CN203481333U - 基于rfid技术的智能型锂电池保护板 - Google Patents

基于rfid技术的智能型锂电池保护板 Download PDF

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李云飞
黄福明
黄俊宁
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Abstract

本实用新型提供一种基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其至少包括：充放电保护模块，数据采集模块、实时时钟模块、RFID标签和MCU控制器，充放电保护模块、数据采集模块、实时时钟模块、数据存储模块、RFID标签均与MCU控制器通信连接。该基于RFID技术的智能型锂电池保护板设有数据采集模块和数据存储模块，通过数据采集模块采集到的电池状态信息可通过数据存储模块进行存储，并通过RFID标签与阅读器进行数据通信，阅读器可将锂电池信息传送给锂电池综合管理平台，这样专业技术人员即可通过锂电池综合管理平台可视化的实时查看各类所需信息，用作锂电池故障诊断、回收自动分类和安全防盗的数据基础。

Description

基于RFID技术的智能型锂电池保护板
技术领域
本实用新型涉及锂电池领域，特别是涉及一种基于RFID技术的智能型锂电池保护板。
背景技术
锂电池具有体积小、质量轻、能量密度大、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等优点，使其作为一种新型绿色能源得到越来越广泛的应用，已逐步取代铅酸蓄电池成为电动车辆的动力源。但是随着锂电池被广泛使用后，因其本身特性比较活跃等原因易导致在过充电、过放电和过电流等异常工作状态会造成其永久性的损坏，会严重影响锂电池的性能与寿命，严重时甚至会导致锂电池燃烧、爆炸等一系列安全问题也日益突出。因此通常需要通过锂电池保护装置来防止异常工作状态对电池的损坏。
由于锂电池存在的上述安全问题，通常情况下锂电池需要与锂电池保护装置相连接，通过保护装置实现锂电池不过放、不过充、不过流以及输出短路保护等功能。目前市场上所售的锂电池组内部均封有配套的充放电保护板。该锂电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID存储器、PCB等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路导通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。
目前市场上常见的传统锂电池保护板大多是内置的独立保护装置，使用环境相对封闭，使得锂电池组内部运行情况难以被清晰、直观地获取到。当锂电池发生故障时往往无法及时准确判断其原因。锂电池常见的故障例如电池组过压、过流、欠压、短路等等，这些问题会使得锂电池保护芯片切断充电或者放电电路，使得锂电池无法正常工作，进而影响用户对电动车辆的正常使用并需要耗费大量的精力和财力进行维修。更谈不上要对锂电池进行实时在线的监管了。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可实时采集锂电池各项数据参数并可进行存储和读取的基于RFID技术的智能型锂电池保护板。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其至少包括：充放电保护模块，所述充放电保护模块用于实时监测锂电池的状态信息，当锂电池出现异常情况时使锂电池电芯与外电路隔断；数据采集模块，所述数据采集模块用于采集锂电池的状态信息；实时时钟模块，所述实时时钟模块用于提供数据记录时间戳信息；数据存储模块，所述数据存储模块用于存储锂电池的状态信息及保护板序列号；RFID标签，所述RFID标签用于与RFID阅读器进行无线数据通信；MCU控制器，所述充放电保护模块、数据采集模块、实时时钟模块、数据存储模块、RFID标签均与所述MCU控制器通信连接。
优选地，所述RFID标签为有源RFID标签。
优选地，所述充放电保护模块、数据采集模块通过IIC总线与所述MCU控制器连接，所述RFID标签通过UART串口与所述MCU控制器连接。
优选地，所述充放电保护模块采用BQ77910芯片。
如上所述，本实用新型的基于RFID技术的智能型锂电池保护板具有以下有益效果：该锂电池保护板设有数据采集模块和数据存储模块，通过数据采集模块采集到的电池状态信息可通过数据存储模块进行存储，并通过RFID标签与阅读器进行数据通信，阅读器可将锂电池信息传送给锂电池综合管理平台，这样专业技术人员即可通过锂电池综合管理平台可视化的实时查看各类所需信息，用作锂电池故障诊断、回收自动分类和安全防盗的数据基础。
附图说明
图1为本实用新型实施例的系统框图。
图2本实用新型实施例与阅读器进行通信的系统框图。
元件标号说明
1            充放电保护模块
2            数据采集模块
3            MCU控制器
4            实时时钟模块
5            数据存储模块
6            有源RFID标签
7            RFID阅读器
8            锂电池综合管理平台
9            锂电池
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所要涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1、2所示，本实用新型提供一种基于RFID技术的智能型锂电池保护板，该锂电池保护板包括充放电保护模块1、数据采集模块2、MCU控制器3、实时时钟模块4、数据存储模块5和RFID标签6，充放电保护模1、数据采集模块2、实时时钟模块4、数据存储模块5、RFID标签6均与MCU控制器3通信连接。其中充放电保护模块1、数据采集模块2通过IIC总线与MCU控制器3连接，有源RFID标签6通过UART串口与MCU控制器3连接。
充放电保护模块1通过实时监测锂电池的电压，来实现对锂电池过度充电保护、过度放电保护、过电流保护、短路保护以及充电末端均衡等功能。当锂电池组出现异常情况时，该模块能够及时反应并通过切断MOS管等方式使锂电池电芯与外电路隔断以防止发生安全事故，并将故障信息通过IIC总线实时传输至控制器MCU3。充放电保护模块1采用BQ77910芯片来实时监测电池组充电和放电时的工作状态，实现对电池的保护功能。BQ77910芯片是TI公司推出的用于锂离子/化合物的独立的电池精密保护器，能够独立地监控4节到10节锂电池电压。BQ77910锂电池保护芯片主要实现的功能有过压保护、欠压保护、放电过流/短路保护、充电过流/短路保护以及通过一个强健的平衡算法来实现锂电池组的平衡管理，确保整个电池组工作在最佳状态。BQ77910电池均衡采取电阻均衡方式，电阻均衡利用电阻网络对电池组进行自动分压均衡。当检测到某两个测量点之间的电压异常时，BQ77910便打开两点之间的MOS管，使得一部分电流从电阻网络上流过，而非直接从锂电池内部流通，从而减轻该节电池负担。
数据采集模块2通过高精度测量电阻来精确测量电池组电压、电流、温度和剩余电量等信息，并通过IIC总线传输至MCU控制器3，再由MCU控制器3将锂电池状态信息传输给数据存储模块5进行存储。数据存储模块5除了保存有电池状态信息外，还存储有该保护板序列号ID信息，各类电池异常记录信息等。每块保护板的ID号都是全球唯一，通过此ID号便可以判别锂电池身份信息。实时时钟模块4则用来为存储的数据记录提供时间戳信息。RFID标签采用有源RFID标签，这样可实现保护板数据的远程采集，同时可存储较多的数据。有源RFID标签6应符合IEEE802.15.4标准，可实现与RFID阅读器之间的无线数据通信。
如图2所示，该锂电池保护板在工作过程中，首先由数据采集模块2采集锂电池9的状态信息并通过MCU控制器传输给数据存储模块5进行存储，实时时钟模块4提供信息存储时相应的时间戳。与此同时有源RFID标签6与RFID阅读器7进行通讯连接，在进入连接状态后，RFID阅读器7发送数据读取命令来获取数据存储模块5存储的数据，并将获取的数据传至锂电池综合管理平台8，通过锂电池综合管理平台8即可对锂电池状态数据进行分析。
该锂电池保护板设有数据采集模块和数据存储模块，通过数据采集模块采集到的电池状态信息可通过数据存储模块进行存储，并通过RFID标签与阅读器进行数据通信，阅读器可将锂电池信息传送给锂电池综合管理平台，这样专业技术人员即可通过锂电池综合管理平台可视化的实时查看各类所需信息，用作锂电池故障诊断、回收自动分类和安全防盗的数据基础。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其特征在于，其至少包括：
充放电保护模块，所述充放电保护模块用于实时监测锂电池的状态信息，当锂电池出现异常情况时使锂电池电芯与外电路隔断；
数据采集模块，所述数据采集模块用于采集锂电池的状态信息；
实时时钟模块，所述实时时钟模块用于提供数据记录时间戳信息；
数据存储模块，所述数据存储模块用于存储锂电池的状态信息及保护板序列号；
RFID标签，所述RFID标签用于与RFID阅读器进行无线数据通信；
MCU控制器，所述充放电保护模块、数据采集模块、实时时钟模块、数据存储模块、RFID标签均与所述MCU控制器通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其特征在于：所述RFID标签为有源RFID标签。
3.根据权利要求1所述的基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其特征在于：所述充放电保护模块、数据采集模块通过IIC总线与所述MCU控制器连接，所述RFID标签通过UART串口与所述MCU控制器连接。
4.根据权利要求1所述的基于RFID技术的智能型锂电池保护板，其特征在于：所述充放电保护模块采用BQ77910芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103698708A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 北京嘉德宝业科技发展有限公司 电池监测方法、监测装置及监测系统
CN104300510A (zh) * 2014-11-05 2015-01-21 四川鑫远志空间信息科技有限公司 一种基于0欧电阻元件的锂电池保护板电路
CN105398406A (zh) * 2015-11-03 2016-03-16 惠州市德赛电池有限公司 一种用于车载启动电源的锂电池状态控制系统及其方法

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