CN104201431A - 一种无线智能电池及电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线智能电池及电动车，该智能电池包括由若干个单格蓄电池串联组成的蓄电池组，所述每个单格蓄电池包括电池端子，所述每个单格蓄电池内设置有检测电池参数的传感器、电池管理模块以及无线通讯模块，所述检测电池参数的传感器、无线通讯模块与所述电池管理模块连接，各个单格蓄电池的无线通讯模块相互通信。本发明可以实现各个单格蓄电池进行充放电情况的相互比较，防止单格蓄电池出现浮充，也可以通过互联网将各个单格蓄电池的数据参数值服务器，便于技术人员进行统一监测。

Description

一种无线智能电池及电动车
技术领域
本发明涉及一种能实现单格蓄电池间无线通讯并可以进行实时监测调整充放电过程的智能电池及使用该电池的电动车。
背景技术
通常一个铅酸蓄电池组中的单格蓄电池的端电压是2伏左右，若是需要一个较高的电池电压，例如常用的6伏、8伏、12伏等，则要将多节的单格蓄电池串联以满足供电要求。但是由于单格蓄电池间存在差异，会造成两个问题，其一是充电时会造成某一单格蓄电池过充，其二是放电时会造成某一单格蓄电池过放，以上两个问题都会影响整个蓄电池组工作的平衡性，存在安全隐患。为此，也有技术人员设计了电池管理模块对蓄电池组充放电情况进行监测，但是监测仅仅针对整个蓄电池组进行，还是无法解决单格蓄电池间的差异问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无线智能电池，可以实现各个单格蓄电池进行充放电情况的相互比较，防止单格蓄电池出现过充或欠充，也可以通过互联网将各个单格蓄电池的数据参数值服务器，便于技术人员进行统一监测。将无线通讯模块集约设置在单个蓄电池上，缩减了连线并且拿取方便。
一种无线智能电池，包括由若干个单格蓄电池串联组成的蓄电池组，所述每个单格蓄电池包括电池端子，所述每个单格蓄电池内设置有检测电池参数的传感器、电池管理模块以及无线通讯模块，所述检测电池参数的传感器、无线通讯模块与所述电池管理模块连接，各个单格蓄电池的无线通讯模块相互通信,所述的电池管理模块包括微控制器和均衡电路，所述的均衡电路连接单格蓄电池的电池端子，所述的均衡电路连接微控制器，所述的微控制器连接所述传感器,所述检测电池参数的传感器包括电流传感器。
优选的，通过所述检测电池参数的传感器检测各个单格蓄电池的电流，所述电池管理模块通过电流的积分运算进行电池容量计算，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况。
优选的，所述检测电池参数的传感器还包括电压传感器和温度传感器，通过所述检测电池参数的传感器的电压传感器检测各个单格蓄电池的电压，通过所述检测电池参数的传感器的温度传感器设定各个单格蓄电池的基准电压，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况。
优选的，所述电池管理模块通过由各个单格蓄电池上的无线通讯模块组成的无线局域网进行相互之间的单格蓄电池的比较，在电池管理模块搜寻发现所连接的单格蓄电池的电池容量明显超出或小于其他单格蓄电池时，或电池电压低于基准电压时，可判断该单格蓄电池落后，需要进行电量补偿，保持蓄电池组的均衡性。
优选的，所述每个单格蓄电池的电池管理模块通过所述无线通讯模块发送单格蓄电池的电池参数到互联网服务器。
优选的，设定所述检测电池参数的传感器采样时间间隔为20毫秒，每20毫秒采样一次，将采集到的一组电池参数数据存储到各个单格蓄电池的微控制器中，然后进行比较。
优选的，在每个单格蓄电池上设有一电池端盖，所述电池端盖上设有安装槽，所述检测电池参数的传感器、无线通讯模块、电池管理模块设置在所述安装槽内。
优选的，所述电池端盖上设有三个传感器凹槽，所述电压传感器电流传感器、温度传感器分别安装在三个传感器凹槽内。
另外，本发明还提供了一种电动车，该电动车使用上述的无线智能电池。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
通过设置在各个单格蓄电池上的无线通讯模块进行各个单格蓄电池间检测数据的通讯，构成一无线局域网，方便各个单格蓄电池上的电池管理模块通过无线通讯模块传输数据并进行相互间充放电程度的比较，以便控制各个单格蓄电池的平衡性，并且通过互联网将各个单格蓄电池的数据传输至服务器，便于服务器对蓄电池组中各个单个蓄电池的监测，以及对整个蓄电池组的控制。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明原理示意图；
图2为图1的A处局部放大图；
图3为图1的B处局部放大图；
图4为蓄电池组结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种无线智能电池，包括由若干个单格蓄电池1串联组成的蓄电池组，所述单格蓄电池1的电池端子11各自连接检测电池参数的传感器，传感器连接电池管理模块6，传感器采集的数据传输至电池管理模块6，所述的电池管理模块6连接无线通讯模块5，在每个单格蓄电池1上设有一电池端盖2，所述的电池端盖2上设有一安装槽3，所述的安装槽3内设有相互连接电池管理模块6和无线通讯模块5，并且各个单格蓄电池1的无线通讯模块相互通信，相互通信的无线通讯模块构成一无线局域网9，并且在单格蓄电池上还设有互联网通讯端口，可从互联网通讯端口连接网线10经互联网至外部的服务器。传感器包括有电压传感器、电流传感器和温度传感器，通过所述的传感器检测各个单格蓄电池的电压、电流和温度信号数据，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况，上述的分析判断由电池端盖2上的电池管理模块6进行，电池管理模块可通过由各个单格蓄电池上的无线通讯模块组成的无线局域网9进行相互之间的单格蓄电池的比较，具体的，通过所述检测电池参数的传感器的的电流传感器检测各个单格蓄电池的电流，所述电池管理模块通过电流的积分运算进行电池容量计算，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况；通过所述检测电池参数的传感器的电压传感器检测各个单格蓄电池的电压，通过所述检测电池参数的传感器的温度传感器设定各个单格蓄电池的基准电压，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况；在电池管理模块6搜寻发现所连接的单格蓄电池1的电池量明显超出或小于其他单格蓄电池时，可判断该单格蓄电池落后，需要进行电量补偿，保持蓄电池组的均衡性。可设定传感器采样时间间隔为20毫秒，每20毫秒采样一次，将采集到的一组电池参数数据存储到各个单格蓄电池的微控制器中，然后进行比较。此外通过互联网连接到外部的服务器，工作人员可随时掌握蓄电池组的工作状态，以及各个单格蓄电池的工作状态，便于及时发现问题，以免出现电池过充或欠充问题，并且在发现有电池过充或欠充时，通过服务器可进行控制，均衡各个单格蓄电池的充放电量，实现蓄电池组的远程管理。所述的无线通讯模块可采用射频频率在2.4GHZ、433MHZ或915MHZ的具有双向功能的无线通讯芯片。电池管理模块6和无线通讯模块5设置在安装槽3内，将各个元件集约整装在单格蓄电池上，简化了电路，减小了单格蓄电池在蓄电池组的壳体内的占用空间。
上所述的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别设置在单格蓄电池的电池端盖上的三个传感器凹槽4内，具体参见图1。分开设置传感器，传感器与电池管理模块不易出现错接现象。为方便所述的传感器与单格蓄电池的电池端子连接，所述传感器凹槽4底部设有一底孔，单格蓄电池1的电池端子11穿过底孔与设置在传感器凹槽4内的传感器相连接。缩短的连接，不易造成交错。
作为一种优选实施例，所述的电池管理模块包括微控制器和均衡电路，所述的均衡电路连接单格蓄电池的电池端子11，所述的均衡电路连接微控制器，所述的微控制器连接所述检测电池参数的传感器。所述的均衡电路主要通过电阻耗电均衡模式和电磁能量转换均衡模式进行电池充放电的均衡。在微控制器进行分析和判断后，发现单格蓄电池欠充或过充时通过控制均衡电路作用实现各个单格蓄电池之间的平衡。
作为一种优选实施方式，具体参见图2，所述电流传感器为霍尔电流传感器12，在传感器凹槽4底孔周边设有一周裙边，所述裙边与传感器凹槽4的周壁以及传感器凹槽4底部围成一磁环13槽，与电流传感器配合设置的磁环13放置在磁环13槽内。霍尔传感器安装更为稳定并且防止在单独的传感器凹槽内不易受到其他的电磁干扰。
作为一种优选实施方式，所述安装槽3上盖有一盖片8，在安装槽3的周边设有两条滑轨7，所述的盖片8沿滑轨7盖合在安装槽3上。将盖片8盖合在安装槽上，可避免接线拱起，并且在蓄电池震荡或晃动时，电池管理模块和无线通讯模块不易落到安装槽外部，具体参见图3。
为方便了解蓄电池的当前状况可连接一显示装置，显示装置的安装位置可参考以下两种方式,当然不限于所举的位置。
实施例1：
在所述的每个单格蓄电池的电池盖上所述电池管理模块6连接一显示装置，所述显示装置安装在所述的盖片8上，显示装置可显示单格蓄电池的电压、电流、温度、容量、电池剩余容量SOC以及电池健康状态SOH等参数，每个单格蓄电池都安装一显示装置，在电池发生问题时，便于及时找到有问题的单格蓄电池。
实施例2：
如图4所示，通过在蓄电池组外包一壳体14,所述壳体上设有孔,每个单格蓄电池上的电池管理模块6通过壳体上的孔连接在壳体外的显示装置15上，所述显示装置安装在壳体上。将蓄电池组壳体内的所有单格蓄电池的参数状况都显示在显示装置上，工作人员对蓄电池组内的所有单格蓄电池的情况都一目了然，便于比较和判断，并且节约了显示装置的使用。
此外显示装置可以是车载显示器、手持式电脑显示器、便携电脑或手机等，可以设置在便于人员监测的任何地方，当然还可通过无线方式实现显示装置与电池管理模块的连接。
上述实施例中，是将电池管理模块6及无线通讯模块5安装在电池端盖2上的安装槽3内，但是，电池管理模块6及无线通讯模块5安装在也可以安装设置在其他位置。例如，安装在盖片上，该盖片可以是安装槽上的盖片8，也可以是覆盖排气阀口的盖片，或者安装在电池壳体的侧面。如果采用盖片安装方式后，均衡器与蓄电池的阀口较远，有利于防酸雾；如果将电池管理模块安装在壳体的侧面，可以向侧面方向扩展而不会影响蓄电池的生产工艺。
另外，需要说明的是，该智能电池可以使用在电动车上。但是并不限于使用在电动车上。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种无线智能电池，包括由若干个单格蓄电池串联组成的蓄电池组，所述每个单格蓄电池包括电池端子，所述每个单格蓄电池内设置有检测电池参数的传感器、电池管理模块以及无线通讯模块，所述检测电池参数的传感器、无线通讯模块与所述电池管理模块连接，各个单格蓄电池的无线通讯模块相互通信,所述的电池管理模块包括微控制器和均衡电路，所述的均衡电路连接单格蓄电池的电池端子，所述的均衡电路连接微控制器，所述的微控制器连接所述传感器,所述检测电池参数的传感器包括电流传感器。
2.根据权利要求1所述的无线智能电池，其特征是：通过所述检测电池参数的传感器检测各个单格蓄电池的电流，所述电池管理模块通过电流的积分运算进行电池容量计算，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况。
3.根据权利要求2所述的无线智能电池，其特征是：所述检测电池参数的传感器还包括电压传感器和温度传感器，通过所述检测电池参数的传感器的电压传感器检测各个单格蓄电池的电压，通过所述检测电池参数的传感器的温度传感器设定各个单格蓄电池的基准电压，并判断单格蓄电池当前的运行和健康状况。
4.根据权利要求3所述的无线智能电池，其特征是：所述电池管理模块通过由各个单格蓄电池上的无线通讯模块组成的无线局域网进行相互之间的单格蓄电池的比较，在电池管理模块搜寻发现所连接的单格蓄电池的电池容量明显超出或小于其他单格蓄电池时，或电池电压低于基准电压时，可判断该单格蓄电池落后，需要进行电量补偿，保持蓄电池组的均衡性。
5.根据权利要求4所述的无线智能电池，其特征是：所述每个单格蓄电池的电池管理模块通过所述无线通讯模块发送单格蓄电池的电池参数到互联网服务器。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的无线智能电池，其特征是：设定所述检测电池参数的传感器采样时间间隔为20毫秒，每20毫秒采样一次，将采集到的一组电池参数数据存储到各个单格蓄电池的微控制器中，然后进行比较。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的无线智能电池，其特征是：在每个单格蓄电池上设有一电池端盖，所述电池端盖上设有安装槽，所述检测电池参数的传感器、无线通讯模块、电池管理模块设置在所述安装槽内。
8.根据权利要求7所述的无线智能电池，其特征是：所述电池端盖上设有三个传感器凹槽，所述电压传感器电流传感器、温度传感器分别安装在三个传感器凹槽内。
9.一种电动车，其特征在于，使用如权利要求1至8任意一项所述的无线智能电池。
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