CN105954683A - 模块化电池监测仪及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种模块化电池监测仪及监测系统，该模块化电池监测仪包括电池组、采样器组和采集器，所述电池组包括若干个串联的单体电池；所述采样器组包括若干个依次通信连接的采样器，用于采集各单体电池的温度以及各单体电池两端的电压；所述采集器与第一个采样器通信连接，包括有自动编码模块，所述自动编码模块按顺序为所述若干个采样器进行自动编码。本发明通过在采集器中设置自动编码模块来对各个采样器进行自动编码，避免了现有电池监测系统中通过拨码开关来手动设置各采样器的地址码，出现编码错误而导致监测数据对应不一致的问题；同时能简单明了的发现各采样器有没有全部连接成功。
Description
技术领域
本发明涉及电池组监控技术领域，特别涉及一种模块化电池监测仪及监测系统。
背景技术
现有电池组监测装置和系统通常是通过检测电池组两端的电压电流、电池组的温度、以及电池组中单体电池的电压，来作为判断电池组是否正常运行的依据，而现有的检测单体电池电压的检测装置通常是通过拨码开关来设置各单体电池对应的检测装置地址码的，这样的方式不仅安装麻烦、施工效率低，而且容易出现编码错误而导致检测装置与单体电池不对应的问题，一旦出现将检测单体电池电压的检测装置编码错误，后期报警时，更换报警对应的单体电池可能是正常的电池，而不正常的电池还继续在电池组中，此时要想对电池组维修需要对每一个单体电池进行检测才能知道具体是哪个单体电池导致的报警信号，极为费时费力。
发明内容
本发明的旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的上述技术问题之一，为此，本发明的一个目的在于提出一种模块化电池监测仪。
本发明的另一个目的在于提出一种模块化电池监测系统。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种模块化电池监测仪，包括：
电池组，所述电池组包括若干个串联的单体电池；
采样器组，所述采样器组包括若干个依次通信连接的采样器，所述若干个采样器分别与所述若干个单体电池对应连接，用于采集各单体电池的温度以及各单体电池两端的电压；
采集器，所述采集器与所述采样器组的第一个采样器通信连接，用于接收所述采样器组所采集到的各单体电池的温度和电压，并通过RS485通信接口实现与其他通信终端的通信；
其中，所述采集器包括有自动编码模块，所述自动编码模块向所述采样器组发送编码信号，所述编码信号依次经过所述若干个采样器，并按所述编码信号的经过顺序为所述若干个采样器进行自动编码。
根据本发明的一个实施例，所述模块化电池监测仪还包括有与所述采集器连接的电流传感器，所述电流传感器用于采集所述电池组的电流，并将所述电流信息传送至所述采集器。
根据本发明的一个实施例，所述采集器还包括报警模块，用于当检测到所述各单体电池的温度、各单体电池的电压或电池组的电流超出设定阈值时，发出报警信号。
根据本发明的一个实施例，所述采集器根据所述各单体电池两端的电压和电池组的电流获得各单体电池的内阻，当所述各单体电池的内阻超出设定阈值时，控制所述报警模块发出报警信号。
根据本发明的一个实施例，所述采集器用于当所述各单体电池的内阻和温度同时超出设定阈值时，控制所述报警模块发出报警信号。
根据本发明的一个实施例，所述采样器通过双面胶粘贴在所述单体电池的外表面上，用于检测单体电池的表面温度。
根据本发明的一个实施例，所述采样器通过两U型卡片分别与所述单体电池的正负极柱卡接，用于检测单体电池的电压。
根据本发明的一个实施例，所述单体电池的正负极柱为T型柱，所述T型柱由一导电柱和垂直连接于所述导电柱顶端的卡板组成，所述U型卡片的开口大小与所述导电柱的直径相适配，所述U型卡片的厚度与所述卡板和单体电池表面的间距相适配。
根据本发明的一个实施例，所述采集器包括有多个RJ11通信接口，所述采集器通过所述RJ11通信接口与所述采样器组通信连接，所述采样器组中的每一采样器分别设有两个RJ11通信接口，相邻两个采样器之间通过RJ11通 信接口连接。
为实现上述目的，另一方面，本发明还提供了一种模块化电池监测系统，包括监控主机和如上实施例所述的模块化电池监测仪，所述监控主机通过RS485总线与所述模块化电池监测仪的采集器通信连接，用于接收显示所述采集器发送的电池组的电流、各单体电池的电压、各单体电池的内阻和各单体电池的温度、以及报警信号。
本发明的一种模块化电池监测仪及监测系统，在电池组中的每一单体电池上设置采集单体电池电压和温度的采样器，将采样器依次通信连接后与采集器连接，在采集器中通过设置自动编码模块来对各个采样器进行自动编码，避免了现有电池监测系统中通过拨码开关来手动设置各采样器的地址码，出现编码错误而导致监测数据对应不一致的问题；同时能简单明了的发现各采样器有没有全部连接成功。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明模块化电池监测仪一实施例的结构示意框图；
图2为本发明U型卡片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种模块化电池监测仪，是专门针对通信机房UPS电池组及其他通信电池组实现在线管理的专用维护设备。
在本发明实施例中，如图1所示，该模块化电池监测仪包括电池组10、采样器组和采集器30。
所述电池组10包括若干个串联的单体电池11，所述电池组10分别连接于充电装置和负载，保证负载设备在断电时也能稳定的运行。
采样器组，所述采样器组包括若干个依次通信连接的采样器20，所述若干个采样器20分别与所述若干个单体电池11对应连接，用于采集各单体电池11的温度以及各单体电池11两端的电压；具体的，每一采样器20均具有两个RJ11通信接口，若干个采样器通过RJ11通信接口依次通信连接。
采集器30，所述采集器30具有RJ11通信接口和RS485通信接口，所述采集器30通过RJ11通信接口与所述采样器组中依次连接的第一个采样器20通信连接，用于接收所述采样器组中各采样器20所采集到的各单体电池的温度和电压，并通过RS485通信接口实现与远程监控系统的监控主机通信连接，并将所接收到的信息上传至监控主机100进行显示。
其中，所述采集器30包括有自动编码模块，所述自动编码模块向所述采样器组发送编码信号，所述编码信号依次经过所述若干个采样器20，并按所述编码信号的经过顺序为所述若干个采样器20进行自动编码。
具体的，所述采样器20首次通电后进行初始化，每个采样器20的地址码复位为0，此时，所述采集器30的自动编码模块发送编码信号给与其连接的第一个采样器，并为该采样器的地址码标记为“1”，同时“1”号采样器将编码信号发送给与其相连的下一个采样器，在“1”号地址码的基础上加1进而标记该采样器的地址码为“2”，同时“2”号采样器再次将编码信号发送给与其连接的下一个采样器，依此逻辑将所有的采样器标记好地址码。各采样器在将采集到的各单体电池的温度和电压上传的同时也将其自身对应的地址码上传至采集器30中，再由采集器30将接收到的各采样器的地址码以及每一地址码所对应的温度和电压上传至监控主机，可在监控主机上简单明了的监控电池组中各单体电池的状态，避免了现有电池监测系统中通过拨码开关来手动设置各采样器的地址码，而导致安装麻烦、出现编码错误的问题；而且，通过自动编码还可以快速的检测采样器组中各采样器有没有相互连接成功，比较实际采样器的数量和自动编码中最大地址码的码数是否对应一致，如一致即表示完全连接成功，如不一致则表示其中两个采样器没有连接成功，而此时通过自动编码的最大码数可以知道采样器组中是哪两个采样器没有连接成功。
作为一个较佳的实施例，所述模块化电池监测仪还包括有与所述采集器30连接的电流传感器40，所述电流传感器40为霍尔电流传感器，设置与电池组10与充电装置或负载之间，用于采集所述电池组10的充电或放电电流，并将所述电流信息传送至所述采集器30，本实施例通过监控电池组的整组电流来判断电池组是否正常。
优选地，所述采集器30还包括报警模块，用于当检测到所述各单体电池11的温度、各单体电池11的电压或电池组10的电流超出设定阈值时，发出报警信号。
进一步地，所述采集器30根据所述各单体电池11两端的电压和电池组10的电流来获得各单体电池11的内阻，当任一单体电池11的内阻超出设定阈值时，控制所述报警模块发出报警信号；当电池组10中某一块单体电池11的损耗过大时，会导致该单体电池的内阻升高，如此会影响通过该电池组10的电流，而本发明通过检测各单体电池11的电压和电池组10的电流来计算 出各单体电池11的实时内阻，进而判断各单体电池11的损耗情况以及是否可继续正常使用。
更进一步地，为减少报警模块的误报，所述采集器30在当所述各单体电池11的内阻和温度同时超出设定阈值时，才控制所述报警模块发出报警信号；当单体电池11的内组升高时，会导致该单体电池11的温度也升高，本实施例通过监测单体电池11的内阻和温度来综合判断电池的好坏。
作为另一个较佳的实施例，所述采样器20通过双面胶粘贴在所述单体电池11的外表面上，用于一一对应的检测各单体电池11的表面温度。
进一步地，如图1所示，在将各采样器20一一对应的粘贴在各单体电池11上时，所述采样器20通过两U型卡片21分别与对应粘贴的单体电池11的正负极柱12卡接，用于检测单体电池11的电压。
其中，单体电池11的正负极柱12为T型柱，所述T型柱由一导电柱121和垂直连接于所述导电柱121顶端的卡板122组成，所述U型卡片21的开口大小与所述导电柱121的直径相适配，所述U型卡片21的厚度与所述卡板122和单体电池11表面的间距相适配。通过该U型卡片21可快速卡入到单体电池11的极柱12上，实现采样器20与单体电池11之间的连接，安装和拆卸便捷，连接的可靠性高。
本发明还提供了一种模块化电池监测系统，如图1所示，包括监控主机100和模块化电池监测仪，该模块化电池监测仪的具体结构参照上述实施例，由于本模块化电池监测系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述监控主机100通过RS485总线与所述模块化电池监测仪的采集器30通信连接，用于接收显示所述采集器30发送的电池组10的电流、各单体电池11的电压、各单体电池11的内阻和各单体电池11的温度、以及报警信号，用以实时在线的监控个单体电池11的状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种模块化电池监测仪，其特征在于，包括：
电池组，所述电池组包括若干个串联的单体电池；
采样器组，所述采样器组包括若干个依次通信连接的采样器，所述若干个采样器分别与所述若干个单体电池对应连接，用于采集各单体电池的温度以及各单体电池两端的电压；
采集器，所述采集器与所述采样器组的第一个采样器通信连接，用于接收所述采样器组所采集到的各单体电池的温度和电压，并通过RS485通信接口实现与其他通信终端的通信；
其中，所述采集器包括有自动编码模块，所述自动编码模块向所述采样器组发送编码信号，所述编码信号依次经过所述若干个采样器，并按所述编码信号的经过顺序为所述若干个采样器进行自动编码。
2.如权利要求1所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述模块化电池监测仪还包括有与所述采集器连接的电流传感器，所述电流传感器用于采集所述电池组的电流，并将所述电流信息传送至所述采集器。
3.如权利要求2所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采集器还包括报警模块，用于当检测到所述各单体电池的温度、各单体电池的电压或电池组的电流超出设定阈值时，发出报警信号。
4.如权利要求3所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采集器根据所述各单体电池两端的电压和电池组的电流获得各单体电池的内阻，当所述各单体电池的内阻超出设定阈值时，控制所述报警模块发出报警信号。
5.如权利要求4所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采集器用于当所述各单体电池的内阻和温度同时超出设定阈值时，控制所述报警模块发出报警信号。
6.如权利要求1至5任意一项所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采样器通过双面胶粘贴在所述单体电池的外表面上，用于检测单体电池的表面温度。
7.如权利要求6所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采样器通过两U型卡片分别与所述单体电池的正负极柱卡接，用于检测单体电池的电压。
8.如权利要求7所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述单体电池的正负极柱为T型柱，所述T型柱由一导电柱和垂直连接于所述导电柱顶端的卡板组成，所述U型卡片的开口大小与所述导电柱的直径相适配，所述U型卡片的厚度与所述卡板和单体电池表面的间距相适配。
9.如权利要求1所述的模块化电池监测仪，其特征在于，所述采集器包括有多个RJ11通信接口，所述采集器通过所述RJ11通信接口与所述采样器组通信连接，所述采样器组中的每一采样器分别设有两个RJ11通信接口，相邻两个采样器之间通过RJ11通信接口连接。
10.一种模块化电池监测系统，其特征在于，包括监控主机和如权利要求1至9任意一项所述的模块化电池监测仪，所述监控主机通过RS485总线与所述模块化电池监测仪的采集器通信连接，用于接收显示所述采集器发送的电池组的电流、各单体电池的电压、各单体电池的内阻和各单体电池的温度、以及报警信号。
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