；電壓電流限制單元，用于檢測給電池充電時的電壓和電流，主控制器根據電池模式識別單元測出的模式，自動設置電池充電的電壓、電流的上、下限，也可以在一定范圍內人為更改，但不會超過電池本身能承受的電壓、電流；飽和檢測單元，此單元工作在電池充電的整個過程中，能有效的預防電池過充。