CN217036803U - 一种用于高空作业的锂电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域,公开了一种用于高空作业的锂电池管理系统，包括BMS管理单元、控制器和物联网通讯单元，BMS管理单元包括主控单元、充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元，主控单元分别和充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元电连接，控制器的通讯接口与主控单元的通信接口电连接，控制器与物联网通讯单元电连接，在实际使用时通过控制器来从BMS管理单元获取锂电池的使用参数，以及让控制器通过物联网通讯单元将锂电池的使用参数发送到服务器，当本实用新型应用在高空作业平台上时，可以让使用者远程知道锂电池的使用情况。

Description

一种用于高空作业的锂电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种用于高空作业的锂电池管理系统。

背景技术

现有的高空作业平台大多采用蓄电池(铅酸或者胶体电池)进行供电，而蓄电池在实际使用时存在体积大、不好安装和使用寿命短等缺陷。锂电池由于其能量密度大、使用寿命长和污染较小等优势，在逐渐取代高空作业平台上的蓄电池。

目前锂电池在使用时都需要搭配BMS管理系统对锂电池进行充放电管理，以确保锂电池不会出现过充、过放和过温。而对于传统的高空作业平台，不管是蓄电池还是锂电池都是用来供电的，高空作业平台上并没有关于电池的信息显示装置，使用者不知道锂电池的使用情况例如电量是否不足又或者是否出现故障。

实用新型内容

鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了一种用于高空作业的锂电池管理系统，所要解决的技术问题是当锂电池应用在高空作业平台上时，高空作业平台上由于缺少电池的信息显示装置，进而导致使用者不知道锂电池的使用情况。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于高空作业的锂电池管理系统，包括BMS管理单元，所述BMS管理单元包括主控单元、充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元，所述主控单元分别和所述充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元电连接，还包括控制器和物联网通讯单元；所述控制器的通讯接口与所述主控单元的通信接口电连接，所述控制器与所述物联网通讯单元电连接。

在实际使用时，控制器从主控单元获取锂电池的使用参数，使用参数包括锂电池的当前电量、当前充电或者放电电流大小、当前充电或者放电电压大小、当前工作温度大小和故障信息，并通过物联网通讯单元将锂电池的使用参数无线发送到服务器上，使用者可以在服务器上远程查看锂电池的使用情况。

在某种实施方式中，本实用新型还包括语音信号产生单元、驱动单元和播放器，所述控制器与所述语音信号产生单元电连接，向所述语音信号产生单元发送控制信号，所述语音信号产生单元基于所述控制信号产生语音信号，所述驱动单元对所述语音信号进行放大，并将放大后信号输入到所述播放器。

在实际使用时，控制器可以通过语音信号产生单元、驱动单元和播放器将从主控单元获取的锂电池的使用参数播报出来，从而让使用者了解锂电池的使用状态。

更进一步地，所述控制器通过光耦隔离单元与所述语音信号产生单元电连接。在实际使用时，通过光耦隔离单元可以对控制器输入到语音信号产生单元的控制信号进行隔离，避免播放器播放时出现杂音，另外也能隔离语音信号产生单元对控制器的干扰。

在某种实施方式中，所述控制器还电连接有操作按键，在所述操作按键按下后，所述操作按键输入到所述控制器的信号由第一状态变为第二状态。

在某种实施方式中，本实用新型还包括电源单元，所述电源单元被配置于将锂电池的输出电压转换为所述控制器和物联网通讯单元的工作电压。

更进一步地，所述电源单元包括型号为XL7046的电源芯片、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C19、二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻 R5和电感L10，电源芯片的3号引脚与电容C3一端电连接，电容C3另一端分别与电容C2一端和电源芯片的4号引脚电连接，电容C2另一端接地，电源芯片的5号引脚分别与二极管D1的负极和电感L10电连接，二极管D1的正极接地，电感L10另一端分别与电阻R3一端和电源芯片的2号引脚电连接，电阻 R3另一端分别电容C1一端、电容C19一端电阻R4一端、电容C12一端和电源芯片的1号引脚电连接，电容C1另一端和电容C19另一端接地，电阻R4另一端分别和电容C12另一端、电阻R5一端和电源芯片的8号引脚电连接，电阻 R5另一端接地。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：通过控制器来从BMS管理单元获取锂电池的使用参数，以及让控制器通过物联网通讯单元将锂电池的使用参数发送到服务器，当本实用新型应用在高空作业平台上时，可以让使用者远程知道锂电池的使用情况，另外通过增加语音信号产生单元、驱动单元和播放器可以对锂电池的使用情况进行播报，最后增加电源单元对锂电池的电压进行转换，不用单独为控制器和物联网通讯单元设置额外的电源。

附图说明

图1为实施例中的本实用新型的第一种实施结构示意图；

图2为实施例中的本实用新型的第二种实施结构示意图；

图3为实施例中的本实用新型的电源单元的电路图；

图4为实施例中的本实用新型光耦隔离单元的电路图；

图5为实施例中的本实用新型的语音信号产生单元的电路图；

图6为实施例中的本实用新型的驱动单元的电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种用于高空作业的锂电池管理系统，包括BMS管理单元1，所述BMS管理单元1包括主控单元10、充电开关单元12、放电开关单元11、电压检测单元13、电流检测单元14和温度检测单元15，所述主控单元10分别和所述充电开关单元12、放电开关单元11、电压检测单元13、电流检测单元14 和温度检测单元15电连接，其中主控单元10通过控制充电开关单元12的通断来控制是否对锂电池充电，主控单元10通过控制放电开关单元11的通断来控制锂电池是否放电，电压检测单元13和电流检测单元14用来检测锂电池的充/放电电压和充/放电电流，并向主控单元10输入检测信号；

在图1的实施方式中，锂电池与电流检测单元14、电压检测单元13、充电开关单元12和放电开关的那元11依次串联的；

还包括控制器2和物联网通讯单元3；控制器2的通讯接口与主控单元10 的通信接口电连接，具体地，控制器2与主控单元10通过CAN总线进行通讯，控制器2与物联网通讯单元3电连接。

在实际使用时，控制器2可以采用单片机，单片机的位数和型号可以根据实际需求来设置，只需让单片机能与主控单元10进行通讯即可，物联网通信单元 3可以采用2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块或者5G通讯模块。

在实际使用时，控制器2从主控单元10获取锂电池的使用参数，使用参数包括锂电池的当前电量、当前充电或者放电电流大小、当前充电或者放电电压大小、当前工作温度大小和故障信息，并通过物联网通讯单元3将锂电池的使用参数无线发送到服务器上，使用者可以在服务器上远程查看锂电池的使用情况。

参照图2，在图2中，本实用新型还包括光耦隔离单元4、语音信号产生单元5、驱动单元6和播放器7，控制器与2与光耦隔离单元4电连接，光耦隔离单元4与语音信号产生单元5电连接，语音信号产生单元5与驱动单元6电连接，驱动单元6与播放器电连接。其中光耦隔离单元4的电路图如图4所示，语音信号产生单元5的电路图如图5所述，驱动单元6的电路图如图6所示，图4中的电阻R203与光电耦合器D201电连接的一端与图5中的芯片U01的2号引脚电连接，图5中的电容C207与电阻R22电连接的一端与图6中的电阻R208与电阻R204电连接的一端电连接，图5中的电阻R207未与电容C201电连接的一端与图6中的芯片U02的4号引脚电连接，图6中的芯片U02的5号引脚和8号引脚与播放器7电连接。

在实际使用时，控制器2输出控制信号，控制信号经光耦隔离单元4隔离后输入到语音信号产生单元5，语音信号产生单元4基于隔离后的控制信号产生语音信号，驱动单元6对语音信号进行放大，并将放大后信号输入到播放器7进行播放。其中控制信号可以是电平状态连续变化的高低电平信号。

在实际使用时，控制器2可以通过语音信号产生单元5、驱动单元6和播放器7将从主控单元10获取的锂电池的使用参数播报出来，从而让使用者了解锂电池的使用状态。另外通过光耦隔离单元4可以对控制器2输入到语音信号产生单元的控制信号进行隔离，避免播放器播放7时出现杂音，另外也能隔离语音信号产生单元对控制器的干扰。

在实际使用时，控制器2可以按照表1、表2和表3进行播报。

表1

表2

表3

参照图2，在图2中，本实用新型还包括电源单元8，电源单元8被配置于将锂电池的输出电压转换为控制器2和物联网通讯单元3的工作电压。

参照图3，电源单元包括型号为XL7046的电源芯片U3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C19、二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电感L10，电源芯片的3号引脚与电容C3一端电连接，电容C3另一端分别与电容C2一端和电源芯片的4号引脚电连接，电容C2另一端接地，电源芯片的5 号引脚分别与二极管D1的负极和电感L10电连接，二极管D1的正极接地，电感L10另一端分别与电阻R3一端和电源芯片的2号引脚电连接，电阻R3另一端分别电容C1一端、电容C19一端电阻R4一端、电容C12一端和电源芯片的 1号引脚电连接，电容C1另一端和电容C19另一端接地，电阻R4另一端分别和电容C12另一端、电阻R5一端和电源芯片的8号引脚电连接，电阻R5另一端接地。其中电源芯片U3的4号引脚与锂电池电连接，电阻R3未与电感L10 电连接的一端输出5V直流电压，该5V直流电压输入到控制器2和物联网通讯单元3。

另外，为便于使用者查询，控制器3还电连接有操作按键，在操作按键按下后，操作按键输入到控制器的信号由第一状态变为第二状态。在某种实施方式中，操作按键一端与控制器2电连接，操作按键另一端接地，当操作按键按下后向控制器输入低电平信号。

在实际使用时可以根据操作按键的按下次数和按下时间来向控制器2输入不同的操作指令。例如当操作按键按下以一次时，操作按键向控制器2输入播报当前设备电池剩余电量及当前电压指令；当操作按键按下时间大于6秒小于等于 8秒时，操作按键向控制器2输入锂电池自检指令；当操作按键按下时间大于8 秒时，操作按键向控制器2输入请求复位指令；当控制器接2收到播报当前设备电池剩余电量及当前电压指令时，控制器2通过播放器7对锂电池的剩余电量及当前电压进行播报；当控制器接2收到锂电池自检指令时，控制器2通过播放器播放7锂电池当前状态码；当控制器2收到请求复位指令时，控制器2通过播放器7播放是否复位语音，在此状态下如果按下操作按键，则控制器2向BMS管理单元1发送复位指令，BMS管理单元1复位完成后，控制器通过播放器7播放“自检成功”。

综上，本实用新型过控制器2来从BMS管理单元1获取锂电池的使用参数，以及让控制器2通过物联网通讯单元3将锂电池的使用参数发送到服务器，当本实用新型应用在高空作业平台上时，可以让使用者远程知道锂电池的使用情况，另外通过增加语音信号产生单元5、驱动单元6和播放器7可以对锂电池的使用情况进行播报，最后增加电源单元8对锂电池的电压进行转换，不用单独为控制器2和物联网通讯单元4设置额外的电源。

上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种用于高空作业的锂电池管理系统，包括BMS管理单元，所述BMS管理单元包括主控单元、充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元，所述主控单元分别和所述充电开关单元、放电开关单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元电连接，其特征在于，还包括控制器和物联网通讯单元；所述控制器的通讯接口与所述主控单元的通信接口电连接，所述控制器与所述物联网通讯单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于高空作业的锂电池管理系统，其特征在于，还包括语音信号产生单元、驱动单元和播放器，所述控制器与所述语音信号产生单元电连接，向所述语音信号产生单元发送控制信号，所述语音信号产生单元基于所述控制信号产生语音信号，所述驱动单元对所述语音信号进行放大，并将放大后信号输入到所述播放器。

3.根据权利要求2所述的一种用于高空作业的锂电池管理系统，其特征在于，所述控制器通过光耦隔离单元与所述语音信号产生单元电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于高空作业的锂电池管理系统，其特征在于，所述控制器还电连接有操作按键，在所述操作按键按下后，所述操作按键输入到所述控制器的信号由第一状态变为第二状态。

5.根据权利要求1所述的一种用于高空作业的锂电池管理系统，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元被配置于将锂电池的输出电压转换为所述控制器和物联网通讯单元的工作电压。

6.根据权利要求5所述的一种用于高空作业的锂电池管理系统，其特征在于，所述电源单元包括型号为XL7046的电源芯片、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C19、二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电感L10，电源芯片的3号引脚与电容C3一端电连接，电容C3另一端分别与电容C2一端和电源芯片的4号引脚电连接，电容C2另一端接地，电源芯片的5号引脚分别与二极管D1的负极和电感L10电连接，二极管D1的正极接地，电感L10另一端分别与电阻R3一端和电源芯片的2号引脚电连接，电阻R3另一端分别电容C1一端、电容C19一端电阻R4一端、电容C12一端和电源芯片的1号引脚电连接，电容C1另一端和电容C19另一端接地，电阻R4另一端分别和电容C12另一端、电阻R5一端和电源芯片的8号引脚电连接，电阻R5另一端接地。

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