CN201754422U - 一种带有检测装置的镍氢电池组 - Google Patents

一种带有检测装置的镍氢电池组 Download PDF

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吴合年
刘向军
黄金锋
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Abstract

本实用新型公开了一种带有检测装置的镍氢电池组,包括多个相互电连接的镍氢电池单元,检测装置包括控制单元、显示单元和至少一个检测单元;检测单元用于检测所述镍氢电池组当前的工作状态参数,并将所述工作状态参数传输给控制单元;控制单元用于控制所述显示单元输出所述工作状态参数。本实用新型对镍氢电池组在工作过程中的各种工作状态参数进行自动检测,实现了对镍氢电池组的智能化控制。该镍氢电池组不会污染环境,材料容易回收利用,具有良好的环保性能;且便于工作人员根据检测结果对镍氢电池组进行有效地调控和维护,尤其当镍氢电池组应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时,能够保障用电设备的正常供电。

Description

一种带有检测装置的镍氢电池组
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电池领域,尤其涉及一种带有检测装置的镍氢(Ni-MH)电池组。 背景技术
[0002] 随着人们环保意识的日益增强,生活、工业等各个领域都对电池的环保性能提出 了越来越高的要求,业内纷纷提高了电池在材料、生产工艺、包装、回收等发面的环保标准, 用于减少或消除电池生产或者废弃环节造成的环境污染问题。
[0003] 目前,市场上的蓄电池以铅酸电池为主,铅酸电池通常以二氧化铅作为正极活性 物质,铅作为负极活性物质,硫酸作为电解液,两极浸入到硫酸溶液中并发生化学反应,从 而实现蓄电池的充放电。然而,废弃的铅酸电池内部含有大量的铅,随意排放不仅会污染环 境,而且对人体健康有重大危害。
[0004] 作为一种新型蓄电池,镍氢电池具有良好的环保性能,其正极活性物质为氢氧化 镍(称氧化镍电极),负极活性物质为金属氧化物或贮氢合金(称贮氢电极),电解液为氢 氧化钾。镍氢电池不含有毒有害的重金属,因此无论生产、使用过程中还是废弃后都不会污 染环境,且电池材料方便回收利用,被称为“绿色电池”。目前,镍氢电池由于具备良好的环 保性能、高能量密度等特性,正在逐步取代传统的铅酸电池。
[0005] 多个镍氢电池通过串/并联的方式组装成镍氢电池组,并应用在通讯基站、储备 电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时,技术人员有时需要对镍氢电池组进行 工作状态的调整和维护,从而保障用电设备的正常运行,避免电池状态不稳定而造成的设 备故障、业务中断等问题。然而,针对现有的镍氢电池组,技术人员无法及时、准确地掌握其 内部的工作状态,因此难以对镍氢电池组进行相应的维护。
实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决的主要技术问题是,提供一种便于维护、智能化的带有检测装 置的Ni-MH电池组。
[0007] 为解决上述技术问题,本实用新型提供一种带有检测装置的镍氢电池组,包括多 个相互电连接的镍氢电池单元,所述检测装置包括控制单元、显示单元和至少一个检测单 元;
[0008] 检测单元用于检测所述镍氢电池组当前的工作状态参数,并将所述工作状态参数 传输给控制单元;
[0009] 控制单元用于控制所述显示单元输出所述工作状态参数。
[0010] 进一步地,所述镍氢电池组还包括线路板,所述控制单元设置在所述线路板上。
[0011] 其中,所述检测单元包括温度传感器,所述工作状态参数为温度值。
[0012] 例如,所述温度传感器包括温度探头和与所述温度探头连接的温度检测器,所述 温度探头设置在所述镍氢电池单元的一侧,或者设置在所述镍氢电池组的外部,所述温度 检测器设置在所述线路板上。
3[0013] 其中,所述检测单元包括电压检测电路,所述电压检测电路包括设置在所述线路 板上、且与所述镍氢电池单元相连的电压检测计,所述工作状态参数为电压值。
[0014] 优选地,所述电压检测电路中还包括过流保护片。
[0015] 其中,所述检测单元包括充放状态检测电路,所述工作状态参数为充电状态或放 电状态。
[0016] 一种实施方式中,检测装置还包括告警单元;所述控制单元中预存工作状态阀值, 用于接收所述检测单元检测的工作状态参数后,将所述工作状态参数与所述工作状态阀值 进行比较,并根据比较结果发送报警信号给告警单元;
[0017] 告警单元用于输出所述报警信号。
[0018] 所述控制单元为中央处理器、单片机或可编程控制器。
[0019] 优选地,所述镍氢电池组还包括PVC热缩套管,所述PVC热缩套管包括多个电池安 装位,每个镍氢电池单元嵌套在一个电池安装位中。
[0020] 本实用新型的有益效果是:本实用新型利用检测装置,对镍氢电池组在工作过程 中的各种工作状态参数进行自动检测,实现了对镍氢电池组的智能化控制。
[0021] 该镍氢电池组内部不含有毒有害的重金属,在电池生产、使用和废弃各个环节中 不会污染环境,材料容易回收利用,因此具有良好的环保性能。
[0022] 本实用新型能够自动检测镍氢电池组的工作状态,包括电池组内部的温度、电压 和充放电状态等,便于工作人员根据检测结果对镍氢电池组进行有效地调控和维护,尤其 当镍氢电池组应用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时, 能够有效保障用电设备的正常供电,避免对设备的业务运行造成影响。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型一种实施例的镍氢电池组的控制原理图;
[0024] 图2为本实用新型一种实施例的镍氢电池组的线路连接示意图;
[0025] 图3为本实用新型一种实施例的镍氢电池组的俯视图;
[0026] 图4为本实用新型一种实施例的镍氢电池组的仰视图;
[0027] 图5为本实用新型一种实施例的镍氢电池组的主视图;
[0028] 图6为本实用新型一种实施例的组成电池组的镍氢电池结构示意图;
[0029] 图7为一种实施例的面垫结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0031] 本实用新型带有检测装置的镍氢电池组包括多个相互连接的镍氢电池单元,镍氢 电池单元的数量可根据设备的具体用电需求或镍氢电池组的规格而定,这些镍氢电池单元 通过镍制的连接片相互并联或者串联,例如电池组可包括一个或多个连接片,每个连接片 连接多个镍氢电池单元。
[0032] 如图1所示,检测装置包括控制单元20、显示单元40和至少一个检测单元,还可根 据需要配置告警单元41。
[0033] 其中,检测单元用于检测镍氢电池组当前的工作状态参数,并将检测到的工作状
4态参数传输给控制单元20。具体地,镍氢电池组在正常工作过程中,工作人员应当严格关注 镍氢电池组的内部温度、环境温度、一个或多个镍氢电池单元的电压、电池组的充电/放电 状态等的变化状况,从而监控镍氢电池组是否处于正常的工作状态。因此根据监控需要,检 测单元20可包括温度传感器31、电压检测电路32、充放状态检测电路33等,分别用于检测 镍氢电池组当前的温度值、电压值、充电状态/放电状态等工作状态参数。
[0034] 控制单元20用于接收来自各检测单元的工作状态参数,并控制显示单元30输出 这些工作状态参数供工作人员查看。
[0035] 优选地,检测单元还可进一步包括告警单元41,控制单元20中预存工作状态阀 值,接收各检测单元检测的工作状态参数后,将该工作状态参数与预存的工作状态阀值进 行比较,并根据比较结果发送报警信号给告警单元41。例如控制单元20可预设温度阀值, 将温度传感器31检测到的温度值与预设的温度阀值相比较,发现检测到的温度值高于温 度阀值时,立刻发送报警信号给告警单元41 ;或者控制单元20可预设电压阀值,将电压检 测电路32检测到的电压值与预设的电压阀值相比较,发现检测到的电压值低于电压阀值 时,立刻发送报警信号给告警单元41。
[0036] 告警单元41为显示器或发声器,用于通过显示或发声的方式输出报警信号,提醒 工作人员及时关断电源,或检查或维修设备故障。
[0037] 如图2所示的线路连接图中,控制单元20设置在线路板100,检测单元包括温度 传感器31时,该温度传感器31可为NTC (负温度系数)热敏电阻、红外温度传感器等,检测 得到的工作状态参数为温度值。例如,温度传感器31包括温度探头311和与温度探头311 相连的温度检测器312,温度探头311可根据需要设置在某一镍氢电池单元的一侧,例如可 在整个镍氢电池组中的不同位置配置2-3个温度探头311,用于探测镍氢电池组内部的温 度值;温度探头311还可设置在镍氢电池组的外部,用于检测镍氢电池组周围的环境温度。 温度探头311通过线路板100上的TO、Tl或其他温度检测引脚接入温度检测器312,温度 检测器312接收温度探头311的温度检测信号后,对其进行相应测量得到具体的温度值,并 将温度值输入控制单元20。
[0038] 检测单元包括电压检测电路32时,电压检测电路32包括连接在镍氢电池单元的 正负极的检测线321,以及设置在线路板100上、与检测线321相连的电压检测计322。电 压检测时,可根据需要检测电池组中每个镍氢电池单元的电压值,也可检测连接在某一连 接片上的几个镍氢电池单元的电压值。结合图3和图4,检测线321 —端连接一个连接片 60,另一端通过线路板100上的VC1、VC2或其他电压检测引脚接入电压检测器322,电压检 测器322对连接在该连接片60上的镍氢电池单元的电压进行检测,并将测得的电压值输入 控制单元20。
[0039] 例如本实施例的镍氢电池组共包含5个连接片60,因此采用6条检测线321分别 连接5个连接片60以及镍氢电池组的负极,图2中不同序号的检测线321分别连接图3和 图4中带有相应序号的连接片60 (连接在各连接片60上标有相应序号的位置),即序号为 3的检测线321连接镍氢电池组的负极,序号为4-8的检测线321相应地连接序号为4_8的 连接片60。进一步地,为了避免过流充电导致的安全隐患,电压检测线路321中还包括过流 保护片50,如图2-图4所示,每条检测线321都对应地连接过流保护片50,能够在电流过 大时自动断开电路,从而保护镍氢电池组的安全。
5[0040] 检测单元包括充放状态检测电路33时,该电路中包含与现有技术相同的充放状 态检测芯片,能够直接检测电池组的充电电流,如果充电电流大于零则向控制单元20输出 电池组处于充电状态的工作状态参数,如果充电电流小于零则向控制单元20输出电池组 处于放电状态的工作状态参数。
[0041] 控制单元20为CPU(中央处理器)、单片机、PLC(可编程控制器)等器件,能够接 收来自不同检测单元的工作状态参数后,将其转换成相应的电信号发送给显示单元40,显 示单元40为一显示屏,可根据得到的电信号将检测的各种工作状态参数进行显示以便工 作人员查看。
[0042] 例如工作人员可参照显示单元40显示的电池组内部或外部的温度值判断电池组 的散热状态,参照镍氢电池单元的电压值判断其剩余容量,并了解目前电池组处于充电状 态还是放电状态,还可根据这些工作状态参数进行相应的设备调整和维护,从而保证用电 设备的正常工作。
[0043] 线路板100还包括指示灯101,用于显示电池组的工作状态;序号为1和2的连接 线分别用于连接电池组的负极和正极,其中正极连接线还连接保险插座103,同样起到避免 电池过充的作用。
[0044] 根据具体需要,显示单元40和告警单元41可设置在线路板100上,或者设置在线 路板100外部。
[0045] 如图5-图7所示,本实用新型的镍氢电池组中的镍氢电池单元10包括至少两层, 上下两个镍氢电池单元10之间通过环氧板面垫80隔开,每个镍氢电池单元10与连接片60 相连的端面也贴设环氧板面垫80。该环氧板面垫80的形状如图7所示,用于各个镍氢电池 单元10之间的绝缘。
[0046] 本实用新型的镍氢电池组还包括PVC(聚氯乙烯)热缩管套11,该PVC热缩套管 11上具有多个电池固定位,每个镍氢电池单元10嵌套在一个电池固定位中,能够起到良好 的防水保护作用,电池组的上部、中部和下部分别还设有上支架71、中支架72和下支架73, 这些支架之间采用螺钉紧固连接,用于对安装在PVC热缩套管11内的多个镍氢电池单元10 进行定位,使其组合成一个牢固的整体。优选地,每个镍氢电池单元10表面还套有独立的 热缩套管,能够进一步加强镍氢电池单元10的防水保护。
[0047] 与传统的铅酸电池相比,镍氢电池单元不仅具有能量密度高、耐冲击好、工作寿命 长、耐过充过放能力和电荷保持能力强等特点,形成的镍氢电池组能够广泛应用于各类电 子产品和大型电器设备的供电,而且由于电池内部不含有毒有害的重金属,在电池生产、使 用和废弃各个环节中不会污染环境,材料容易回收利用,因此具有良好的环保性能。
[0048] 本实用新型利用检测装置,对镍氢电池组在工作过程中的各种工作状态参数进行 自动检测,实现了对镍氢电池组的智能化控制,便于工作人员及时、准确地掌握镍氢电池组 的工作状态,并根据检测结果对镍氢电池组进行有效地调控和维护,尤其是镍氢电池组应 用在通讯基站、储备电源、应急电源、军工设备等领域为大型设备供电时,本实用新型的镍 氢电池组能够保障对用电设备的正常供电,避免对设备的业务运行造成影响。
[0049] 进一步地,本实用新型还采用专用塑胶制成的保护层对整个镍氢电池组进行封 装,例如专用塑胶优选美国通用公司生产的C2950原材料,由PC(聚碳酸酯)/ABS(丙烯 腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物)合成,这些专用塑胶具有防水、耐寒、抗紫外线、耐高温等优
6势,采用该材料塑胶材料对整个镍氢电池组进行封装后,能够起到耐高/低温、耐重物冲击 和跌落保护等作用,便于镍氢电池组根据具体要求(例如军工要求、应急通讯要求等)应用 于各种特殊环境,例如低温环境、高温环境、潮湿环境等基于气候或人为因素形成的恶劣环 境,因此用途更加广泛。
[0050] 以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定 本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员 来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属 于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种带有检测装置的镍氢电池组,包括多个相互电连接的镍氢电池单元,其特征在于,所述检测装置包括控制单元、显示单元和至少一个检测单元;检测单元用于检测所述镍氢电池组当前的工作状态参数,并将所述工作状态参数传输给控制单元;控制单元用于控制所述显示单元输出所述工作状态参数。
  2. 2.如权利要求1所述的镍氢电池组,其特征在于,所述镍氢电池组还包括线路板,所述 控制单元设置在所述线路板上。
  3. 3.如权利要求2所述的镍氢电池组,其特征在于,所述检测单元包括温度传感器,所述 工作状态参数为温度值。
  4. 4.如权利要求3所述的镍氢电池组,其特征在于,所述温度传感器包括温度探头和与 所述温度探头连接的温度检测器,所述温度探头设置在所述镍氢电池单元的一侧,或者设 置在所述镍氢电池组的外部,所述温度检测器设置在所述线路板上。
  5. 5.如权利要求2所述的镍氢电池组,其特征在于,所述检测单元包括电压检测电路,所 述电压检测电路包括设置在所述线路板上、且与所述镍氢电池单元相连的电压检测计,所 述工作状态参数为电压值。
  6. 6.如权利要求5所述的镍氢电池组,其特征在于,所述电压检测电路中还包括过流保 护片。
  7. 7.如权利要求2所述的镍氢电池组,其特征在于,所述检测单元包括充放状态检测电 路,所述工作状态参数为充电状态或放电状态。
  8. 8.如权利要求1至7中任一项所述的镍氢电池组,其特征在于,所述检测装置还包括告 警单元;所述控制单元中预存工作状态阀值,用于接收所述检测单元检测的工作状态参数 后,将所述工作状态参数与所述工作状态阀值进行比较,并根据比较结果发送报警信号给 告警单元;告警单元用于输出所述报警信号。
  9. 9.如权利要求1至7中任一项所述的镍氢电池组,其特征在于,所述控制单元为中央处 理器、单片机或可编程控制器。
  10. 10.如权利要求1至7中任一项所述的镍氢电池组,其特征在于,所述镍氢电池组还包 括PVC热缩套管,所述PVC热缩套管包括多个电池安装位,每个镍氢电池单元嵌套在一个电 池安装位中。
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