CN220933157U - 一种蓄电池的在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的一种蓄电池的在线监测系统，它包括单体电池监测装置、电流温度监测装置和蓄电池采集器装置，所述单体电池监测装置的背面粘贴在蓄电池的正面，单体电池监测装置的顶部连接配套线束的一端，线束的另一端为正负极铜片，线束的正负极铜片连接蓄电池的正负极；所述电流温度监测装置和蓄电池采集器装置分别设置在电池架上，电流温度监测装置的顶部连接霍尔传感器和NTC温度探头，蓄电池采集器装置的顶部通过485通信单元上传数据给人机界面或系统平台；相邻的装置之间通过通讯线连接形成环形组网通讯。本实用新型可实现监测每个单体电池的电压、内阻和负极温度，可以实时评估单体电池的状态和性能。

Description

一种蓄电池的在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电池监测技术领域，尤其涉及一种蓄电池的在线监测系统。

背景技术

蓄电池作为重要的能量储存装置，在许多领域中广泛应用，例如电动车、太阳能储能系统等。为了确保蓄电池的安全性和性能稳定性，对其进行实时监测是至关重要的。

目前，现有技术中的蓄电池监测系统存在一些问题。例如，大部分蓄电池监测装置只能对每个单体电池进行独立监测，而能监测多组蓄电池的装置体积都较大，有些是通过螺丝固定安装在机柜内的，需要在机柜上开孔打螺丝固定，这样不但增加机柜的制造和人工安装成本，且占用了机柜空间，同时不方便使用和维修保养。

如以下专利：中国专利CN207490067U提供了一种阀控铅酸蓄电池在线监测装置，可以对每个单体电池进行独立监测且体积较小，便携性强，但是无法监测一组或多组蓄电池的电压、温度、容量等参数；中国专利CN208421185U提供了一种蓄电池在线监测装置，能监测多组蓄电池的电压、内阻、温度、组电流等电参量，但是装置体积大、质量高、结构复杂、占用空间大，现场施工人员安装及接线均不便利。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种蓄电池的在线监测系统，满足监测每个单体电池的电压、内阻及温度，又能监测整组电池的电流，容量及电池健康度，能够提供精确、可靠的蓄电池监测功能，并且体积小、结构简单，施工安装及接线都方便操作。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种蓄电池的在线监测系统，它包括单体电池监测装置、电流温度监测装置和蓄电池采集器装置，单体电池监测装置的顶部与蓄电池连接，单体电池监测装置的底部分别与电流温度监测装置和蓄电池采集器装置连接；所述单体电池监测装置的背面粘贴在蓄电池的正面，单体电池监测装置的顶部连接配套线束的一端，线束的另一端为正负极铜片，线束的正负极铜片连接蓄电池的正负极；

所述电流温度监测装置和蓄电池采集器装置分别设置在电池架上，所述电流温度监测装置的顶部连接霍尔传感器和NTC温度探头，监测蓄电池组的充放电电流和环境温度；所述蓄电池采集器装置的顶部通过485通信单元上传数据给人机界面或系统平台；所述单体电池监测装置、电流温度监测装置和蓄电池采集器装置的底部均连接两根通讯线，相邻的装置之间通过通讯线连接，一进一出形成环形组网通讯。

所述电流温度监测装置的底部的一根通讯线连接相邻的单体电池监测装置的底部通讯线，单体电池监测装置的底部的另一根通讯线连接相邻的另一个单体电池监测装置的底部，以此类推，直至最后一个单体电池监测装置的底部的另一根通讯线连接其相邻的蓄电池采集器装置的底部，蓄电池采集器装置的底部的另一根通讯线连接电流温度监测装置的底部，一进一出形成环形组网通讯。

进一步地，所述单体电池监测装置包括外壳和设置在外壳内的线路板，外壳由上壳体组件和下壳体组件组成，所述上壳体组件、下壳体组件和线路板之间通过上侧面板和下侧面板卡扣连接；所述上侧面板设置在上壳体组件和下壳体组件的前端，下侧面板设置在上壳体组件和下壳体组件的后端；所述线路板上设有接线端子。

进一步地，所述上壳体组件的表面设有前面板，下壳体组件的底面设有垫片；所述上壳体组件和下壳体组件的左右两边分别设有圆孔，用于扎带穿过。

进一步地，所述下壳体组件的背面设置3M背胶，用于粘贴于蓄电池上固定。

进一步地，所述前面板上设有一个六芯端子，和配套的线束端子可直接插拔安装；所述垫片上设有两个通讯com口端子，可以和配套的线束端子直接插拔安装；六芯端子和通讯com口端子均焊接在线路板上。

进一步地，所述单体电池监测装置的线路板上设有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接控制单元、温度单元、内阻测试单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元分别连接电流采样单元和电压采样单元；所述单体电池监测装置用于监测每个单体电池的电压、内阻和负极温度。

进一步地，所述电流温度监测装置的结构与单体电池监测装置相同，所述电流温度监测装置的MCU芯片分别连接温度单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元连接电流采样单元；所述电流温度监测装置用于监测蓄电池组的充放电电流和环境温度。

进一步地，所述蓄电池采集器装置3的结构与单体电池监测装置相同，所述蓄电池采集器装置的MCU芯片分别连接存储单元、485通信单元、TTL通信单元和LED单元；所述蓄电池采集器装置用于数据采集和处理，具有DC24V输入功能，可管理一组电池的监测数据。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种蓄电池的在线监测系统，可提供电池的电压、内阻与内部温度等电池运行信息，包括电池剩余容量和电池健康度，并可提前对失效的电池进行预警及电池均衡，保障电池组备电时间并延长电池组使用寿命，本实用新型的各个单元模块安装、接线、维护与调试非常方便，且具有以下优点：

（1）本实用新型可实现监测每个单体电池的电压、内阻和负极温度，可以实时评估单体电池的状态和性能；

（2）本实用新型可实现监测蓄电池组的充放电电流和环境温度，可以提供对蓄电池组的综合监测和评估；

（3）本实用新型可实现一组蓄电池数据的采集、处理和存储，可以对电池进行状态分析和故障诊断；

（4）本实用新型的模块结构简单体积小，节省占用空间，施工安装方便，模块背后可贴3M胶直接粘贴在蓄电池上，也可以通过扎带绑在电池架上，安装方式多种且灵活。

附图说明

图1为本实用新型的应用示意图。

图2为本实用新型的单体电池监测装置的结构示意图。

图3为本实用新型的单体电池监测装置的后视图。

图4为本实用新型的单体电池监测装置的俯视图。

图5为本实用新型的单体电池监测装置的仰视图。

图6为本实用新型的单体电池监测装置的爆炸图。

图7为本实用新型的单体电池监测装置的功能框图。

图8为本实用新型的电流温度监测装置的功能框图。

图9为本实用新型的蓄电池采集器装置的功能框图。

图10为本实用新型的扎带安装示意图。

图11为本实用新型的背胶安装示意图。

其中：

单体电池监测装置1、上壳体组件1.1、下壳体组件1.2、上侧面板1.3、下侧面板1.4、线路板1.5、接线端子1.6、前面板1.7、垫片1.8、电流温度监测装置2、蓄电池采集器装置3、蓄电池4。

实施方式

为更好地理解本实用新型的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本实用新型的技术方案的具体实施态样，其仅为本实用新型技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。

实施例1

参见图1-11，图1绘制了本实用新型的应用示意图。如图所示，本实用新型涉及的一种蓄电池的在线监测系统，它包括单体电池监测装置1、电流温度监测装置2和蓄电池采集器装置3，单体电池监测装置1的顶部与蓄电池4连接，单体电池监测装置1的底部分别与电流温度监测装置2和蓄电池采集器装置3连接。

所述单体电池监测装置1包括外壳和设置在外壳内的线路板1.5，外壳由上壳体组件1.1和下壳体组件1.2组成，所述上壳体组件1.1、下壳体组件1.2和线路板1.5之间通过上侧面板1.3和下侧面板1.4卡扣连接；所述上侧面板1.3设置在上壳体组件1.1和下壳体组件1.2的前端，下侧面板1.4设置在上壳体组件1.1和下壳体组件1.2的后端；所述线路板1.5上设有接线端子1.6。

所述上壳体组件1.1的表面设有前面板1.7，下壳体组件1.2的底面设有垫片1.8；所述上壳体组件1.1和下壳体组件1.2的左右两边分别设有圆孔，用于扎带穿过；所述下壳体组件1.2的背面可设置3M背胶，用于粘贴于蓄电池上固定。

所述前面板1.7上设有一个六芯端子，和配套的线束端子可直接插拔安装；所述垫片1.8上设有两个通讯com口端子，可以和配套的线束端子直接插拔安装；六芯端子和通讯com口端子均焊接在线路板1.5上。

参见图7，图7绘制了本实用新型的单体电池监测装置的功能框图。如图所示，所述线路板1.5上设有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接控制单元、温度单元、内阻测试单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元分别连接电流采样单元和电压采样单元；所述单体电池监测装置1用于监测每个单体电池的电压、内阻和负极温度。每个单体电池配备一个单体电池监测模块，以确保对单体电池的独立监测。通过监测电压、内阻和负极温度等参数，可以实时评估单体电池的状态和性能。

参见图8，图8绘制了本实用新型的电流温度监测装置的功能框图。如图所示，所述电流温度监测装置2的结构与单体电池监测装置1相同，不同的是，所述电流温度监测装置2的MCU芯片分别连接温度单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元连接电流采样单元；所述电流温度监测装置2用于监测蓄电池组的充放电电流和环境温度。每组电池配备一个电流温度监测模块，能够监测高达1000A的电流。该模块通过准确测量充放电电流和环境温度，提供对蓄电池组的综合监测和评估。

参见图9，图9绘制了本实用新型的蓄电池采集器装置的功能框图。如图所示，所述蓄电池采集器装置3的结构与单体电池监测装置1相同，不同的是，所述蓄电池采集器装置3的MCU芯片分别连接存储单元、485通信单元、TTL通信单元和LED单元；所述蓄电池采集器装置3用于数据采集和处理，具有DC24V输入功能，可管理一组电池的监测数据。蓄电池采集器模块负责收集来自单体电池监测模块和电流温度监测模块的数据，并进行处理和存储。通过该模块，用户可以实时获取蓄电池的监测数据，并进行状态分析和故障诊断。

所述单体电池监测装置1的背面粘贴在蓄电池4的正面，单体电池监测装置1的顶部连接配套线束的一端，线束的另一端为正负极铜片，线束的正极铜片连接蓄电池4的负极，线束的负极铜片连接蓄电池4的正极，既取电同时测电池的电压、电阻、负极温度等参数；

所述电流温度监测装置2和蓄电池采集器装置3分别通过扎带绑定在电池架上，所述电流温度监测装置2的顶部连接霍尔传感器和NTC温度探头，监测蓄电池组的充放电电流和环境温度；所述蓄电池采集器装置3的顶部通过485通信单元上传数据给人机界面或系统平台；

所述单体电池监测装置1、电流温度监测装置2和蓄电池采集器装置3的底部均连接两根通讯线，电流温度监测装置2的底部的一根通讯线连接相邻的单体电池监测装置1的底部通讯线，单体电池监测装置1的底部的另一根通讯线连接相邻的另一个单体电池监测装置1的底部，以此类推，直至最后一个单体电池监测装置1的底部的另一根通讯线连接其相邻的蓄电池采集器装置3的底部，蓄电池采集器装置3的底部的另一根通讯线连接电流温度监测装置2的底部，一进一出形成环形组网通讯，其中任何一个模块断开不影响整组数据通讯，整体接线简单便捷，极大的方便了现场施工及调试人员的工作。

工作原理：

本实用新型提供了一种蓄电池的在线监测系统，包含前面板、塑料组件、线路板、塑料壳体、垫片、侧面板和接线端子，物料组件、塑料壳体和线路板之间通过侧面板安装固定，可使整个模块结构紧凑、装配过程简单、可靠高效；该装置包括以下三种模块：单体电池监测模块、电流温度监测模块和蓄电池采集器模块，通过这些模块，可以实现对2V、6V、12V阀控铅酸蓄电池的单体电池和蓄电池组的精确监测和评估。该组模块具有高精度、可靠性强的特点，有助于提高蓄电池的安全性和性能稳定性，可广泛应用于电力、数据中心、石化、金融、轨道交通等行业。

本实用新型的提供了一组应用于阀控铅酸蓄电池在线监测的模块，模块的安装方式可选扎带固定安装或3M背胶粘贴安装，模块左右两边有可供扎带穿过的圆孔；另一种是扎带安装方式，模块左右两边的圆孔穿扎带安装固定于电池架上；模块的安装方式也可选3M背胶粘贴安装，模块背面可贴3M背胶；模块通过3M背胶粘贴于电池上固定。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：它包括单体电池监测装置（1）、电流温度监测装置（2）和蓄电池采集器装置（3），单体电池监测装置（1）的顶部与蓄电池（4）连接，单体电池监测装置（1）的底部分别与电流温度监测装置（2）和蓄电池采集器装置（3）连接；所述单体电池监测装置（1）的背面粘贴在蓄电池（4）的正面，单体电池监测装置（1）的顶部连接配套线束的一端，线束的另一端为正负极铜片，线束的正负极铜片连接蓄电池（4）的正负极；

所述电流温度监测装置（2）和蓄电池采集器装置（3）分别设置在电池架上，所述电流温度监测装置（2）的顶部连接霍尔传感器和NTC温度探头，监测蓄电池组的充放电电流和环境温度；所述蓄电池采集器装置（3）的顶部通过485通信单元上传数据给人机界面或系统平台；所述单体电池监测装置（1）、电流温度监测装置（2）和蓄电池采集器装置（3）的底部均连接两根通讯线，相邻的装置之间通过通讯线连接，一进一出形成环形组网通讯；

所述电流温度监测装置（2）的底部的一根通讯线连接相邻的单体电池监测装置（1）的底部通讯线，单体电池监测装置（1）的底部的另一根通讯线连接相邻的另一个单体电池监测装置（1）的底部，以此类推，直至最后一个单体电池监测装置（1）的底部的另一根通讯线连接其相邻的蓄电池采集器装置（3）的底部，蓄电池采集器装置（3）的底部的另一根通讯线连接电流温度监测装置（2）的底部，一进一出形成环形组网通讯。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述单体电池监测装置（1）包括外壳和设置在外壳内的线路板（1.5），外壳由上壳体组件（1.1）和下壳体组件（1.2）组成，所述上壳体组件（1.1）、下壳体组件（1.2）和线路板（1.5）之间通过上侧面板（1.3）和下侧面板（1.4）卡扣连接；所述上侧面板（1.3）设置在上壳体组件（1.1）和下壳体组件（1.2）的前端，下侧面板（1.4）设置在上壳体组件（1.1）和下壳体组件（1.2）的后端；所述线路板（1.5）上设有接线端子（1.6）。

3.根据权利要求2所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述上壳体组件（1.1）的表面设有前面板（1.7），下壳体组件（1.2）的底面设有垫片（1.8）；所述上壳体组件（1.1）和下壳体组件（1.2）的左右两边分别设有圆孔，用于扎带穿过。

4.根据权利要求2所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述下壳体组件（1.2）的背面设置3M背胶，用于粘贴于蓄电池上固定。

5.根据权利要求3所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述前面板（1.7）上设有一个六芯端子，和配套的线束端子可直接插拔安装；所述垫片（1.8）上设有两个通讯com口端子，可以和配套的线束端子直接插拔安装；六芯端子和通讯com口端子均焊接在线路板（1.5）上。

6.根据权利要求1所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述单体电池监测装置（1）的线路板（1.5）上设有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接控制单元、温度单元、内阻测试单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元分别连接电流采样单元和电压采样单元；所述单体电池监测装置（1）用于监测每个单体电池的电压、内阻和负极温度。

7.根据权利要求6所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述电流温度监测装置（2）的结构与单体电池监测装置（1）相同，所述电流温度监测装置（2）的MCU芯片分别连接温度单元、计量单元、TTL通信单元和LED单元，所述计量单元连接电流采样单元；所述电流温度监测装置（2）用于监测蓄电池组的充放电电流和环境温度。

8.根据权利要求6所述的一种蓄电池的在线监测系统，其特征在于：所述蓄电池采集器装置（3）的结构与单体电池监测装置（1）相同，所述蓄电池采集器装置（3）的MCU芯片分别连接存储单元、485通信单元、TTL通信单元和LED单元；所述蓄电池采集器装置（3）用于数据采集和处理，具有DC24V输入功能，可管理一组电池的监测数据。