CN102931707A - 一种带有能量收集和管理系统的智能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有能量收集和管理系统的智能电池，利用太阳能模块实现电池的电能存储，同时，通过在电池模组中嵌入微控制器单元模块来对本智能电池的能量储存进行状态识别，并具体到单节电池的电能管理，在外界的能量充足的条件下系统管理指示对亏电的电芯模块进行充电，在电芯模块储能充足的条件下实现对外放电，同时，通过修改微控制单元模块内部的指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，方便智能系统采取合适的能量采集存储使用，结构简单，操作方便，较好的解决了以往存在的问题，提供了性能的电池管理系统，具有良好的推广价值和应用家价值。
Description
技术领域
本发明属于电池设计及制造技术领域，尤其涉及一种带有能量收集和管理系统的智能电池。
背景技术
智能电池也称作智能电池系统，它是现代电源技术的分支和重要组成部分。智能电池利用内部电子线路来测量、计算和存储电池数据，它使电源的使用和管理更加可预测，智能电池大大简化了独立电池系统的设计，它还有一个重要优点，那就是能防止意外的系统停机，智能电池管理系统是一个能够对电池信息进行收集、传递、储存、分析的系统，随着计算机在智能电池中的普及应用，以及计算机技术的不断发展，智能电池管理系统也在不断发展。其作用主要表现在：提高电池的管理效益及经济效益；提高服务质量；提高电池的安全性；一个基本的智能电池系统由以下部分组成：系统管理总线，智能电池充电器和智能电池，与非智能电池系统相比，智能电池系统需要不断地与主机交互信息，使电池系统增加了复杂性。就智能电池的管理所涉及的范围而言可以分为广义和狭义两个方面来论述，广义的电池管理可以涉及到电池的充电，以及负载放电这一块，以提高电池性能为目的，协调充电，和放电，在适当情况下可以调整充放电速度，相当于一个系统的电源管理和能源管理部分，狭义的电池管理仅仅是管理电池的各项状态及参数，并提供必要的数据通讯等功能，电池管理仅仅监测电池的状态，并根据其状态对电池及其内部部件做适当的控制调整等，电池管理并不对电池外的其他部件做控制，仅提供通讯的数据状态告知功能；智能电池系统的模块化特性使设计闭环电池充电系统变的非常容易，这样的系统允许采用电池组独立充电器（智能充电器），最大限度地降低了硬件和软件的非重复工程性成本，并促成了坚固的系统，这对高可靠性电池备份应用尤其重要，而集成到电池组中的高准确度气压计则能一直准确地监视电池，甚至电池不在系统中时也一样。正是这种信息交互，使主机和使用者能更准确地掌握电池的状态（包括电池有效容量、当前充/放电率、历史累计充放电次数、预测寿命等），从而做到有的放矢；与非智能电池系统相比，智能电池系统需要不断地与主机交互信息，使电池系统增加了复杂性，电池在使用中，过充电和过放电往往会导致电池的损坏，容量降低，寿命减少，严重的情况下，还会发生爆裂和起火燃烧，其根源都在于电池的一致性误差所引起来的，为此，近十几年来，国内外的许多专家学者都大力开展了旨在解决电池一致性误差所带来危害的研究，开发出了各种各样的电池管理系统。
发明内容
本发明的目的在于利用一种带有能量收集和管理的智能电池系统，旨在解决野外工作的数据采集系统的供电的问题。
本发明的目的在于提供一种带有能量收集和能量管理系统的智能电池，该智能电池包括：
太阳能电池模块，用于通过转化太阳能来储存电量，供智能电池使用；
充电管理模块，与太阳能电池模块相连接，用于对采集到的电能进行有效地收集管理以及合理的调度；
选择器，与能量输出模块相连接，用于为系统选择合适的高能量密度电芯进行充电和放电；
微控制单元（MCU），与电池状态输出模块相连接，用于通过改变指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，以提供准确的决策参考；
能量输出模块，与选择器的另一端相连接，用于实现电池放电的功能。
进一步，所述智能电池还包括两个电芯，所述电芯一端与选择器相连接，另一端与微控制单元（MCU）相连接，采用高能量密度电芯用于储能。
进一步，所述智能电池还包括：
电池状态输出模块，与微控制单员相连接，用于输出电池状态，为智能控制系统的决策实现参考功能。
本发明提供的带有能量和收集和管理系统的智能电池，通过在电池模组中嵌入微控制器单元模块来对本智能电池的能量储存进行状态识别，并具体到单节电池的电能管理，提高了电池使用的安全性，较好的解决了电池因一致性的问题带来的损坏，通过修改微控制单元模块内部的指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，方便智能系统采取合适的能量采集存储使用，提高了电池的智能化系统，实现电池的智能化管理，最大限度的合理利用电池，节约了能源，实现了效益的最大化，结构简单，实用性强，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的带有能量收集和管理系统的智能电池的连接框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明一种具有能量收集和能量管理系统的新型智能电池内部结构模块示意图。如图所示，本新型智能电池系统共设有六个模块，分别是：太阳能电池模块、充电管理模块、选择器、微控制单元（MCU）、能量输出模块以及电池状态输出模块。
该智能电池的系统模块具体的连接方式为：
太阳能电池模块，用于通过转化太阳能来储存电量，供此智能电池使用；
充电管理模块，与太阳能电池模块相连接，用于对采集到的电能进行有效地收集管理以及合理的调度；
选择器，与能量输出模块相连接，用于为系统选择合适的高能量密度电芯进行充电和放电；
两个电芯（电芯1、电芯2），一端与选择器相连接，另一端与微控制单元（MCU）相连接，采用高能量密度电芯用于储能；
微控制单元（MCU），与电池状态输出模块相连接，用于通过改变指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，以提供准确的决策参考；
能量输出模块，与选择器的另一端相连接，用于实现电池放电的功能；
电池状态输出模块，与微控制单员相连接，用于为智能控制系统的决策实现参考功能。
本发明属于电池设计及制造技术领域，设计了一种带有能量收集和能量管理系统的新型智能电池，旨在解决野外工作的数据采集系统的供电问题。本新型智能电池系统共设有六个模块，分别是：太阳能电池模块（通过转化太阳能来储存电量）、充电管理模块（对采集到的电能进行有效地收集管理以及合理的调度）、选择器（选择合适的高能量密度电芯进行充电和放电）、微控制单元MCU（通过改变指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，以提供准确的决策参考）、能量输出模块（实现电池放电的功能）以及电池状态输出模块（为智能控制系统的决策实现参考功能）。此外，本智能电池的电芯（电芯1、电芯2）选用高能量密度电芯。
本新智能电池的能量采集和管理系统的具体工作机制为：利用太阳能电池模块实现电池的电能存储，同时，通过在电池模组中嵌入微控制器来对本智能电池的能量储存进行状态识别，并具体到单节电池的电能管理。在外界的能量充足的条件下系统管理指示对亏电的电芯进行充电，在电芯储能充足的条件下实现对外放电，同时，通过修改微控制单元MCU内部的指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，方便智能系统采取合适的能量采集存储使用策略。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带有能量收集和能量管理系统的智能电池，其特征在于，该智能电池包括：
太阳能电池模块，用于通过转化太阳能来储存电量，供智能电池使用；
充电管理模块，与太阳能电池模块相连接，用于对采集到的电能进行有效地收集管理以及合理的调度；
选择器，与能量输出模块相连接，用于为系统选择合适的高能量密度电芯进行充电和放电；
微控制单元（MCU），与电池状态输出模块相连接，用于通过改变指针地址的存储器状态来向外部设备提供可查询的电池状态，以提供准确的决策参考；
能量输出模块，与选择器的另一端相连接，用于实现电池放电的功能。
2.如权利要求1所述的智能电池，其特征在于，所述智能电池还包括两个电芯，所述电芯一端与选择器相连接，另一端与微控制单元（MCU）相连接，采用高能量密度电芯用于储能。
3.如权利要求1所述的智能电池，其特征在于，所述智能电池还包括：
电池状态输出模块，与微控制单员相连接，用于输出电池状态，为智能控制系统的决策实现参考功能。
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| CN2012104622565A CN102931707A (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 一种带有能量收集和管理系统的智能电池 |
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Publications (1)
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| CN102931707A true CN102931707A (zh) | 2013-02-13 |
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2012
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