一種智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，每一智慧電池均包括一監(jiān)測(cè)模塊，通過第一測(cè)試線連接至正極柱并通過第二測(cè)試線連接至負(fù)極柱，第一測(cè)試線包括第一電流線和第一電壓線，第二測(cè)試線包括第二電流線和第二電壓線；監(jiān)測(cè)模塊包括控制單元，控制單元根據(jù)檢測(cè)到的流經(jīng)電池本體不同頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，獲取電池本體的歐姆電阻、極化電阻以及極化電容。實(shí)施本發(fā)明的有益效果是：不增加任何測(cè)試線，完全不改變電池傳統(tǒng)的連接方式及使用方式，每一智慧電池內(nèi)的控制單元將獲取到的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息以電力線載波方式發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備，以隨時(shí)掌握每一電池本體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
【專利說明】一種智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力系統(tǒng)變電站操作電源、通信基站電源、機(jī)房UPS，以及儲(chǔ)能電站、光伏電站、通訊基站、電動(dòng)汽車等都大量使用蓄電池作為后備電源系統(tǒng)。在電池生命周期的各個(gè)階段，現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)檢測(cè)電池的SOH(state of health,健康狀態(tài))>SOC(state of charge,剩余電量)、剩余壽命還很困難，如果無法獲得這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，不及時(shí)發(fā)現(xiàn)落后的蓄電池并予以更換，則會(huì)存在安全隱患，甚至造成嚴(yán)重的安全事故，即影響供電的可靠性，也增加了供電的成本。
[0003]目前，電池使用者了解電池狀態(tài)，主要有以下幾種方式:
[0004]I)用電池檢測(cè)儀表，采用人工方法對(duì)電池(組)進(jìn)行測(cè)試；但該方法存在以下缺點(diǎn):電池組往往電壓較高，檢測(cè)工作具有危險(xiǎn)性，并且需要耗費(fèi)大量的人力和物力，效率低，成本高，數(shù)據(jù)及時(shí)性差；
[0005]2)采用電池監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)電池(組)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，電池監(jiān)測(cè)設(shè)備一般具有通訊接口，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以就地顯示，還可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控平臺(tái)，使用者和管理者可以實(shí)現(xiàn)掌握電池(組)的工作狀態(tài)；但該主法存在如下缺點(diǎn):需要安裝電池監(jiān)測(cè)設(shè)備，需要敷設(shè)大量的測(cè)試線、通信線、電源線等，施工復(fù)雜，維護(hù)工作量大，成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述電池監(jiān)測(cè)不便、無法實(shí)現(xiàn)電池性能參數(shù)的互通互聯(lián)以及電池使用者及管理者難以及時(shí)掌握電池當(dāng)前工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的缺陷，提供一種智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種智慧電池，包括電池本體，所述電池本體包括正極柱和負(fù)極柱，該智慧電池還包括監(jiān)測(cè)模塊，且該監(jiān)測(cè)模塊通過第一測(cè)試線連接至所述正極柱并通過第二測(cè)試線連接至所述負(fù)極柱，其中:所述第一測(cè)試線包括第一電流線和第一電壓線，所述第二測(cè)試線包括第二電流線和第二電壓線；
[0008]所述監(jiān)測(cè)模塊包括控制單元、分別與所述控制單元連接的測(cè)量電路以及放電單元，且所述控制單元用于控制所述放電單元，使電池本體經(jīng)由第一電流線和第二電流線向所述放電單元放電以產(chǎn)生多個(gè)頻率的電流信號(hào)，所述測(cè)量電路用于通過第一電流線和第二電流線獲取流經(jīng)所述電池本體的每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)、通過第一電壓線和第二電壓線獲取所述電池本體正極柱與負(fù)極柱間的每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，并將所述電流信號(hào)和電壓信號(hào)發(fā)送給所述控制單元，使所述控制單元根據(jù)接收到的所述每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，獲取所述電池本體的歐姆電阻、極化電阻以及極化電容。
[0009]在上述智慧電池中，所述監(jiān)測(cè)模塊還包括與所述控制單元連接的溫度檢測(cè)單元，所述溫度檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述電池本體的溫度并發(fā)送給所述控制單元。
[0010]在上述智慧電池中，所述控制單元存貯有該智慧電池的ID信息，包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓。
[0011]在上述智慧電池中，所述控制單元將所述電池本體的包括溫度、電壓、歐姆電阻、極化電阻、極化電容以及S0H、S0C的性能參數(shù)，以及所述該智慧電池的ID信息，通過所述第一電流線和第二電流線以電力線載波通信方式發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備。
[0012]在上述智慧電池中，所述SOH、SOC性能參數(shù)由所述控制單元根據(jù)所述電池本體的歐姆電阻、極化電阻以及極化電容獲取。
[0013]在上述智慧電池中，該智慧電池還包括一帶有上蓋的檢測(cè)室，所述監(jiān)測(cè)模塊安裝在所述檢測(cè)室內(nèi)。
[0014]還提供一種智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)如上所述的智慧電池，對(duì)應(yīng)的多個(gè)智慧電池通過智慧電池間的連接線串聯(lián)成組，連接在正直流母線和負(fù)直流母線之間，該電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括套設(shè)在正直流母線或負(fù)直流母線上的電流傳感器以及連接在正直流母線和負(fù)直流母線之間的電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備；
[0015]所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備用于接收由每一智慧電池內(nèi)的控制單元通過第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，以電力線載波通信方式發(fā)送的對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)，以及所述該智慧電池的ID信息，所述電池本體的性能參數(shù)包括電壓、溫度、歐姆電阻、極化電阻、極化電容，以及SOH、SOC ;所述該智慧電池的ID信息包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓。
[0016]在上述智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還包括電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器以及一個(gè)或多個(gè)用戶終端，所述電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器與所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備采用RS485、以太網(wǎng)或GPRS通信連接方式，用于接收并存儲(chǔ)由所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送的每一電池本體的性能參數(shù)以及所述該智慧電池的ID信息，所述用戶終端通過訪問所述電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器以獲取所述每一電池本體的性能參數(shù)以及所述該智慧電池的ID信息。
[0017]還提供一種智慧電池監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括以下步驟:
[0018]S1:提供如上所述的智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；
[0019]S2:電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備給對(duì)應(yīng)的智慧電池內(nèi)的控制單元，通過正直流母線、負(fù)直流母線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線發(fā)送第一載波信號(hào)；
[0020]S3:對(duì)應(yīng)的智慧電池內(nèi)的控制單元接收到由電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送過來的第一載波信號(hào)后，該控制單元獲取對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)以及所述該智慧電池的ID信息，并將所述電池本體的性能參數(shù)以及所述該智慧電池的ID信息轉(zhuǎn)化為第二載波信號(hào)，經(jīng)第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線發(fā)送到正直流母線和負(fù)直流母線；
[0021]S4:電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備從正直流母線和負(fù)直流母線接收第二載波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及所述該智慧電池的ID信息。
[0022]在上述智慧電池監(jiān)測(cè)方法中，所述方法還包括:
[0023]電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備通過RS485、以太網(wǎng)或者GPRS通信方式將接收到的每一電池本體的性能參數(shù)以及所述智慧電池的ID信息發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器，由電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收并存儲(chǔ)。[0024]實(shí)施本發(fā)明的智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，具有以下有益效果:不增加任何測(cè)試線，完全不改變電池傳統(tǒng)的連接方式及使用方式，每一智慧電池通過其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，將檢測(cè)到的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息以電力線載波通信方式發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了電池狀態(tài)信息互聯(lián)，電池使用者及管理者可以隨時(shí)掌握每一電池當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。本發(fā)明的智慧電池可應(yīng)用于電力變電站操作電源、控制電源蓄電池、機(jī)房UPS蓄電池以及儲(chǔ)能電站、光伏電站、通訊基站、電動(dòng)汽車等各類蓄電池全生命周期的監(jiān)控管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明智慧電池實(shí)施例的示意圖；
[0027]圖2是圖1中電池本體的電路模型；
[0028]圖3是本發(fā)明多個(gè)智慧電池串聯(lián)成電池組的示意圖；
[0029]圖4是圖3中電力線載波信號(hào)發(fā)送和信號(hào)接收示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]如圖1所示，是本發(fā)明智慧電池實(shí)施例的示意圖，其中，該智慧電池包括電池本體，該電池本體包括正極板10、負(fù)極板11、浸有電解液的夾在正極板10與負(fù)極板11之間的隔膜(圖中未畫出)以及連接條7，正極柱I通過連接條7與正極板10相連，負(fù)極柱6通過連接條7與負(fù)極板11相連。特別地，本實(shí)施例中的智慧電池還包括一具有上蓋的檢測(cè)室2，該檢測(cè)室2內(nèi)安裝有監(jiān)測(cè)模塊3，該監(jiān)測(cè)模塊3通過第一測(cè)試線5連接到正極柱1，監(jiān)測(cè)模塊3通過第二測(cè)試線5’連接至負(fù)極柱6。
[0033]第一測(cè)試線5包括第一電流線和第一電壓線，第二測(cè)試線5’包括第二電流線和第二電壓線，這兩根電流線和電壓線均與電池本體的正、負(fù)極柱及監(jiān)測(cè)模塊3相連。
[0034]上述監(jiān)測(cè)模塊3包括控制單元(如CPU)、測(cè)量電路以及放電單元(圖未示)，測(cè)量電路和放電單元均與控制單元連接。監(jiān)測(cè)模塊中的放電單元在控制單元的控制下，使電池本體經(jīng)第一電流線和第二電流線向放電單元放電，以產(chǎn)生多個(gè)頻率的電流信號(hào)。此時(shí)通過測(cè)量電路經(jīng)第一電流線和第二電流線獲取電池本體每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)以及通過第一電壓線和第二電壓線獲取電池本體每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，并將獲取到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)發(fā)送給控制單元，再根據(jù)圖2所示的圖1中電池本體的電路模型，控制單元在接收到電池本體每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)和電壓信號(hào)后，便可根據(jù)圖2中的電路模型計(jì)算出該電池本體的歐姆電阻1、極化電阻Rp以及極化電容Cp的的具體數(shù)值。該監(jiān)測(cè)模塊還包括與控制單元連接的溫度檢測(cè)單元，用于測(cè)量電池本體的溫度并發(fā)送給控制單元，之后監(jiān)測(cè)模塊便可根據(jù)電池本體的這些包括溫度、電壓、歐姆電阻、極化電阻以及極化電容的參數(shù)與電池的SOH(state of health,健康狀態(tài))>SOC(state of charge,剩余電量)、剩余壽命的關(guān)系，分析出電池當(dāng)前的SOH、SOC以及剩余壽命。
[0035]SOH、SOC的定義為如下:
[0036]SOH =電池實(shí)際容量/電池額定容量，好的電池SOH接近100%，落后的電池SOH一般低于80%。
[0037]SOC =電池剩余電量/電池實(shí)際容量，充滿電的電池SOC接近100%，充電不足的電池SOC —般低于90%。
[0038]特別地，上述監(jiān)測(cè)模塊的控制單元還存貯有該智慧電池的ID信息，包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓。
[0039]特別地，上述兩根與電池正、負(fù)極柱相連的第一電流線和第二電流線同時(shí)承擔(dān)向監(jiān)測(cè)模塊3提供電源的任務(wù)，第一電流線和第二電流線還作為電力載波通信線，即該智慧電池中的監(jiān)測(cè)模塊可以直接通過第一電流線和第二電流線將獲取到的電池本體的性能參數(shù)(包括電壓、溫度、歐姆電阻Rfl、極化電阻Rp以及極化電容Cp，以及SOH、S0C)以及該智慧電池的ID信息(包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓)轉(zhuǎn)換成載波信號(hào)發(fā)送給外部的電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備接收該載波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息，電池使用者及管理者根據(jù)電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息便可掌握電池當(dāng)前的工作狀態(tài)，在電池落后時(shí)可以及時(shí)予以更換，在電池充電不足時(shí)可以及時(shí)予以充電，從而提高了供電系統(tǒng)的安全性。
[0040]如圖3及圖4所示，是本發(fā)明多個(gè)智慧電池串聯(lián)成為電池組的示意圖，對(duì)應(yīng)的多個(gè)智慧電池通過連接線12串聯(lián)，第一節(jié)智慧電池的正極與正直流母線13相連，最后一節(jié)智慧電池的負(fù)極與負(fù)直流母線14相連。如圖4所示，為電力線載波信號(hào)發(fā)送和信號(hào)接收示意圖，電力線載波信號(hào)采用高頻信號(hào)，對(duì)于該高頻信號(hào)，智慧電池、智慧電池間的連接線，正直流母線、負(fù)直流母線、電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備構(gòu)成了 一個(gè)環(huán)路。電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送的電力線載波信號(hào)，所有智慧電池都可以接收到；每個(gè)智慧電池發(fā)送的電力線載波信號(hào)，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備也可以接收到。由于智慧電池本體與安裝于智慧電池檢測(cè)室內(nèi)的監(jiān)測(cè)模塊是并聯(lián)的，因此流經(jīng)智慧電池的電力線載波信號(hào)電流，一部分通過第一電流線、第二電流線流過監(jiān)測(cè)模塊(圖4中未畫出)，另一部分流過了智慧電池本體(圖4中已畫出)，其中，電池本體包括正極柱、負(fù)極柱、連接條、正極板、負(fù)極板以及浸有電解液的隔膜或膠凝狀電解液。
[0041]另外，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備、所有的監(jiān)測(cè)模塊都設(shè)有不同的地址，電力線載波信號(hào)發(fā)送設(shè)備發(fā)送的信號(hào)含有目標(biāo)地址及源地址，只有與目標(biāo)地址符合的設(shè)備才返回應(yīng)答信號(hào)(該設(shè)備返回的應(yīng)答信號(hào)中同樣含有目標(biāo)地址及源地址)。
[0042]以第3節(jié)電池與外部電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收為例，在需要掌握第3節(jié)智慧電池所監(jiān)測(cè)到的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息時(shí)，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送第一電力線載波信號(hào)(即查詢命令，查詢命令的目標(biāo)地址為第三節(jié)智慧電池監(jiān)測(cè)模塊的地址)，第三節(jié)智慧電池的監(jiān)測(cè)模塊接收到查詢命令后，將發(fā)送第二電力線載波信號(hào)(即應(yīng)答信號(hào))，將第3節(jié)智慧電池內(nèi)的控制單元獲取到的電池本體的性能參數(shù)(包括電壓、溫度、歐姆電阻Ri2、極化電阻Rp、極化電容Cp，以及SOH、S0C)以及該智慧電池的ID信息(包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓)轉(zhuǎn)換成載波信號(hào)并通過第一電流線和第二電流線發(fā)送出去。應(yīng)答信號(hào)通過其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，返回到電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備。電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備將該載波信號(hào)還原成與第3節(jié)智慧電池對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息。圖中箭頭方向表示電力線載波信號(hào)的流向。其它節(jié)智慧電池發(fā)送代表對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息的載波信號(hào)給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備時(shí)與此類同，在此不再贅述。在本實(shí)施例中，智慧電池支持FSK、BPSK、OFDM-PRIME, 0FDM-G3電力載波(PLC)通信標(biāo)準(zhǔn)，即智慧電池可以采用PLC通信標(biāo)準(zhǔn)與電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備進(jìn)行相互通信，但并不限于此，也可以采用其他標(biāo)準(zhǔn)的或用戶自定義的PLC通信協(xié)議，與電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備進(jìn)行相互通?目。
[0043]如圖5所示，為本發(fā)明智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖，該智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)智慧電池，多個(gè)智慧電池通過智慧電池間的連接線串聯(lián)連接在正直流母線13和負(fù)直流母線14之間，該電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)直流母線電流的電流傳感器16以及用于接收每一智慧電池發(fā)送的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息的電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備15，該電流傳感器16套設(shè)在正直流母線或負(fù)直流母線上。在需要獲取某一智慧電池的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息時(shí)，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送第一載波信號(hào)(查詢命令)給對(duì)應(yīng)的智慧電池監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)的控制單元，控制單元接收到該第一載波信號(hào)后，獲取該電池本體的性能參數(shù)(包括該電池本體的溫度、電壓、歐姆電阻、極化電阻、極化電容以及SOH、S0C)以及該智慧電池的ID信息(包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓)并轉(zhuǎn)換為第二載波信號(hào)(應(yīng)答信號(hào))，再通過第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，送回到電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備接收到該代表這一智慧電池的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息的第二載波信號(hào)后，又將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息進(jìn)行存貯顯示。
[0044]在本實(shí)施例中，智 慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器17以及一個(gè)或多個(gè)用戶終端18，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備與電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器采用RS485、以太網(wǎng)或GPRS通信連接方式，電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備將接收到的每一智慧電池的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息傳送給電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器，由電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收并存儲(chǔ)，每個(gè)用戶終端再通過訪問電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器便可讀取每一智慧電池對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息，從而掌握每一智慧電池當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0045]本發(fā)明還提供了一種智慧電池監(jiān)測(cè)方法，基于上述智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法包括:
[0046]電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備通過正直流母線和負(fù)直流母線發(fā)送第一載波信號(hào)(查詢命令)給對(duì)應(yīng)的智慧電池監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)的控制單元；
[0047]對(duì)應(yīng)的智慧電池內(nèi)的控制單元接收到由電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送過來的第一載波信號(hào)后，該控制單元獲取對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息，并將所述電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息轉(zhuǎn)化為第二載波信號(hào)(應(yīng)答信號(hào))，經(jīng)第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線發(fā)送到正直流母線和負(fù)直流母線；
[0048]電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備從正直流母線和負(fù)直流母線接收第二載波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息。[0049]電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備通過RS485、以太網(wǎng)或者GPRS通信方式將接收到的每一電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息傳送給電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器，由電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收并存儲(chǔ)。之后每個(gè)用戶終端再通過訪問電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器便可讀取每一智慧電池對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息，從而掌握每一智慧電池當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0050]因此，實(shí)施本發(fā)明的智慧電池、智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，每一智慧電池通過其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，將檢測(cè)到的該電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息以電力線載波通信方式發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了電池狀態(tài)信息互聯(lián)，電池使用者及管理者可以隨時(shí)掌握每一智慧電池當(dāng)前的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。本發(fā)明的智慧電池可應(yīng)用于電力變電站操作電源和控制電源蓄電池、機(jī)房UPS蓄電池以及儲(chǔ)能電站、光伏電站、通訊基站、電動(dòng)汽車等各類蓄電池全生命周期的監(jiān)控管理。
[0051]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智慧電池，包括電池本體，所述電池本體包括正極柱和負(fù)極柱，其特征在于:該智慧電池還包括監(jiān)測(cè)模塊，且該監(jiān)測(cè)模塊通過第一測(cè)試線連接至所述正極柱并通過第二測(cè)試線連接至所述負(fù)極柱，其中:所述第一測(cè)試線包括第一電流線和第一電壓線，所述第二測(cè)試線包括第二電流線和第二電壓線； 所述監(jiān)測(cè)模塊包括控制單元、分別與所述控制單元連接的測(cè)量電路以及放電單元，且所述控制單元用于控制所述放電單元，使電池本體經(jīng)由第一電流線和第二電流線向所述放電單元放電以產(chǎn)生多個(gè)頻率的電流信號(hào)，所述測(cè)量電路用于通過第一電流線和第二電流線獲取流經(jīng)所述電池本體的每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)、通過第一電壓線和第二電壓線獲取所述電池本體正極柱與負(fù)極柱間的每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，并將所述電流信號(hào)和電壓信號(hào)發(fā)送給所述控制單元，使所述控制單元根據(jù)接收到的所述每個(gè)頻率下對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，獲取所 述電池本體的歐姆電阻、極化電阻以及極化電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧電池，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)模塊還包括與所述控制單元連接的溫度檢測(cè)單元，所述溫度檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述電池本體的溫度并發(fā)送給所述控制單兀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智慧電池，其特征在于，所述控制單元存貯有該智慧電池的ID信息，包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智慧電池，其特征在于，所述控制單元將所述電池本體的包括溫度、電壓、歐姆電阻、極化電阻、極化電容以及SOH、SOC的性能參數(shù)，以及所述智慧電池的ID信息，通過所述第一電流線和第二電流線以電力線載波通信方式發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智慧電池，其特征在于，所述SOH、SOC性能參數(shù)由所述控制單元根據(jù)所述電池本體的歐姆電阻、極化電阻以及極化電容獲取。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧電池，其特征在于，該智慧電池還包括一帶有上蓋的檢測(cè)室，所述監(jiān)測(cè)模塊安裝在所述檢測(cè)室內(nèi)。
7.一種智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)如權(quán)I至權(quán)6任一項(xiàng)所述的智慧電池，多個(gè)智慧電池通過智慧電池間的連接線串聯(lián)成電池組，所述電池組連接在正直流母線和負(fù)直流母線之間，該電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括套設(shè)在正直流母線或負(fù)直流母線上的電流傳感器以及連接在正直流母線和負(fù)直流母線之間的電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備； 所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備用于接收由每一智慧電池內(nèi)的控制單元通過第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線、正直流母線和負(fù)直流母線，以電力線載波通信方式發(fā)送的對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)，以及所述智慧電池的ID信息，所述電池本體的性能參數(shù)包括電壓、溫度、歐姆電阻、極化電阻、極化電容，以及SOH、SOC ;所述智慧電池的ID信息包括序列號(hào)、生產(chǎn)日期、額定容量、額定電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器以及一個(gè)或多個(gè)用戶終端，所述電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器與所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備采用RS485、以太網(wǎng)或GPRS通信連接方式，用于接收并存儲(chǔ)由所述電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送的每一電池本體的性能參數(shù)以及對(duì)應(yīng)智慧電池的ID信息，所述用戶終端通過訪問所述電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器以獲取所述每一電池本體的性能參數(shù)以及對(duì)應(yīng)智慧電池的ID信息。
9.一種智慧電池監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:51:提供如權(quán)利要求7和8任一項(xiàng)所述的智慧電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； 52:電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備給對(duì)應(yīng)的智慧電池內(nèi)的控制單元，通過正直流母線、負(fù)直流母線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線發(fā)送第一載波信號(hào)； 53:對(duì)應(yīng)的智慧電池內(nèi)的控制單元接收到由電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備發(fā)送過來的第一載波信號(hào)后，該控制單元獲取對(duì)應(yīng)電池本體的性能參數(shù)以及該智慧電池的ID信息，并將所述電池本體的性能參數(shù)以及所述智慧電池的ID信息轉(zhuǎn)化為第二載波信號(hào)，經(jīng)第一電流線和第二電流線、其他智慧電池、智慧電池間的連接線發(fā)送到正直流母線和負(fù)直流母線； 54:電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備從正直流母線和負(fù)直流母線接收第二載波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電池本體的性能參數(shù)以及對(duì)應(yīng)智慧電池的ID信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智慧電池監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法還包括: 電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收設(shè)備通過RS485、以太網(wǎng)或者GPRS通信方式將接收到的每一電池本體的性能參數(shù)以及對(duì)應(yīng)智慧電池的ID信息發(fā)送給電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器，由電池監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收并 儲(chǔ)。
【文檔編號(hào)】H01M10/48GK104009268SQ201410189445
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】王汝鋼, 楊忠亮, 白海江 申請(qǐng)人:深圳市普祿科智能檢測(cè)設(shè)備有限公司