專利名稱：智能蓄電池及蓄電池系統(tǒng)的制作方法
智能蓄電池及蓄電池系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是關(guān)于電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于不間斷供電技術(shù)領(lǐng)域，具體的講是一種 智能蓄電池及蓄電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電信、電力控制、或者不間斷電源(Uninterruptible Power Supply, UPS)等場合 均需要一次電源系統(tǒng)作為一個不間斷供電的系統(tǒng)，即當(dāng)交流市電斷電時，該一次電源系統(tǒng) 仍要為負(fù)載提供電源。這種不間斷供電的要求一般均是通過蓄電池組來實(shí)現(xiàn)的，以蓄電池 組作為備用電源，將蓄電池組和交流電源線路并聯(lián)連接到負(fù)載電路上，當(dāng)交流電源發(fā)生意 外中斷時，蓄電池組可以進(jìn)行放電，從而分擔(dān)全部的負(fù)載。而當(dāng)交流電正常時，蓄電池一般 會處于浮充或者均充的狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)中的蓄電池的單體電壓一般都比較低，諸如鋰電池單體電壓為不到4V， 鉛酸蓄電池單體電壓只有2V左右，其它種類的蓄電池的單體電壓也均不到2V，所以實(shí)際應(yīng) 用中一般由多個單體蓄電池串聯(lián)構(gòu)成蓄電池系統(tǒng)。
蓄電池系統(tǒng)中的多個單體蓄電池，彼此之間的容量和自放電不可避免的存在不一 致的情形，如此會造成各個單體蓄電池之間不可避免的電壓的不一致，使得蓄電池系統(tǒng)中 的一些蓄電池處于過充電狀態(tài)，另一些蓄電池處于欠充電狀態(tài)，最終結(jié)果是蓄電池系統(tǒng)的 實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)低于單體蓄電池的壽命。如此，對于以鉛酸蓄電池為主的傳統(tǒng)應(yīng)用來說，不 僅造成了巨大的資源能源的浪費(fèi)，而且給環(huán)境造成了極大的污染。此外，對于一些新的應(yīng)用 領(lǐng)域，諸如電動汽車、新能源領(lǐng)域而言，造成了普及瓶頸。
為使蓄電池系統(tǒng)中所有蓄電池均處于一致的荷電狀態(tài)，保證蓄電池相同的使用壽 命與單體蓄電池一致，世界許多國家都在研究蓄電池組電壓的平衡技術(shù)。諸如美國洛克希 德馬丁公司的專利號為US006140800A、名稱為“無損平衡技術(shù)”的專利文獻(xiàn)即公開了一種平 衡技術(shù)，中國北京匯眾實(shí)業(yè)公司的專利號為201010199366. 8、名稱為“一種電源系統(tǒng)”的專 利申請也公開了一種充電平衡技術(shù)。前者在轉(zhuǎn)換效率、平衡速度、平衡精度和穩(wěn)定性等方面 均劣于后者，而后者由于在應(yīng)用中需要在每個單體蓄電池外裝載電池管理模塊，致使該技 術(shù)的普及較為緩慢，仍無法解決諸如電動汽車、新能源領(lǐng)域發(fā)展瓶頸的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種智能蓄電池以及蓄電池系統(tǒng)，通過在原體蓄電 池上設(shè)置電池管理模塊，克服了現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池的均充模式對蓄電池造成的極大壽命損 害的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池進(jìn)行充電的同時又可以保證蓄電池的活性，避免了蓄電池 發(fā)生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池的壽命。
本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是，提供了一種智能蓄電池，所述的智能蓄電池包括原 體蓄電池、電池管理模塊、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以及輔助充電總線，其中，所述的原體蓄 電池的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊相連接；
所述的電池管理模塊具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的 檢測控制單元，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，所述的檢 測控制單元與所述的輔助充電單元相連接；
所述的數(shù)據(jù)總線與所述的檢測控制單元相連接；
所述的輔助供電總線與所述的輔助充電單元相連接；
所述的輔助充電控制線與所述的檢測控制單元的輸出端相連接；
所述的檢測控制單元，用于實(shí)時檢測所述的原體蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)所述的原 體蓄電池的實(shí)時電壓小于平均電壓時，由所述的輔助充電單元通過所述的輔助供電總線對 所述的原體蓄電池進(jìn)行充電。
優(yōu)選的，所述的原體蓄電池為鉛酸蓄電池和/或鋰離子蓄電池和/或鎘鎳蓄電池 和/或鐵鎳蓄電池和/或鋅銀蓄電池。
本發(fā)明實(shí)施例的目的之一是，提供一種蓄電池系統(tǒng)，所述的蓄電池系統(tǒng)包括多個 串聯(lián)的智能蓄電池，所述的多個智能蓄電池的數(shù)據(jù)總線與蓄電池組控制器相連接，所述的 蓄電池組控制器通過組網(wǎng)傳輸接口輸出，
所述的智能蓄電池包括原體蓄電池、電池管理模塊、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以 及輔助充電總線，其中，所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊相連 接;
所述的電池管理模塊具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的 檢測控制單元，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，所述的檢 測控制單元與所述的輔助充電單元相連接；
所述的數(shù)據(jù)總線與所述的檢測控制單元相連接；
所述的輔助供電總線與所述的輔助充電單元相連接；
所述的輔助充電控制線與所述的檢測控制單元的輸出端相連接；
所述的蓄電池組控制器，用于檢測所述的多個智能蓄電池的電壓總和，確定出所 述的多個智能蓄電池的電壓平均值，并將所述的電壓平均值作為平均電壓發(fā)送至所述的多 個智能蓄電池；
所述的檢測控制單元，用于實(shí)時檢測所述的原體蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)所述的原 體蓄電池的實(shí)時電壓小于平均電壓時，由所述的輔助充電單元通過所述的輔助供電總線對 所述的原體蓄電池進(jìn)行充電。
優(yōu)選的，所述的原體蓄電池為鉛酸蓄電池和/或鋰離子蓄電池和/或鎘鎳蓄電池 和/或鐵鎳蓄電池和/或鋅銀蓄電池。
本發(fā)明實(shí)施例克服了現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池的均充模式對蓄電池造成的極大壽命損 害的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池進(jìn)行充電的同時又可以保證蓄電池的活性，避免了蓄電池 發(fā)生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池的壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種蓄電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種蓄電池系統(tǒng)中的蓄電池組控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種蓄電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2可知，所述的蓄電池系統(tǒng)包括多個串聯(lián)的智能蓄電池，諸如智能蓄電池1、2……n，所述的多個智能蓄電池包括原體蓄電池100、電池管理模塊200以及數(shù)據(jù)總線300，所述的數(shù)據(jù)總線300與蓄電池組控制器600相連接，所述的蓄電池組控制器600通過組網(wǎng)傳輸接口 700輸出。在具體的實(shí)施方式中，所述的原體蓄電池為鉛酸蓄電池和/或鋰離子蓄電池和/或鎘鎳蓄電池和/ 或鐵鎳蓄電池和/或鋅銀蓄電池。
所述的蓄電池組控制器600，用于檢測所述的多個智能蓄電池的電壓總和，確定出所述的多個智能蓄電池的電壓平均值，并將所述的電壓平均值作為平均電壓發(fā)送至所述的多個智能蓄電池。在圖2所示的實(shí)施例中，智能蓄電池1、智能蓄電池2至智能蓄電池η的電壓總和設(shè)為Vb，則平均電壓為Vb/n。圖3為蓄電池組控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖3可知， 所述的蓄電池組控制器具體包括變化器601、多個接口單元602以及數(shù)據(jù)處理單元603。在具體的實(shí)施方式中，接口單元諸如可為接口單元I和接口單元2。其中，所述的變換器601 由蓄電池組總線電壓提取蓄電池組控制器的工作電力，并轉(zhuǎn)換成各功能電路所需的工作電壓。數(shù)據(jù)處理單元603的作用主要包括(I)測量蓄電池組總電壓，通過接口單元2獲得蓄電池組電池節(jié)數(shù),求 出每節(jié)電池的平均電壓；(2)由接口單元I獲得每節(jié)電池電壓,命令電壓低于平均電壓的電池管理模塊啟動充電功能，對相應(yīng)電池充電，或把平均電壓數(shù)值發(fā)給每個電池管理模塊；(3)把每節(jié)電池的相關(guān)參數(shù)通過接口單元2送到上級管理系統(tǒng)。
組網(wǎng)傳輸接口 700，在具體的實(shí)施方式中種類繁多，選擇靈活，一般包括有線和無線的，有專網(wǎng)的和通用的。組網(wǎng)傳輸接口的作用是接受上級管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或命令，向上級管理系統(tǒng)傳輸本組電池的相關(guān)數(shù)據(jù)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖1可知，所述的智能蓄電池包括原體蓄電池100、電池管理模塊200、數(shù)據(jù)總線300、輔助供電總線400以及輔助充電總線500，其中，所述的原體蓄電池100的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊 200相連接；
所述的電池管理模塊200具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的檢測控制單元201，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元 202，所述的檢測控制單元201與所述的輔助充電單元202相連接；
所述的數(shù)據(jù)總線300與所述的檢測控制單元201相連接；
所述的輔助供電總線500與所述的輔助充電單元202相連接；
所述的輔助充電控制線400與所述的檢測控制單元201的輸出端相連接；
所述的檢測控制單元201，用于實(shí)時檢測所述的原體蓄電池100的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)所 述的原體蓄電池的實(shí)時電壓小于平均電壓時，由所述的輔助充電單元通過所述的輔助供電 總線500對所述的原體蓄電池100進(jìn)行充電。如圖3所示的系統(tǒng)中，平均電壓為Vb/n，設(shè)原 體蓄電池I的實(shí)時電壓為VI，原體蓄電池2的實(shí)時電壓為V2，則所述的檢測控制單元201 判斷V1、V2與Vb的大小，當(dāng)Vl小于Vb時，則由輔助充電單元202通過輔助供電總線500 對原體蓄電池I進(jìn)行充電。當(dāng)某節(jié)電池電壓低于平均電壓，就根據(jù)電池組控制器的命令，啟 動電池管理模塊的充電功能，對相應(yīng)的電池進(jìn)行充電，或電池管理模塊由電池組控制器獲 得平均電壓Vb/n，當(dāng)測得該節(jié)電池電壓低于平均電壓Vb/n，就自動啟動輔助充電功能。
所述的數(shù)據(jù)總線300在具體的實(shí)施方式中，可根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)類型、應(yīng)用場合確 定。所述的輔助供電總線500在具體的實(shí)施方式中，可能是電池組電壓，也可能是電池組中 幾節(jié)電池的電壓，視應(yīng)用情況定。所述的輔助充電控制線400用于傳輸輔助充電啟動命令。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能蓄電池中的檢測控制單元可通過現(xiàn)有技術(shù)中的電 壓檢測方法實(shí)現(xiàn)，此處不一一列舉，視實(shí)際使用情形而定。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能蓄電池中的輔助充電單元可通過充電器來實(shí)現(xiàn)，充 電器的具體類型此處也不一一列舉，視實(shí)際使用情形而定。
在本實(shí)施例中，檢測控制單元201可以檢測原體蓄電池的狀態(tài)，并在輔助充電單 元202的協(xié)調(diào)作用下對該原體蓄電池進(jìn)行充放電操作，從而使得智能蓄電池整體都保持在 理想的電壓狀態(tài)，進(jìn)而使蓄電池系統(tǒng)保持在電壓平衡狀態(tài)。因此本發(fā)明實(shí)施例的智能蓄電 池以及蓄電池系統(tǒng)既可以使蓄電池保持活性，又可以達(dá)到電壓平衡的狀態(tài)，不至于出現(xiàn)過 充或欠充的狀態(tài)，進(jìn)一步提高了蓄電池的壽命。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能蓄電池以及蓄電池系統(tǒng)，通過在原體蓄電池上設(shè)置電 池管理模塊，克服了現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池的均充模式對蓄電池造成的極大壽命損害的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池進(jìn)行充電的同時又可以保證蓄電池的活性，避免了蓄電池發(fā)生沉積，從 而較大程度的延長了蓄電池的壽命。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，可以通 過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一般計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。
以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能蓄電池，其特征是，所述的智能蓄電池包括原體蓄電池、電池管理模塊、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以及輔助充電總線， 其中，所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊相連接； 所述的電池管理模塊具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的檢測控制單元，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，所述的檢測控制單元與所述的輔助充電單元相連接； 所述的數(shù)據(jù)總線與所述的檢測控制單元相連接； 所述的輔助供電總線與所述的輔助充電單元相連接； 所述的輔助充電控制線與所述的檢測控制單元的輸出端相連接； 所述的檢測控制單元，用于實(shí)時檢測所述的原體蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)所述的原體蓄電池的實(shí)時電壓小于平均電壓時，由所述的輔助充電單元通過所述的輔助供電總線對所述的原體蓄電池進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能蓄電池，其特征是，所述的原體蓄電池為鉛酸蓄電池和/或鋰離子蓄電池和/或鎘鎳蓄電池和/或鐵鎳蓄電池和/或鋅銀蓄電池。
3.一種蓄電池系統(tǒng)，其特征是，所述的蓄電池系統(tǒng)包括多個串聯(lián)的智能蓄電池，所述的多個智能蓄電池的數(shù)據(jù)總線與蓄電池組控制器相連接，所述的蓄電池組控制器通過組網(wǎng)傳輸接口輸出， 所述的智能蓄電池包括原體蓄電池、電池管理模塊、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以及輔助充電總線，其中，所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊相連接；所述的電池管理模塊具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的檢測控制單元，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，所述的檢測控制單元與所述的輔助充電單元相連接； 所述的數(shù)據(jù)總線與所述的檢測控制單元相連接； 所述的輔助供電總線與所述的輔助充電單元相連接； 所述的輔助充電控制線與所述的檢測控制單元的輸出端相連接； 所述的蓄電池組控制器，用于檢測所述的多個智能蓄電池的電壓總和，確定出所述的多個智能蓄電池的電壓平均值，并將所述的電壓平均值作為平均電壓發(fā)送至所述的多個智能蓄電池； 所述的檢測控制單元，用于實(shí)時檢測所述的原體蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)所述的原體蓄電池的實(shí)時電壓小于平均電壓時，由所述的輔助充電單元通過所述的輔助供電總線對所述的原體蓄電池進(jìn)行充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池系統(tǒng)，其特征是，所述的原體蓄電池為鉛酸蓄電池和/或鋰離子蓄電池和/或鎘鎳蓄電池和/或鐵鎳蓄電池和/或鋅銀蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種智能蓄電池以及蓄電池系統(tǒng)，所述的智能蓄電池包括原體蓄電池、電池管理模塊、數(shù)據(jù)總線、輔助供電總線以及輔助充電總線，其中，所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別與所述的電池管理模塊相連接；所述的電池管理模塊具體包括與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的檢測控制單元，與所述的原體蓄電池的正極和負(fù)極分別相連接的輔助充電單元，所述的檢測控制單元與所述的輔助充電單元相連接。克服了現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池的均充模式對蓄電池造成的極大壽命損害的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了對蓄電池進(jìn)行充電的同時又可以保證蓄電池的活性，避免了蓄電池發(fā)生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池的壽命。
文檔編號H02J7/00GK103001286SQ201210458369
公開日2013年3月27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)明者韋永高, 黃安幫, 劉豹, 趙俊杰, 霍騰飛, 韋明 申請人:北京匯眾實(shí)業(yè)總公司, 北京匯眾電源設(shè)備廠