CN203339809U - 一种可远程监控电池组的管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可远程监控电池组的管理系统，包括若干个电池组、若干个电池线路板、中央控制器、电池监控仪和PC机；所述每个电池组内包括若干个电池单体，所述电池单体间相互连接；所述每个电池组安装在一个电池线路板上；所述每个电池线路板与中央控制器连接；所述中央控制器与电池监控仪连接；所述电池监控仪与PC机连接；本实用新型所述系统结构简单、实现方便，可对电池组在工作过程中的各种工作状态参数进行自动检测收集，并将收集信息传输至后方控制电脑，工作人员可通过后方电脑及时了解电池当前工作状态信息，出现异常时可及时调整，实现了对电池组的远程监控管理。

Description

一种可远程监控电池组的管理系统

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种可远程监控电池组的管理系统。

背景技术

随着人们环保意识的日益增强，生活、工业等各个领域都对电池的环保性能提出了越来越高的要求，业内纷纷提高了电池在材料、生产工艺、包装、回收等发面的环保标准，用于减少或消除电池生产或者废弃环节造成的环境污染问题。

目前，市场上的蓄电池以铅酸电池为主，铅酸电池通常以二氧化铅作为正极活性物质，铅作为负极活性物质，硫酸作为电解液，两极浸入到硫酸溶液中并发生化学反应，从而实现蓄电池的充放电。然而，废弃的铅酸电池内部含有大量的铅，随意排放不仅会污染环境，而且对人体健康有重大危害。作为一种新型蓄电池，镍氢电池具有良好的环保性能，其正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)，负极活性物质为金属氧化物或贮氢合金(称贮氢电极)，电解液为氢氧化钾。镍氢电池不含有毒有害的重金属，因此无论生产、使用过程中还是废弃后都不会污染环境，且电池材料方便回收利用，被称为“绿色电池”。目前，镍氢电池由于具备良好的环保性能、高能量密度等特性，正在逐步取代传统的铅酸电池。

多个镍氢电池通过串/并联的方式组装成电池组，并应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电，使用时，技术人员有时需要对电池组进行工作状态的调整和维护，从而保障用电设备的正常运行，避免电池状态不稳定而造成的设备故障、业务中断等问题。然而，针对现有的电池组，技术人员无法及时、准确地掌握其内部的工作状态，因此难以对电池组进行相应的及时的维护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种便于维护、智能化的可远程监控电池组的管理系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可远程监控电池组的管理系统，包括若干个电池组、若干个电池线路板、中央控制器、电池监控仪和PC机；

所述每个电池组内安装一个电池线路板；

所述每个电池线路板与中央控制器连接；

所述中央控制器与电池监控仪连接；

所述电池监控仪与PC机连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述系统结构简单、实现方便，可对电池组在工作过程中的各种工作状态参数进行自动检测收集，并将收集的信息传输至后方控制电脑，工作人员可通过后方电脑及时了解电池组当前工作状态，当电池组出现异常时可及时调整，实现对电池组的远程监控管理，尤其当电池组应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时，能够及时有效保障用电设备的正常供电。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电池组包括电池组外壳和若干个电池单体，所述电池组外壳包括壳体与壳盖，所述壳体内部设有若干个安装槽位，所述电池单体固定在安装槽位内。

进一步，所述壳体底部采用金属材质或塑料材质，所述壳体与壳盖的连接处设有密封胶防水。

进一步，所述电池单体采用镍氢电池单体。

采用上述技术方案的进一步有益效果：使电池组内部不含有毒有害的重金属，在电池生产、使用和废弃各个环节中不会污染环境，材料容易回收利用，因此具有良好的环保性能。

进一步，所述镍氢电池单体间通过连接片或温控开关相互并联或者串联。

进一步，所述连接片采用镍、铜或铝材料中的一种,所述每个电池组内温控开关的个数为两个或两个以上。

进一步，所述电池线路板上设有温度检测电路、电压检测电路和电流检测电路；

所述温度检测电路连接有若干个温度传感器，所述温度传感器分别安装在电池组的内部和电池组的外部；

所述电压检测电路与电池组内的电池单体连接；

所述电路检测电路与电池组内的电池单体连接。

进一步，所述电池线路板上还安装有报警器和LED电压指示灯。

进一步，所述中央控制器包括中央处理器CPU、单片机、可编程控制器、充电控制器、放电控制器、温度控制器、电压控制器和电流控制器；所述中央处理器CPU内预存温度、电压和电流的工作状态阈值。

进一步，还包括若干个远程控制终端，所述远程控制终端通过网络与PC机连接。

附图说明

图1为本实用新型所述可远程监控电池组的管理系统框图；

图2为本实用新型所述电池组整体结构示意图；

图3为本实用新型所述电池组内部结构示意图；

图4为本实用新型所述电池单体结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电池组，2、电池线路板，3、中央控制器，4、电池监控仪，5、PC机，6、远程监控终端，1-1、电池组外壳，1-2电池单体、1-1-1、壳体，1-1-2、壳盖，1-2-1、连接片。1-2-2、温控开关。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种可远程监控电池组的管理系统，包括若干个电池组1、若干个电池线路板2、中央控制器3、电池监控仪4和PC机5；所述每个电池组1内安装一个电池线路板2；所述每个电池线路板2与中央控制器3连接；所述中央控制器3与电池监控仪4连接；所述电池监控仪4与PC机5连接。

上述技术方案还包括若干个远程监控终端6，所述远程监控终端6通过网络与PC机连接。

电池线路板2收集电池组1的各种状态信息传递给中央控制器3，中央控制器3将状态信息传输到电池监控仪4，电池监控仪4将电池组1实时参数反映到PC机5（所述PC机可在不同地点联网进行控制），供工作人员查看，远程监控终端6可通过网络登录PC机，进行远程监控。

其中，所述电池线路板2上设有有温度检测电路、电压检测电路和电流检测电路，分别采集所述电池组的当前工作状态下的温度、电压和充/放电电流等信息。

所述电池组工作状态参数的温度值通过温度传感器采集，所述温度传感器包括温度探头和与所述温度探头连接的温度检测器，所述有些温度传感的温度探头（可以是NTC(负温度系数)热敏电阻、红外线传感器等）设置在所述镍氢电池单元的一侧（例如可在整个镍氢电池组中的不同位置配置2-3个温度探头，用于探测镍氢电池组内部的温度值），有些设置在所述电池组的外部（用于检测镍氢电池组周围的环境温度），将采集的温度参数传递给电池线路板上的温度检测电路。

所述电池组工作状态参数的电压值通过电池线路板2上的电压检测电路采集，采集氢电池组整组或两个镍氢电池单体串连成的单元当前电压值信息；电压检测电路根据需要可以检测每个镍氢电池单体的电压值，也可以检测连接在某一连接片上的两个镍氢电池单体的电压值，检测线的一段与镍氢电池单体的正负极连接，另一端与电压检测电路连接。

所述电池组工作状态参数的充/放电电流充放状态通过电池线路板2上的电流检测电路采集，电流检测电路采用直流互感器，将母线上的电流信号收集，能直接检测电池组1的充电电流，如果充电电流大于零，则向中央控制器3输出电池组1处于充电状态的工作状态参数；如果充电电流小于零，则向中央控制器3输出电池组处于放电状态的工作状态参数。

温度检测电路、电压检测电路和电流检测电路分别采集电池组的温度、电压和电流等工作状态参数信息，并将信息通过通信接口传输至中央控制器3。

另外，所述电池线路板2上还安装有报警器和LED电压指示灯，当电池组工作不正常时，报警器会发出报警，所述LED电压指示灯可根据检测的电压值显示蓝色、红色和灭灯，所述LED电压指示灯安装在电池组外壳的壳盖上，与电压检测电路相连；当电压检测器检测到的电压值超过工作状态阈值时，LED电压指示灯显示蓝色；当电压检测器检测到的电压值在最低只与工作状态之间时显示红色；当电压检测器检测到的电压值低于最低值时灭灯，表示电池组需充电。

中央控制器3包括中央处理器、单片机、可编程控制器、温度控制器、电压控制器、电流控制器、充电控制器和放电控制器等；所述中央处理器CPU内预存温度、电压和电流的工作状态阈值；中央控制器CPU收集电池线路板2传输的镍氢电池组当前信息参数，并将所述的工作状态参数与中央处理器CPU内所述工作状态阀值进行比较，当镍氢电池组信息参数超出规定范围，中央控制器发送报警信号给PC机5，提醒工作人员检查设备故障，电池线路板2上的报警器（如蜂鸣器）会进行报警，同时切断电路进行保护，直至镍氢电池组信息参数符合协议范围，中央控制器3恢复电路继续工作，中央控制器3将收集的镍氢电池状态信息参数传输至电池监控仪。

中央控制器3接收电池组1状态信息参数后，会做如下几种动作：

1.当采集的信息在协议范围内，中央控制器3保持通过，电路正常工作。

2.当采集的信息中温度异常超过工作状态阈值，中央控制器3内的CPU指挥温度控制器切断电路，保护电池，中央控制器3将温度报警信号通过电池检测仪发送给PC机5，待采集的温度参数信息恢复至工作状态阈值内，CPU7指挥温度控制器重新恢复电路，正常工作。

3.当采集的信息中电压异常超过工作状态阈值，中央控制器3内的CPU指挥电压控制器切断电路，保护电池，中央控制器3将电压报警信号通过电池检测仪发送给PC机5，待采集的电压参数信息恢复至工作状态阈值内，CPU指挥电压控制器恢复电路，正常工作。

4.当采集的信息中充电电流异常超过工作状态阈值，中央控制器3内的CPU指挥充电控制器切断电路，保护电池，中央控制器3将电流报警信号通过电池检测仪发送给PC机5，待采集的电流参数信息恢复至工作状态阈值内，CPU指挥充电控制器恢复电路，正常工作。

5.当采集的信息中放电电流异常超过工作状态阈值，中央控制器3内的CPU指挥放电控制器切断电路，保护电池，中央控制器3将电流报警信号发送给报警单元，待采集的电流参数信息恢复至协议范围内，CPU指挥放电控制器恢复电路，正常工作。

中央控制器3中的CPU1能够接受来自不同检测单元的工作状态参数，并将接收的工作状态参数转换成相应的电信号发送给电池监控仪4，电池监控仪4将信号传至后方的PC机5进行显示，便于工作人员查看。例如工作人员可参照后方PC机5上显示的电池组内部或外部的温度值判断电池组1的散热状态，参照镍氢电池单元的电压值判断其剩余容量，并了解目前电池组处于充电状态还是放电状态，还可根据这些工作状态参数进行相应的设备调整和维护，从而保证用电设备的正常工作。

如图2所示，所述电池组1包括电池组外壳1-1和若干个电池单体1-2，所述电池组外壳1-1包括壳体1-1-1与壳盖1-1-2，所述壳体1-1-1内部设有若干个安装槽位，所述电池单体1-2固定在安装槽位内，并打胶固定，电池单体1-2之间形成缝隙（利于散热）和绝缘。

其中，所述壳体1-1-1底部采用金属材质或塑料材质，利于散热；电池组1封盖后采用超声波封住缝隙，所述壳体1-1-1与壳盖1-1-2的连接处设有密封胶防水，使电池组1具有良好的防水性能和密封性能，这样形成一个散热好，组合牢固、防水性好的电池组。

其中，所述电池单体1-2间通过连接片1-2-1或温控开关1-2-2相互并联或者串联；所述连接片1-2-1采用镍、铜或铝材料中的一种,所述每个电池组内温控开关1-2-2的个数为两个或两个以上;所述的温控开关1-2-2在探测到电池组1的温度或电流值超过阈值时，切断电路保护电池，待电池的工作状态恢复其阈值内，恢复电路，这样除了中央控制器3的保护，温控开关1-2-2还可以起到双重保护的作用，温控开关1-2-2当达到温度阈值时，内阻无穷大。

其中，所述电池单体1-2采用镍氢电池单体；电池组1内镍氢电池单体的数量可根据设备的具体用电需求或电池组的规格而定，镍氢电池内不含有毒有害的重金属，在电池生产、使用和废弃各个环节中不会污染环境，材料容易回收利用，因此具有良好的环保性能。

与传统的铅酸电池相比，镍氢电池单元不仅具有能量密度高、耐冲击好、工作寿命长、耐过充过放能力和电荷保持能力强等特点，形成的电池组能够广泛应用于各类电子产品和大型电器设备的供电，而且由于电池内部不含有毒有害的重金属，在电池生产、使用和废弃各个环节中不会污染环境，材料容易回收利用，因此具有良好的环保性能。

另外，本实用新型还采用专用塑胶制成的保护层对整个电池组进行封装，如专用塑胶优选美国通用公司生产的C2950原材料，由PC（聚碳酸酯）/ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）合成，这些专用塑胶具有防水、耐寒、抗紫外线、耐高温等优势，采用该材料塑胶材料对整个电池组进行封装后，能够起到耐高/低温、耐重物冲击和跌落保护等作用，便于电池组根据具体要求（例如军工要求、应急通讯要求等）应用于各种特殊环境，例如低温环境、高温环境、潮湿环境等基于气候或人为因素形成的恶劣环境，因此用途更加广泛。

所述电池组应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时，整个系统接有外接电源（例如市电或太阳能电源），外接电源直接给负载供电，并对镍氢电池组充电；当外接电源断开时，镍氢电池组开始给负载供电，镍氢电池组中的电池线路板收集电池组信息参数传送至电池监控仪，电池监控仪将信息参数在PC机上显示。

本实用新型所述管理系统可对电池组在工作过程中的各种工作状态参数进行自动检测，实现了对电池组的智能化控制和远程监控，便于工作人员及时、准确地掌握电池组的工作状态，并根据检测结果对电池组进行有效地调控和维护，尤其是电池组应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时，本实用新型的电池组能够保障对用电设备的正常供电，避免对设备的业务运行造成影响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，包括若干个电池组、若干个电池线路板、中央控制器、电池监控仪和PC机； 

所述每个电池组内安装一个电池线路板； 

所述每个电池线路板与中央控制器连接； 

所述中央控制器与电池监控仪连接； 

所述电池监控仪与PC机连接。 

2.根据权利要求1所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述电池组包括电池组外壳和若干个电池单体，所述电池组外壳包括壳体与壳盖，所述壳体内部设有若干个安装槽位，所述电池单体固定在安装槽位内。 

3.根据权利要求2所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述壳体底部采用金属材质或塑料材质，所述壳体与壳盖的连接处设有密封胶防水。 

4.根据权利要求2所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述电池单体采用镍氢电池单体。 

5.根据权利要求4所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述镍氢电池单体间通过连接片或温控开关相互并联或者串联。 

6.根据权利要求5所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述连接片采用镍、铜或铝材料中的一种,所述每个电池组内温控开关的个数为两个或两个以上。 

7.根据权利要求1所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述电池线路板上设有温度检测电路、电压检测电路和电流检测电路； 

所述温度检测电路连接有若干个温度传感器，所述温度传感器安装在电 池组的内部和/或电池组的外部； 

所述电压检测电路与电池组内的电池单体连接； 

所述电路检测电路与电池组内的电池单体连接。 

8.根据权利要求7所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述电池线路板上还安装有报警器和LED电压指示灯。 

9.根据权利要求1所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，所述中央控制器包括中央处理器CPU、单片机、可编程控制器、充电控制器、放电控制器、温度控制器、电压控制器和电流控制器；所述中央处理器CPU内预存温度、电压和电流的工作状态阈值。 

10.根据权利要求1所述一种可远程监控电池组的管理系统，其特征在于，还包括若干个远程控制终端，所述远程控制终端通过网络与PC机连接。 

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