CN205194804U - 一种具有保护和监视功能的蓄电池*** - Google Patents

一种具有保护和监视功能的蓄电池*** Download PDF

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王兆明
苏建元
李广
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Abstract

本实用新型公开了一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于，包括MCU模块，以及分别与MCU模块电性连接的检测模块、无线通讯模块、存储模块、电源模块、继电保护模块、智能切换装置，以及通过无线网络与无线通讯模块连接的远程终端设备，以及分别与继电保护模块、智能切换装置、检测模块电性连接的蓄电池组；检测模块包括环境参数检测元件以及与蓄电池组中蓄电池单体等数量的检测子单元；每个检测子单元与对应的蓄电池单体电性连接。本实用新型所达到的有益效果：真正实现了自动化故障智能诊断、维护和调配及互换处理，大大提高了蓄电池***检测、维护的时效性，有效增强了***的安全性和可靠性。

Description

一种具有保护和监视功能的蓄电池***
技术领域
本实用新型属于蓄电池智能控制领域，具体来说涉及到一种具有保护和监视功能的蓄电池***。
背景技术
随着经济和社会的不断发展，各种类型的蓄电池被广泛地应用到工业生产的各个领域，特别是在偏远地区，然而蓄电池维护不便，且由于蓄电池本身的特性，过度充放电，过流、短路、过高温等形式的放电，将会对电池使用寿命产生很大影响，甚至会出现蓄电池损坏，影响生产过程，降低供电的可靠性。传统的蓄电池保护主要是人工监视，自动化程度较低，难以确保蓄电池安全可靠地工作，因此急需为其安装一个电路***，来实时监视电池的工作情况。
实用新型内容
本实用新型提出了一种具有保护和监视功能的蓄电池***，能够远程实时地监测蓄电池的运行参数，控制运行状态。
本实用新型的技术解决方案：一种具有保护和监视功能的蓄电池***，包括MCU模块，以及分别与MCU模块电性连接的检测模块、无线通讯模块、存储模块、电源模块、继电保护模块、智能切换装置，以及通过无线网络与无线通讯模块连接的远程终端设备，以及分别与继电保护模块、智能切换装置、检测模块电性连接的蓄电池组；检测模块包括环境参数检测元件以及与蓄电池组中蓄电池单体等数量的检测子单元；每个检测子单元与对应的蓄电池单体电性连接。
本实用新型中，检测子单元包括电压检测检测元件、电流检测元件、内阻检测元件、温度检测元件、电量检测元件以及功率检测元件。
本实用新型中，环境参数检测元件包括温度检测器和湿度检测器。
本实用新型中，继电保护模块包括测量比较元件、逻辑判断元件以及执行输出元件。
本实用新型中，还包括与MCU模块电性连接的驱动模块以及与该驱动模块电性连接的显示模块。
本实用新型中，显示模块包括触摸显示屏、指示灯和蜂鸣器。
本实用新型所达到的有益效果：不仅降低成本，维护方便，可控性高，可靠性强，还可以实现蓄电池组中任意蓄电池单体的隔离并进行独立检测和在线实时故障处理，实现自动热备份调配和故障蓄电池智能切换，而且继电保护模块的引入，整个***真正实现了自动化故障智能诊断、维护和调配及互换处理，大大提高了蓄电池***检测、维护的时效性，有效增强了***的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图。
图2为本实用新型中检测模块的示意图。
图3为本实用新型中蓄电池组的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述，但本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
一种具有保护和监视功能的蓄电池***，包括MCU模块，以及分别与MCU模块电性连接的检测模块、驱动模块、无线通讯模块、存储模块、电源模块、继电保护模块、智能切换装置，以及与驱动模块电性连接的显示模块，以及通过无线网络与无线通讯模块连接的远程终端设备，以及分别与继电保护模块、智能切换装置、检测模块电性连接的蓄电池组。
电源模块的作用是为***提供电力，蓄电池组也能为***提供电力，存储模块用于存储蓄电池的参数。蓄电池组包括多个串联的蓄电池单体，并选取其中任一一个蓄电池单体作为备用电源。本***由两个电力来源的目的在于：当蓄电池组发生故障时，蓄电池组的供电电路被切断，但本***仍然可以获得来自电源模块的电能，从而确保相关模块的正常工作直至解除故障恢复蓄电池组的正常供电。
检测模块包括环境参数检测元件和与蓄电池单体数量相同的检测子单元，每个检测子单元与对应的蓄电池单体电性连接，检测子单元分别检测蓄电池单体的运行参数。
检测子单元包括：
电流检测元件，其与每个蓄电池单体串联；检测每个蓄电池单体的电流；
温度检测元件，其包括A/D模块，且应与蓄电池组中每个蓄电池单体相连；
电压检测元件，其与每个蓄电池单体相连，检测每个蓄电池单体的电压；
内阻检测元件，用于分析蓄电池单体内阻的变化情况；
电量检测元件，用于检测蓄电池单体容量的变化情况；
功率检测元件，用于检测蓄电池单体功率的变化情况。
环境参数检测元件包括温度检测器和湿度检测器，分别用于对周围环境的温度和湿度进行检测。
MCU模块的功能应包括：能实时地分析检测模块送来的数据，并且能通过驱动模块与显示模块识别，将数据实时地显示；可以预先设定蓄电池的各项参数值，以及继电保护模块动作的参数；可以与无线通讯模块识别，实时地传输通讯数据。MCU模块为本***的核心，检测模块对其发送的数据，能够通过无线通讯模块发送到远程终端设备，通过驱动模块发送到显示模块，同时发送给继电保护模块，判断参数是否符合。
显示模块应包括：触摸显示屏、指示灯、蜂鸣器；显示模块由驱动模块驱动。显示模块和远程终端设备均能实时显示检测模块所检测到的蓄电池参数及周围环境参数。
无线通讯模块应包括：用于发送和接收无线信号的元件；无线通讯模块可以选用具有无线通信功能的PLC。
继电保护模块应包括：测量比较元件，用于比较来自MCU模块蓄电池参数；逻辑判断元件，用于判断蓄电池参数是否不在某一设定的合理范围内；执行输出元件，用于开断和闭合蓄电池与外界的联系。继电保护模块接收MCU模块送来的信号，通过逻辑判断元件分析来作用于执行输出元件是否动作，当蓄电池参数不符合要求时，MCU模块将认为蓄电池组出现故障，报警信号会发送到显示模块和远程终端设备模块，同时执行输出元件动作，切断电池与外界的联系，而当故障自动排除后，执行输出元件又会重新动作，恢复电池与外界的联系。
智能切换装置与每个蓄电池单体电连接，可以实现蓄电池组中任意蓄电池单体的隔离并进行独立检测和在线实时故障处理，自动热备份调配和故障蓄电池实时智能切换。
蓄电池参数合理范围需要在***工作前通过触摸显示屏设定，或者通过远程终端设备设定。如果蓄电池组中个别蓄电池单体落后或失效导致整组电池失效，检测模块将此时的蓄电池组的相关检测信息数据发送给MCU模块，MCU模块对该数据进行分析后发送给智能切换装置。智能切换装置实现自动热备份调配和故障蓄电池实时智能切换，即将用作备用电源的蓄电池单体接入蓄电池组。
远程终端设备能够进行人机交互，其不仅可以实时显示蓄电池的参数，还可以通过无线通讯模块向MCU模块发送数据，设定蓄电池参数，断开蓄电池组；而显示模块仅仅显示参数而无法进入数据或信息的输入。在应用时，远程终端设备可以是远离蓄电池组的，如设置在机房中，设置专人值班对蓄电池的参数进行实时监控；而显示模块则可以设置在靠近蓄电池组的环境中，用于技术人员在维修或调试蓄电池组时对蓄电池组的参数进行实时监控。
假定12V铅酸蓄电池终止电压在10V左右，电压变化范围在2～3V之间，检测模块要有10%以上的精度，当电压变化范围超过这一值，会认为出现故障，发出报警。
使用本***前要预先设定蓄电池合理的参数范围，可以通过触摸显示屏或者远程终端设备模块设定。
预先设定的参数范围为经过多次试验总结出来的经验值。
本***中所涉及的所有模块均为现有技术，通过利用现有模块进行合理化连接使其能够实时监控并保护蓄电池组的工作状态，凡是具有相同功能的模块均能应用到本***中，故不对其作具体阐述。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于，包括MCU模块，以及分别与MCU模块电性连接的检测模块、无线通讯模块、存储模块、电源模块、继电保护模块、智能切换装置，以及通过无线网络与无线通讯模块连接的远程终端设备，以及分别与继电保护模块、智能切换装置、检测模块电性连接的蓄电池组；检测模块包括环境参数检测元件以及与蓄电池组中蓄电池单体等数量的检测子单元；每个检测子单元与对应的蓄电池单体电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于：检测子单元包括电压检测检测元件、电流检测元件、内阻检测元件、温度检测元件、电量检测元件以及功率检测元件。
3.根据权利要求2所述的一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于：环境参数检测元件包括温度检测器和湿度检测器。
4.根据权利要求1所述的一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于：继电保护模块包括测量比较元件、逻辑判断元件以及执行输出元件。
5.根据权利要求1所述的一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于：还包括与MCU模块电性连接的驱动模块以及与该驱动模块电性连接的显示模块。
6.根据权利要求5所述的一种具有保护和监视功能的蓄电池***，其特征在于：显示模块包括触摸显示屏、指示灯和蜂鸣器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107843849A (zh) * 2017-12-05 2018-03-27 成都滕达科技有限公司 一种直流蓄电池的远程监管装置
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WO2021184730A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23 卧龙电气驱动集团股份有限公司 一种支持带电插拔的锂电池控制***及其控制方法

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