CN205543142U

CN205543142U - 一种具有智能监测功能的锂离子电池组

Info

Publication number: CN205543142U
Application number: CN201620200468.XU
Authority: CN
Inventors: 吕珍建
Original assignee: Shenzhen Chengzhuo Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Chengzhuo Energy Technology Co ltd
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2026-03-16

Abstract

本实用新型公开一种具有智能监测功能的锂离子电池组，其包括多个锂离子电池和智能检测模块，智能检测模块包括电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元、微处理器、报警单元和显示屏，电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元均和微处理器建立双向通讯连接，报警单元的输入端和显示屏的输入端接于微处理器的输出端；电压数据采集单元的输入端、温度数据采集单元的输入端以及容量数据采集单元的输入端均连接至各锂离子电池的输出端。

Description

一种具有智能监测功能的锂离子电池组

技术领域

本实用新型涉及锂电池PACK技术领域，具体涉及一种具有智能监测功能的锂离子电池组。

背景技术

由于锂电池具有体积小、放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应、重量轻及无公害等优点，目前已逐渐替代铅酸蓄电池、镉镍蓄电池，广泛应用于各种场合。

但是锂电池自身有着如下问题：锂电池对充放电要求很高，当过充电发生时，电解质会被分解，而使得电池内部的温度与压力上升；当过放电发生时，负极中电解材质铜会熔化而造成内部短路，使温度增加；当外部电路短路或放电电流过大时，由于高内阻的特性，电池内部功率消耗增加，温度亦会上升，可能引起电解液的氧化或分解，导致电池寿命缩短；当以上情况发生时，锂离子电池压力与热量大量增加，容易产生火花、燃烧甚至爆炸，因此，锂离子电池一般都加有保护板（保护电路）。

目前现有的保护板，不能实现时时监控，也不能实时显示其现时的电池组情况（各种数据）。如果要查看目前电池组的容量，还得拿去分容，量电压还得拿去一条一条线的用万用表测量，具有操作过程复杂，且专业程度高、不易操作等缺陷。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种具有智能监测功能的锂离子电池组，增设智能检测模块，电池组在使用过程中，通过智能检测模块时刻监测电池组的相关数据（温度、电压、容量、使用电流等数据显示在屏幕上，如果出现异常，即报警指示并使主组通路停止工作，保障安全。其智能检测模块不仅可实现主动智能监测，而且易于操作，以解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种具有智能监测功能的锂离子电池组，包括多个锂离子电池和智能检测模块，智能检测模块包括电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元、微处理器、报警单元和显示屏，电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元均和微处理器建立双向通讯连接，报警单元的输入端和显示屏的输入端接于微处理器的输出端；电压数据采集单元的输入端、温度数据采集单元的输入端以及容量数据采集单元的输入端均连接至各锂离子电池的输出端。

作为一个优选的方案，所述温度数据采集单元包括第一温度采集电路和第二温度采集电路，第一温度采集电路和第二温度采集电路并联连接，第一温度采集电路和第二温度采集电路的结构相同，第一温度采集电路包括一负温度系数热敏电阻器（NTC）和一电阻，负温度系数热敏电阻器一端和电阻的一端连接，并连接至微处理器，负温度系数热敏电阻器的另一端接地，电阻的另一端连接至电源。优选的，负温度系数热敏电阻器和电阻的阻值均为100K。

作为一个可行的方案，所述电压数据采集单元采用电阻分压电路实现。

作为一个可行的方案，微处理器采用型号为SN8F5078的芯片实现。所述显示屏采用LED显示屏实现。

为了实现人机交互，智能检测模块还包括键盘，键盘的输出端接于微处理器的输入端。

智能检测模块对电池组的各锂离子电池的运行状态时时监测，并显示其温度、电压、容量、使用电流，对其数据进行记录和存储。当电池组出现温度局部过高电压不匹配超出监测标准范围（监测标准范围可以由用户在微处理器上预设），进行报警提示，并切断电路进行保护。通过该智能检测模块用户可直接了解当前电池的状态，使使用该锂离子电池组的电子设备更安全。另外，本实用新型结构简单，易于实现和推广，具有很好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的具有智能监测功能的锂离子电池组的原理框图；

图2为本实用新型的智能检测模块的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

现有技术的锂离子电池组存在着如下缺点：电池循环N周后，电池状态不明确，当前剩余容量，当前电池组内部的电压匹配程度，具体循环次数周期等状态得不到体现，不能给用户以直观的提示。本实用新型正式为了解决该问题而提出的。

作为一个具体的实例，参见图1，本实用新型的一种具有智能监测功能的锂离子电池组，包括多个锂离子电池和智能检测模块，智能检测模块包括电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元、微处理器、报警单元、键盘和显示屏，电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元均和微处理器建立双向通讯连接，报警单元的输入端和显示屏的输入端接于微处理器的输出端；电压数据采集单元的输入端、温度数据采集单元的输入端以及容量数据采集单元的输入端均连接至各锂离子电池的输出端，键盘的输出端接于微处理器的输入端。

作为一个具体的实现方案，参见图2，本实施例中的微处理器采用型号为SN8F5078的芯片U1实现，显示屏采用LED显示屏（128点阵）实现。电压数据采集单元采用多个电阻分压电路实现，电阻分压电路数量根据电池的数量而设置，参见图2，本实施例中，其电池包内设有B6、B5、B4、B3、B2、B1等电池，电压数据采集单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16；其中，电阻R3的一端连接电池包的B+端，电阻R3的另一端和电阻R4的一端连接，并连接至芯片U1的BV-7引脚，电阻R4的另一端接地；电阻R5的一端连接至电池B6，电阻R5的另一端和电阻R6的一端连接，并连接至芯片U1的BV-6引脚，电阻R6的另一端接地；电阻R7的一端连接至电池B5，电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接，并连接至芯片U1的BV-5引脚，电阻R8的另一端接地；电阻R9的一端连接至电池B4，电阻R9的另一端和电阻R10的一端连接，并连接至芯片U1的BV-4引脚，电阻R10的另一端接地；电阻R11的一端连接至电池B3，电阻R11的另一端和电阻R12的一端连接，并连接至芯片U1的BV-3引脚，电阻R12的另一端接地；电阻R13的一端连接至电池B2，电阻R13的另一端和电阻R14的一端连接，并连接至芯片U1的BV-2引脚，电阻R14的另一端接地；电阻R15的一端连接至电池B1，电阻R15的另一端和电阻R16的一端连接，并连接至芯片U1的BV-1引脚，电阻R16的另一端接地。

另外，温度数据采集单元包括第一温度采集电路和第二温度采集电路，第一温度采集电路和第二温度采集电路并联连接。本实施例中，第一温度采集电路和第二温度采集电路的结构相同。第一温度采集电路包括负温度系数热敏电阻器（NTC）R2和电阻R1，负温度系数热敏电阻器R2的一端和电阻R1的一端连接，并连接至芯片U1的TEMP-1引脚，负温度系数热敏电阻器R2的另一端接地，电阻R1的另一端连接至电源5V。负温度系数热敏电阻器R2和电阻R1的阻值均为100K。第二温度采集电路包括负温度系数热敏电阻器R18和电阻R17，负温度系数热敏电阻器R18的一端和电阻R17的一端连接，并连接至芯片U1的TEMP-2引脚，负温度系数热敏电阻器R18的另一端接地，电阻R17的另一端连接至电源5V。负温度系数热敏电阻器R18和电阻R17的阻值均为100K。

智能检测模块使用户实时监控当前电池状态，并可通过显示器和键盘进行方便的人机对话，当有故障时或者当电池组出现温度局部过高电压不匹配超出监测标准范围时，第一时间进行报警提示，并切断电路回路进行保护，同时还通知用户进行处理，智能检测模块的增加，使得电池组的设计更加人性化，使用时更安全。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：包括多个锂离子电池和智能检测模块，智能检测模块包括电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元、微处理器、报警单元和显示屏，电压数据采集单元、温度数据采集单元、容量数据采集单元、数据存储单元均和微处理器建立双向通讯连接，报警单元的输入端和显示屏的输入端接于微处理器的输出端；电压数据采集单元的输入端、温度数据采集单元的输入端以及容量数据采集单元的输入端均连接至各锂离子电池的输出端。

2.根据权利要求1所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：智能检测模块还包括键盘，键盘的输出端接于微处理器的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：所述温度数据采集单元包括第一温度采集电路和第二温度采集电路，第一温度采集电路和第二温度采集电路并联连接，第一温度采集电路和第二温度采集电路的结构相同，第一温度采集电路包括一负温度系数热敏电阻器和一电阻，负温度系数热敏电阻器一端和电阻的一端连接，并连接至微处理器，负温度系数热敏电阻器的另一端接地，电阻的另一端连接至电源。

4.根据权利要求3所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：所述负温度系数热敏电阻器和电阻的阻值均为100K。

5.根据权利要求1或2所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：所述电压数据采集单元采用电阻分压电路实现。

6.根据权利要求1或2所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：所述微处理器采用型号为SN8F5078的芯片实现。

7.根据权利要求1或2所述的具有智能监测功能的锂离子电池组，其特征在于：所述显示屏采用LED显示屏实现。