CN214409898U - 一种基于加固计算机的电池通用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于加固计算机的电池通用系统，一种基于加固计算机的电池通用系统包括：直流输入电源、智能充电器、单片机、嵌入式主机、显示屏、串口通信模块、报警模块及电池包；所述直流输入电源与所述智能充电器电连接，所述智能充电器分别与所述单片机及所述电池包电连接，所述串口通信模块分别与所述单片机及所述嵌入式主机电连接，所述报警模块及所述显示屏分别与所述嵌入式主机电连接。本实用新型将电池包作为嵌入式计算机的串口设备进行管理，保证了加固计算机的安全性、效率性，通用性高。

Description

一种基于加固计算机的电池通用系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种基于加固计算机的电池通用系统。

背景技术

加固计算机是为适应各种恶劣环境,在计算机设计时,对影响计算机性能的各种因素,如系统结构、电气特性和机械物理结构等,采取相应保证措施的计算机,又称抗恶劣环境计算机。

现有技术中加固计算机突出的问题是智能电池系统。当前加固计算机的智能电池系统的广泛使用是建立在BIOS与操作系统支持ACPI的基础上的，ACPI需要操作系统以及硬件支持来实现电源管理方案，通常在系统中集成一个嵌入式控制器负责操作系统、BIOS、SMBus设备之间的沟通，分散处理一些常见的系统管理任务。然而在实际应用领域中，许多场合并不完全具备上述条件，尤其是功能简单的嵌入式计算机系统。即使计算机系统集成了SBS所需的硬件和软件环境，用户可能还需修改系统BIOS，添加电池设备并定义其与主机的通信协议。因此上述智能电池系统的可移植性不佳，通用性差。因此，发明一种基于加固计算机的电池通用系统成为该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于加固计算机的电池通用系统。

本实用新型公开了一种基于加固计算机的电池通用系统，包括直流输入电源、智能充电器、单片机、嵌入式主机、显示屏、串口通信模块、报警模块及电池包；所述直流输入电源与所述智能充电器电连接，所述智能充电器分别与所述单片机及所述电池包电连接，所述串口通信模块分别与所述单片机及所述嵌入式主机电连接，所述报警模块及所述显示屏分别与所述嵌入式主机电连接。

优选地，所述电池包包括电池保护及电量检测模块及锂电池组；所述电池保护及电量检测模块分别与所述单片机及所述锂电池组电连接。

优选地，所述串口通信模块为RS232串口通信模块。

优选地，所述一种基于加固计算机的电池通用系统还包括状态指示模块；所述状态指示模块与所述单片机电连接。

优选地，所述电池包还包括电池包插头、开关单元、温度采集单元、检测单元及熔断保险丝；所述电池保护及电量检测模块分别与所述开关单元、所述温度采集单元、所述检测单元及所述熔断保险丝电连接，所述电池包插头的输入正极与所述熔断保险丝电连接，所述熔断保险丝分别与所述锂电池组及所述开关单元电连接，所述开关单元与所述锂电池组电连接，所述电池包插头的输入负极与所述检测单元电连接，所述检测单元与所述锂电池组电连接。

优选地，所述电池包还包括二级过压保护单元；所述二级过压保护单元分别与所述开关单元、所述锂电池组、所述电池保护及电量检测模块及所述检测单元电连接。

优选地，所述智能充电器采用LET4007充电管理芯片。

优选地，所述电池保护及电量检测模块采用BQ20Z95电池保护及电量检测芯片。

优选地，所述二级过压保护单元的芯片型号为BQ29412。

本实用新型的一种基于加固计算机的电池通用系统具有如下有益效果，本实用新型公开的一种基于加固计算机的电池通用系统包括：直流输入电源、智能充电器、单片机、嵌入式主机、显示屏、串口通信模块、报警模块及电池包；所述直流输入电源与所述智能充电器电连接，所述智能充电器分别与所述单片机及所述电池包电连接，所述串口通信模块分别与所述单片机及所述嵌入式主机电连接，所述报警模块及所述显示屏分别与所述嵌入式主机电连接。本实用新型采用所述单片机实现所述电池包与所述嵌入式主机之间的无缝通信；将所述电池包作为所述嵌入式主机的串口设备，由所述嵌入式主机通过所述串口通信模块向所述单片机发送读取电池信息的指令，所述单片机接受指令，并模拟SMBUS时序与所述电池包进行通信来传递信息，所述电池包依据所述单片机的指令返回应答和数据，所述单片机将接收到的数据通过所述串口通信模块返回到所述嵌入式主机；所述智能充电器用于提供电流源及电压源，实现所述电池包的充电控制；所述显示屏用于显示所述电池包的参数信息，实现人机交互；所述报警模块用于在所述电池包存在如电量过低、过压、过温、过流等工作异常情况时进行报警输出。因此，本实用新型将电池包作为嵌入式计算机的串口设备进行管理，保证了加固计算机的安全性、效率性，通用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种基于加固计算机的电池通用系统的原理框图；

图2是本实用新型另一较佳实施例的一种基于加固计算机的电池通用系统的原理框图；

图3是本实用新型较佳实施例的一种基于加固计算机的电池通用系统的电池包电路。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的如图1所示，包括直流输入电源1、智能充电器2、单片机3、嵌入式主机4、显示屏5、串口通信模块6、报警模块7及电池包8；所述直流输入电源1与所述智能充电器2电连接，所述智能充电器2分别与所述单片机3及所述电池包8电连接，所述串口通信模块6分别与所述单片机3及所述嵌入式主机4电连接，所述报警模块7及所述显示屏5分别与所述嵌入式主机4电连接。

优选地，本实用新型采用所述单片机3实现所述电池包8与所述嵌入式主机4之间的无缝通信；将所述电池包8作为所述嵌入式主机4的串口设备，由所述嵌入式主机4通过所述串口通信模块6向所述单片机3发送读取电池信息的指令，所述单片机3接受指令，并模拟SMBUS时序与所述电池包进行通信来传递信息，所述电池包依据所述单片机3的指令返回应答和数据，所述单片机3将接收到的数据通过所述串口通信模块6返回到所述嵌入式主机4；所述智能充电器2用于提供电流源及电压源，实现所述电池包8的充电控制；所述显示屏5用于显示所述电池包的参数信息，实现人机交互；所述报警模块7用于在所述电池包存在如电量过低、过压、过温、过流等工作异常情况时进行报警输出。因此，本实用新型将电池包作为嵌入式计算机的串口设备进行管理，保证了加固计算机的安全性、效率性，通用性高。

优选地，请参阅图2，所述电池包8包括电池保护及电量检测模块81及锂电池组82；所述电池保护及电量检测模块81分别与所述单片机3及所述锂电池组82电连接。在本实施例中，所述锂电池组采用四串两并的组合形式，电池容量4800m Ah，输出最大电压为16.8V,从而满足加固计算机的容量需求及续航能力。所述电池保护及电量监测模块用于对所述锂电池组充放电过程中导致的电池差异电进行状态管理和均衡管理来抑制。

优选地，所述串口通信模块6为RS232串口通信模块。

优选地，请参阅图2，所述一种基于加固计算机的电池通用系统还包括状态指示模块9；所述状态指示模块9与所述单片机3电连接。

优选地，所述电池包8还包括电池包插头83、开关单元84、温度采集单元85、检测单元86及熔断保险丝87；所述电池保护及电量检测模块81分别与所述开关单元84、所述温度采集单元85、所述检测单元86及所述熔断保险丝87电连接，所述电池包插头83的输入正极与所述熔断保险丝87电连接，所述熔断保险丝87分别与所述锂电池组82及所述开关单元84电连接，所述开关单元84与所述锂电池组82电连接，所述电池包插头83的输入负极与所述检测单元86电连接，所述检测单元86与所述锂电池组82电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述电池包可以独立拆卸，因此所述电池包可以在带有串口的加固计算机设备中进行快速移植，通用性强。

优选地，所述电池包8还包括二级过压保护单元87；所述二级过压保护单元87分别与所述开关单元84、所述锂电池组82、所述电池保护及电量检测模块81及所述检测单元86电连接。

具体，在本实施例中，请参阅图3，所述电池保护及电量检测模块81用于实时监控电池的工作电流、充电电流、电压、温度等参数，并计算电池的剩余容量、剩余运行时间、电池循环次数等参数信息。此外，所述电池保护及电量检测模块81可以密切监测所述锂电池组的容量变化、电池阻抗、开路电压以及其它重要参数，并集成了模拟前端,短路和过载保护功能，提升功能及安全性，同时最大限度地减少SBS中的外部元件数量、成本和大小。本实用新型的锂电池组中的单体电池在充放电循环过程中产生的个体差异除了依靠所述电池保护及电量检测模块81内部的均衡电路来抑制外，还通过所述二级过压保护单元87实现二级过压保护功能，以便在检测到单体电池过压时关断充电电源。

优选地，所述智能充电器2采用LET4007充电管理芯片。可以理解的是，LET4007充电管理芯片用于提供电流源及电压源，实现所述电池包的充电控制。

优选地，所述电池保护及电量检测模块81采用BQ20Z95电池保护及电量检测芯片。

优选地，所述二级过压保护单元87的芯片型号为BQ29412。

优选地，本实用新型通过所述显示屏提供人机交互界面，当所述电池包电量不足或处于异常状态时，通过扬声器向用户告警；将单片机返回的参数信息进行解析，并将其转换用户可识别的图形。

综上所述，本实用新型所提供的一种基于加固计算机的电池通用系统包括直流输入电源1、智能充电器2、单片机3、嵌入式主机4、显示屏5、串口通信模块6、报警模块7及电池包8；所述直流输入电源1与所述智能充电器2电连接，所述智能充电器2分别与所述单片机3及所述电池包8电连接，所述串口通信模块6分别与所述单片机3及所述嵌入式主机4电连接，所述报警模块7及所述显示屏5分别与所述嵌入式主机4电连接。本实用新型将电池包8作为嵌入式计算机的串口设备进行管理，保证了加固计算机的安全性、效率性，通用性高。

以上对本实用新型所提供的一种基于加固计算机的电池通用系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，包括：直流输入电源、智能充电器、单片机、嵌入式主机、显示屏、串口通信模块、报警模块及电池包；所述直流输入电源与所述智能充电器电连接，所述智能充电器分别与所述单片机及所述电池包电连接，所述串口通信模块分别与所述单片机及所述嵌入式主机电连接，所述报警模块及所述显示屏分别与所述嵌入式主机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述电池包包括电池保护及电量检测模块及锂电池组；所述电池保护及电量检测模块分别与所述单片机及所述锂电池组电连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述串口通信模块为RS232串口通信模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述一种基于加固计算机的电池通用系统还包括状态指示模块；所述状态指示模块与所述单片机电连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述电池包还包括电池包插头、开关单元、温度采集单元、检测单元及熔断保险丝；所述电池保护及电量检测模块分别与所述开关单元、所述温度采集单元、所述检测单元及所述熔断保险丝电连接，所述电池包插头的输入正极与所述熔断保险丝电连接，所述熔断保险丝分别与所述锂电池组及所述开关单元电连接，所述开关单元与所述锂电池组电连接，所述电池包插头的输入负极与所述检测单元电连接，所述检测单元与所述锂电池组电连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述电池包还包括二级过压保护单元；所述二级过压保护单元分别与所述开关单元、所述锂电池组、所述电池保护及电量检测模块及所述检测单元电连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述智能充电器采用LET4007充电管理芯片。

8.根据权利要求1所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述电池保护及电量检测模块采用BQ20Z95电池保护及电量检测芯片。

9.根据权利要求6所述的一种基于加固计算机的电池通用系统，其特征在于，所述二级过压保护单元的芯片型号为BQ29412。

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