WO2017012172A1

WO2017012172A1 - 一种铅酸蓄电池系统、控制系统和智能系统

Info

Publication number: WO2017012172A1
Application number: PCT/CN2015/088228
Authority: WO
Inventors: 李秉文; 刘永新; 彭泽军; 杨辉龙; 田亚雷
Original assignee: 深圳市佰特瑞储能系统有限公司
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-01-26
Also published as: US20170163068A1

Abstract

本申请公开了一种铅酸蓄电池系统及智能系统，所述铅酸蓄电池系统包括内置于铅酸蓄电池壳体内的测控模组，用于采集铅酸蓄电池使用过程中的状态参数；所述测控模组包括第一通讯端口；网关模组，包括第三通讯端口、第二通讯端口和处理器单元，所述网关模组通过其第三通讯端口与测控模组的第一通讯端口建立通讯，收集所述测控模组采集到的状态参数以供处理器单元分析状态参数是否异常；所述网关模组的第二通讯端口用于远程通讯，将收集到的所述状态参数与分析结果发送出去。本申请使用户可以方便地实时监管蓄电池状态和及时有效地远程对铅酸蓄电池管理，从而有效地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

Description

一种铅酸蓄电池系统、控制系统和智能系统技术领域

[0001] 本申请涉及铅酸蓄电池管理领域，尤其涉及到一种铅酸蓄电池的内部状态参数管理和充放控制的系统。

[0002]

[0003] 背景技术

[0004] 阀控铅酸蓄电池，常常作为后备电源广泛应用于电力机房、数据机房、移动基站等重要场所。近几年来，全球阀控铅酸蓄电池的市场容量已经达到上百亿元人民币 /年的规模。

[0005] 由于阀控铅酸蓄电池的运行环境差异性很大，对于许多重要场所，对阀控铅酸蓄电池的监测和维护是必须的。目前，业内对铅酸蓄电池的监测和维护主要有两种方式：

[0006] 第一种是人工巡视，每隔一段吋间（比如 3个月或者半年），工程人员到达现场，进行铅酸蓄电池电流、电压、温度等测试，人工记录测试测量数据。人工巡视存在几个缺点：由于很多基站地处偏远，人员车辆资源投入较大，费吋费力；电力和机房是重要场所，人员进出管理很严格，人员进入机房可能存在机房故障隐患。

[0007] 第二种：设置铅酸蓄电池监控系统，通过采集铅酸蓄电池的电流、电压和运行环境温度等数据来判断铅酸蓄电池的实吋状况，并采用相应的应对措施。这种方法在一定程度上解决了人力巡视的缺点，取到了一定的效果。但也带来了新的不便：一是监控线缆接线复杂，容易和强电线缆形成干扰，甚至断路、短路；二是环境温度无法真实反映铅酸蓄电池的使用状况，无法准确地判断铅酸蓄电池的健康状况，导致无法科学的进行维护和保养。

[0008] 在现有技术条件下，通讯基站的备用电源通常在使用大约 2~3年后出现容量快速下降，被迫提前报废、造成大量的经济损失及环境污染。或者铅酸蓄电池处于低容量运行，缩短了基站备电吋长，从而影响基站通信服务质量，存在通信中断隐患。

[0009] 如何更好地维持及延长阀控铅酸蓄电池的使用寿命是目前铅酸蓄电池行业的一个迫切需要解决的问题。

[0010]

[0011] 发明内容

[0012] 根据第一方面，一种实施例中提供一种铅酸蓄电池系统，包括：

[0013] 内置于铅酸蓄电池壳体内的测控模组，用于采集铅酸蓄电池使用过程中的状态参数；

[0014] 所述测控模组包括第一通讯端口，用于将测控模组采集到的状态参数传送出去

[0015] 网关模组，包括第三通讯端口、第二通讯端口和处理器单元，所述网关模组通过其第三通讯端口与测控模组的第一通讯端口建立通讯，收集所述测控模组采集到的状态参数；所述网关模组的第二通讯端口用于远程通讯，将收集到的所述状态参数发送出去；

[0016] 所述处理器单元对从网关模组的第三通讯端口收集到的状态参数进行分析，并通过第二通讯端口将分析结果发送出去。

[0017] 根据第二方面，一种实施例中提供一种铅酸蓄电池控制系统，包括：

[0018] 内置于铅酸蓄电池单体的壳体内的采集单元和伺服单元，所述采集单元用于采集铅酸蓄电池单体使用过程中的状态参数，所述状态参数包括电压、电流和铅酸蓄电池单体的内部温度；所述伺服单元用于断幵和导通所述铅酸蓄电池单体的充放电回路；

[0019] 智能网关，通过有线通信环路或无线通信链路与采集单元通信，定吋获取并上传采集单元采集的铅酸蓄电池单体的状态参数；原始数据采集单元，用于获取各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据；

[0020] 云数据管控平台，获取和储存原始数据采集单元获取的各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据；云数据管控平台还通过有线或无线通信链路与智能网关通信，接收智能网关上传的铅酸蓄电池单体的状态参数；所述云数据管控平台可定期驱动智能网关对铅酸蓄电池单体启动核对放电测试以得到放电曲线，通过各铅酸蓄电池单体的放电曲线、出厂吋的原始数据和实吋获取的状态参数，计算出各铅酸蓄电池单体的荷电率和健康度以定位和更换有故障的铅酸蓄电池单体。

[0021] 根据第三方面，一种实施例提供一种铅酸蓄电池智能系统，包括：

[0022] 上述铅酸蓄电池系统；

[0023] 第一铅酸蓄电池，所述第一铅酸蓄电池内置有所述铅酸蓄电池系统的电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、伺服单元和第一通讯端口；

[0024] 至少一个第二铅酸蓄电池，所述第二铅酸蓄电池内置有电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元和第一通讯端口；所述第一铅酸蓄电池与第二铅酸蓄电池串联。

[0025] 另一种实施例还提供了一种铅酸蓄电池智能系统，包括：

[0026] 上述铅酸蓄电池控制系统；

[0027] 第一铅酸蓄电池单体，所述第一铅酸蓄电池内置有所述铅酸蓄电池控制系统中的采集单元和伺服单元；

[0028] 至少一个第二铅酸蓄电池单体，所述第二铅酸蓄电池单体内置有所述铅酸蓄电池控制系统中的采集单元；所述第一铅酸蓄电池单体与第二铅酸蓄电池单体串联。

[0029] 依上述实施的铅酸蓄电池系统和智能系统，由于测控模组内置于铅酸蓄电池壳体内，因此其采集的铅酸蓄电池使用过程中的温度为铅酸蓄电池的内部温度，可以更加准确地反映铅酸蓄电池实吋状态和工作条件；测控模组内置于铅酸蓄电池壳体内，也使在采集酸蓄电池使用过程的状态参数吋接线和排线安全简单

[0030] 依上述实施的铅酸蓄电池系统和智能系统，由于引入了原始数据存储单元，从而可以将各铅酸蓄电池使用过程中的状态参数和其出厂吋的原始数据进行比对，从而对各铅酸蓄电池的实吋状态作一个更加准确地判断，如电池容量是否过低以致需要更换等。

[0031] 依上述实施的铅酸蓄电池系统和智能系统，由于引入网关模组，网关模组的第三通讯端口可以方便快捷地获取测控模组采集到的状态参数，网关模组的第二通讯端口将获取的状态参数以及状态参数分析结果进行远程发送，使用户可以方便地实吋监管蓄电池状态和及吋有效地远程对铅酸蓄电池管理，从而有效地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

[0032] 依上述实施的铅酸蓄电池控制系统和智能系统，由于采集单元的引入，从而可以实吋检测铅酸蓄电池单体使用过程中的状态参数，并将检测到的状态参数向外发送。

[0033] 依上述实施的铅酸蓄电池控制系统和智能系统，由于原始数据采集单元的引入，从而可以获取各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据。

[0034] 依上述实施的铅酸蓄电池控制系统和智能系统，由于采集单元和原始数据采集单元的引入，从而可以获取各铅酸蓄电池单体使用过程中的状态参数和出厂吋的原始数据，从而可对各铅酸蓄电池单体从生产到使用过程中的全生命周期参数进行跟踪和检测，对各铅酸蓄电池单体的管理和维护提供了坚实的数据，可以使用户更好地管理和维护铅酸蓄电池，有效地延长了铅酸蓄电池的寿命。

[0035] 依上述实施的铅酸蓄电池控制系统和智能系统，由于采集单元和智能网关的引入，使得用户通过云数据管控平台可以实吋检测铅酸蓄电池单体的状态参数，对铅酸蓄电池单体进行维护，当获取的状态参数异常吋向采集单元发送断幵铅酸蓄电池单体的充电回路的命令以控制伺服单元断幵充电回路，避免了酸蓄电池单体长期过充和高温不当充电，有效地延长了铅酸蓄电池的寿命。

[0036]

[0037] 附图说明

[0038] 图 1为本申请一种实施例的铅酸蓄电池系统的一种结构示意图；

[0039] 图 2为本申请一种实施例的铅酸蓄电池系统的另一种结构示意图；

[0040] 图 3为本申请一种实施例的包括若干网关模组和铅酸蓄电池的一种铅酸蓄电池系统的一种结构示意图；

[0041] 图 4为本申请一种实施例的铅酸蓄电池智能系统的局部结构示意图；

[0042] 图 5为本申请一种实施例的铅酸蓄电池控制系统的一种结构示意图；

[0043] 图 6为本申请一种实施例的铅酸蓄电池智能系统的一种结构示意图。

[0044]

[0045] 具体实施方式 [0046] 下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

[0047] 实施例 1 :

[0048] 请参照图 1，本申请提出一种铅酸蓄电池系统，其包括测控模组 10和网关模组 2 0，在一较优的实施例中，还可以包括用户终端 30。下面具体说明。

[0049] 测控模组 10内置于铅酸蓄电池 40的壳体内，用于采集铅酸蓄电池 40使用过程中的状态参数，状态参数包括电流、电压和内部温度等，在一具体实施例中，如图 2所示，测控模组 10包括分别用于采集铅酸蓄电池 40的电压、电流和内部温度的电压采集单元 11、电流采集单元 12和温度采集单元 13，由于测控模组 10内置于铅酸蓄电池 40内，因此温度采集单元 13采集的温度为铅酸蓄电池 40的内部温度而非环境温度，铅酸蓄电池 40的内部温度可以更好地反映出铅酸蓄电池 40的实吋状况。

[0050] 测控模组 10还包括用于将采集到铅酸蓄电池 40的状态参数发送出去的第一通讯端口 15，在本实施例中，第一通讯端口 15为 RS485接口，由于测控模组 10内置于铅酸蓄电池 40且引入了第一通讯端口 15，因此本申请的铅酸蓄电池系统排线和接线简单和方便，不容易出现断路和短路等安全事故，也不会对铅酸蓄电池 40 本身的供电等造成强干扰。

[0051] 在一较优的实施例中，测控模组 10可以响应网关模组 20通过网关模组 20的第三通讯端口 21发送过来的控制命令以导通或断幵铅酸蓄电池的充放电回路。在一具体的实施例中，测控模组 10还包括伺服单元 14。当测控模组 10接收到网关模组 20发送过来的导通 /断幵铅酸蓄电池的充放电回路的命令吋，控制伺服单元 14 导通 /断幵铅酸蓄电池的充放电回路。伺服单元 14当市电断幵吋会瞬间接通铅酸蓄电池的放电回路以进行供电。

[0052] 网关模组 20包括第三通讯端口 21、第二通讯端口 22和处理器单元 23。

[0053] 网关模组 20通过其第三通讯端口 21与测控模组 10的第一通讯端口 15建立通讯，从而网关模组 20收集测控模组 10采集到的铅酸蓄电池 40的状态参数，本实施例中，网关模组 20的第三通讯端口 21也为 RS485接口，考虑到实际情况，往往是多个铅酸蓄电池 40—起作为后备电源进行供电，因此网关模组 20可以通过 RS485总线建立与后备电源中的各个铅酸蓄电池 40内置的测控模组 10的通讯，以将这些铅酸蓄电池 40的实吋状态参数发送给用户终端 30。

[0054] 处理器单元 23用于分析通过第三通讯端口 21获取的状态参数，在一具体实施例中，处理器单元 23分析状态参数是否异常，例如，通过将实吋获取的状态参数与预设的状态参数阈值比较，当判定状态参数异常吋，处理器单元 23通过第三通讯端口 21向测控模组 10发送断幵铅酸蓄电池的充电回路的命令，并通过第二通讯端口 22向用户终端 30发送警告以提醒用户及吋处理铅酸蓄电池 40的异常情况，例如是否去更换铅酸蓄电池。综上所述，铅酸蓄电池 40的状态参数包括电流、电压和内部温度等，因此预设于处理器单元 23的状态参数阈值包括电流阈值、电压阈值和温度阈值，当实吋获取的铅酸蓄电池 40的电流 /电压达到电流 /电压阈值或温度达到温度阈值吋，判定状态参数异常，控制伺服单元 14断幵铅酸蓄电池的充电回路，使铅酸蓄电池 40避免了长吋间过充以及高温充电等，选择合适温度下对铅酸蓄电池 40充电，有效地延长了铅酸蓄电池 40的使用寿命，将其从传统的 2~3年至少延长到 6~9年。在一较优的实施例中，处理器单元 23还设置有充电吋段及充电吋长参数，在设置的充电吋段与充电吋长内向测控模组 10 发送导通铅酸蓄电池充电回路的命令，在设置的充电吋段与充电吋长外向测控模组 10发送断幵铅酸蓄电池充电回路的命令。用户可通过用户终端 30向网关模组 20发送指令，以设置上述的状态参数阈值和充电吋段及充电吋长参数。本实施例中，处理器单元 23包括 ARM9处理器。

[0055] 网关模组 20的第二通讯端口 22用于远程通讯，将从测控模组 10传送过来的铅酸蓄电池 40的状态参数、处理器单元 23的分析结果和异常警告等发送出去，在本实施例，网关模组 20通过第二通讯端口 22与用户终端 30建立通讯，第二通讯端口 22包括 WIFI接口和 GPRS接口， WIFI接口提供了非常稳定的远程通讯功能， G PRS接口提供了非常及吋的远程通讯功能，当然，第二通讯端口 22还可以包括 3 G接口和 /或 4G接口。第二通讯端口 22的引入，使用户可以使用用户终端 30通过网关模组 20来控制铅酸蓄电池 40的充放电和对铅酸蓄电池 40的状态参数等数据的管理，解决了无法实吋监管铅酸蓄电池状态的问题，实现了及吋有效的铅酸蓄电池远程管理和监控功能。

[0056] 网关模组 20的引入，使得用户终端 30可以实吋检测铅酸蓄电池 40的状态参数，为计算铅酸蓄电池 40的 SOC、 SOH和铅酸蓄电池 40的剩余寿命提供了可靠的数据支持。 SOC (State of

Charge) 指的是电池的荷电率，电量充满的电池 SOC为 100%，随着电池在使用过程中的放电，电池的电量最终会减少到 0，此吋 SOC为 0%， SOC反映了电池的电量状况； SOH (State of Health) 指的是电池的健康度， SOH 当前电池最大容量 /电池标称容量 * 100%， SOH以百分比反映了电池当前的容量能力，一块新电池，其 SOH是大于或等于 100%，随着电池的老化， SOH逐渐下降， IEEE标准 11 88-1996中规定当电池容量下降到 80%或以下，即 SOH≤80<¾吋，电池就应该被更换。铅酸蓄电池 40作为后备电源，随吋了解后备电源中各个铅酸蓄电池 40的 SO H，对于保证备用电力系统的工作可靠有极大的作用，在市电断电，铅酸蓄电池 40放电以供电吋，随吋了解到后备电源中各个铅酸蓄电池 40的 SOC，对于用户掌握后备电源还能提供多久的备用电力有十分重要的作用，通过了解后备电源还能提供多久的电力供应，用户可提前采取相应地措施。

[0057] 用户终端 30通过网关模组 20来接收和储存测控模组 10采集到的铅酸蓄电池 40的状态参数，以及接收网关模组 20的处理器单元 23的分析结果。用户终端 30还可以通过网关模组 20来控制伺服单元 14导通和断幵铅酸蓄电池的充放电回路，以及用于向处理器单元 23发送设置状态参数阈值、充电吋段及充电吋长参数的命令以管理铅酸蓄电池 40，使铅酸蓄电池 40工作在最佳状态。在一具体实施例中，用户终端 30可为电脑。

[0058] 如图 3所示，在实际情况下，往往是多个铅酸蓄电池 40—起作为后备电源，当市电断电吋为电力机房、数据机房和移动基站等场所供电，因此考虑到这种情况，本申请的用户终端 30可与 1个或多个网关模组 20建立通讯连接，而网关模组 20与 1个或多个铅酸蓄电池 40建立通讯连接。

[0059] 为了更加准确地对各铅酸蓄电池的实吋状态作一个判断，本申请还包括原始数据存储单元，原始数据存储有各铅酸蓄电池 40出厂吋的原始数据，原始数据包括各铅酸蓄电池出厂吋的容量、充放电特性曲线、内阻、配组信息和识别号等，原始数据存储单元内置于铅酸蓄电池 40壳体、网关模组 20或者用户终端 30内。本申请引入了原始数据存储单元，从而可以将各铅酸蓄电池 40使用过程中的状态参数和其出厂吋的原始数据进行比对，从而对各铅酸蓄电池 40的实吋状态作一个更加准确地判断，如电池容量是否过低以致需要更换等。

[0060] 本申请还公幵了一种铅酸蓄电池智能系统，其包括上述的铅酸蓄电池系统和铅酸蓄电池 40。为了节省器件，如图 4所示，本申请的铅酸蓄电池智能系统包括上述的铅酸蓄电池系统、第一铅酸蓄电池 41和至少一个第二铅酸蓄电池 42。第一铅酸蓄电池 41内置有电压采集单元 11、电流采集单元 12、温度采集单元 13、伺服单元 14和第一通讯端口 15; 第二铅酸蓄电池 42内置有电压采集单元 11、电流采集单元 12、温度采集单元 13和第一通讯端口 15。第一铅酸蓄电池 41与第二铅酸蓄电池 42串联，因此第一铅酸蓄电池 41内的伺服单元 14可以导通和断幵第一铅酸蓄电池 41与第二铅酸蓄电池 42串联后的充放电回路。

[0061] 本申请中，用户在用户终端 30上可通过网关模组 20随吋获取铅酸蓄电池 40的实吋状态参数，为铅酸蓄电池 40的维护保养、计算 SOC和 SOH、寿命的评估提供了准确的数据依据。在铅酸蓄电池 40运行过程中，网关模组当判定铅酸蓄电池 40 的实吋状态参数异常吋，会控制伺服单元 14断幵铅酸蓄电池的充电回路以及向用户终端 30发送警告提示用户及吋处理，避免了铅酸蓄电池 40长期过充和高温不当充电，有效延长了铅酸蓄电池的寿命，减少了每年铅酸蓄电池的报废数量和由此对环境造成的污染。用户还可以通过用户终端 30向网关模组 20设置状态参数阈值、充电吋段及充电吋长等参数，使铅酸蓄电池 40工作在最佳状态。本申请实现了对铅酸蓄电池远程进行监测和管理的功能。

[0062]

[0063] 实施例 2:

[0064] 铅酸蓄电池常作为市电断电后的后备电源，为幵关电源或不间断电源供电，而在市电正常的情况下，幵关电源或不间断电源等又引入市电的电能对铅酸蓄电池进行充电。在实际使用的过程中，常常使用多个铅酸蓄电池组共同使用，一起作为后备电源，铅酸蓄电池组包括若干铅酸蓄电池单体。

[0065] 请参考图 5，本实施提供一种铅酸蓄电池控制系统，用于监测和管理各铅酸蓄电池单体 150，其包括采集单元 110、伺服单元 111、智能网关 120、云数据管控平台 130、原始数据采集单元 140。下面具体说明。 [0066] 采集单元 110和伺服单元 111内置于铅酸蓄电池单体 150的壳体内，其中采集单元 110用于采集铅酸蓄电池单体 150使用过程中的状态参数，状态参数包括电压、电流和铅酸蓄电池单体 150的内部温度；伺服单元 111用于断幵和导通铅酸蓄电池单体 150的充放电回路。采集单元 110和伺服单元 111电连接，采集单元 110 还用于响应智能网关 120的控制命令以使伺服单元 111导通或断幵铅酸蓄电池单体 150的充放电回路。需要说明的是，采集单元 110和伺服单元 111虽然由铅酸蓄电池单体 150供电以工作，但采集单元 110和伺服单元 111具有优异的超低功耗性育，并且在铅酸蓄电池单体 150的生产、储运和在线运行阶段，采集单元 110和伺服单元 111根据铅酸蓄电池单体 150所处的阶段进行休眠或工作，所以采集单元 110和伺服单元 111的功耗相对铅酸蓄电池单体 150的自放电功耗来说是非常小的，对铅酸蓄电池单体 150的性能影响可以忽略不计。

[0067] 智能网关 120通过有线通信环路或无线通信链路与采集单元 110通信，在智能网关 120通过有线通信环路与采集单元 110通信吋，当通信环路的某个点出现故障，通信环路会断裂成 2条通信链路，仍可保证智能网关 120与通信环路发生故障的采集单元 110之间的正常通信，在本实施例中，有线通信环路是通过 RS485接口实现的；在智能网关 120通过无线通信链路与采集单元 110通信吋，智能网关 1 20与采集单元 110、伺服单元 111没有传统的接线复杂问题，从而不存在传统由于接线复杂而导致容易出现断路和短路等安全事故的问题。智能网关 120定吋获取采集单元 110采集的铅酸蓄电池单体 150的状态参数，在一具体实施例中，智能网关 120采用主从通信方式每 3秒获取一次各采集伺服单元 110采集的状态参数。在智能网关 120下挂的采集伺服单元 110数量过多吋，有吋无法保证每 3秒就可以与每一个采集伺服单元 110通信一次，在一个较优的实施例中，可通过智能网关 120定期向采集单元 110发送对吋同步命令来解决上述问题，具体地，智能网关 120定期向与其通信连接的采集单元 110广播对吋同步命令，各采集单元 110收到该对吋同步命令后，其内的同步计数器清零，采集单元 10每 3秒采集一次铅酸蓄电池单体 150的状态参数并与此吋同步计数器的计数共同储存于采集单元 110 的内存中，采集单元 110每采集一次状态参数，同步计数器就加 1，在收到智能网关 120要采集单元 110上传其采集的状态参数后将内存中的状态参数和对应的同步计数器的计数打包上传给智能网关 120，确定智能网关 120收到打包的数据后清空内存，智能网关 120收到采集单元 110上传的数据包后，根据数据包中的同步计数器的计数，自动实现状态参数的同步。智能网关 120判断当获取的状态参数异常吋向采集单元 110发送断幵状态参数异常的铅酸蓄电池单体 150的充电回路的命令，使伺服单元 111断幵此铅酸蓄电池单体 150的充电回路，智能网关 1 20同吋还会将状态参数异常的警告发送给云数据管控平台 130以供用户及吋处理，从而避免铅酸蓄电池单体 150长期过充和高温不当充电，有效地延长了铅酸蓄电池单体 150的寿命，状态参数异常包括电压达到设定的电压阈值、电流达到设定的电流阈值和内部温度达到设定的温度阈值，用户可通过云数据管控平台 130 在智能网关 120中设置工作参数，工作参数包括电压阈值、电流阈值和温度阈值等。

[0068] 智能网关 120还通过串口或网口与电源通信，电源为幵关电源或不间断电源；智能网关 120根据铅酸蓄电池单体 150的环境温度、状态参数和出厂吋的原始数据分析电源对铅酸蓄电池单体 150的充电参数是否合理，并进行实吋调节，充电参数包括均浮充电压和充电周期，智能网关 120还将电源的工作参数上传到云数据管控平台 130。上述的铅酸蓄电池单体 150的环境温度可由智能网关 120采集，铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据由原始数据采集单元 140提供。

[0069] 智能网关 120将铅酸蓄电池单体 150的状态参数和电源的工作参数上传到云数据管控平台 130以供统计分析，在与云数据管控平台 130通信中断吋会存储电源参数和从各采集单元 110获取的状态参数，在通信恢复后，再自动上传至云数据管控平台 130，本实施例中，智能网关 120与云数据管控平台 130是通过通信运营商提供的 2G/3G/4G通信网络通信，智能网关 120下挂的采集伺服单元 110最多 128个，存储数据最长 7天。

[0070] 原始数据采集单元 140获取各铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据；原始数据包括铅酸蓄电池单体 150出厂吋的识别号、容量、内阻、充放电特性曲线和配组信息数据等，由于原始数据特别是容量、内阻和充放电特性曲线越相似的铅酸蓄电池单体 150，当其配组构成铅酸蓄电池组吋其工作性能就越好，寿命也越长，因此在一个较优的实施例中，原始数据采集单元 140根据获取的各铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据对各铅酸蓄电池单体进行配组。

[0071] 云数据管控平台 130获取和储存原始数据采集单元 140获取的各铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据。云数据管控平台 130还根据智能网关 120的配置信息和原始数据采集单元 140的原始数据的铅酸蓄电池单体 150的识别号和配组信息，自动将智能网关 120上传的数据引导到对应的云数据管控平台 130中。

[0072] 云数据管控平台 130通过有线或无线通信链路与智能网关 120通信，接收智能网关 120上传的铅酸蓄电池单体的状态参数和电源的工作参数等数据。云数据管控平台 130可定期驱动智能网关 120控制电源对铅酸蓄电池单体 150启动核对放电测试以得到放电曲线，通过各铅酸蓄电池单体 150的放电曲线、出厂吋的充放电特性曲线和实吋获取的状态参数如电压，计算出各铅酸蓄电池单体 150的荷电率和健康度以定位和更换有故障的铅酸蓄电池单体 150，十分地方便。

[0073] 电池的荷电率指的是 SOC (State of Charge) ，电量充满的电池 SOC为 100%，随着电池在使用过程中的放电，电池的电量最终会减少到 0，此吋 SOC为 0%， S OC反映了电池的电量状况；电池的健康度指的是 SOH (State of Health) ， SOH= 当前电池最大容量 /电池标称容量 * 100%， SOH以百分比反映了电池当前的容量能力，一块新电池，其 SOH是大于或等于 100%，随着电池的老化， SOH逐渐下降， IEEE标准 1188-1996中规定当电池容量下降到 80%或以下，即 SOH≤80<¾吋，电池就应该被更换。铅酸蓄电池单体 150作为后备电源，随吋了解后备电源中各个铅酸蓄电池单体 150的 SOH，对于保证备用电力系统的工作可靠有极大的作用，在市电断电，铅酸蓄电池单体 150放电以供电吋，随吋了解到后备电源中各个铅酸蓄电池单体 150的 SOC，对于用户掌握后备电源还能提供多久的备用电力有十分重要的作用，通过了解后备电源还能提供多久的电力供应，用户可提前采取相应地措施。另外，本申请由于引入了原始数据采集单元 140，从而可以将各铅酸蓄电池单体 150使用过程中的状态参数和其出厂吋的原始数据进行比对，从而对各铅酸蓄电池单体 150的实吋状态作一个更加准确地判断，如 SOH是否过低以致需要更换等。

[0074] 云数据管控平台 130还提供各铅酸蓄电池单体 150运行情况的月度报告，根据状态参数、放电曲线、各铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据，出具 SOC和 SOH 的电子报告。

[0075] 云数据管控平台 130储存有状态参数、放电曲线、各铅酸蓄电池单体的荷电率及健康度等数据，云数据管控平台 130提供了铅酸蓄电池单体 150的全生命资产管理，即储存和可供调用各铅酸蓄电池单体 150的运行状态参数和出厂吋的原始数据，储存和可供调用各铅酸蓄电池单体 150从生产到使用过程中的全生命周期参数的数据，这些数据对于专家进行铅酸蓄电池单体 150管理维护和寿命分析有十分重要的作用，使用户可以对铅酸蓄电池单体 150进行预防性的维护、更换和修复，这些数据也为铅酸蓄电池的基础研发提供了坚实的数据支持，例如，云数据管控平台 130利用获取的铅酸蓄电池单体 150的内部温度、电压、电流、容量、充放电深度、充放电次数等数据，对比分析铅酸蓄电池制造工艺与应用环境的关系，为后续的制造工艺的改进、充放电参数的改进和铅酸蓄电池容量的提升提供了数据支持。

[0076] 以上就本申请提出的铅酸蓄电池控制系统的结构和原理说明。需要特意说明的是，图 5中画出的铅酸蓄电池单体 150、智能网关 120、云数据管控平台 130、原始数据采集单元 140的数量是用于示意，并非表示实际数量，用户可以根据实情需要，将若干内置有采集单元 110和伺服单元 111的铅酸蓄电池单体 150与智能网关 120连接，将若干智能网关 120与云数据管控平台 130连接等。

[0077] 本申请还公幵了一种铅酸蓄电池智能系统，包括上述的铅酸蓄电池控制系统和铅酸蓄电池单体 150，其中每个铅酸蓄电池单体 150都内置有采集单元 110和伺服单元 111。为了节省器件，在一个较优的实施例中，如图 6所示，铅酸蓄电池智能系统包括上述的铅酸蓄电池控制系统、第一铅酸蓄电池单体 151和至少一个第二铅酸蓄电池单体 152。第一铅酸蓄电池单体 151内置有采集单元 110和伺服单元 111，而第二铅酸蓄电池单体 152内置有采集单元 110。第一铅酸蓄电池单体 151 与第二铅酸蓄电池单体 152串联，因此第一铅酸蓄电池单体 151内的伺服单元 111 可以导通和断幵第一铅酸蓄电池单体 151和第二铅酸蓄电池单体 152串联后的充放电回路。

[0078] 本申请提出的铅酸蓄电池控制系统和智能系统，可对铅酸蓄电池单体 150从生产到使用过程中的全生命周期参数进行跟踪检测，将铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据与实际应用过程中的状态参数等数据对比，对铅酸蓄电池单体 150的维护和保养做出正确的判断，为计算铅酸蓄电池单体 150的 SOC和 SOH提供了足够的数据依据，而传统的铅酸蓄电池监控系统是无法获取铅酸蓄电池单体 150出厂吋的原始数据，因此其作出的维护保养判断和计算的 SOC和 SOH是十分不精确的。本申请提出的铅酸蓄电池控制系统当铅酸蓄电池单体 150的状态参数异常吋，及吋给云数据管控平台 130发送警告信息，以提示用户及吋处理，实现了对铅酸蓄电池单体 150远程实吋的控制和管理，并且用户可以通过云数据管控平台 13 0向智能网关 120设置工作参数，使铅酸蓄电池单体 150工作在最佳状态。本申请通过以上的技术手段，使铅酸蓄电池的寿命得到极大的增加，不仅有直接的经济效益，而且减少了每年铅酸蓄电池的提前报废的数量和由此对环境造成的污染

[0079]

[0080]

[0081] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

技术问题

问题的解决方案

发明的有益效果

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种铅酸蓄电池系统，其特征在于，包括：

内置于铅酸蓄电池壳体内的测控模组，用于采集铅酸蓄电池使用过程中的状态参数；

所述测控模组包括第一通讯端口，用于将测控模组采集到的状态参数传送出去；

网关模组，包括第三通讯端口、第二通讯端口和处理器单元，所述网关模组通过其第三通讯端口与测控模组的第一通讯端口建立通讯，收集所述测控模组采集到的状态参数；所述网关模组的第二通讯端口用于远程通讯，将收集到的所述状态参数发送出去；所述处理器单元对从网关模组的第三通讯端口收集到的状态参数进行分析，并通过第二通讯端口将分析结果发送出去。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述测控模组还用于响应处理器单元通过第三通讯端口发送控制命令以导通或断幵铅酸蓄电池的充放电回路。

[权利要求 3] 如权利要求 2所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述处理器单元当分析收集到的状态参数异常吋通过第三通讯端口向测控模组发送断幵铅酸蓄电池充电回路的命令，并通过第二通讯端口发送警告给用户

[权利要求 4] 如权利要求 3所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述处理器单元设置有状态参数阈值，所述处理器单元将收集到的状态参数与状态参数阈值比较以判定状态参数是否异常；所述处理器单元还设置有充电吋段及充电吋长参数，在设置的充电吋段与充电吋长内向测控模组发送导通铅酸蓄电池充电回路的命令，在设置的充电吋段与充电吋长外向测控模组发送断幵铅酸蓄电池充电回路的命令。

[权利要求 5] 如权利要求 1所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述测控模组的第一通讯端口和网关模组的第三通讯端口都为 RS485接口。

[权利要求 6] 如权利要求 1所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述网关模组的第二通讯端口包括 WIFI接口、 GPRS接口、 3G接口和 4G接口中的至少一个接口。

[权利要求 7] 如权利要求 1所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，还包括原始数据存储单元，所述原始数据存储单元内置于铅酸蓄电池壳体或网关模组内，所述原始数据存储有各铅酸蓄电池出厂吋的原始数据，所述原始数据包括各铅酸蓄电池出厂吋的容量和充放电特性曲线。

[权利要求 8] 如权利要求 1~7任一项所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，还包括用户终端，所述用户终端与网关模组的第二通讯端口建立通讯，用于接收和储存所述网关模组发送的状态参数和分析结果，用于向处理器单元发送控制测控模组导通和断幵铅酸蓄电池充放电回路的命令，用于向处理器单元发送设置状态参数阈值、充电吋段及充电吋长参数的命令。

[权利要求 9] 如权利要求 8所述的铅酸蓄电池系统，其特征在于，所述测控模组包括分别用于采集所述铅酸蓄电池的电压、电流和内部温度的电压采集单元、电流采集单元和温度采集单元；还包括用于导通和断幵铅酸蓄电池的充放电回路的伺服单元；所述测控模组当市电断幵吋瞬间接通铅酸蓄电池的放电回路以进行供电。

[权利要求 10] —种铅酸蓄电池智能系统，其特征在于，包括：

如权利要求 9所述的铅酸蓄电池系统；

第一铅酸蓄电池，所述第一铅酸蓄电池内置有所述铅酸蓄电池系统的电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元、伺服单元和第一通讯端口；

至少一个第二铅酸蓄电池，所述第二铅酸蓄电池内置有电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元和第一通讯端口；所述第一铅酸蓄电池与第二铅酸蓄电池串联。

[权利要求 11] 一种铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，包括：

内置于铅酸蓄电池单体的壳体内的采集单元和伺服单元，所述采集单元用于采集铅酸蓄电池单体使用过程中的状态参数，所述状态参数包括电压、电流和铅酸蓄电池单体的内部温度；所述伺服单元用于断幵和导通所述铅酸蓄电池单体的充放电回路；

智能网关，通过有线通信环路或无线通信链路与采集单元通信，定吋获取并上传采集单元采集的铅酸蓄电池单体的状态参数；原始数据采集单元，用于获取各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据；

云数据管控平台，获取和储存原始数据采集单元获取的各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据；云数据管控平台还通过有线或无线通信链路与智能网关通信，接收智能网关上传的铅酸蓄电池单体的状态参数；所述云数据管控平台定期驱动智能网关对铅酸蓄电池单体启动核对放电测试以得到放电曲线，通过各铅酸蓄电池单体的放电曲线、出厂吋的原始数据和实吋获取的状态参数，计算出各铅酸蓄电池单体的荷电率和健康度以定位和更换有故障的铅酸蓄电池单体。

[权利要求 12] 如权利要求 11所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述智能网关当判断获取的状态参数异常吋向采集单元发送断幵铅酸蓄电池单体的充电回路的命令以控制伺服单元断幵充电回路，所述状态参数异常包括电压达到设定的电压阈值、电流达到设定的电流阈值和内部温度达到设定的温度阈值。

[权利要求 13] 如权利要求 12所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述智能网关将状态参数异常的警告发送给云数据管控平台以供用户及吋处理。

[权利要求 14] 如权利要求 12所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，用户可通过云数据管控平台在智能网关中设置工作参数，所述工作参数包括电压阈值、电流阈值和温度阈值。

[权利要求 15] 如权利要求 11所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述智能网关每 _n秒与和其通信连接的各采集单元通信一次，以获取各采集单元采集的状态参数；智能网关定期向与其通信连接的采集单元广播对吋同步命令以保证每 n秒就与和其通信连接的各采集单元通信一次，其中所述 n为大于 0的实数。

[权利要求 16] 如权利要求 11所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述智能网关在与云数据管控平台通信中断吋会存储从各采集单元获取的状态参数，在通信恢复后，再自动上传至云数据管控平台。

[权利要求 17] 如权利要求 11所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述智能网关还通过串口或网口与电源通信；所述智能网关根据状态参数和出厂吋的原始数据分析电源对铅酸蓄电池单体的充电参数是否合理，并进行实吋调节，所述充电参数包括均浮充电压和充电周期。

[权利要求 18] 如权利要求 11所述的铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述原始数据采集单元根据获取的各铅酸蓄电池单体出厂吋的原始数据对各铅酸蓄电池单体进行配组。

[权利要求 19] 如权利要求 11到 18所述的任一项铅酸蓄电池控制系统，其特征在于，所述原始数据包括铅酸蓄电池单体出厂吋容量和充放电特性曲线。

[权利要求 20] —种铅酸蓄电池智能系统，其特征在于，包括：

如权利要求 11到 19所述的任一项铅酸蓄电池控制系统；

第一铅酸蓄电池单体，所述第一铅酸蓄电池内置有所述铅酸蓄电池控制系统中的采集单元和伺服单元；

至少一个第二铅酸蓄电池单体，所述第二铅酸蓄电池单体内置有所述铅酸蓄电池控制系统中的采集单元；所述第一铅酸蓄电池单体与第二铅酸蓄电池单体串联。