CN206804836U - 蓄电池监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蓄电池监测系统，包括至少一个采集器、主控制器、监测主机和数据库服务器，所述采集器用于采集蓄电池的电压、内阻、温度中的至少一项，并将采集的数据传输至所述主控制器；所述主控制器用于将接收到的数据发送至所述监测主机，所述监测主机将接收到的数据进行显示，并将接收到的数据存储于所述数据库服务器。本实用新型提供的蓄电池监测系统，不仅可以实现蓄电池工作参数监测，用户也可以在远程通过便携式终端联网远程访问数据信息，监测范围广，通用性好，而且其维护、运行成本低，可行性强。

Description

蓄电池监测系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种蓄电池监测系统。

背景技术

近年来，人们对电能的依赖程度越来越深，而作为供电系统发生故障时的首选备用电源设备，蓄电池的使用也越来越广泛。然而蓄电池在使用中，经常会发生一些意外的情况，比如蓄电池在工作时温度过高、浮充电压不稳定、放电时达不到要求的供电电压、实际放电容量与标称值相差太多等，影响蓄电池的正常使用，因此，对蓄电池进行监实时测显得尤为重要，尤其对于蓄电池组而言，一个蓄电池单体工作异常将导致整个蓄电池组更换，浪费资源又增加成本。

目前，对变电站或通信基站内的蓄电池的监测，通常是人工巡检，例如手持容量测试仪检测蓄电池的剩余容量，通过内阻测试仪测量蓄电池的内阻值，当检测出来的数值超出设定的阈值范围时测试仪发出报警信号，这种方式不仅工作量大，而且巡检员也存在一定的人身危险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蓄电池监测系统，以实现对蓄电池的工作参数进行实时监测。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种蓄电池监测系统，包括至少一个采集器、主控制器、监测主机、数据库服务器和便携式终端，所述采集器用于采集蓄电池的电压、内阻、温度中的至少一项，并将采集的数据传输至所述主控制器；所述主控制器用于将接收到的数据发送至所述监测主机，所述监测主机将接收到的数据进行显示，并将接收到的数据存储于所述数据库服务器，以便于用户通过便携式终端访问查询，监测主机和/或便携式终端还用于对监测系统动态地进行参数配置。

较优地，上述蓄电池监测系统，还包括数据转换器，所述数据转换器用于将所述采集器传输的数据转换为串行数据，将转换后的串行数据传输至所述主控制器。

不同的采集器可能输出的数据格式不一致，根据采集器的选型，针对采集器输出的数据格式与主控制器所能识别的数据格式可能不一致的情况，通过数据转换器将采集器输出的数据转换为通用的串行数据，便于主控制器识别。

较优地，蓄电池为由多个蓄电池单体组成的蓄电池组，所述采集器为多个，一个采集器用于采集一个蓄电池单体的电压、内阻、温度中的至少一项，多个采集器和所述数据转换器依次串联组成环路。

根据不同的应用场景，被监测的蓄电池可能是单个蓄电池，更多的情况是由多个蓄电池单体组成的蓄电池组，针对蓄电池组的情况，采集器需要多个，一个采集器采集一个蓄电池单体的工作参数。此外，多个采集器与数据转换器串联组成环路，现场布线简单快捷，且维护成本低。

较优地，上述蓄电池监测系统中，还包括一个电流传感器，所述电流传感器与蓄电池单体串联，所述电流传感器用于将采集的电流数据传输至所述主控制器。工作电流也是蓄电池的一项重要参数，同时监测工作电流，使得监测更全面。

较优地，上述蓄电池监测系统中，还包括报警器，所述主控制器还用于在接收到的数据超出预设的阈值范围时控制所述报警器发出报警信号。设置报警器，当蓄电池的工作参数异常时发出报警信号，可以提醒现场的工作人员及时进行处理，尽早地解除故障，不影响蓄电池的使用。

进一步地，所述报警器为声音报警器或光信号报警器或声光报警器。优选声光报警器，可以同时发出声音信号和光信号，提示功能更强大。

较优地，上述蓄电池监测系统中，还包括显示器，所述显示器与所述主控制器电性连接。设置显示器，可以用于显示采集到的蓄电池的工作参数，还可以显示工作参数异常的蓄电池单体的地址，以便于工作人员准确地找出并更换故障蓄电池单体。

较优地，上述蓄电池监测系统中，还包括键盘输入单元，所述键盘输入单元与所述主控制器电性连接。用于判断蓄电池的工作参数是否异常的阈值范围可以在出厂前设定好，也可以由用户自己设定，设置键盘输入单元，为用户进行阈值设定提供便利，也便于用户根据不同的情况需要更改设定的阈值。

较优地，上述蓄电池监测系统中，所述采集器用于采集蓄电池的电压、内阻和温度。对蓄电池进行监测，根据不同的应用场景需要，可以只监测蓄电池的一项参数，也可以多项参数同时监测。采集器可以是采集一项参数的传感器，也可以是同时采集多项参数的合成的传感器。

较优地，上述蓄电池监测系统中，还包括湿度传感器，所述湿度传感器用于采集蓄电池所处的环境湿度，将采集到的湿度数据传输至所述主控制器。环境湿度可以影响蓄电池正常工作，设置湿度传感器用于采集蓄电池的环境湿度，在环境湿度不理想时可以及时处理，例如除湿处理，可以为蓄电池的工作提供一个更合适的环境。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型提供的蓄电池监测系统，相比目前采用的蓄电池检测方式，不仅可以实现蓄电池工作参数监测，还可以实现巡检员通过监测主机即可查看蓄电池的工作参数，也可以通过便携式终端联网在线查看数据信息，避免了巡检员频繁去现场测试存在的人身危险及工作量大的问题。本实用新型提供的蓄电池监测系统监测范围广，通用性好，而且其维护、运行成本低，可行性强。监测主机和便携式终端能够对监测系统实施实时的、动态的、灵活的配置和管理，为蓄电池监测系统进行现场施工提供了灵活的高效的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的蓄电池监测系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2提供的蓄电池监测系统(未画出监测主机和数据库服务器)的结构示意框图。

主要元件符号说明

采集器101；电流传感器102；数据转换器103；主控制器104；GPRS通信单元105；监测主机106；数据库服务器107；报警器108；显示器109；键盘输入单元110；湿度传感器111；便携式终端200；蓄电池单体300。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

图1示出了本实用新型实施例提供的蓄电池监测系统的结构示意图，图1中箭头表示数据传输方向。请参阅图1，本实施例提供的蓄电池监测系统包括采集器101、主控制器104、报警器、监测主机106和数据库服务器107，采集器101设置于蓄电池单体300的表面，用于采集蓄电池单体300的工作参数，工作参数可以包括电压、内阻、温度中的一种或多种，可以根据应用场景及要求进行选择。主控制器104通过GPRS通信单元105与监测主机106无线连接，监测主机106与数据库服务器107连接。

采集器101可以是采集单一参数的传感器，例如电压传感器，温度传感器等，当需要采集多个参数项目时，采集器101分别为对应的传感器。采集器101也可以是采集多个参数的组合传感器，例如本实施例中，采集器101选用LEM公司研制的性能先进LEM Sentinel蓄电池传感器，可以同时采集蓄电池的电压、温度和内阻。

本实施例提供的蓄电池监测系统可以用于对单个蓄电池进行工作参数监测，也可以对由多个蓄电池单体300组成的蓄电池组进行监测，当对蓄电池组进行监测时，需要使用多个采集器101，一个采集器101用于采集一个蓄电池单体300的工作参数。例如本实施例中，采集器101为多个，且多个采集器101串联组成环路，使得布线简单，降低维护成本。

由于本实施例中LEM Sentinel蓄电池传感器采集的数据为S-BUS信号，不能被主控制器104识别，因此，本实施例提供的蓄电池监测系统中还包括数据转换器103，该数据转换器103为SBUS转换器，用于将LEM Sentinel蓄电池传感器采集的S-BUS数据转换为通用的串行数据，SBUS转换器103与多个采集器101一起串联组成环路，SBUS转换器103通过RS485总线与主控制器104连接，SBUS转换器将转换后的串行数据通过RS485总线传输给主控制器104。

容易理解的，数据转换器103不是蓄电池监测系统的必要设备，当采集器101传输的数据不能被主控制器104识别时才需要使用，通过相应的数据转换器103将采集器101采集的数据转换为主控制器104可识别的数据。

工作电流也是蓄电池的工作参数，根据具体需要，工作电流也可以是一项重要的监测项目，因此，如图1所示，所述的蓄电池监测系统还可以包括电流传感器102，电流传感器102与蓄电池单体300串联，用于采集每个蓄电池单体300的电流，并将采集的电流数据传输至主控制器104。由于多个蓄电池单体300串联组成蓄电池组，因此各个蓄电池单体的电流都是一致的，只需要一个电流传感器102即可采集到每个蓄电池单体300的电流，减少电流传感器102的使用量，降低成本。

本实施例提供的蓄电池监测系统，各个采集器101采集相应的蓄电池的工作参数，可以根据设定实时采集或定时采集或不定时采集，采集器101将采集到的工作参数(本实施例中，包括电压、内阻和温度)传输至SBUS转换器103，由SUBS转换器103转换为串行数据后传输至主控制器104；电流传感器102将采集的电流数据传输至主控制器104(电流传感器102采集的数据可以被主控制器104识别，因此不需要经过转换)。

监测主机和/或便携式终端能够对监测系统实施实时的、动态的、灵活的配置和管理，为蓄电池监测系统进行现场施工提供了灵活的高效的解决方案。

主控制器104接收到数据后，将接收到的数据发送至监测主机106，监测主机106对接收到的数据解析成可直观表达的数字信息，监测主机106带显示器，值班人员通过监测主机106上可以查看到各个蓄电池单体300的工作参数，某个或某些蓄电池单体300的工作参数异常时显示界面可以出现告警提示。由于各个采集器101有一个独立的地址，对应于其附着的蓄电池单体300，因此，当某个采集器101采集到的工作参数数据(某一项或多项)有异常(超出设定的相应阈值范围)时，即可判断出具体是哪个蓄电池单体300的工作参数异常，只需要更换相应的蓄电池单体300即可保障整个蓄电池组正常工作。针对于电流传感器102采集的电流数据，如果值班人员发现电流数据异常，则可以检查整条环形链路的工作环境。此外，监测主机106还将接收到的数据存储于数据库服务器107，以便于用户即使在远程，也可以通过便携式终端200登录网页访问数据库服务器107，查看蓄电池的工作参数情况。

实施例2

图2示出了本实用新型实施例提供的蓄电池监测系统(未画出监测主机和数据库服务器)的结构示意框图。请参阅图2，与实施例1相比，本实施例提供的蓄电池监测系统，区别主要在于：

主控制器104连接有报警器108，主控制器104接收到SBUS转换器和电流传感器102传输的数据后，分别判断采集的温度数据是否超过设定的温度阈值范围，采集的内阻数据是否超过设定的内阻阈值范围，采集的电压数据是否超过设定的电压阈值范围，采集的电流数据是否超过设定的电流阈值范围，如果其中一项或多项异常(超出设定的相应阈值范围)，则控制报警器108发出报警信号。报警器108可以是发出声音信号的声音报警器，例如扬声器，也可以是发出光信号的光信号报警器，例如指示灯，较优地，报警器108为声光报警器，可以发出声音信号和光信号，增强报警提示效果。主控制器104位于使用蓄电池组的现场，报警器108发出报警信号，可以提示现场的工作人员(如果有)及时排除故障。

声光报警器可以提示工作人员蓄电池组发生故障(某个或某些蓄电池单体300的工作参数异常)，但是至于哪个蓄电池单体300的工作参数异常则不得而知，因此，较优地，主控制器104还连接有显示器109，主控制器104对接收到的数据解析成可直观表达的数字信息后，利用显示器109进行显示，通过显示器109，工作人员即可看到各个蓄电池单体300的工作参数数据，当某个或某些蓄电池单体300的工作参数异常时，工作人员可以有针对性地直接更换异常的蓄电池单体300，而不是将整个蓄电池组更换，造成不必要的浪费。

主控制器104用于判断蓄电池的工作参数是否异常的阈值范围可以在出厂前设定好，但是用户没有办法更改，因此，较优地，主控制器104还连接有键盘输入单元110，用户可以通过该键盘输入单元110自己设定阈值范围，为用户进行阈值设定及更改提供便利。键盘输入单元110可以是硬键盘也可以是软键盘，硬键盘成本更低，可优选硬键盘，如果是软键盘，则键盘输入单元与显示器可以是一体结构，即带软键盘的触摸屏。

湿度不是蓄电池性能的常用评判指标，但是湿度也可能是影响蓄电池使用寿命的一个因素，因此，本实施例中提供的蓄电池监测系统，主控制器104还连接有湿度传感器111，用于采集蓄电池(蓄电池包括单个蓄电池和蓄电池组，针对蓄电池组的情况，也只需要使用一个湿度传感器111采集蓄电池组所处的环境湿度)所处的环境湿度，将采集到的湿度数据传输至主控制器104。主控制器104一方面判断接收到的湿度数据是否超出预设的湿度阈值范围，另一方面将接收到的湿度数据发送至监测主机106，由监测主机106解析后存储于数据库服务器107，以便于用户远程访问。

本实施例中未涉及之处，请参阅实施例1中相应描述。

相比于目前国内采用较多的人工巡检的方式，本实用新型提供的蓄电池监测系统极大地降低了工作人员的工作量，工作人员的安全也得到保障。目前国外也有使用蓄电池在线监测系统的，也能检测出蓄电池的工作参数，通过在线评估可以大致推断出蓄电池的性能和剩余容量等，但是这些多数是基于C/S(客户端/服务器)模式下的监测系统，要求用户在使用之前必须安装特定的客户端软件，在一定的环境下才能运行监测系统，并且下位机监测部分的布线复杂，传输距离近，不适于大规模大范围的远程监测。本实用新型提供的蓄电池监测系统不仅能够检测蓄电池重要工作参数，还能够使得下位机监测现场布线简单、数据传输距离远，扩大系统的监测范围；改变以往的C/S运行模式，变成B/S运行模式，降低监测系统对用户的操作环境和操作条件的需求，同时能够实现工作人员使用便携设备访问数据库服务器107查看数据的功能，让整个监测系统更加简练，适用的场合更广，操作更加简单。

本实用新型提供的蓄电池监测系统通用性好，而且其维护、运行成本相对较低。例如本实施例提供的蓄电池监测系统，批量采购LEM Sentinel蓄电池传感器进行大规模安装时其价格降低，而且一个主控制器104可以连接多个(针对STM32F103VCT6芯片最多可以连接254个)采集器101，而且LEM Sentinel蓄电池传感器之间采用的环形冗余连接方式，现场布线简单快捷，维护费用较低，主控制器104可以采用STM32F103VCT6芯片，低成本、低功耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种蓄电池监测系统，其特征在于，包括至少一个采集器、主控制器、监测主机、数据库服务器及便携式终端，所述采集器用于采集蓄电池的电压、内阻、温度中的至少一项，并将采集的数据传输至所述主控制器；所述主控制器用于将接收到的数据发送至所述监测主机，所述监测主机将接收到的数据进行显示，并将接收到的数据存储于所述数据库服务器，以便于用户通过便携式终端访问查询，监测主机和/或便携式终端还用于对监测系统动态地进行参数配置。

2.根据权利要求1所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括数据转换器，所述数据转换器用于将所述采集器传输的数据转换为串行数据，将转换后的串行数据传输至所述主控制器。

3.根据权利要求2所述的蓄电池监测系统，其特征在于，蓄电池为由多个蓄电池单体组成的蓄电池组，所述采集器为多个，一个采集器用于采集一个蓄电池单体的电压、内阻、温度中的至少一项，多个采集器和所述数据转换器依次串联组成环路。

4.根据权利要求3所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括一个电流传感器，所述电流传感器与蓄电池单体串联，所述电流传感器用于将采集的电流数据传输至所述主控制器。

5.根据权利要求1所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括报警器，所述主控制器还用于在接收到的数据超出预设的阈值范围时控制所述报警器发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的蓄电池监测系统，其特征在于，所述报警器为声音报警器或光信号报警器或声光报警器。

7.根据权利要求1所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述主控制器电性连接。

8.根据权利要求7所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括键盘输入单元，所述键盘输入单元与所述主控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的蓄电池监测系统，其特征在于，所述采集器用于采集蓄电池的电压、内阻和温度。

10.根据权利要求1所述的蓄电池监测系统，其特征在于，还包括湿度传感器，所述湿度传感器用于采集蓄电池所处的环境湿度，将采集到的湿度数据传输至所述主控制器。