CN208223676U - 一种家用储能电源的温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种家用储能电源的温度监测系统，包括蓄电池、充电装置和温度监测装置，所述蓄电池与充电装置相连；所述温度监测装置包括宽带光源、光纤光栅传感器和解调模块，所述光纤光栅传感器设置在蓄电池的表面，所述宽带光源通过光纤光栅传感器与解调模块相连。采用上述方案的有益效果是：宽带光源发出的激光进入光纤光栅传感器，激光经光纤光栅传感器反射时会随着温度的不同而出现不同程度的中心波长偏移，解调模块接收经过光纤光栅传感器的激光后，通过分析中心波长的偏移量即可知道蓄电池的实时温度，实现对蓄电池的温度监测。

Description

一种家用储能电源的温度监测系统

技术领域

本实用新型涉及储能电源技术领域，尤其涉及一种家用储能电源的温度监测系统。

背景技术

各种电器充斥着人们的生活，为生活质量的提高做出了极大的贡献，现代人的生活越来越离不开电。然而，有时也会不可避免地出现停电等情况，因此，越来越多的家庭都配置了家用储能电源。家用储能电源能够在紧急情况下提供电能，但也存在安全隐患，容易出现温度过高甚至爆炸等情况。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种家用储能电源的温度监测系统，能够对蓄电池的温度进行监测，从而保证蓄电池的安全运行，具有结构简单、安装方便和精度高等优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种家用储能电源的温度监测系统，包括蓄电池、充电装置和温度监测装置，所述蓄电池与充电装置相连；

所述温度监测装置包括宽带光源、光纤光栅传感器和解调模块，所述光纤光栅传感器设置在蓄电池的表面，所述宽带光源通过光纤光栅传感器与解调模块相连。

采用上述方案的有益效果是：宽带光源发出的激光进入光纤光栅传感器，激光经光纤光栅传感器反射时会随着温度的不同而出现不同程度的中心波长偏移，解调模块接收经过光纤光栅传感器的激光后，通过分析中心波长的偏移量即可知道蓄电池的实时温度，实现对蓄电池的温度监测。

进一步地，还包括控制装置和电量监控电路，所述电量监控电路分别与蓄电池和控制装置相连。

采用上述方案的有益效果是：电量监控电路采集电压参数和电流参数后，控制装置通过采集到的电压参数和电流参数判断蓄电池的电量，方便开始或者停止对蓄电池进行充电。

进一步地，所述充电装置包括通断切换装置和充电接口，所述充电接口通过通断切换装置与蓄电池相连，所述充电接口连接市电，所述通断切换装置与控制装置相连。

采用上述方案的有益效果是：当蓄电池的电量过低时，控制装置进一步通过通断切换装置和充电接口进行充电，实现对蓄电池的自动电量管理，有效保证家用储能电源的电量储备。

进一步地，所述电量监控电路包括CS5460A芯片，所述CS5460A芯片包括正向电压输入端、反向电压输入端、正向电流输入端和反向电流输入端，所述CS5460A芯片的正向电压输入端和反向电压输入端用于采集蓄电池的电压参数，所述CS5460A芯片的正向电流输入端和反向电流输入端用于采集蓄电池的电流参数。

采用上述方案的有益效果是：CS5460A芯片具有正向电压输入端、反向电压输入端、正向电流输入端和反向电流输入端，通过一个CS5460A芯片就能够同时实现电压参数和电流参数的采集。

进一步地，所述光纤光栅传感器通过导热硅胶设置在蓄电池的表面上。

采用上述方案的有益效果是：保证光纤光栅传感器与蓄电池的紧密贴合，同时也导热硅胶的热传导性能较好，能够保证温度测量的精度。

进一步地，还包括用于显示蓄电池电量的指示灯阵列，所述指示灯阵列与控制装置相连。

采用上述方案的有益效果是：用户通过指示灯阵列可直观地了解到剩余电量。

进一步地，所述电量监控电路还包括电阻R1、电阻R2、电位器RP1、电位器RP2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管V1、三极管V2、三极管V3、继电器J和蜂鸣器B；

所述蓄电池的负极接地，所述蓄电池的正极通过电阻R1连接电位器RP1的一个固定端，所述电位器RP1的另一个固定端接地，所述电位器RP1的滑动端连接二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极与三极管V2的基极相连，所述三极管V2的射极通过电阻R4接地，所述三极管V2的射极还连接二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极与三极管V3的基极相连，所述三极管V2的集极与蓄电池的正极相连；

所述蓄电池的正极还通过电阻R2连接电位器RP2的一个固定端，所述电位器RP2的另一个固定端接地，所述电位器RP2的滑动端连接二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极与三极管V1的基极相连，所述三极管V1的射极接地，所述三极管V1的集极连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极与三极管V3的基极相连，所述三极管V1的集极还通过电阻R3与蓄电池的正极相连；

所述继电器J的一端与蓄电池的正极相连，所述继电器J的另一端与三极管V3的集极相连，所述继电器J上并联连接有电容C1，所述三极管V3的射极接地；

所述蜂鸣器B的一端依次通过继电器J的触点J-1和电阻R5与蓄电池的正极相连，所述蜂鸣器B的另一端接地。

采用上述方案的有益效果是：通过简单的电路结构，实现了欠压报警和过压报警功能，进一步确保能够实时对蓄电池进行电量控制。

附图说明

图1为本实用新型一种家用储能电源的温度监测系统的示意图；

图2为本实用新型一种家用储能电源的温度监测系统中电压预警模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，图1为本实用新型一种家用储能电源的温度监测系统的示意图。一种家用储能电源的温度监测系统，包括蓄电池1、充电装置和温度监测装置，蓄电池1与充电装置相连；温度监测装置包括宽带光源、光纤光栅传感器和解调模块，光纤光栅传感器设置在蓄电池1的表面，宽带光源通过光纤光栅传感器与解调模块相连。一方面，可通过充电装置对蓄电池1进行充电管理；另一方面，还可通过温度监测装置监测蓄电池1的温度。

具体地，光纤光栅传感器刻写于普遍光纤上后，通过导热硅胶将光纤光栅传感器固定在需要测量温度的蓄电池1的不同区域上。监测蓄电池1温度的原理为：宽带光源发出的激光进入光纤光栅传感器，激光经光纤光栅传感器反射时会随着温度的不同而出现不同程度的中心波长偏移，解调模块接收经过光纤光栅传感器的激光后，通过分析中心波长的偏移量即可知道蓄电池1的实时温度。

优选地，一种家用储能电源的温度监测系统，还包括控制装置2和电量监控电路5，电量监控电路5分别与蓄电池1和控制装置2相连；充电装置包括通断切换装置3和充电接口4，充电接口4通过通断切换装置3与蓄电池1相连，充电接口4连接市电，通断切换装置3与控制装置2相连。

控制装置2通过电量监控电路5采集电压参数和电流参数后判断蓄电池1的电量，当需要进行充电时，控制装置2通过通断切换装置3控制充电接口4接市电，对蓄电池1进行充电；当控制装置2判断充电完成时，通过通断切换装置3控制充电接口4切断市电，停止充电。

具体地，采用CS5460A芯片实现采集电压参数和电流参数的功能。CS5460A芯片上包括正向电压输入端、反向电压输入端、正向电流输入端和反向电流输入端；CS5460A芯片的正向电压输入端和反向电压输入端分别与蓄电池1相连，采集蓄电池1的电压参数；CS5460A芯片的正向电流输入端和反向电流输入端分别与蓄电池1相连，采集蓄电池1的电流参数；通过CS5460A芯片采集蓄电池1的电压参数和电流参数后，把电压参数和电流参数传输到控制装置2，控制装置2根据电压参数和电流参数计算蓄电池1的荷电状态。在一个实施例中，控制装置2可通过对比已知的充放电电压荷电状态曲线来计算蓄电池1的荷电状态；在另一个实施例中，控制装置2也可以通过将电流对时间进行积分来计算蓄电池1的荷电状态。控制装置2内设置有一个临界值，当SOC值小于该临界值时，表明蓄电池1的电量已经小到一定程度了，此时控制通断切换装置3接通，充电接口4向市电取电，实现对蓄电池1的自动充电。

具体地，控制装置2为ATmega16单片机。ATmega16单片机具有高性能、低功耗等优点，适用于本系统，为本系统提供了灵活而低成本的解决方案。

优选地，一种家用储能电源的温度监测系统，还包括用于显示蓄电池1电量的指示灯阵列，指示灯阵列与控制装置2相连。具体地，指示灯阵列包括十个LED灯，当十个LED灯全亮时，说明此时电量饱满；当只亮起一个LED灯时，说明此时电量即将耗尽。用户通过指示灯阵列可直观地了解到剩余电量。

如图2所示，图2为本实用新型一种家用储能电源的温度监测系统中电压预警模块的电路原理图。优选地，还包括用于进行欠压报警和过压报警的电压预警模块，电压预警模块设置在电量监控电路5内，具体包括电阻R1、电阻R2、电位器RP1、电位器RP2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管V1、三极管V2、三极管V3、继电器J和蜂鸣器B；

蓄电池1的负极接地，蓄电池1的正极通过电阻R1连接电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的另一个固定端接地，电位器RP1的滑动端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极与三极管V2的基极相连，三极管V2的射极通过电阻R4接地，三极管V2的射极还连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极与三极管V3的基极相连，三极管V2的集极与蓄电池1的正极相连；

蓄电池1的正极还通过电阻R2连接电位器RP2的一个固定端，电位器RP2的另一个固定端接地，电位器RP2的滑动端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极与三极管V1的基极相连，三极管V1的射极接地，三极管V1的集极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极与三极管V3的基极相连，三极管V1的集极还通过电阻R3与蓄电池1的正极相连；

继电器J的一端与蓄电池1的正极相连，继电器J的另一端与三极管V3的集极相连，继电器J上并联连接有电容C1，三极管V3的射极接地；蜂鸣器B的一端依次通过继电器J的触点J-1和电阻R5与蓄电池1的正极相连，蜂鸣器B的另一端接地。

电压预警模块的工作原理为：通过电位器RP1和电位器RP2分别设定备用电源欠压临界值和过压临界值，当蓄电池1的电压低于设定的下限值时，经过电阻R2和电位器RP2分压后的电压不足以击穿二极管D1，因此三极管V1截止，二极管D3导通发光，三极管V3导通，继电器J通电，其触点J-1吸合，蜂鸣器B发出报警声。当备用电源的电压高于设定值时，经过电阻R1和电位器RP1分压后的电压足以击穿二极管D2，因此三极管V2导通，二极管D4发光，三极管V3导通，继电器J的触点J-1吸合，蜂鸣器B报警。另外，继电器J两端并联的电容C1用于防止蓄电池1电压处于欠压临界值和过压临界值附近时的反复跳变，增加电路的稳定性和抗干扰性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。

Claims (7)

1.一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：包括蓄电池(1)、充电装置和温度监测装置，所述蓄电池(1)与充电装置相连；

所述温度监测装置包括宽带光源、光纤光栅传感器和解调模块，所述光纤光栅传感器设置在蓄电池(1)的表面，所述宽带光源通过光纤光栅传感器与解调模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：还包括控制装置(2)和电量监控电路(5)，所述电量监控电路(5)分别与蓄电池(1)和控制装置(2)相连。

3.根据权利要求2所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：所述充电装置包括通断切换装置(3)和充电接口(4)，所述充电接口(4)通过通断切换装置(3)与蓄电池(1)相连，所述充电接口(4)连接市电，所述通断切换装置(3)与控制装置(2)相连。

4.根据权利要求2所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：所述电量监控电路(5)包括CS5460A芯片，所述CS5460A芯片包括正向电压输入端、反向电压输入端、正向电流输入端和反向电流输入端，所述CS5460A芯片的正向电压输入端和反向电压输入端用于采集蓄电池(1)的电压参数，所述CS5460A芯片的正向电流输入端和反向电流输入端用于采集蓄电池(1)的电流参数。

5.根据权利要求1所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：所述光纤光栅传感器通过导热硅胶设置在蓄电池(1)的表面上。

6.根据权利要求2所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：还包括用于显示蓄电池(1)电量的指示灯阵列，所述指示灯阵列与控制装置(2)相连。

7.根据权利要求2所述的一种家用储能电源的温度监测系统，其特征在于：所述电量监控电路(5)还包括电阻R1、电阻R2、电位器RP1、电位器RP2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、三极管V1、三极管V2、三极管V3、继电器J和蜂鸣器B；

所述蓄电池(1)的负极接地，所述蓄电池(1)的正极通过电阻R1连接电位器RP1的一个固定端，所述电位器RP1的另一个固定端接地，所述电位器RP1的滑动端连接二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极与三极管V2的基极相连，所述三极管V2的射极通过电阻R4接地，所述三极管V2的射极还连接二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极与三极管V3的基极相连，所述三极管V2的集极与蓄电池(1)的正极相连；

所述蓄电池(1)的正极还通过电阻R2连接电位器RP2的一个固定端，所述电位器RP2的另一个固定端接地，所述电位器RP2的滑动端连接二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极与三极管V1的基极相连，所述三极管V1的射极接地，所述三极管V1的集极连接二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极与三极管V3的基极相连，所述三极管V1的集极还通过电阻R3与蓄电池(1)的正极相连；

所述继电器J的一端与蓄电池(1)的正极相连，所述继电器J的另一端与三极管V3的集极相连，所述继电器J上并联连接有电容C1，所述三极管V3的射极接地；

所述蜂鸣器B的一端依次通过继电器J的触点J-1和电阻R5与蓄电池(1)的正极相连，所述蜂鸣器B的另一端接地。