CN206301908U - 一种锂电池的管理监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池的管理监控系统，包括电池部分、后台部分和用户端，后台部分分别与电池部分和用户端连接，其中：所述的电池部分包括设在保护壳内的电池组和电池保护电路板，电池组连接电池保护电路板，所述的电池保护电路板连接有用于定位通讯与控制电池输出的通讯模块。本实用新型具有降低被盗的风险，达到双重防盗的目的的优点。

Description

一种锂电池的管理监控系统

技术领域

本实用新型属于电池管理技术领域，涉及一种锂电池的管理监控系统。

背景技术

近年来随着人民生活水平的提高以及蓄电池续航能力的改善，电动车使用量逐年飞速增长，但是伴随而来的防盗问题十分严重，虽然因为车辆防盗技术的进步、民众知识水平的提升，让车辆偷窃变得更不容易，并导致车辆不容易销赃的状况发生，因此有越来越多的窃贼，将眼光放到容易得手、容易脱手的车用启动电池上，因为车用启动电池其偷窃容易、销赃快等特性，让车用蓄电池近来的被窃盗率，节节升高，造成消费者的困扰。

如果使用的是车用锂电池，那损失就算是非常惨重的了，因为车用锂电池的单价高，被窃盗率就更高，阻碍到车用锂电池的推广与应用。

更为严重的是蓄电池质量参差不齐，常常出现着火爆炸的事故发生，造成人员生命财产的严重损失。该系统除了防盗定位功能之外，最主要是时刻检测蓄电池运行健康状态，如有电流、电压、温度发生异常，车主移动终端及时收到和发出预警声音及信息，提醒使用者异常情况的发生，防患于未然，把灾害和损失降到最低，充分保障人员生命及财产安全。

因此市场上急需求一种让电动车用蓄电池，具备有安全可靠、可智慧管理、尽力能避免着火爆炸的可防盗远程监控预警管理系统，进一步提高消费者安全智慧出行的交通环境。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有蓄电池的不足，提供一种将实时定位通讯，并且具有移除负载，不会影响定位系统，同时设有防盗锁，电池组将无法输出，只能充电，并且通过用户端用户可以查看电芯的详细参数及电流，温度，还可以查看温度与电流的曲线图的锂电池的管理监控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种锂电池的管理监控系统，包括电池部分、后台部分和用户端，后台部分分别与电池部分和用户端连接，其中：所述的

电池部分包括设在保护壳内的电池组和电池保护电路板，电池组连接电池保护电路板，所述的电池保护电路板连接有用于定位通讯与控制电池输出的通讯模块。蓄电池设有封闭保护壳，PCB板和电芯模块设于设于封闭保护壳内部并构成回路，当蓄电池外部电路断开时，内部电芯模块能为通讯模块提供电流使其继续运行。

进一步的，所述的电池保护电路板中设有保护芯片，保护芯片主要用于对电池部分采集电芯参数、充放电管理、充电检测、负载检测、电流采集、短路保护、采集单节电芯的电压和温度。

更进一步的，所述的保护芯片电连接唤醒电路、电源开关电路、模拟前端、模拟切换电路、降压稳压电路和控制输出电路；

唤醒电路，用于根据接入点的电平情况控制电路内的三极管的导通和关闭，从而控制电池管理模块的对外输电；

电源开关电路，主要是用于调节输出电压；

模拟前端电路，主要是用于实现多串电芯参数的采集和采用小电流均衡电芯；

模拟切换电路，用于切换采集不同的电压信号；

降压稳压电路，用于给保护芯片提供稳压电源；

控制输出电路，用于控制锂电池部分的充电和放电。

更进一步的，通讯模块包括控制芯片、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，控制芯片分别连接唤醒电路、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，同时还连接有震动传感器。

更进一步的，所述的后台部分用于与用户端和电池部分无线连接，同时读取、存储和分析电池部分的信息；将相应的信息发送给用户端，并且管理用户端的连接。

更进一步的，所述的保护芯片为SH79F329芯片。

更进一步的，所述的控制芯片为STM32F030芯片。

更进一步的，所述的用户端为安装有APP的移动电脑、智能手机、智能手环或者PC端。车主的用户端用于读取云端服务器中后台管理平台的信息，可以远程控制防盗报警、检测、寻车、以及读取蓄电池实时状态信息，对蓄电池的技术参数异常情况进行预警和管理处理。

本实用新型可以实时监测电池运行状态，通过实时监测电池对外供电电流输送状态，来判断蓄电池是否被卸载，电池在没有经过车主移动终端授权的情况下，脱离电动车，控制模块检测不到负载存在，即认为脱离了电动车，控制模块将会关闭电池系统本身的充放电功能，直到车主移动终端进行解锁。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过把GPRS通讯板做到了封闭的电池盒里面，不易被发现与断电，大大的提高了防盗报警安全性；同时通过远程通讯获取电动车电芯的详细参数；智能锁的设计，主要应用于电动车本身带有报警器的，需要一定的小电流工作的场合，一旦电流值超过一定值后，又会关闭输出，一旦给设备上锁，其它人无法进行使用，对他人失去了价值，从而降低被盗的风险，达到双重防盗的目的。

附图说明

附图1是实施例的电池部分的电源电路；

附图2是实施例的唤醒电路；

附图3是实施例的保护芯片的电路图；

附图4是实施例的模拟前端电路；

附图5是实施例的模拟切换电路；

附图6是实施例的降压稳压电路；

附图7是实施例的控制输出电路；

附图8是实施例的GPRS通讯模块电路；

附图9是实施例的GPS定位模块电路；

附图10是实施例的电源电路和电源开关电路；

附图11是实施例的锂电池的管理监控系统模块连接图。

具体实施方式

下面参照附图，对本实用新型的具体实施方式进一步的详细描述。

实施例1：

如图11所示，一种锂电池的管理监控系统，包括电池部分、后台部分和用户端，后台部分分别与电池部分和用户端连接，其中：所述的

电池部分包括设在保护壳内的电池组和电池保护电路板，电池组连接电池保护电路板，所述的电池保护电路板连接有用于定位通讯与控制电池输出的通讯模块。

进一步的，所述的电池保护电路板中设有保护芯片，保护芯片主要用于对电池部分采集电芯参数、充放电管理、充电检测、负载检测、电流采集、短路保护、采集单节电芯的电压和温度。

更进一步的，所述的保护芯片电连接唤醒电路、电源开关电路、模拟前端、模拟切换电路、降压稳压电路和控制输出电路；

唤醒电路，用于根据接入点的电平情况控制电路内的三极管的导通和关闭，从而控制电池管理模块的对外输电；

电源开关电路，主要是用于调节输出电压；

模拟前端电路，主要是用于实现多串电芯参数的采集和采用小电流均衡电芯；

模拟切换电路，用于切换采集不同的电压信号；

降压稳压电路，用于给保护芯片提供稳压电源；

控制输出电路，用于控制锂电池部分的充电和放电。

更进一步的，通讯模块包括控制芯片、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，控制芯片分别连接唤醒电路、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，同时还连接有震动传感器。

更进一步的，所述的后台部分用于与用户端和电池部分无线连接，同时读取、存储和分析电池部分的信息；将相应的信息发送给用户端，并且管理用户端的连接。

更进一步的，所述的保护芯片为SH79F329芯片。

更进一步的，所述的控制芯片为STM32F030芯片。

更进一步的，所述的用户端为安装有APP的移动电脑、智能手机、智能手环或者PC端。

以下根据电路图进行详细说明：

如图1的所示，为电池部分的电源电路，电池部分主要是由保护IC 芯片SH79F329控制，当电路图中的R82上的网络号Wakeup329为高电平时，电源开关电路中的Q10和Q19的MOS管打开，实现控制电池部分向外放电，从而实现电源开关的目的。

而，图中的由LM5805为核心组成的开关降压稳压电路，通过电路中的电阻R90和R91调节输出给保护芯片的电压，而系统的MCU所需的3.3V电源由LM1117提供。

如图2所示，该电路为唤醒电路，当系统处于保护状态时（关闭输出），PACK—为高电平，三极管Q20,Q21和Q22都会处于截止状态，当使Q21的集电极处于高电平时；充电后PACK-为低电平，此时三极管Q20,Q21和Q22处于导通状态，从而也使得使Q22的集电极产生一个下降沿，以此来唤醒SH79F329芯片进行工作，控制对电池部分进行充电；

当电池部分的负载被移除后，PACK—为浮空状态，此时三极管Q20,Q21和Q22都会处于截止状态，使Q21的集电极处于高电平；同时，三极管Q23也处于截止状态，三极管Q23的集电极变成高电平。也就是当三极管Q21和Q23的集电极同时变成高电平时，唤醒电路以此来唤醒SH79F329芯片，使得电池部分处于不向外放电的状态。

如图3所示，为保护芯片的电路图，SH79F329保护IC芯片的第18脚和19脚用于采集电芯参数；而第1脚和38脚用于实现充放电管理；第16脚和17脚用于实现充电检测和负载检测；第28脚和29脚用于实现电流采集和短路保护；第31脚是模拟量输入脚；第12脚、13脚和21脚的配合用来采集单节电压和温度。

如图4所示，为模拟前端电路，当电路图中的电阻R75和R80都不贴时，系统将采集14串电芯的参数；当R7不贴时，系统采集13串电芯参数；而电路图中的芯片QZ9355的23脚和24脚用来接受来自SH79F329芯片的指令，实现进行采样通道的切换。

如图5所示，为模拟切换电路，当电路中的MOS管Q2和Q3打开，而Q1关闭时，采集的是来自模拟前端QZ9355芯片的电压；当MOS管Q2和Q3关闭，而Q1打开时，则采集的是来温度传感器上的电压。

如图6所示，为降压稳压电路，此电路主要是为SH79F329芯片提供稳定电源，通过电路图中的稳压二极管ZD5稳定Q5的基极电压，继而稳定Q4的基极电压，在Q4的发射极再接一个稳压二极管为了稳定发射极电压，进而稳定放大倍数，减少温度飘移对电压增益的影响；R36起限流降压的作用。

如图7所示，为控制输出电路，此电路由SH79F329芯片的1脚和38脚控制系统的的充电和放电，在电路图中的MOS管Q11，Q13，Q14，Q15，Q16和Q18上的G极各串联一个47欧姆的电阻，主要为平衡MOS管内阻（提高MOS管开关时间的一致性）；由ZD6，C47，C48，C41和C42组成抗干扰吸收电路。

如图8所示，为GPRS通讯模块电路，电路只能给由三极管Q5和Q6及外围元件组成的电平匹配电路对GPRS模块和STM32F030C8芯片进行串口电平匹配；LED灯D3和D4用来指示网络状态及工作状态；由C12，C13，C14和D5组成的滤波稳压电路，C15用来补充瞬间大电流供给；C16，C17，R30组成GPRS的天线匹配电路；SMF05C为防止高频信号的干扰，放置GPRS模块和SIM卡的通讯线上。

如图9所示，为GPS定位模块电路，电路中的电阻R18和R19放置于GPS模块和STM32F030C8芯片之间，可降低干扰，提高GPS信号；当需要接有源天线时，需要把C25和L1焊接上即可。

如图10所示，为电源电路和电源开关电路，该电路用于输出给MIC29302芯片可以瞬间提供2A电流，为GPRS信号发射提供保障；GPRS模块的电源由STM32F030C8的11脚控制，高电平有效；GPS模块的电源由STM32F030C8的20脚控制，低电平有效。

以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂电池的管理监控系统，包括电池部分、后台部分和用户端，后台部分分别与电池部分和用户端连接，其特征是：所述的

电池部分包括设在保护壳内的电池组和电池保护电路板，电池组连接电池保护电路板，所述的电池保护电路板连接有用于定位通讯与控制电池输出的通讯模块。

2.根据权利要求1所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的电池保护电路板中设有保护芯片，保护芯片主要用于对电池部分采集电芯参数、充放电管理、充电检测、负载检测、电流采集、短路保护、采集单节电芯的电压和温度。

3.根据权利要求2所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的保护芯片电连接唤醒电路、电源开关电路、模拟前端、模拟切换电路、降压稳压电路和控制输出电路；

唤醒电路，用于根据接入点的电平情况控制电路内的三极管的导通和关闭，从而控制电池管理模块的对外输电；

电源开关电路，主要是用于调节输出电压；

模拟前端电路，主要是用于实现多串电芯参数的采集和采用小电流均衡电芯；

模拟切换电路，用于切换采集不同的电压信号；

降压稳压电路，用于给保护芯片提供稳压电源；

控制输出电路，用于控制锂电池部分的充电和放电。

4.根据权利要求1所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：通讯模块包括控制芯片、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，控制芯片分别连接唤醒电路、GPS定位模块、GPRS通讯模块、电源电路和电源开关电路，同时还连接有震动传感器。

5.根据权利要求1所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的后台部分用于与用户端和电池部分无线连接，同时读取、存储和分析电池部分的信息；将相应的信息发送给用户端，并且管理用户端的连接。

6.根据权利要求2或3所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的保护芯片为SH79F329芯片。

7.根据权利要求4所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的控制芯片为STM32F030芯片。

8.根据权利要求1所述的锂电池的管理监控系统，其特征是：所述的用户端为安装有APP的智能手机、智能手环或者PC端。