一種具有信息采集和通信功能的智能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有信息采集和通信功能的智能電池，它包括電池模塊、測控模塊、傳感器、通訊模塊、執(zhí)行模塊和外部信號接口單元，電池模塊的輸出與測控模塊相連，傳感器的輸出與測控模塊連接，外部檢測裝置的輸出通過外部信號接口單元與測控模塊連接，測控模塊通過通訊模塊連接遠程計算機，測控模塊的輸出還與執(zhí)行模塊相連。本發(fā)明的電路設計簡單，只需要將傳統(tǒng)電池替換成本發(fā)明的智能電池即可完成對電池本身的檢測和對外部系統(tǒng)的監(jiān)控，無需改原有設備，安裝方便，運行穩(wěn)定可靠，提升了電池的使用效率和壽命，能夠有效降低電池因為缺電引起了系統(tǒng)停止運行的風險。
【專利說明】一種具有信息采集和通信功能的智能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有信息采集和通信功能的智能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電池就是把化學能量轉(zhuǎn)化為電能的儲存裝置。它通過反應將化學能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。電池即一種化學電源，它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導作用的電解質(zhì)中，當連接在某一外部載體上時，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學能來提供能。作為一種電的貯存裝置，當兩種金屬浸沒于電解液之中，它們可以導電，并在“極板”之間產(chǎn)生一定電動勢。電動勢大小與所使用的金屬有關(guān)，不同種類的電池其電動勢也不同。
[0003]電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等于單位正電荷由負極通過電池內(nèi)部移到正極時，電池非靜電力(化學力)所做的功。電動勢取決于電極材料的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應中，I千克反應物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應物并不全按電池反應進行，同時電池內(nèi)阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱作高能電池。電池的面積越大，其內(nèi)阻越小。
[0004]電池的能量儲存有限，電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量，通常用安培小時作單位，它也是電池的一個性能參數(shù)。電池的容量與電極物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，即與電極的體積有關(guān)。
[0005]實用的化學電池可以分成兩個基本類型:原電池與蓄電池。原電池制成后即可以產(chǎn)生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進行充電，充電后可放電使用，放電完畢后還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)換成化學能；放電時，化學能轉(zhuǎn)換成電能。
[0006]電池除了作為電氣設備及電子設備的驅(qū)動電源以外，還開始作為輸送設備、工作設備、電力存儲設備等的電源使用。用于輸送設備、工作設備、電力存儲設備的用途的電池中，要求瞬間或持續(xù)的高輸出。連接多個電池單體而成的組電池和進一步連接這樣的組電池而成的電池模塊滿足這樣的要求。目前有很多采用電池為電源以電機作為動力的裝置，如電動叉車、電動清潔設備、電動物流搬運車等，在各個領(lǐng)域有廣泛的應用。
[0007]由于目前有很多設備由于鉛酸電池較為廉價，多半采用以鉛酸電池為電源，直流電動機驅(qū)動系統(tǒng)。由于電池的循環(huán)壽命或者電機壽命問題經(jīng)常會出現(xiàn)一些難以預料的故障，不僅干擾了正常生產(chǎn)的安排，也會對電池以及整個運作系統(tǒng)的管理造成很大的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電路設計簡單，只需要將傳統(tǒng)電池替換成本發(fā)明的智能電池即可完成對電池本身的檢測和對外部系統(tǒng)的監(jiān)控，無需改原有設備，安裝方便，運行穩(wěn)定可靠，能夠提升電池的使用效率和壽命的具有信息采集和通信功能的智能電池。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種具有信息采集和通信功能的智能電池，它包括電池模塊、測控模塊、傳感器、通訊模塊、執(zhí)行模塊和外部信號接口單元，電池模塊的輸出與測控模塊相連，傳感器的輸出與測控模塊連接，外部檢測裝置的輸出通過外部信號接口單元與測控模塊連接，測控模塊通過通訊模塊連接遠程計算機，測控模塊的輸出還與執(zhí)行模塊相連。
[0010]所述的傳感器包括溫度傳感器和濕度傳感器。
[0011]所述的執(zhí)行模塊包括控制開關(guān)、散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，測控模塊的輸出分別通過控制開關(guān)連接散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，散熱裝置和加熱裝置分別與電池模塊相連，保證電池模塊在溫度過高或過低的情況下能夠正常工作，平衡充電器與電池模塊相連，保證電池模塊在充電時能夠100 %充滿電，提高電源模塊的充電效能和充電質(zhì)量。
[0012]所述的控制開關(guān)為半導體開關(guān)管。
[0013]所述的控制開關(guān)為電磁繼電器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、電路設計簡單，只需要將傳統(tǒng)電池替換成本發(fā)明的智能電池即可完成對電池本身的檢測和對外部系統(tǒng)的監(jiān)控，無需改原有設備，安裝方便，運行穩(wěn)定可靠；
2、根據(jù)檢測到的電池數(shù)據(jù)控制執(zhí)行模塊動作，提升了電池的使用效率和壽命，能夠有效降低電池因為缺電引起了系統(tǒng)停止運行的風險；
3、實現(xiàn)了自動化管理:對外部部件的檢測數(shù)據(jù)可以通過接口實時傳送到測控模塊，測控模塊通過通信網(wǎng)絡與遠程計算機通信，完成數(shù)據(jù)的實時回傳，可以很方便的了解整個系統(tǒng)相關(guān)部件運行歷史和當前狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障預防、維護提醒等功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明所保護的內(nèi)容不局限于以下所述。
[0017]如圖1所示，一種具有信息采集和通信功能的智能電池，它包括電池模塊、測控模塊、傳感器、通訊模塊、執(zhí)行模塊和外部信號接口單元，電池模塊的輸出與測控模塊相連，傳感器的輸出與測控模塊連接，外部檢測裝置的輸出通過外部信號接口單元與測控模塊連接，測控模塊通過通訊模塊連接遠程計算機，測控模塊的輸出還與執(zhí)行模塊相連。
[0018]所述的傳感器包括溫度傳感器和濕度傳感器。
[0019]所述的執(zhí)行模塊包括控制開關(guān)、散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，測控模塊的輸出分別通過控制開關(guān)連接散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，散熱裝置和加熱裝置分別與電池模塊相連，保證電池模塊在溫度過高或過低的情況下能夠正常工作，平衡充電器與電池模塊相連，保證電池模塊在充電時能夠100 %充滿電，提高電源模塊的充電效能和充電質(zhì)量。[0020]所述的控制開關(guān)為半導體開關(guān)管。
[0021]所述的控制開關(guān)為電磁繼電器。
[0022]電池模塊用于存儲電量，電池模塊的額定容量、輸出電壓、輸出電流、剩余容量和循環(huán)次數(shù)等信號通過連接線傳輸至測控模塊，溫度傳感器和濕度傳感器分別檢測電池模塊的溫度和濕度并傳輸至測控模塊，外部檢測裝置檢測到的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀況信號(例如電機的電壓、電流和溫度等)通過外部信號接口單元傳輸至測控模塊。測控模塊將采集到的電池模塊本身數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀況數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡傳輸至遠程計算機，使遠程計算機可以得到電池和機器的相關(guān)信息；同時測控模塊還接收遠程計算機的控制命令，并結(jié)合測控模塊采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理后發(fā)出控制信號，分別控制與散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器連接的控制開關(guān)動作，對電池模塊進行散熱、加熱或是充電等操作。
[0023]該通信模塊支持無線或有線通信。
【權(quán)利要求】
1.一種具有信息采集和通信功能的智能電池，其特征在于:它包括電池模塊、測控模塊、傳感器、通訊模塊、執(zhí)行模塊和外部信號接口單元，電池模塊的輸出與測控模塊相連，傳感器的輸出與測控模塊連接，外部檢測裝置的輸出通過外部信號接口單元與測控模塊連接，測控模塊通過通訊模塊連接遠程計算機，測控模塊的輸出還與執(zhí)行模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有信息采集和通信功能的智能電池，其特征在于:所述的傳感器包括溫度傳感器和濕度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有信息采集和通信功能的智能電池，其特征在于:所述的執(zhí)行模塊包括控制開關(guān)、散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，測控模塊的輸出分別通過控制開關(guān)連接散熱裝置、加熱裝置和平衡充電器，散熱裝置和加熱裝置分別與電池模塊相連，保證電池模塊在溫度過高或過低的情況下能夠正常工作，平衡充電器與電池模塊相連，保證電池模塊在充電時能夠100 %充滿電，提高電源模塊的充電效能和充電質(zhì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有信息采集和通信功能的智能電池，其特征在于:所述的控制開關(guān)為半導體開關(guān)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有信息采集和通信功能的智能電池，其特征在于:所述的控制開關(guān)為電磁繼電器。
【文檔編號】H01M10/48GK103887575SQ201410071005
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】毛珂, 陳乃邦, 許平, 武建新 申請人:成都宇能通能源開發(fā)有限公司