CN113533994A - 可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法 - Google Patents

可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池使用状态巡检技术领域，是一种可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法，前者包括检测对象电池组、智能巡检采集器和移动终端，智能巡检采集器包括单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路、微处理器、电池状态判断模块、巡检指令模块、通信模块和电源模块等。本发明通过电池状态判断模块和巡检指令模块对现场状态智能判断、自动选取、对应巡检方案自动获取的架构模块，实现了对不同电池和状态采用不同间隔的巡检周期采集数据的实施方案；采用方便灵活的管理用移动终端，实现一对多台的智能巡检采集器远程数据传输及管理，保障获取各电池状态下有效数据的同时，优化节约了物联网的通讯费用支出。

Description

可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法
技术领域
本发明涉及电池使用状态巡检技术领域，是一种可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法。
背景技术
电池巡检仪是一种针对电池进行实时在线检测装置。已广泛应用于电力、通讯、交通、汽车等相关行业的电池数据的收集中。传统的电池巡检仪的电路结构较为复杂，硬件成本较高，不易大规模普及；目前基于物联网构架的电池巡检系统，大都采用固定的巡检周期采集数据，再利用3G/4G无线网络来传输数据，数据的巡检采集频度与采集数据量和数据通信量成正比关系，如果巡检周期设置间隔过短，会产生庞大的通信数据量和重复数据，会导致通信费用的上升；而巡检周期设置过长，则会导致数据获取脱漏，无法真实反映系统的状态。对于检测对象的电池而言，依据其不同特性和所在状态，采用不同间隔的巡检周期来采集数据，不但会提高数据的有效采集率，更可以节省通信费用，这对于使用电池巡检仪的用户而言具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种可变巡检周期的智能电池数据巡检仪及使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的电池巡检仪的巡检周期固定，巡检周期设置间隔过短，会产生庞大的通信数据量和重复数据，会导致通信费用的上升的问题，进一步解决了巡检周期设置过长，导致数据获取脱漏，无法真实反映系统的状态的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种可变巡检周期的智能电池数据巡检仪包括对象电池组、智能巡检采集器和移动终端，智能巡检采集器包括单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路、微处理器、电池状态判断模块、巡检指令模块、通信模块和电源模块，单体电压检测电路用于检测对象电池组内每节电池的电压，总电压检测电路用于检测对象电池组的总电压，环境温度检测电路用于检测对象电池组内的温度，总电流检测电路用于检测对象电池组的总电流，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路分别将对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流传送至微处理器，微处理器获取对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流并发送至电池状态判断模块，电池状态判断模块根据预设判定参数的数值及条件自动判断电池状态，巡检指令模块依据电池状态判断模块发送的电池状态量来判断是否改变巡检周期并自动发出巡检指令到微处理器，微处理器执行巡检指令，微处理器通过通信模块将检测对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流发送至移动终端，电源模块的输出端分别与微处理器和通信模块电连接。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述通信模块为有线网关或GPRS通讯模块或短信通讯模块或3G/4G无线通讯模块。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述可变巡检周期的智能电池数据巡检仪的使用方法，包括以下步骤：
第一步，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路分别检测对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压、温度和总电流，进入第二步；
第二步，电池状态判断模块判断当前电池状态是否改变，若是，则将电池状态自动发送至巡检指令模块，巡检指令模块生成巡检指令，进入第三步；若否，则巡检周期不变，结束；
第三步，依据巡检指令模块发送的巡检指令，微处理器分别接通单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路周期性采集对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压值、温度值和总电流值，进入第四步；
第四步，微处理器获取对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压值、温度值和总电流值并通过通信模块发送至移动终端，在移动终端上显示。
上述电池状态判断模块根据对象电池组的电压和电流进行电池状态判断的过程，包括以下步骤：
（1）根据对象电池组的电池的种类及电池状态设置判断电池状态的电流阈值分别为I1、I2、I3、I4···In，电压阈值分别为U1、U2、U3、U4···Un，进入（2）；
（2）电池状态判断模块获取对象电池组的总电压值和总电流值，进入（3）；
（3）判断对象电池组的电池状态是否满足U1<U当<U2且I1<I当<I2，当前电池的电压值为U当，电流值为I当；若满足，则判定电池为状态A；若不满足，则继续判断电池状态，进入（4）；
（4）判断对象电池组的电池状态是否满足U3<U当<U4且I3<I当<I4，若满足，则判定电池为状态B，若不满足，则进入（5）；
（5）电池状态判断模块不断的判断对象电池组的电池状态，直至满足Un-1<U当<Un且In-1<I当<In，判定出电池状态，结束；若不满足所有的判定条件，则返回（2），循环进行对象电池组电池状态的判定。
本发明采用多通道智能巡检采集器，取消现有的现场监视屏幕，有效降低了成本，可大规模应用，具有更高的推广性。本发明通过电池状态判断模块和巡检指令模块对现场状态智能判断、自动选取、对应巡检方案自动获取的架构模块，实现了对不同电池和状态采用不同间隔的巡检周期采集数据的实施方案；本发明采用方便灵活的管理用移动终端，可实现一对多台的智能巡检采集器远程数据传输及管理，保障获取各电池状态下有效数据的同时，优化节约了物联网的通讯费用支出，不受固定位置的限制，极大程度方便了用户的使用。
附图说明
附图1为本发明实施例1的电连接框图。
附图2为本发明实施例2的方法流程图。
附图3为本发明实施例2的电池状态判断模块判定过程流程图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该可变巡检周期的智能电池数据巡检仪包括对象电池组、智能巡检采集器和移动终端，智能巡检采集器包括单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路、微处理器、电池状态判断模块、巡检指令模块、通信模块和电源模块，单体电压检测电路用于检测对象电池组内每节电池的电压，总电压检测电路用于检测对象电池组的总电压，环境温度检测电路用于检测对象电池组内的温度，总电流检测电路用于检测对象电池组的总电流，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路分别将对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流传送至微处理器，微处理器获取对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流并发送至电池状态判断模块，电池状态判断模块根据预设判定参数的数值及条件自动判断电池状态，巡检指令模块依据电池状态判断模块发送的电池状态量来判断是否改变巡检周期并自动发出巡检指令到微处理器，微处理器执行巡检指令，微处理器通过通信模块将检测对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流发送至移动终端，电源模块的输出端分别与微处理器和通信模块电连接。
本发明的微处理器可采用基于ST32M芯片构架的可编程处理器，可实现多通道数据采集电池的数据，并计算处理，通道数量可以灵活配置，多达48通道以上。不受物理位置的限制，可以直接安装在工业现场。电池状态判断模块预留有10种状态判断的状态触发器，可通过移动终端的人机接口界面改变触发器的参数及判断条件，适用于不同的电池及状态判断。巡检指令模块可内置于微处理器内，也可作为单独的模块，其预存有20种与各个电池组相关状态对应的巡检周期方案，并可通过移动终端的人机接口界面灵活修改巡检周期方案，以适用于对对象电池组使用状态的可变周期巡检。电源模块为带有隔离保护的直流电源模块，功率小于0.5w，具备电压转换功能，也可直接连接对象电池组，依靠对象电池组作为电源供电。
本发明的微处理器将获取的对象电池组的数据及状态通过通信模块传输到移动终端，移动终端可为具备交互式界面的笔记本电脑、平板电脑或智能手机，管理员可使用应用软件获取巡检数据信息，并依据管理权限灵活设定巡检指令模块中巡检周期数值，也可根据电池种类灵活设定电池状态判断模块中电池状态的判断条件。
本发明采用多通道智能巡检采集器，取消现有的现场监视屏幕，有效降低了成本，可大规模应用，具有更高的推广性。本发明通过电池状态判断模块和巡检指令模块对现场状态智能判断、自动选取、对应巡检方案自动获取的架构模块，实现了对不同电池和状态采用不同间隔的巡检周期采集数据的实施方案；本发明采用方便灵活的管理用移动终端，可实现一对多台的智能巡检采集器远程数据传输及管理，保障获取各电池状态下有效数据的同时，优化节约了物联网的通讯费用支出，不受固定位置的限制，极大程度方便了用户的使用。
可根据实际需要，对上述可变巡检周期的智能电池数据巡检仪作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，通信模块为有线网关或GPRS通讯模块或短信通讯模块或3G/4G无线通讯模块。
实施例2：如图1、2、3所示，一种上述可变巡检周期的智能电池数据巡检仪的使用方法，包括以下步骤：
第一步，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路分别检测对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压、温度和总电流，进入第二步；
第二步，电池状态判断模块判断当前电池状态是否改变，若是，则将电池状态自动发送至巡检指令模块，巡检指令模块生成巡检指令，进入第三步；若否，则巡检周期不变，结束；
第三步，依据巡检指令模块发送的巡检指令，微处理器分别接通单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路，使单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路按照新的周期对对象电池组进行数据采集，进入第四步；
第四步，微处理器获取对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压值、温度值和总电流值并通过通信模块发送至移动终端，在移动终端上显示。
可根据实际需要，对上述可变巡检周期的智能电池数据巡检仪的使用方法作进一步优化或/和改进：
如附图1、2、3所示，电池状态判断模块根据对象电池组的电压和电流进行电池状态判断的过程，包括以下步骤：
（1）根据对象电池组的电池的种类及电池状态设置判断电池状态的电流阈值分别为I1、I2、I3、I4···In，电压阈值分别为U1、U2、U3、U4···Un，进入（2）；
（2）电池状态判断模块获取对象电池组的总电压值和总电流值，进入（3）；
（3）判断对象电池组的电池状态是否满足U1<U当<U2且I1<I当<I2，当前电池的电压值为U当，电流值为I当；若满足，则判定电池为状态A；若不满足，则继续判断电池状态，进入（4）；
（4）判断对象电池组的电池状态是否满足U3<U当<U4且I3<I当<I4，若满足，则判定电池为状态B，若不满足，则进入（5）；
（5）电池状态判断模块不断的判断对象电池组的电池状态，直至满足Un-1<U当<Un且In-1<I当<In，判定出电池状态，结束；若不满足所有的判定条件，则返回（2），循环进行对象电池组电池状态的判定。
电池状态判断模块判断依据主要是采集到的电池电压值、电流值的大小，在根据上述判定条件，通常可判定的电池状态量有充电状态、浮充状态、均充状态、放电状态、停止放电状态及异常状态等。上述的状态A、状态B可为充电状态、浮充状态、均充状态、放电状态、停止放电状态及异常状态中的任意一种，根据实际的判定条件，进行判定。在实际的巡检过程中，巡检指令模块将会依据设定好的条件发出巡检指令，实现不同状态不同周期的智能巡检。例如：电池状态为浮充状态时，若数据几乎无变化，可加大巡检周期间隔，设定为3600秒；而若处于电池放状态时，为获取有效数据，可减小巡检周期，设定巡检周期为60秒。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (4)

1.一种可变巡检周期的智能电池数据巡检仪，其特征在于包括对象电池组、智能巡检采集器和移动终端，智能巡检采集器包括单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路、微处理器、电池状态判断模块、巡检指令模块、通信模块和电源模块，单体电压检测电路用于检测对象电池组内每节电池的电压，总电压检测电路用于检测对象电池组的总电压，环境温度检测电路用于检测对象电池组内的温度，总电流检测电路用于检测对象电池组的总电流，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路、总电流检测电路分别将对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流传送至微处理器，微处理器获取对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流并发送至电池状态判断模块，电池状态判断模块根据预设判定参数的数值及条件自动判断电池状态，巡检指令模块依据电池状态判断模块发送的电池状态量来判断是否改变巡检周期并自动发出巡检指令到微处理器，微处理器执行巡检指令，微处理器通过通信模块将检测对象电池组的每节电池电压、电池组总电压、温度、电池组总电流发送至移动终端，电源模块的输出端分别与微处理器和通信模块电连接。
2.根据权利要求1所述的可变巡检周期的智能电池数据巡检仪，其特征在于通信模块为有线网关或GPRS通讯模块或短信通讯模块或3G/4G无线通讯模块。
3.一种使用权利要求1至2中任一项所述的可变巡检周期的智能电池数据巡检仪的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路分别检测对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压、温度和总电流，进入第二步；
第二步，电池状态判断模块判断当前电池状态是否改变，若是，则将电池状态自动发送至巡检指令模块，巡检指令模块生成巡检指令，进入第三步；若否，则巡检周期不变，结束；
第三步，依据巡检指令模块发送的巡检指令，微处理器分别接通单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路，单体电压检测电路、总电压检测电路、环境温度检测电路和总电流检测电路周期性采集对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压值、温度值和总电流值，进入第四步；
第四步，微处理器获取对象电池组的每节电池的电压值、电池组的总电压值、温度值和总电流值并通过通信模块发送至移动终端，在移动终端上显示。
4.根据权利要求3所述的可变巡检周期的智能电池数据巡检仪的使用方法，其特征在于电池状态判断模块根据对象电池组的电压和电流进行电池状态判断的过程，包括以下步骤：
（1）根据对象电池组的电池的种类及电池状态设置判断电池状态的电流阈值分别为I1、I2、I3、I4···In，电压阈值分别为U1、U2、U3、U4···Un，进入（2）；
（2）电池状态判断模块获取对象电池组的总电压值和总电流值，进入（3）；
（3）判断对象电池组的电池状态是否满足U1<U当<U2且I1<I当<I2，当前电池的电压值为U当，电流值为I当；若满足，则判定电池为状态A；若不满足，则继续判断电池状态，进入（4）；
（4）判断对象电池组的电池状态是否满足U3<U当<U4且I3<I当<I4，若满足，则判定电池为状态B，若不满足，则进入（5）；
（5）电池状态判断模块不断的判断对象电池组的电池状态，直至满足Un-1<U当<Un且In-1<I当<In，判定出电池状态，结束；若不满足所有的判定条件，则返回（2），循环进行对象电池组电池状态的判定。
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