一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于蓄電池智能控制領(lǐng)域，具體來說涉及到一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，各種類型的蓄電池被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，然而蓄電池維護(hù)不便，且由于蓄電池本身的特性，過度充放電，過流、短路、過高溫等形式的放電，將會(huì)對電池使用壽命產(chǎn)生很大影響，甚至?xí)霈F(xiàn)蓄電池?fù)p壞，影響生產(chǎn)過程，降低供電的可靠性。傳統(tǒng)的蓄電池保護(hù)主要是人工監(jiān)視，自動(dòng)化程度較低，難以確保蓄電池安全可靠地工作，因此急需為其安裝一個(gè)電路系統(tǒng)，來實(shí)時(shí)監(jiān)視電池的工作情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提出了一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)地監(jiān)測蓄電池的運(yùn)行參數(shù)，控制運(yùn)行狀態(tài)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，包括M⑶模塊，以及分別與MCU模塊電性連接的檢測模塊、無線通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線通訊模塊連接的遠(yuǎn)程終端設(shè)備，以及分別與繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置、檢測模塊電性連接的蓄電池組;檢測模塊包括環(huán)境參數(shù)檢測元件以及與蓄電池組中蓄電池單體等數(shù)量的檢測子單元;每個(gè)檢測子單元與對應(yīng)的蓄電池單體電性連接。
[0005]本實(shí)用新型中，檢測子單元包括電壓檢測檢測元件、電流檢測元件、內(nèi)阻檢測元件、溫度檢測元件、電量檢測元件以及功率檢測元件。
[0006]本實(shí)用新型中，環(huán)境參數(shù)檢測元件包括溫度檢測器和濕度檢測器。
[0007]本實(shí)用新型中，繼電保護(hù)模塊包括測量比較元件、邏輯判斷元件以及執(zhí)行輸出元件。
[0008]本實(shí)用新型中，還包括與M⑶模塊電性連接的驅(qū)動(dòng)模塊以及與該驅(qū)動(dòng)模塊電性連接的顯示模塊。
[0009]本實(shí)用新型中，顯示模塊包括觸摸顯示屏、指示燈和蜂鳴器。
[0010]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果:不僅降低成本，維護(hù)方便，可控性高，可靠性強(qiáng)，還可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組中任意蓄電池單體的隔離并進(jìn)行獨(dú)立檢測和在線實(shí)時(shí)故障處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熱備份調(diào)配和故障蓄電池智能切換，而且繼電保護(hù)模塊的引入，整個(gè)系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化故障智能診斷、維護(hù)和調(diào)配及互換處理，大大提高了蓄電池系統(tǒng)檢測、維護(hù)的時(shí)效性，有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本實(shí)用新型的連接示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型中檢測模塊的示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型中蓄電池組的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0015]一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，包括MCU模塊，以及分別與MCU模塊電性連接的檢測模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、無線通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置，以及與驅(qū)動(dòng)模塊電性連接的顯示模塊，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線通訊模塊連接的遠(yuǎn)程終端設(shè)備，以及分別與繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置、檢測模塊電性連接的蓄電池組。
[0016]電源模塊的作用是為系統(tǒng)提供電力，蓄電池組也能為系統(tǒng)提供電力，存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)蓄電池的參數(shù)。蓄電池組包括多個(gè)串聯(lián)的蓄電池單體，并選取其中任一一個(gè)蓄電池單體作為備用電源。本系統(tǒng)由兩個(gè)電力來源的目的在于:當(dāng)蓄電池組發(fā)生故障時(shí)，蓄電池組的供電電路被切斷，但本系統(tǒng)仍然可以獲得來自電源模塊的電能，從而確保相關(guān)模塊的正常工作直至解除故障恢復(fù)蓄電池組的正常供電。
[0017]檢測模塊包括環(huán)境參數(shù)檢測元件和與蓄電池單體數(shù)量相同的檢測子單元，每個(gè)檢測子單元與對應(yīng)的蓄電池單體電性連接，檢測子單元分別檢測蓄電池單體的運(yùn)行參數(shù)。
[0018]檢測子單元包括:
[0019]電流檢測元件，其與每個(gè)蓄電池單體串聯(lián);檢測每個(gè)蓄電池單體的電流；
[0020]溫度檢測元件，其包括A/D模塊，且應(yīng)與蓄電池組中每個(gè)蓄電池單體相連；
[0021 ]電壓檢測元件，其與每個(gè)蓄電池單體相連，檢測每個(gè)蓄電池單體的電壓；
[0022]內(nèi)阻檢測元件，用于分析蓄電池單體內(nèi)阻的變化情況；
[0023]電量檢測元件，用于檢測蓄電池單體容量的變化情況；
[0024]功率檢測元件，用于檢測蓄電池單體功率的變化情況。
[0025]環(huán)境參數(shù)檢測元件包括溫度檢測器和濕度檢測器，分別用于對周圍環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行檢測。
[0026]MCU模塊的功能應(yīng)包括:能實(shí)時(shí)地分析檢測模塊送來的數(shù)據(jù)，并且能通過驅(qū)動(dòng)模塊與顯示模塊識(shí)別，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地顯示;可以預(yù)先設(shè)定蓄電池的各項(xiàng)參數(shù)值，以及繼電保護(hù)模塊動(dòng)作的參數(shù);可以與無線通訊模塊識(shí)別，實(shí)時(shí)地傳輸通訊數(shù)據(jù)。MCU模塊為本系統(tǒng)的核心，檢測模塊對其發(fā)送的數(shù)據(jù)，能夠通過無線通訊模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程終端設(shè)備，通過驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送到顯示模塊，同時(shí)發(fā)送給繼電保護(hù)模塊，判斷參數(shù)是否符合。
[0027]顯示模塊應(yīng)包括:觸摸顯示屏、指示燈、蜂鳴器;顯示模塊由驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)。顯示模塊和遠(yuǎn)程終端設(shè)備均能實(shí)時(shí)顯示檢測模塊所檢測到的蓄電池參數(shù)及周圍環(huán)境參數(shù)。
[0028]無線通訊模塊應(yīng)包括:用于發(fā)送和接收無線信號(hào)的元件;無線通訊模塊可以選用具有無線通信功能的PLC。
[0029]繼電保護(hù)模塊應(yīng)包括:測量比較元件，用于比較來自MCU模塊蓄電池參數(shù);邏輯判斷元件，用于判斷蓄電池參數(shù)是否不在某一設(shè)定的合理范圍內(nèi)；執(zhí)行輸出元件，用于開斷和閉合蓄電池與外界的聯(lián)系。繼電保護(hù)模塊接收MCU模塊送來的信號(hào)，通過邏輯判斷元件分析來作用于執(zhí)行輸出元件是否動(dòng)作，當(dāng)蓄電池參數(shù)不符合要求時(shí)，MCU模塊將認(rèn)為蓄電池組出現(xiàn)故障，報(bào)警信號(hào)會(huì)發(fā)送到顯示模塊和遠(yuǎn)程終端設(shè)備模塊，同時(shí)執(zhí)行輸出元件動(dòng)作，切斷電池與外界的聯(lián)系，而當(dāng)故障自動(dòng)排除后，執(zhí)行輸出元件又會(huì)重新動(dòng)作，恢復(fù)電池與外界的聯(lián)系O
[0030]智能切換裝置與每個(gè)蓄電池單體電連接，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組中任意蓄電池單體的隔離并進(jìn)行獨(dú)立檢測和在線實(shí)時(shí)故障處理，自動(dòng)熱備份調(diào)配和故障蓄電池實(shí)時(shí)智能切換。
[0031]蓄電池參數(shù)合理范圍需要在系統(tǒng)工作前通過觸摸顯示屏設(shè)定，或者通過遠(yuǎn)程終端設(shè)備設(shè)定。如果蓄電池組中個(gè)別蓄電池單體落后或失效導(dǎo)致整組電池失效，檢測模塊將此時(shí)的蓄電池組的相關(guān)檢測信息數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU模塊，MCU模塊對該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)送給智能切換裝置。智能切換裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熱備份調(diào)配和故障蓄電池實(shí)時(shí)智能切換，即將用作備用電源的蓄電池單體接入蓄電池組。
[0032]遠(yuǎn)程終端設(shè)備能夠進(jìn)行人機(jī)交互，其不僅可以實(shí)時(shí)顯示蓄電池的參數(shù)，還可以通過無線通訊模塊向MCU模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)定蓄電池參數(shù)，斷開蓄電池組;而顯示模塊僅僅顯示參數(shù)而無法進(jìn)入數(shù)據(jù)或信息的輸入。在應(yīng)用時(shí)，遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以是遠(yuǎn)離蓄電池組的，如設(shè)置在機(jī)房中，設(shè)置專人值班對蓄電池的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;而顯示模塊則可以設(shè)置在靠近蓄電池組的環(huán)境中，用于技術(shù)人員在維修或調(diào)試蓄電池組時(shí)對蓄電池組的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0033]假定12V鉛酸蓄電池終止電壓在1V左右，電壓變化范圍在2?3V之間，檢測模塊要有10%以上的精度，當(dāng)電壓變化范圍超過這一值，會(huì)認(rèn)為出現(xiàn)故障，發(fā)出報(bào)警。
[0034]使用本系統(tǒng)前要預(yù)先設(shè)定蓄電池合理的參數(shù)范圍，可以通過觸摸顯示屏或者遠(yuǎn)程終端設(shè)備模塊設(shè)定。
[0035]預(yù)先設(shè)定的參數(shù)范圍為經(jīng)過多次試驗(yàn)總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)值。
[0036]本系統(tǒng)中所涉及的所有模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，通過利用現(xiàn)有模塊進(jìn)行合理化連接使其能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并保護(hù)蓄電池組的工作狀態(tài)，凡是具有相同功能的模塊均能應(yīng)用到本系統(tǒng)中，故不對其作具體闡述。
[0037]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU模塊，以及分別與MCU模塊電性連接的檢測模塊、無線通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線通訊模塊連接的遠(yuǎn)程終端設(shè)備，以及分別與繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置、檢測模塊電性連接的蓄電池組;檢測模塊包括環(huán)境參數(shù)檢測元件以及與蓄電池組中蓄電池單體等數(shù)量的檢測子單元;每個(gè)檢測子單元與對應(yīng)的蓄電池單體電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于:檢測子單元包括電壓檢測檢測元件、電流檢測元件、內(nèi)阻檢測元件、溫度檢測元件、電量檢測元件以及功率檢測元件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于:環(huán)境參數(shù)檢測元件包括溫度檢測器和濕度檢測器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于:繼電保護(hù)模塊包括測量比較元件、邏輯判斷元件以及執(zhí)行輸出元件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于:還包括與MCU模塊電性連接的驅(qū)動(dòng)模塊以及與該驅(qū)動(dòng)模塊電性連接的顯示模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于:顯示模塊包括觸摸顯示屏、指示燈和蜂鳴器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有保護(hù)和監(jiān)視功能的蓄電池系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU模塊，以及分別與MCU模塊電性連接的檢測模塊、無線通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊、繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線通訊模塊連接的遠(yuǎn)程終端設(shè)備，以及分別與繼電保護(hù)模塊、智能切換裝置、檢測模塊電性連接的蓄電池組；檢測模塊包括環(huán)境參數(shù)檢測元件以及與蓄電池組中蓄電池單體等數(shù)量的檢測子單元；每個(gè)檢測子單元與對應(yīng)的蓄電池單體電性連接。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果：真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化故障智能診斷、維護(hù)和調(diào)配及互換處理，大大提高了蓄電池系統(tǒng)檢測、維護(hù)的時(shí)效性，有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【IPC分類】H01M10/48, H01M10/42
【公開號(hào)】CN205194804
【申請?zhí)枴緾N201521023140
【發(fā)明人】王兆明, 蘇建元, 李廣
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月11日