[发明专利]一种锂电池智能在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池的检测保护领域，具体的说是一直对锂电池进行远程监测、保护的智能在线监测系统。

背景技术

随着可移动设备的广泛应用，对电池的应用越来越多，要求也越来越高，尤其是锂电池，鉴于其工作电压高、能量密度大、放电能力强等特点，已经有不可取代的地位，但是锂电池也有其薄弱的一面，如对充放电程度敏感、不可过度充电、更不能过度放电、使用不慎还会对使用者构成潜在的危险等。

过度放电和充电是影响锂电池寿命的最主要原因。如果放电超过其基本的电压限制界线，将极大缩短锂电池的使用寿命；如果对电池充电时，没有正确选择电池模式或者所选择的电压、电流导致电池过度充电，这对电池同样造成不可恢复性伤害。

目前，锂电池的应用领域很广泛，部分锂电池的保护板都只对电池过放、过充起到保护作用，大多数还是仅通过电路组合方式实现，尚没有通过软、硬件结合的锂电池智能保护系统；部分电池充电器是通过手动的方式设置模式和充电电压、电流的上下限，尚无智能识别、自动设置的充电器；在锂电池的保护与报警领域，尚没有利用无线通讯实现远程报警和电池信息显示。在锂电池的智能化使用领域和远程在线监测领域尚属空白。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种电路复杂度低、实时性好、稳定性高，能实时监测电池工作状态的锂电池智能在线监测系统。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池智能在线监测系统，包括充电模块、电池监测模块和显示报警模块，电池监测模块设有充电接口和用于连接电池的电池接口，充电模块设有用于连接电池监测模块充电接口的检测接口，显示报警模块通过其中设置的无线接收单元与电池监测模块内的无线发射单元无线连接；

所述的电池监测模块还设有主控制器、电池模式识别单元、电极切换单元、采样单元、保护电路和输出接口，电池的输出依次经过电池接口、电池模式识别单元、电极切换单元、采样单元和保护电路连接至输出接口；电池模式识别单元与主控制器连接，以传递电池信息和接收控制信号；采样单元将采集的电压和电流信息传递至主控制器，并接收主控制器的控制信号；主控制器的控制端与电极切换单元和保护电路连接；

所述的充电模块还设有用于连接电网的电网接口、用于控制充电电压及电流的电压电流限制单元和饱和检测单元，电压电流限制单元将电网接口输入的电量通过检测接口和充电接口传输至电池接口，电压电流限制单元和饱和检测单元通过检测接口和充电接口与主控制器进行通讯。

所述的显示报警模块还设有从控制器、显示单元和报警单元，从控制器通过无线接收单元和无线发射单元与主控制器无线连接；从控制器分别向显示单元和报警单元输出数据和控制信号。

本发明的在线监测系统中包括多个接口设备，接口设备提供了系统与电池、系统与电网、模块与模块之间的联接；电池监测模块分别与电池、充电模块直接相连，并与显示报警模块间接相连；充电模块与电池监测模块直接相连；显示报警模块与电池监测模块间接相连。

所述电池监测模块，包括主控制器，用于接收电池监测模块、充电模块各个单元返回的数据，通过特定的算法处理这些数据，并控制以上各单元。接口设备中的电池接口，用于连接锂电池与电池监测模块；输出接口，用于连接电池监测模块与负载；充电接口，用于连接充电模块；电池模式识别单元，通过连接在电池接口上的锂电池平衡头，主控制器能对各电池芯的电压进行采样，根据采样数据确定电池芯的个数，结合电池放电接口处的电压从而判断出电池的模式、极性，主控制器根据电池的模式，自动设置其正常工作和充电时电压与电流的上、下限，若电池的极性不符合要求，主控制器控制电极切换单元进行电极的自动切换；电极切换单元，此单元只有电池的正负极接反时才使用；电压、电流采样单元，用于实时对电池的电压和电流进行采样，并将结果送给主控制器；保护电路，主控制器对电压、电流采样单元返回的数据进行处理，当电压、电流异常时，此电路才工作；无线发射单元，主控制器首先将从相应的单元上获得的有用的电池信息进行加密，并通过接收单元发送给从控制器。

所述充电模块，包括监测接口，用于连接充电模块和电池监测模块；电网接口，用于连接充电模块与电网；电压电流限制单元，用于检测给电池充电时的电压和电流，主控制器根据电池模式识别单元测出的模式，自动设置电池充电的电压、电流的上、下限，也可以在一定范围内人为更改，但不会超过电池本身能承受的电压、电流；饱和检测单元，此单元工作在电池充电的整个过程中，能有效的预防电池过充。