CN204304567U - 充放电控制***及充电电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种充放电控制***及充电电池，改善了现有技术中电池充放电稳定性有待提高的问题。所述充放电控制***包括能量转换装置，与所述能量转换装置相连的充放电控制器，与所述充放电控制器相连的电池，设于所述电池表面、与所述充放电控制器相连的温度传感器，设于所述电池表面、与所述充放电控制器相连的加热装置。使用该充放电控制***及充电电池，显著提高了电池充放电的稳定性，实施方便，易于推广应用。

Description

充放电控制***及充电电池

技术领域

本实用新型涉及充放电技术，具体而言，涉及一种充放电控制***及充电电池。

背景技术

现有技术中，电池充电是指，利用热能、太阳能、风能、机械能等给电池充电，以将热能、太阳能、风能、机械能等能量转换为电能存储在电池中，电池充电技术已被广泛应用于各电力***中，设计人经研究发现，在不同的地区、不同的时段，电池充放电效率差距较大，电池充放电稳定性有待提高。

实用新型内容 

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种充放电控制***及充电电池，以改善现有技术中电池充放电稳定性有待提高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充放电控制***，包括能量转换装置，与所述能量转换装置相连的充放电控制器，与所述充放电控制器相连的电池，设于所述电池表面、与所述充放电控 制器相连的温度传感器，设于所述电池表面、与所述充放电控制器相连的加热装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电池为两个，两个所述电池分别与所述充放电控制器相连，每个所述电池表面均设有所述温度传感器和所述加热装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述能量转换装置为太阳能电池板。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述太阳能电池板为两个，两个所述太阳能电池板分别与所述充放电控制器相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电池为胶体电池。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述加热装置为硅橡胶加热片，所述硅橡胶加热片贴附在所述胶体电池表面。

结合第一方面，或第一方面的第一种～第五种任意一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述温度传感器通过串行接口电路与所述充放电控制器相连。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种充电电池，应用于充放电控制***，所述充放电控制***包括能量转换装置，与所述能量转换装置相连的充放电控制器，以及与所述充放电控制器相连的所述充电电池，所述充电电池包括充电电池本体，所述充电电池本体表面设有温度传感器和加热装置，所述温度传感器和所述加热装置均与所述充放电控制器相连。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述充电电池为胶体电池，所述加热装置为硅橡胶加热片，所述硅橡胶加热片贴附在所述胶体电池表面。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述温度传感器通过串行接口电路与所述充放电控制器相连。

本实用新型实施例提供的充放电控制***及充电电池，通过在电池表面设置温度传感器，实现了对电池充放电温度的有效监测，通过在电池表面设置加热装置，实现了在电池充放电温度过低时，对电池的有效加热，使得电池能够在较佳的温度条件下进行充放电，充分确保了电池充放电效率，有效提高了电池充放电的稳定性，对于高海拔高寒区域，尤为适用。

进一步，本实用新型实施例中，采用双电池冗余供电，有效确保了充放电的稳定性，且巧妙地选择胶体电池作为充放电电池，选择硅橡胶加热片作为加热装置，硅橡胶加热片可以紧密贴附在胶体电池表面，有效确保了加热的可靠性。

进一步地，本实用新型实施例中，在温度传感器和充放电控制器之间设串行接口电路，可以将并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受的串行数据流转换为并行的数据字符进行传递，有效确保了数据传输的稳定性和可靠性。

本实用新型实施例构思巧妙，实施方便，具有实质性特点和进步，适合大规模推广应用。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种充放电控制***的***框图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种充放电控制***的***框图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种温度传感器与充放电控制器的连接示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种充电电池的结构示意图。

上述附图中，对应的附图标记为：

能量转换装置100，充放电控制器101，电池102，温度传感器103，加热装置104；

太阳能电池板200，胶体电池201，硅橡胶加热片202；

串行接口电路300；

充电电池本体400。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

现有技术中，利用热能、太阳能、风能、机械能等给电池102充电，以将热能、太阳能、风能、机械能等能量转换为电能存储在电池102中给负载供电，已被广泛应用于各电力***中，其中，太阳能充电绿色环保，适用范围较广，特别适用于高海拔地区，经研究发现，在不同的地区、不同的时段电池102充放电效率差距较大，进一步研究发现，造成这种差距的主要原因是---温度。

设计人经多方研究发现，电池102的最佳充放电温度是25℃左右，要提高电池102充放电效率必须给电池102提供一个最佳的温度环境，当环境温度过低时，即使日照强度很好，电池102也是无法充电的，因而，在高海拔高寒区域，即使日照强度较好，但由于温度较低，电池102充电效率较低，甚至很多时候无法充电。

基于此，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种充放电控制***，包括能量转换装置100，与所述能量转换装置100相连的充放电控制器101，与所述充放电控制器101相连的电池102，设于所述电池102表面、与所述充放电控制器101相连的温度传感器103，设于所述电池102表面、与所述充放电控制器101相连的加热装置104。

其中，能量转换装置100的选择有多种，只要能实现将一种形式的能量转换为电能即可，例如：将热能转换为电能的热-电转换装置、将机械能转换为电能的机械-电转换装置、将太阳能转换为电能的太阳能-电转换装置、将风能转换为电能的风-电转换装置等。考虑到太阳能为自然界中最为庞大的能量，高海拔地区的太阳能较强，将太阳能转换为电能也较为绿色环保，因而，本实用新型实施例中，优选采用太阳能电池板200作为能量转换装置100，根据实际需求，***中的太阳能电池板200可设一个、两个、三个或更多个，每个太阳能电池板200分别与充放电控制器101相连。

充放电控制器101是十分成熟的现有技术，可供选择的型号亦有多种，只要能控制太阳能电池板200、温度传感器103、加热装置104协调工作，实现对电池102的有效充电，并将电池102的充放电环境温度控制在一定范围内，如25度即可。

为了确保数据传输的可靠性，如图3所示，本实用新型实施例中，优选温度传感器103通过串行接口电路300与充放电控制器101相连。

考虑到高海拔地区环境条件较为恶劣，若采用一个电池102，充放电的可靠性有限，因而，如图2所示，本实用新型实施例中，优选采用冗余电源充放电，冗余电源是由两个完全一样的电源(电池102)组成，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作，进而实现供电***的高可用性。例如：本实用新型实施例中，优选采用两个电池102，两个电池102分别与充放电控制器101相连，每个电池102表面均设有温度传感器103和加热装置104，充放电控制器101对每个电池102的温度均进行收集，并对每个电池102上的加热装置104进行分别控制，使得每个电池102的充放电环境温度位于合适的范围内，如25度。

经验证，通过将电池102充放电环境温度保持在合适的范围内，如25度，可以使得每一块电池102实现深充深放，进而有效提高电池102的使用寿命。 

基于高海拔高寒地区昼夜温差较大，会对电池102寿命造成较大损耗的情况，本实用新型实施例中，优选采用胶体电池201，胶体电池201属于铅酸蓄电池102的一种发展分类，方法是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。胶体电池201最重要的特点为：用较小的工业代价，制造出更优质的电池102，其放电曲线平直，拐点高，其能量和功率要比常规铅酸电池102大20％以上，寿命一般也比常规铅酸电池102长一倍左右，高温及低温特性要好得多。因而，采用胶体电池201能够显著提高电池102使用寿命，符合实际需求，选择十分巧妙。

在高海拔高寒地区，要实现对电池102的加热十分不易，因为，寒冷的天气下，热量十分容易流失，要实现对电池102的有效加热，必须确保热量被充分作用在电池102上，基于此，设计人经多方试验发现，硅橡胶加热片202能达到这一要求，硅胶加热片(SCS)是采用耐高温、高导热、绝缘性能佳、强度好的硅橡胶、耐高温的纤维增强材料以及金属发热膜电路集合而成的软性电加热膜元件，一般来说，主要由两张玻璃纤维布及双片压硅胶合制而成的硅胶玻璃纤维布构成。由于它为薄片状产品(标准厚度为1.5mm)，它具有很好的柔软性，可以与被加热物体完全紧密接触，且形状可以随要求变化设计加热，这样，就能够让热传递到任何所需的地方。现今，一般的平面发热体以碳为主要成份，而硅胶加热片是经过排列后的镍合金电阻线组成，因此可以安心使用。因而，通过对硅橡胶加热片202的巧妙选择，只需将硅橡胶加热片202贴附在胶体电池201表面，由充放电控制器101给硅橡胶加热片202供电即可实现对电池102的加热，充分确保了电池102加热的可靠性。

本实用新型实施例提供的充放电控制***，通过在电池102表面设置温度传感器103，实现了对电池102充放电温度的有效监测，通过在电池102表面设置加热装置104，实现了在电池102充放电温度过低时，对电池102的有效加热，使得电池102能够在较佳的温度条件下进行充放电，充分确保了电池102充放电效率，有效提高了电池102充放电的稳定性，对于高海拔高寒区域，尤为适用。

本实用新型实施例的工作原理如下：

充放电控制器101实时采集太阳能电池板200的发电信息，如：电流、电压、功率等信息，通过温度传感器103采集每块电池102的实时温度，当电池102温度过低时，充放电控制器101自动给硅 橡胶加热片202供电，使硅橡胶加热片202发热，给电池102加热；当温度传感器103检测到电池102温度达到最高阈值时，充放电控制器101自动切断给硅橡胶加热片202供电的电源，停止加热，从而有效确保了电池102充放电时，环境温度不会过低，进而提高了电池102的充放电效率。

实施例2

如图4所示，本实用新型实施例提供了一种充电电池102，应用于充放电控制***，所述充放电控制***包括能量转换装置100，与所述能量转换装置100相连的充放电控制器101，以及与所述充放电控制器101相连的所述充电电池102，所述充电电池102包括充电电池本体400，所述充电电池本体400表面设有温度传感器103和加热装置104，所述温度传感器103和所述加热装置104均与所述充放电控制器101相连。

充放电控制器101是十分成熟的现有技术，可供选择的型号亦有多种，只要能控制能量转换装置100、温度传感器103、加热装置104协调工作，实现对电池102的有效充电，并将电池102的充放电环境温度控制在一定范围内，如25度即可。

为了确保数据传输的可靠性，本实用新型实施例中，优选温度传感器103通过串行接口电路300与充放电控制器101相连。

经验证，通过将电池102充放电环境温度保持在合适的范围内，如25度，可以使得每一块电池102实现深充深放，进而有效提高电池102的使用寿命。 

基于高海拔高寒地区昼夜温差较大，会对电池102寿命造成较大损耗的情况，本实用新型实施例中，优选采用胶体电池201，胶体电池201属于铅酸蓄电池102的一种发展分类，方法是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。胶体电池201最重要的特点为：用较小的工业代价，制造出更优质的电池102，其放电曲线平直，拐点高，其能量和功率要比常规铅酸电池102大20％以上，寿命一般也比常规铅酸电池102长一倍左右，高温及低温特性要好得多。因而，采用胶体电池201能够显著提高电池102使用寿命，符合实际需求，选择十分巧妙。

在高海拔高寒地区，要实现对电池102的加热十分不易，因为，寒冷的天气下，热量十分容易流失，要实现对电池102的有效加热，必须确保热量被充分作用在电池102上，基于此，设计人经多方试验发现，硅橡胶加热片202能达到这一要求，硅胶加热片(SCS)是采用耐高温、高导热、绝缘性能佳、强度好的硅橡胶、耐高温的纤维增强材料以及金属发热膜电路集合而成的软性电加热膜元件，一般来说，主要由两张玻璃纤维布及双片压硅胶合制而成的硅胶玻璃纤维布构成。由于它为薄片状产品(标准厚度为1.5mm)，它具有很好的柔软性，可以与被加热物体完全紧密接触，且形状可以随要求变化设计加热，这样，就能够让热传递到任何所需的地方。现今，一般的平面发热体以碳为主要成份，而硅胶加热片是经过排列后的镍合金电阻线组成，因此可以安心使用。因而，通过对硅橡胶加热片202的巧妙选择，只需将硅橡胶加热片202贴附在胶体电池201表面，由充放电控制器101给硅橡胶加热片202供电即可实现对电池102的加热，充分确保了电池102加热的可靠性。

本实用新型实施例提供的充电电池102，通过在电池102表面设置温度传感器103，实现了对电池102充放电温度的有效监测， 通过在电池102表面设置加热装置104，实现了在电池102充放电温度过低时，对电池102的有效加热，使得电池102能够在较佳的温度条件下进行充放电，充分确保了电池102充放电效率，有效提高了电池102充放电的稳定性，对于高海拔高寒区域，尤为适用。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的各功能可以用通用的硬件来实现，它们可以集中在单个的硬件上，或者分布在多个硬件所集成的电路板上，可选地，它们可以用可执行的现有程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由硬件来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充放电控制***，其特征在于，包括能量转换装置，与所述能量转换装置相连的充放电控制器，与所述充放电控制器相连的电池，设于所述电池表面、与所述充放电控制器相连的温度传感器，设于所述电池表面、与所述充放电控制器相连的加热装置。

2.根据权利要求1所述的充放电控制***，其特征在于，所述电池为两个，两个所述电池分别与所述充放电控制器相连，每个所述电池表面均设有所述温度传感器和所述加热装置。

3.根据权利要求1所述的充放电控制***，其特征在于，所述能量转换装置为太阳能电池板。

4.根据权利要求3所述的充放电控制***，其特征在于，所述太阳能电池板为两个，两个所述太阳能电池板分别与所述充放电控制器相连。

5.根据权利要求1所述的充放电控制***，其特征在于，所述电池为胶体电池。

6.根据权利要求5所述的充放电控制***，其特征在于，所述加热装置为硅橡胶加热片，所述硅橡胶加热片贴附在所述胶体电池表面。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的充放电控制***，其特征在于，所述温度传感器通过串行接口电路与所述充放电控制器相连。

8.一种充电电池，其特征在于，应用于充放电控制***，所述充放电控制***包括能量转换装置，与所述能量转换装置相连的充放电控制器，以及与所述充放电控制器相连的所述充电电池，所述充电电池包括充电电池本体，所述充电电池本体表面设有温度传感器和加热装置，所述温度传感器和所述加热装置均与所述充放电控制器相连。

9.根据权利要求8所述的充电电池，其特征在于，所述充电电池为胶体电池，所述加热装置为硅橡胶加热片，所述硅橡胶加热片贴附在所述胶体电池表面。

10.根据权利要求8所述的充电电池，其特征在于，所述温度传感器通过串行接口电路与所述充放电控制器相连。