专利名称：一种锂电池智能在线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂电池的检测保护领域，具体的说是一直对锂电池进行远程监测、保护的智能在线监测系统。
背景技术：
随着可移动设备的广泛应用，对电池的应用越来越多，要求也越来越高，尤其是锂电池，鉴于其工作电压高、能量密度大、放电能力强等特点，已经有不可取代的地位，但是锂电池也有其薄弱的一面，如对充放电程度敏感、不可过度充电、更不能过度放电、使用不慎还会对使用者构成潜在的危险等。过度放电和充电是影响锂电池寿命的最主要原因。如果放电超过其基本的电压限制界线，将极大缩短锂电池的使用寿命；如果对电池充电时，没有正确选择电池模式或者所选择的电压、电流导致电池过度充电，这对电池同样造成不可恢复性伤害。目前，锂电池的应用领域很广泛，部分锂电池的保护板都只对电池过放、过充起到保护作用，大多数还是仅通过电路组合方式实现，尚没有通过软、硬件结合的锂电池智能保护系统；部分电池充电器是通过手动的方式设置模式和充电电压、电流的上下限，尚无智能识别、自动设置的充电器；在锂电池的保护与报警领域，尚没有利用无线通讯实现远程报警和电池信息显示。在锂电池的智能化使用领域和远程在线监测领域尚属空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电路复杂度低、实时性好、稳定性高，能实时监测电池工作状态的锂电池智能在线监测系统。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种锂电池智能在线监测系统，包括充电�？�、电池监测�？楹拖允颈ň？椋绯丶嗖饽？樯栌谐涞缃涌诤陀糜诹拥绯氐牡绯亟涌冢涞缒？樯栌杏糜诹拥绯丶嗖饽？槌涞缃涌诘募觳饨涌冢允颈ň？橥ü渲猩柚玫奈尴呓邮盏ピ氲绯丶嗖饽？槟诘奈尴叻⑸涞ピ尴吡樱�
所述的电池监测�？榛股栌兄骺刂破�、电池模式识别单元、电极切换单元、采样单元、 保护电路和输出接口，电池的输出依次经过电池接口、电池模式识别单元、电极切换单元、 采样单元和保护电路连接至输出接口 ；电池模式识别单元与主控制器连接，以传递电池信息和接收控制信号；采样单元将采集的电压和电流信息传递至主控制器，并接收主控制器的控制信号；主控制器的控制端与电极切换单元和保护电路连接；
所述的充电�？榛股栌杏糜诹拥缤牡缤涌�、用于控制充电电压及电流的电压电流限制单元和饱和检测单元，电压电流限制单元将电网接口输入的电量通过检测接口和充电接口传输至电池接口，电压电流限制单元和饱和检测单元通过检测接口和充电接口与主控制器进行通讯。所述的显示报警模块还设有从控制器、显示单元和报警单元，从控制器通过无线接收单元和无线发射单元与主控制器无线连接；从控制器分别向显示单元和报警单元输出数据和控制信号。本发明的在线监测系统中包括多个接口设备，接口设备提供了系统与电池、系统与电网、�？橛肽？橹涞牧樱坏绯丶嗖饽？榉直鹩氲绯�、充电�？橹苯酉嗔⒂胂允颈ň？榧浣酉嗔怀涞缒？橛氲绯丶嗖饽？橹苯酉嗔幌允颈ň？橛氲绯丶嗖饽？榧浣酉嗔Ｋ龅绯丶嗖饽？椋ㄖ骺刂破鳎糜诮邮盏绯丶嗖饽？�、充电模块各个单元返回的数据，通过特定的算法处理这些数据，并控制以上各单元。接口设备中的电池接口，用于连接锂电池与电池监测�？椋皇涑鼋涌冢糜诹拥绯丶嗖饽？橛敫涸兀怀涞缃涌冢糜诹映涞缒？椋坏绯啬Ｊ绞侗鸬ピü釉诘绯亟涌谏系娘绯仄胶馔罚骺刂破髂芏愿鞯绯匦镜牡缪菇胁裳莶裳萑范ǖ绯匦镜母鍪岷系绯胤诺缃涌诖Φ牡缪勾佣卸铣龅绯氐哪Ｊ健⒓裕骺刂破鞲莸绯氐哪Ｊ剑远柚闷湔９ぷ骱统涞缡钡缪褂氲缌鞯纳�、下限，若电池的极性不符合要求，主控制器控制电极切换单元进行电极的自动切换；电极切换单元，此单元只有电池的正负极接反时才使用；电压、电流采样单元，用于实时对电池的电压和电流进行采样，并将结果送给主控制器；保护电路，主控制器对电压、电流采样单元返回的数据进行处理，当电压、电流异常时，此电路才工作；无线发射单元，主控制器首先将从相应的单元上获得的有用的电池信息进行加密，并通过接收单元发送给从控制器。所述充电�？椋嗖饨涌冢糜诹映涞缒？楹偷绯丶嗖饽？椋坏缤涌冢糜诹映涞缒？橛氲缤坏缪沟缌飨拗频ピ糜诩觳飧绯爻涞缡钡牡缪购偷缌鳎骺刂破鞲莸绯啬Ｊ绞侗鸬ピ獬龅哪Ｊ剑远柚玫绯爻涞绲牡缪埂⒌缌鞯纳稀⑾孪蓿部梢栽谝欢ǚ段谌宋模换岢绯乇旧砟艹惺艿牡缪�、电流；饱和检测单元，此单元工作在电池充电的整个过程中，能有效的预防电池过充。所述显示报警模块包括无线接收单元，接收无线发射单元发送的数据，并送给从控制器；从控制器，将无线接收单元接收的数据进行解密，校验，并通过无线接收单元返回给主控制器相应的应答；从控制器从解密的信息中提取出有用信息送到显示单元显示，如果数据中包含电池的出错状态，从控制器对状态进行分析，并控制报警单元发出相应声音； 显示单元受从控制器的控制，显示电池工作状态、电压、放电电流等信息；报警单元受从控制器控制，并在电池工作异常时发出相应的报警声音。本发明的有益效果是监测系统，体积小、功耗低，实现了充电、保护一体化，免去了电池过放、过充的担心及定时测电压的繁琐；显示、报警与电池分开，实现了系统的直观性、可远程监测性和便于集中管理性；采用独特的数据处理算法，增强了系统的可靠性；具有多个供选择的多功能�？椋哂惺涤眉壑�。
图1是本发明充电�？橛氲绯丶嗖饽？榈牧咏峁故疽馔迹� 图2是显示报警�？榈慕峁故疽馔�。图中标记1、电网接口，2、电压电流限制单元，3、饱和检测单元，4、检测接口，5、充电接口，6、电池接口，7、主控制器，8、无线发射单元，9、电池模式识别单元，10、电极切换单元，11、采样单元，12、保护电路，13、输出接口，14、无线接收单元，15、从控制器，16、显示单元，17、报警单元，18、充电�？椋�19、电池监测�？椋�20、显示报警�？�。
具体实施例方式如图所示，一种锂电池智能在线监测系统，整个系统包括充电�？�18、电池监测�？�19和显示报警�？�20。电池监测�？�19设有充电接口 5和用于连接电池的电池接口 6，充电�？�18设有用于连接电池监测�？�19充电接口 5的检测接口 4，显示报警�？�20 通过其中设置的无线接收单元14与电池监测�？�19内的无线发射单元8无线连接。其中电池监测�？�19与电池直接相连，并一直处于工作状态；充电�？�18只在电池充电时，才与电池监测�？�19相连，并通过电池监测�？�19给电池充电；显示报警�？�20能实时显示电池的工作状态、电压等信息，并能在条件满足时发出报警声音。图1中的电池监测�？�19固定在电池上，电池的输出线接到电池接口 6上，此模块就可以工作。所述的电池监测�？�19还设有主控制器7、电池模式识别单元9、电极切换单元10、采样单元11、保护电路12和输出接口 13，电池的输出依次经过电池接口 6、电池模式识别单元9、电极切换单元10、采样单元11和保护电路12连接至输出接口 13。电池模式识别单元9与主控制器7连接，以传递电池信息和接收控制信号。主控制器7的控制端与电极切换单元10和保护电路12连接。电池模块识别单元9通过主控制器7判断接在电池接口 6上的电压关系，决定电极切换单元10是否进行电极切换，电极切换完成标志着电池监测�？榭冀牍ぷ髯刺�。采样单元11定时对流过此单元的电流、电压进行采样，并将数据送给主控制器7，主控制器7根据采样单元11返回的数据，控制采样频率和保护电路是否执行保护动作，并将有用数据通过无线发射单元8发送给显示报警�？�20 ；电池经过一系列的控制单元、保护单元，从输出端口输出的就是安全、稳定的电压、电流。所述的充电模块18设有用于连接电网的电网接口 1、用于控制充电电压及电流的电压电流限制单元2和饱和检测单元3。图1中的充电�？�18没有单独的控制器，电压电流限制单元2和饱和检测单元3通过监测接口 4、充电接口 5受主控制器7控制，同时电池通过充电接口 5、监测接口 4、电压电流限制单元2从电网接口 1获得电能。电压电流限制单元2和饱和检测单元3通过检测接口 4和充电接口 5与主控制器7进行通讯。充电模块 18的电网接口 1可直接接电网，电压电流限制单元2将输入的电压转换成被充电电池所需的电压，然后通过充电接口 5给电池充电，在充电的整个过程中饱和检测单元3 —直检测电池是否充满，当电池电量达到饱和时，主控制器7将控制充电�？�18中断对电池的充电，并控制显示报警�？�20显示“电量充满”及发出报警声音。所述的显示报警�？�20还设有从控制器15、显示单元16和报警单元17。从控制器15通过无线接收单元14和无线发射单元8与主控制器7无线连接，进行通讯。无线接收单元14接收无线发射单元8发送的数据，从控制器15通过对无线发射单元8发送的数据进行处理，然后向显示单元16输出数据，将有用的电池信息显示出来，或者向报警单元 17输出控制信号，通过报警单元17发出报警声音。一个显示报警模块20可以通过不同的信道接收多个无线发射单元8的数据，从而实现了电池的集中管理。本发明一种锂电池智能在线监测系统在使用时很简单，使用时将电池与电池监测�？橹苯酉嗔绯丶嗖饽？榫湍茏远ぷ鳎⒃丛床欢系亟莘⑺透允颈ň？�。对电池进行充电时，只须将充电�？橛氲绯丶嗖饽？橄嗔扌杞猩舷薜缪沟炔问纳柚�。
权利要求
1.一种锂电池智能在线监测系统，其特征在于包括充电�？�(18)、电池监测�？� (19)和显示报警�？�(20)，电池监测�？�(19)设有充电接口(5)和用于连接电池的电池接口( 6 )，充电�？�(18 )设有用于连接电池监测�？�(19 )充电接口( 5 )的检测接口( 4 )，显示报警模块(20)通过其中设置的无线接收单元(14)与电池监测�？�(19)内的无线发射单元 (8)无线连接;所述的电池监测�？�(19)还设有主控制器(7)、电池模式识别单元(9)、电极切换单元 (10)、采样单元(11)、保护电路(12)和输出接口(13)，电池的输出依次经过电池接口(6)、 电池模式识别单元(9)、电极切换单元(10)、采样单元(11)和保护电路(12)连接至输出接口(13)；电池模式识别单元(9)与主控制器(7)连接，以传递电池信息和接收控制信号；采样单元(11)将采集的电压和电流信息传递至主控制器⑴，并接收主控制器(7)的控制信号；主控制器(7)的控制端与电极切换单元(10)和保护电路(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池智能在线监测系统，其特征在于所述的充电�？�(18)还设有用于连接电网的电网接口(1)、用于控制充电电压及电流的电压电流限制单元(2)和饱和检测单元(3)，电压电流限制单元(2)将电网接口(1)输入的电量通过检测接口(4)和充电接口(5)传输至电池接口(6)，电压电流限制单元(2)和饱和检测单元(3)通过检测接口(4)和充电接口(5)与主控制器(7)进行通讯。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池智能在线监测系统，其特征在于所述的显示报警模块(20)还设有从控制器(15)、显示单元(16)和报警单元(17)，从控制器(15)通过无线接收单元(14)和无线发射单元(8)与主控制器(7)无线连接；从控制器(15)分别向显示单元(16)和报警单元(17)输出数据和控制信号。
全文摘要
一种锂电池智能在线监测系统，包括充电�？�、电池监测�？楹拖允颈ň？椋绯丶嗖饽？樯栌谐涞缃涌诤偷绯亟涌冢涞缒？樯栌杏糜诹映涞缃涌诘募觳饨涌冢允颈ň？橥ü尴呓邮盏ピ氲绯丶嗖饽？槟诘奈尴叻⑸涞ピ尴吡樱坏绯丶嗖饽？榛股栌兄骺刂破�、电池模式识别单元、电极切换单元、采样单元、保护电路和输出接口，电池的输出依次经过电池接口、电池模式识别单元、电极切换单元、采样单元和保护电路连接至输出接口；监测系统体积小、功耗低，实现了充电、保护一体化，免去了定时测电压的繁琐；显示、报警与电池分开，实现了系统的直观性、可远程监测性和便于集中管理性。
文档编号G01R31/36GK102435952SQ201110395748
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者付主木, 刘磊坡, 吕蒙, 肖隽亚, 袁澜, 赵中民, 高爱云 申请人:河南科技大学
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