CN112688384A - 一种蓄电池智能管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄电池智能管理装置，包括控制器、充电管理模块、库仑计模块，所述充电管理模块的输入端与外界电源电性相连，所述充电管理模块的一个输出端向蓄电池供电，所述蓄电池的输出端通过第一中继开关与发动机电性相连，所述蓄电池的输出端上还设有第二中继开关，所述第二中继开关与第一负载电性相连，所述控制器与第一中继开关、第二中继开关信号相连，所述充电管理模块的另一个输出端向第二负载、控制器供电，所述第二负载与所述控制器信号相连，所述库伦计模块与所述蓄电池的输出端并联，所述库伦计模块与所述控制器信号相连，用于检测蓄电池的使用情况。

Description

一种蓄电池智能管理装置

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种蓄电池智能管理装置。

背景技术

目前在法拉第柴油发动机中通常采用蓄电池作为备用电源，但在长期不使用蓄电池的情况下，其蓄电池出现的掉电漏电的情况不容易被监测人员发现，在关键时刻无法启动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓄电池智能管理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种蓄电池智能管理装置，包括控制器、充电管理模块、库仑计模块，所述充电管理模块的输入端与外界电源电性相连，所述充电管理模块的一个输出端向蓄电池供电，所述蓄电池的输出端通过第一中继开关与发动机电性相连，所述蓄电池的输出端上还设有第二中继开关，所述第二中继开关与第一负载电性相连，所述控制器与第一中继开关、第二中继开关信号相连，所述充电管理模块的另一个输出端向第二负载、控制器供电，所述第二负载与所述控制器信号相连，所述库伦计模块与所述蓄电池的输出端并联，所述库伦计模块与所述控制器信号相连，用于检测蓄电池的使用情况。

优选的，所述充电管理模块包括整流电路、滤波电路、降压器，所述整流电路的输入端与外界电源电性相连，所述整流电路的输出端与滤波电路、降压器依次电性相连，所述降压器的输出端与蓄电池电性相连；

所述整流电路包括：电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，电容C1、二极管D2、电阻R1三者串联连接，所述二极管D1并联于电容C1、二极管D2之间，所述电阻R1并联于二极管D2、电阻R1之间；

所述滤波电路包括：电感L1、电感L2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6，所述电感L1、电感L2组成共模扼流圈，所述电容C5、电容C6串联连接后与所述电容C3、电容C4、电感L1、电感L2相并联。

优选的，所述降压器的一个输出端与充电控制芯片电性相连，所述充电控制芯片与所述控制器信号相连，所述充电控制芯片与所述蓄电池电性相连。

优选的，所述滤波电路的另一个输出端与低变电压模块电性相连，所述低变电压模块分别与所述第二负载、控制器电性相连，所述低变电压模块包括buck降压电路。

优选的，所述库仑计模块包括电流互感器以及电压互感器，所述电流互感器、电压互感器分别与所述控制器信号相连。

优选的，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制器信号相连，所述温度传感器用于检测所述蓄电池的温度。

优选的，所述降压模块包括降压芯片、电容C7、电容C8、电阻R2，所述降压器的输出端接入所述降压芯片的输入引脚，所述电容C7、电容C8、电阻R2分别与所述降压芯片相并联，所述降压芯片的输出引脚与第二负载电性相连。

优选的，所述第二负载包括液晶显示屏以及通信芯片，所述液晶显示屏以及通信芯片均分别与所述控制器信号相连。

优选的，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统运行于所述控制器上，所述控制系统包括实时电量数据模块、显示屏驱动模块、电量里程转换模块、开关驱动模块；

实时电量数据模块，用于对接收到的电压信号以及电流信号进行处理得到实时数据信号；

电量里程转换模块，用于对所述实时数据信号进行处理，并计算电池的使用情况、充放电次数；

显示屏驱动模块，用于将实时数据信号输入所述液晶显示屏进行显示；

开关驱动模块，用于对第一中继开关、第二中继开关发出相应的控制命令。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种蓄电池智能管理装置，可以实时监测蓄电池的运行状态，并可扩展功能将实时状态发送给巡维人员查看，当蓄电池消耗到一定程度后，可以由主电源自动给蓄电池充电和管理，解决了因蓄电池长期未使用电量耗尽或损坏，关键时刻无法启动备用发电机等关键设备的问题，增加了蓄电池的使用寿命，提升了巡维人员对蓄电池的管理水平并减轻了其工作量，提升了供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种蓄电池智能管理装置的模块示意图；

图2为本发明提供的充电管理模块示意图；

图3为本发明提供的一种蓄电池智能管理装置的降压部分的模块示意图；

图4为本发明提供的一种蓄电池智能管理装置的电路示意图；

图5为本发明提供的整流电路示意图；

图6为本发明提供的滤波电路示意图；

图7为本发明提供的控制系统示意图；

图8为本发明提供的降压模块电路示意图。

图中，1控制器，2充电管理模块，201整流电路，202滤波电路，203降压器，3库仑计模块，301电流互感器，302电压互感器，4蓄电池，5第一中继开关，6第二中继开关，7第一负载，8第二负载，9充电控制芯片，10温度传感器，11降压模块，12实时电量数据模块，13显示屏驱动模块，14电量里程转换模块，15开关驱动模块，16发动机。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种蓄电池智能管理装置，包括控制器1、充电管理模块2、库仑计模块3，所述充电管理模块2的输入端与外界电源电性相连，所述充电管理模块2的一个输出端向蓄电池4供电，所述蓄电池4的输出端通过第一中继开关5与发动机16电性相连，所述蓄电池4的输出端上还设有第二中继开关6，所述第二中继开关6与第一负载7电性相连，所述控制器1与第一中继开关5、第二中继开关6信号相连，所述充电管理模块2的另一个输出端向第二负载8、控制器1供电，所述第二负载8与所述控制器1信号相连，所述库伦计模块与所述蓄电池4的输出端并联，所述库伦计模块与所述控制器1信号相连，用于检测蓄电池4的使用情况。

本发明实施例公开了一种蓄电池智能管理装置，在蓄电池4休眠时，可间断唤醒法拉第柴油发动机16的备用蓄电池4，并对蓄电池4的放电状态进行测试以及监控，同时在蓄电池4运行时，可以实时监测蓄电池4的运行状态，并可将蓄电池4运行状态发送给巡维人员查看，当蓄电池4消耗到一定程度后，可以由市电自动给蓄电池4充电和管理，解决了因蓄电池4长期未使用电量耗尽或损坏，关键时刻无法启动备用发电机等关键设备的问题；

在连接时，将充电管理模块2接入外界220V交流市电，在充电管理模块2的作用下，其220V市电经过整流、变压、滤波后转化成为24V直流电，并在所述控制器1的控制下对蓄电池4进行充电，在充电过程中，通过库伦计模块实现对充电过程中的电流、电压监控，控制器1通过库伦计模块所获得的电流、电压数据，可以更加精准的计算电容量以及充电情况，同时还能避免出现蓄电池4的过充情况；

在需要对蓄电池4进行测试时，所述控制器1关闭第一中继开关5，打开第二中继开关6，使得蓄电池4为第一负载7供电，在供电过程中，控制器1通过库伦计模块所获得的电流、电压数据，精准判断蓄电池4的放电状态情况；

当外界220V交流市电断电时，所述控制器1打开第一中继开关5，关闭第二中继开关6，使得蓄电池4为法拉第柴油发动机16提供备用电源以备启动使用。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一中继开关5、第二中继开关6均包括继电器。而第一负载7包括LED灯，通过LED灯，可直观的判断蓄电池4是否向第一负载7供电。

参见图2，具体的，所述充电管理模块2包括整流电路201、滤波电路202、降压器203，所述整流电路201的输入端与外界电源电性相连，所述整流电路201的输出端与滤波电路202、降压器203依次电性相连，所述降压器203的输出端与蓄电池4电性相连。

参见图5，所述整流电路201包括：电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，电容C1、二极管D2、电阻R1三者串联连接，所述二极管D1并联于电容C1、二极管D2之间，所述电阻R1并联于二极管D2、电阻R1之间；

电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，电容C1、二极管D2、电阻R1构成的整流电路201为二倍压整流电路201，通过二倍压整流电路201可使输入的220V交流电转换为440V直流电；

参见图6，所述滤波电路202包括：电感L1、电感L2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6，所述电感L1、电感L2组成共模扼流圈，所述电容C5、电容C6串联连接后与所述电容C3、电容C4、电感L1、电感L2相并联。

电感L1、电感L2被称为共模扼流圈，共模干扰时，可以产生共模扼流线圈电感，起到抑制共模干扰的作用，电容C3、电容C4、电容C5、电容C6一般采用薄膜电容器，主要用于滤除串模干扰。

由于所获得的440V直流电为脉动直流电，脉动直流电所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源，因此在整流电路201的输出端接入滤波电路202，通过滤波电路202将440V直流电进行滤波，获得较为稳定且不含交流纹波的440V直流电；

具体的，在本发明的一个实施例中，所述降压器203为BCM型DC-DC降压器203。通过降压器203可将440V直流电降压为24V直流电。

参见图3，具体的，在本发明的一个实施例中，所述降压器203的一个输出端与充电控制芯片9电性相连，所述充电控制芯片9与所述控制器1信号相连，所述充电控制芯片9与所述蓄电池4电性相连；

在蓄电池4进行测试时，控制器1通过库伦计模块所获得的电流、电压数据，精准判断蓄电池4的电量状态情况，在蓄电池4电量不满足要求时，所述控制器1通过充电控制芯片9对蓄电池4进行充电控制。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述库仑计模块3包括电流互感器301以及电压互感器302，所述电流互感器301、电压互感器302分别与所述控制器1信号相连，通过电流互感器301、电压互感器302可对蓄电池4的电流、电压进行监控。

具体的，在本发明的一个实施例中，还包括温度传感器10，所述温度传感器10与所述控制器1信号相连，所述温度传感器10用于检测所述蓄电池4的温度。

在蓄电池4开始供电时，所述温度传感器10开始检测所述蓄电池4的温度情况。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述控制器1与散热系统信号相连，当温度传感器10检测所述蓄电池4的温度过高时，所述控制器1开启所述散热散热系统对蓄电池4进行散热。

参见图7，具体的，在本发明的一个实施例中，所述降压模块11包括降压芯片、电容C7、电容C8、电阻R2，所述降压器203的输出端接入所述降压芯片的输入引脚，所述电容C7、电容C8、电阻R2分别与所述降压芯片相并联，所述降压芯片的输出引脚与第二负载8电性相连。

所述降压芯片优选为LM7805芯片，通过降压芯片，将24V直流电降压为5V直流电，并为第二负载8供电。

在本发明的一个实施例中，所述第二负载8包括液晶显示屏以及通信芯片，所述液晶显示屏以及通信芯片均分别与所述控制器1信号相连。

液晶显示屏使用串口屏组进行人工交互界面，通过屏组进行日期时间、报警显示、电池状态、手机APP连接状态显示；

而所述通信芯片包括4G通信芯片，通过串口方式与主芯片进行数据交换，同时连网后可以通过MODBUS协议进行与手机APP数据透传。

具体的，在本发明的一个具体实施例中，控制器1使用32位主流进口芯片，具有良好的稳定性以及高主频，同时具备低功耗模式，在低功耗模式下进行数据监控。

参见图8，具体的，在本发明的一个具体实施例中，还包括控制系统，所述控制系统运行于所述控制器1上，所述控制系统包括实时电量数据模块12、显示屏驱动模块13、电量里程转换模块14、开关驱动模块15；

实时电量数据模块12，用于对接收到的电压信号以及电流信号进行处理得到实时数据信号；

电量里程转换模块14，用于对所述实时数据信号进行处理，并计算电池的使用情况、充放电次数；

显示屏驱动模块13，用于将实时数据信号输入所述液晶显示屏进行显示；

开关驱动模块15，用于对第一中继开关5、第二中继开关6发出相应的控制命令。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，包括控制器、充电管理模块、库仑计模块，所述充电管理模块的输入端与外界电源电性相连，所述充电管理模块的一个输出端向蓄电池供电，所述蓄电池的输出端通过第一中继开关与发动机电性相连，所述蓄电池的输出端上还设有第二中继开关，所述第二中继开关与第一负载电性相连，所述控制器与第一中继开关、第二中继开关信号相连，所述充电管理模块的另一个输出端向第二负载、控制器供电，所述第二负载与所述控制器信号相连，所述库伦计模块与所述蓄电池的输出端并联，所述库伦计模块与所述控制器信号相连，用于检测蓄电池的使用情况。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述充电管理模块包括整流电路、滤波电路、降压器，所述整流电路的输入端与外界电源电性相连，所述整流电路的输出端与滤波电路、降压器依次电性相连，所述降压器的输出端与蓄电池电性相连；

所述整流电路包括：电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，电容C1、二极管D2、电阻R1三者串联连接，所述二极管D1并联于电容C1、二极管D2之间，所述电阻R1并联于二极管D2、电阻R1之间；

所述滤波电路包括：电感L1、电感L2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6，所述电感L1、电感L2组成共模扼流圈，所述电容C5、电容C6串联连接后与所述电容C3、电容C4、电感L1、电感L2相并联。

3.根据权利要求2所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述降压器的一个输出端与充电控制芯片电性相连，所述充电控制芯片与所述控制器信号相连，所述充电控制芯片与所述蓄电池电性相连。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述滤波电路的另一个输出端与低变电压模块电性相连，所述低变电压模块分别与所述第二负载、控制器电性相连，所述低变电压模块包括buck降压电路。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述库仑计模块包括电流互感器以及电压互感器，所述电流互感器、电压互感器分别与所述控制器信号相连。

6.根据权利要求1所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制器信号相连，所述温度传感器用于检测所述蓄电池的温度。

7.根据权利要求2所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述降压模块包括降压芯片、电容C7、电容C8、电阻R2，所述降压器的输出端接入所述降压芯片的输入引脚，所述电容C7、电容C8、电阻R2分别与所述降压芯片相并联，所述降压芯片的输出引脚与第二负载电性相连。

8.根据权利要求1所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，所述第二负载包括液晶显示屏以及通信芯片，所述液晶显示屏以及通信芯片均分别与所述控制器信号相连。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种蓄电池智能管理装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统运行于所述控制器上，所述控制系统包括实时电量数据模块、显示屏驱动模块、电量里程转换模块、开关驱动模块；

实时电量数据模块，用于对接收到的电压信号以及电流信号进行处理得到实时数据信号；

电量里程转换模块，用于对所述实时数据信号进行处理，并计算电池的使用情况、充放电次数；

显示屏驱动模块，用于将实时数据信号输入所述液晶显示屏进行显示；

开关驱动模块，用于对第一中继开关、第二中继开关发出相应的控制命令。

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