CN206516730U - 智能动力电池装置及动力电池监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能动力电池装置及动力电池监控系统，包括外壳、电池组及电路板，外壳具有一收容腔；电池组设置于所述收容腔内，电池组包括多个串联连接于母线上的单体电池；电路板设置于收容腔内，电路板包括充电开关、放电开关、无线通信模块及微处理器，充电开关设置于母线上用以控制充电机与电池组之间的连通，放电开关设置于母线上用以控制负载与电池组之间的连通；无线通信模块用以与远程监控端通信，接收远程监控终端发送的控制指令；微处理器与充电开关、放电开关及无线通信模块相连，用于根据控制指令控制充电开关和放电开关的通断。本实用新型可以实现对电池组的充放电进行远程控制，其控制管理方便，而且，通过断电控制可以降低车辆被盗风险。

Description

智能动力电池装置及动力电池监控系统

技术领域

本实用新型涉及电池组，尤其涉及一种智能动力电池装置及动力电池监控系统。

背景技术

电池组由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，使其逐渐成为动力电池的主流。电池组在具体应用于电动车辆时，不便于管理者的管理控制，并且由于电池造价较昂贵，容易被盗窃者从车辆上拆下盗走，造成损失。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种智能动力电池装置。

本实用新型的另一个目的在于提出一种动力电池监控系统。

为实现上述目的，一方面，根据本实用新型实施例的智能动力电池装置，包括：

外壳，所述外壳具有一收容腔；

电池组，所述电池组设置于所述收容腔内，所述电池组包括多个串联连接于母线上的单体电池；

电路板，所述电路板设置于所述收容腔内，所述电路板包括充电开关、放电开关、无线通信模块及微处理器，所述充电开关设置于所述母线上用以控制充电机与所述电池组之间的连通，所述放电开关设置于所述母线上用以控制负载与所述电池组之间的连通；所述无线通信模块用以与远程监控端通信，接收所述远程监控终端发送的控制指令；所述微处理器与所述充电开关、放电开关及无线通信模块相连，用于根据所述控制指令控制所述充电开关和放电开关的通断。

根据本实用新型的智能动力电池装置，无线通信模块与远程监控端通信，接收所述远程监控终端发送的控制指令，微处理器根据所述控制指令控制所述充电开关和放电开关的通断，如此，可以实现对电池组的充放电进行远程控制，其控制管理方便，而且，通过断电控制可以降低车辆被盗风险。

另外，根据本实用新型上述实施例的智能动力电池装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述电路板还包括与所述微处理器相连的电流传感器及电压采集单元，所述电流传感器用以采集所述母线的电流值，所述电压采集单元用以采集所述母线的电压值；

所述微处理器还用于在所述电池组放电状态下所述电流值大于电流上限值或所述电压值小于电压下限值时控制所述放电开关断开，以及在所述电池组充电状态下所述电压值大于电压上限值时控制所述充电开关断开。

根据本实用新型的一个实施例，还包括与所述微处理器相连的GPS定位模块和/或重力传感器，所述GPS定位模块用以获取所述电池组的位置信息，所述重力传感器用以检测所述电池组的碰撞状态，所述无线通信模块还用于将所述位置信息、碰撞状态及所述电流值、电压值上传至所述远程监控终端。

根据本实用新型的一个实施例，还包括与所述微处理器相连的温度传感器，所述温度传感器用以检测所述电池组的温度，所述微处理器还用于当所述温度大于设定温度值时控制所述放电开关或充电开关断开。

根据本实用新型的一个实施例，所述充电开关包括第一MOS管和第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一MOS管的源极相连，所述第一二极管的负极与所述第一MOS管的漏极相连，

所述放电开关包括第二MOS管及第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二MOS管的源极相连，所述第二二极管的负极与所述第二MOS管的漏极相连；

所述第一MOS管和第二MOS管的源极相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池组的正极相连，所述第二MOS管的漏极与所述负载的一端相连，所述第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极及第一MOS管的源极与所述微处理器相连。

另一方面，根据本实用新型实施例提供的动力电池监控系统，包括：

如上所述的智能动力电池装置；

远程监控端，所述远程监控端与所述智能动力电池装置无线通信连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例智能动力电池装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例智能动力电池装置中电路板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例智能动力电池装置中充放电开关的结构示意图；

图4是本实用新型实施例动力电池监控系统的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图2所示，本实用新型实施例提供了一种智能动力电池装置100，包括外壳10、电池组20及电路板30。

具体的，外壳10具有一收容腔。示例性的，如图4所示，外壳10包括上壳101及底壳102，上壳101具有开口向下的第一腔体，底壳102具有开口向上的第二腔体，所述底壳102与所述上壳101扣合以将所述第一腔体与第二腔体结合形成所述收容腔。

电池组20设置于所述收容腔内，所述电池组20包括多个串联连接于母线上的单体电池N1至Nn。在图1示例中，收容腔内设置有第一保持架11和位于所述第一保持架11下方的第二保持架12，多个单体电池设置在所述第一保持架11和第二保持架12之间。

电路板30设置于所述收容腔内，在图1示例中，电路板30在收容腔内位于电池组20的一侧；电路板30包括充电开关301、放电开关302、无线通信模块303及微处理器304，所述充电开关301设置于所述母线上用以控制充电机32与所述电池组20之间的连通，所述放电开关302设置于所述母线上用以控制负载31与所述电池组20之间的连通，也即是，当充电开关301接通时，充电机32可以为电池组20充电，当放电开关302接通时电池组20向负载31放电。

无线通信模块303用以与远程监控端200通信，接收所述远程监控终端发送的控制指令；所述微处理器304与所述充电开关301、放电开关302及无线通信模块303相连，用于根据所述控制指令控制所述充电开关301和放电开关302的通断。

可以理解的是，无线通信模块303可以采用GSM模块、3G或4G模块等。

也就是说，该智能动力电池装置100可以远程监控端200无线通信连接，用户可以通过远程监控终端对电池组20的充放电进行控制。具体的，用户通过远程监控端200发送控制指令，智能动力电池装置100中无线通信模块303接收到控制指令后输入至微处理器304，微处理器304根据该控制指令控制充电开关301、放电开关302的接通或断开，进而远程控制充电或放电，对于电池组20的管理更加安全。

根据本实用新型的智能动力电池装置100，无线通信模块303与远程监控端200通信，接收所述远程监控终端发送的控制指令，微处理器304根据所述控制指令控制所述充电开关301和放电开关302的通断，如此，可以实现对电池组20的充放电进行远程控制，其控制管理方便，而且，通过断电控制可以降低车辆被盗风险。

此外，需要说明的是，本实用新型的智能动力电池装置100通过将电池组20及电路板30设置一外壳10内形成一个整体，避免了需要在外部连接信号采样线的问题，安装拆卸更加方便。

在本实用新型的一个实施例中，电路板30还包括与所述微处理器304相连的电流传感器305及电压采集单元306，所述电流传感器305用以采集所述母线的电流值，所述电压采集单元306用以采集所述母线的电压值。如图1所示，电流传感器305设置母线上电池组20的正极端和充电机32之间，电压采集单元306的采样端连接至电池组20的正极端。

微处理器304还用于在所述电池组20放电状态下所述电流值大于电流上限值或所述电压值小于电压下限值时控制所述放电开关302断开，以及在所述电池组20充电状态下所述电压值大于电压上限值时控制所述充电开关301断开。

本实施例中，通过电流传感器305和电压采集单元306对母线的电流和电压进行采集，在所述电池组20放电状态下所述电流值大于电流上限值或所述电压值小于电压下限值时，微处理器304控制所述放电开关302断开，在所述电池组20充电状态下所述电压值大于电压上限值时，微处理器304控制所述充电开关301断开，如此，可以起到过流、短路保护，充电时高压保护，放电时低压保护等，确保电池组20使用安全可靠，寿命更长。

有利的，在本实用新型的一个实施例中，还包括与所述微处理器304相连的GPS定位模块309和/或重力传感器308，所述GPS定位模块309用以获取所述电池组20的位置信息，所述重力传感器308用以检测所述电池组20的碰撞状态，所述无线通信模块303还用于将所述位置信息、碰撞状态及所述电流值、电压值上传至所述远程监控终端。

由此，用户可以远程监控该电池组20的位置、碰撞状态及电流、电压参数等，进而对应用该电池组20的电动车辆实现远程监控。

在本实用新型的一个实施例中，还包括与所述微处理器304相连的温度传感器，所述温度传感器用以检测所述电池组20的温度，所述微处理器304还用于当所述温度大于设定温度值时控制所述放电开关302或充电开关301断开。如此，可以对电池组20充电或放电时温度保护，避免电池组20充放电过热等问题。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述充电开关301包括第一MOS管和第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一MOS管的源极相连，所述第一二极管的负极与所述第一MOS管的漏极相连。

放电开关302包括第二MOS管及第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二MOS管的源极相连，所述第二二极管的负极与所述第二MOS管的漏极相连。

第一MOS管和第二MOS管的源极相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池组20的正极相连，所述第二MOS管的漏极与所述负载31的一端相连，所述第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极及第一MOS管的源极与所述微处理器304相连。

当充电时，微处理器304控制第二MOS管导通，第一MOS管截止，充电机32提供的充电电流从第一MOS管上的第一二极管流过，实现为电池组20充电；当放电时，微处理器304控制第一MOS管导通，第二MOS管截止，电池组20的放电电流从第二MOS管上的第二二极管流过，实现为负载31放电，本实施例中，采用第一MOS管与第二MOS管串联的方式，可以防止充放电时充电机32与电池组20之间的电源反灌。

参照图3所示，本实用新型实施例提供了一种动力电池监控系统，包括如上所述的智能动力电池装置100及远程监控端200，远程监控端200与所述智能动力电池装置100无线通信连接。

具体的，远程监控端200可以是手机、平板电脑等通信终端，通过该远程监控端200可以发送控制指令至智能动力电池装置100，控制智能动力电池装置100中的充电开关301及放电开关302通断，进而实现远程控制电池组20充放电。同时，智能动力电池装置100可以将电流传感器305、电压采集单元306采集的母线的电压、电流以及GPS定位模块309采集的位置信息和重力传感器308采集的碰撞状态上传至远程监控端200，用户通过远程监控端200可以对该智能动力电池装置100进行监控，提高其使用的安全性和可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种智能动力电池装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳具有一收容腔；

电池组，所述电池组设置于所述收容腔内，所述电池组包括多个串联连接于母线上的单体电池；

电路板，所述电路板设置于所述收容腔内，所述电路板包括充电开关、放电开关、无线通信模块及微处理器，所述充电开关设置于所述母线上用以控制充电机与所述电池组之间的连通，所述放电开关设置于所述母线上用以控制负载与所述电池组之间的连通；所述无线通信模块用以与远程监控端通信，接收所述远程监控终端发送的控制指令；所述微处理器与所述充电开关、放电开关及无线通信模块相连，用于根据所述控制指令控制所述充电开关和放电开关的通断。

2.根据权利要求1所述的智能动力电池装置，其特征在于，所述电路板还包括与所述微处理器相连的电流传感器及电压采集单元，所述电流传感器用以采集所述母线的电流值，所述电压采集单元用以采集所述母线的电压值；

所述微处理器还用于在所述电池组放电状态下所述电流值大于电流上限值或所述电压值小于电压下限值时控制所述放电开关断开，以及在所述电池组充电状态下所述电压值大于电压上限值时控制所述充电开关断开。

3.根据权利要求2所述的智能动力电池装置，其特征在于，还包括与所述微处理器相连的GPS定位模块和/或重力传感器，所述GPS定位模块用以获取所述电池组的位置信息，所述重力传感器用以检测所述电池组的碰撞状态，所述无线通信模块还用于将所述位置信息、碰撞状态及所述电流值、电压值上传至所述远程监控终端。

4.根据权利要求1所述的智能动力电池装置，其特征在于，还包括与所述微处理器相连的温度传感器，所述温度传感器用以检测所述电池组的温度，所述微处理器还用于当所述温度大于设定温度值时控制所述放电开关或充电开关断开。

5.根据权利要求1所述的智能动力电池装置，其特征在于，所述充电开关包括第一MOS管和第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一MOS管的源极相连，所述第一二极管的负极与所述第一MOS管的漏极相连，

所述放电开关包括第二MOS管及第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二MOS管的源极相连，所述第二二极管的负极与所述第二MOS管的漏极相连；

所述第一MOS管和第二MOS管的源极相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池组的正极相连，所述第二MOS管的漏极与所述负载的一端相连，所述第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极及第一MOS管的源极与所述微处理器相连。

6.一种动力电池监控系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的智能动力电池装置；

远程监控端，所述远程监控端与所述智能动力电池装置无线通信连接。