CN215300212U - 基于5g网络的电池远程管理终端 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于5G网络的电池远程管理终端，包括电压采集模块，用于采集电池的放电电压，输出电压采集信号；电流采集模块，用于采集电池的放电电流，输出电流采集信号；温度采集模块，用于采集电池的温度，输出温度采集信号；控制器接收电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号，当接收到的的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号任意一个或多个超出其对应的阈值范围时，输出高电平的放电控制信号；放电控制模块接收高电平的放电控制信号，切断电池放电电路；控制器将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号传输至所述通讯模块。本申请能实现电池管理模块与远程管理平台的连接，为管理人员提供实质性的数据支持。

Description

基于5G网络的电池远程管理终端

技术领域

本申请涉及电池管理的领域，尤其是涉及一种基于5G网络的电池远程管理终端。

背景技术

电池作为最常见的储能设备，正在随着能源问题的日趋紧迫而被越来越多地研究和重视，而电池管理***（BMS）作为电池的监护者，更是被寄予厚望，以用于来增强电池应用过程中的便捷性、可控性和安全性。

目前，电池管理***功能较为单一，多以保护为主，出现过流或欠压等异常情况，直接切断电池的放电电路以达到保护效果，无法连接远程管理平台，为管理人员提供实质性的数据支持。

实用新型内容

为了实现通过电池管理模块与远程管理平台的连接，为管理人员提供实质性的数据支持，本申请提供了一种基于5G网络的电池远程管理终端。

本申请提供的一种基于5G网络的电池远程管理终端采用如下的技术方案：

一种基于5G网络的电池远程管理终端，包括电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、通讯模块、放电控制模块以及控制器，所述控制器分别连接所述电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、通讯模块和放电控制模块，所述电池分别连接电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和放电控制模块；

所述电压采集模块，以用于采集电池的放电电压，输出电压采集信号；

所述电流采集模块，以用于采集电池的放电电流，输出电流采集信号；

所述温度采集模块，以用于采集电池的温度，输出温度采集信号；

所述控制器接收电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号，当接收到的电压采集信号超出电压阈值范围时，控制器输出高电平的放电控制信号，当接收到的电流采集信号超出电流阈值范围时，控制器输出高电平的放电控制信号，当接收到的温度采集信号超出温度阈值范围时，控制器输出高电平的放电控制信号；

所述放电控制模块接收所述高电平的放电控制信号，断开电池的放电电路；

所述控制器还将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号传输至所述通讯模块。

通过采用上述技术方案，电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块均分别连接电池和控制器，电压采集模块采集放电电压输出电压采集信号，电流采集模块采集放电电流输出电流采集信号，温度采集模块采集电池温度输出温度采集信号，控制器接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号传输至通讯模块，通讯模块将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号发送至管理平台，控制器还连接放电控制模块，当放电电压、放电电流和电池温度中任意一个或多个不符合其对应的阈值范围时，切断放电电路，该电池远程管理终端通过通讯模块实现了与远程管理平台的连接，为管理人员提供实质性的数据支持。

可选的，所述控制器包括计算单元，所述计算单元分别连接所述电压采集模块、电流采集模块和通讯模块，所述计算单元接收所述电压采集信号和电流采集信号，输出电量检测信号至通讯模块。

通过采用上述技术方案，计算单元接收电压采集信号和电流采集信号，并根据电压采集信号和电流采集信号计算电池的耗电量，输出检测信号至通讯模块，通讯模块可将电池的耗电量上传，便于工作人员实时监测电池的耗电量。

可选的，所述放电控制模块包括第一滤波电路、第二滤波电路、三极管和MOS管，第一滤波电路分别连接电池放电端的正极和三极管的基极，第二滤波电路分别连接第一滤波电路与三极管基极连接的公共端和MOS管的栅极，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接电池放电端的负极，三极管的集电极连接控制器，以接收到高电平的放电控制信号时， 三极管导通， MOS管截止，切断电池放电电路。

可选的，所述电流采集模块为CC6900SO-20A单芯片霍尔效应电流传感器。

可选的，所述通讯模块为5G通讯模块。

可选的，所述温度采集模块为温度传感器。

可选的，所述温度传感器为DS18B20温度传感器。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

通过设计电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块可以采集放电过程中电池的放电电压、放电电流和电池温度，并将采集到的数据传输至控制器，再通过通讯模块传输至管理平台，实现与远程管理平台的通讯连接，可以为管理人员提供实质性的数据支持。

附图说明

图1是本申请提供的基于5G网络的电池远程管理终端的整体结构示意图。

图2是本申请提供的基于5G网络的电池远程管理终端细化控制器功能单元后的整体结构示意图。

图3是本申请提供的基于5G网络的电池远程管理终端的电压采集电路图。

图4是本申请提供的基于5G网络的电池远程管理终端的电流采集电路图。

图5是本申请提供的基于5G网络的电池远程管理终端的放电控制电路图。

附图标记说明：10、控制器；101、电压比较单元；102、电流比较单元；103、温度比较单元；104、计算单元；20、电压采集模块；30、电流采集模块；40、温度采集模块； 50、通讯模块；60、放电控制模块；601、第一滤波电路；602、第二滤波电路；70、电池；80、管理平台。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种基于5G网络的电池远程管理终端。参照图1，基于5G网络的电池远程管理终端包括控制器10、电压采集模块20、电流采集模块30、温度采集模块40、通讯模块50以及放电控制模块60，控制器10分别连接电压采集模块20、电流采集模块30、温度采集模块40、通讯模块50和放电控制模块60；电池70分别连接电压采集模块20、电流采集模块30、温度采集模块40和放电控制模块60。

电池70放电时，电压采集模块20用于采集放电电压，输出电压采集信号；电流采集模块30用于采集放电电流，输出电流采集信号；温度采集模块40用于采集放电过程中电池70的温度，输出温度采集信号；控制器10接收电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号，并传输至通讯模块50，通讯模块50将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号上传至管理平台80，为管理人员提供了更加有效且准确的数据支持。本实施例中，通讯模块50为5G通讯模块，提高了数据上传的速度。

参照图2，控制器10包括电流比较单元102、电压比较单元101和温度比较单元103，电流比较单元102分别连接电流采集模块30和放电控制模块60，电压比较单元101分别连接电压采集模块20和放电控制模块60，温度比较单元103分别连接温度采集模块40和放电控制模块60。

电压比较单元101接收电压采集信号，当接收到的电压采集信号超出电压阈值范围时，电压比较单元101输出高电平的放电控制信号至放电控制模块60；电流比较单元102接收电流采集信号，当接收到的电流采集信号超出电流阈值范围时，电流比较单元102输出高电平的放电控制信号至放电控制模块60；温度比较单元103接收温度采集信号，当接收到的温度采集信号超出温度阈值范围时，温度比较单元103输出高电平的放电控制信号至放电控制模块60；放电控制模块60接收到一个或多个高电平的放电控制信号时，断开放电电路。

当电压比较单元101接收到的电压采集信号符合电压阈值范围时，电压比较单元101输出低电平的放电控制信号至放电控制模块60；当电流比较单元102接收到的电流采集信号符合电流阈值范围时，电流比较单元102输出低电平的放电控制信号至放电控制模块60；当温度比较单元103收到的温度采集信号符合温度阈值范围时，温度比较单元103输出低电平的放电控制信号至放电控制模块60；当放电控制模块同时接收到三个低电平的放电控制信号时，放电电路导通，电池70正常放电。基于5G网络的电池远程管理终端的设计能防止电池70放电过程中出现的过放电、过电流、温度过高等危险情况对电池70造成损伤甚至损坏。

控制器10还包括计算单元104，计算单元104分别连接电压采集模块20、电流采集模块30和通讯模块50，计算单元104接收电压采集信号和电流采集信号，并根据接收到的电压采集信号和电流采集信号计算电池70的耗电量输出电量检测信号，通讯模块50接收电量检测信号，并将电量检测信号上传至管理平台80。通讯模块50将电量检测信号上传至管理平台80，便于工作人员实时监测电池70的耗电量。

温度采集模块40为温度传感器，通过温度传感器采集放电过程中电池70的温度，本实施例中选用DS1820的温度传感器，在其他实施方式中，可根据实际情况选择不同型号的温度传感器，在此不做限制。

参照图3，电压采集模块20包括电压采集电路，电压采集电路为差分放大电路，通过差分当大电路对采样电压进行差分运算及比例变换，使其能够被ADC读取。电压采集电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和放大器N1，第一电阻R1一端连接电池70正极，另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地，放大器N1的正向输入端连接第一电阻R1和第二电阻R2连接的公共端，第三电阻R3一端连接3.3V的基准电压，另一端连接第四电阻R4，第四电阻R4的另一端连接放大器N1的输出端，放大器N1的反向输入端连接第三电阻R3和第四电阻 R4连接的公共端，放大器N1的输出端还连接控制器10。

参照图4，电流采集模块30包括电流采集电路，电流采集电路包括霍尔效应电流传感器，本实施例中选应用CC6900SO-20A单芯片霍尔效应电流传感器，测量宽度为20A，还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、地把电阻R8和放大器N2，霍尔效应电流传感器两个IP+端接地，两个IP-端连接电池70负极，OUT端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地，放大器N2的正向输入端连接第五电阻R5 和第六电阻R6的公共端，第七电阻R7一端接入3.3V的基准电压，另一端连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接放大器N2的输出端，放大器N2的反相输入端连接第七电阻R7和第八电阻R8连接的公共端，放大器N2的输出端还连接控制器10。

参照图5，放电控制模块60包括放电控制电路，放电控制电路包括第一滤波电路601、第二滤波电路602、三极管Q1、MOS管Q2和第九电阻R9和第十电阻R10，第一滤波电路601连接电池70正极，第一滤波电路601还连接第二滤波电路602，第二滤波电路602还分别连接的三极管Q1的基极和MOS管Q2的栅极，三极管Q1的集电极连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接控制器10，三极管Q1的发射极接地，第十电阻R10串接在第九电阻R9与三极管Q1的集电极连接的公共端与三极管Q1的发射极之间，MOS管Q2的漏极连接电池70的负极，源极接地。

本实施例中，三极管Q1为NPN型, MOS管Q2为N沟道MOS管。当控制器10输出低电平的放电控制信号时，三极管Q1截止，使输入MOS管Q2的电平为高电平，此时MOS管Q2导通，使放电电路导通；当控制器10接收到的电压采集信号、电流采集信号、温度采集信号其中任意一个或多个超出其对应的阈值范围时，控制器10输出高电平的放电控制信号，此时三极管Q1导通，使输入MOS管Q2的电平为低电平，此时MOS管Q2截止，使放电电路断开。

本申请实施例一种基于5G网络的电池远程管理终端的实施原理为：电压采集模块20实时采集放电电压，输出电压采集信号；电流采集模块30实时采集放电电流，输出电流采集信号；温度采集模块40实时采集电池70温度，输出温度采集信号；控制器10接收电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号，并传输至通讯模块50，通讯模块50将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号发送至管理平台80，同时当接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号其中任意一个或多个超出其对应的阈值范围时，控制器10输出高电平的放电控制信号，放电控制模块60接收高电平的放电控制信号，断开放电电路。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：包括电压采集模块(20)、电流采集模块(30)、温度采集模块(40)、通讯模块(50)、放电控制模块(60)以及控制器(10)，所述控制器(10)分别连接所述电压采集模块(20)、电流采集模块(30)、温度采集模块(40)、通讯模块(50)和放电控制模块(60)，所述电池(70)分别连接电压采集模块(20)、电流采集模块(30)、温度采集模块(40)和放电控制模块(60)；

所述电压采集模块(20)，以用于采集电池(70)的放电电压，输出电压采集信号；

所述电流采集模块(30)，以用于采集电池(70)的放电电流，输出电流采集信号；

所述温度采集模块(40)，以用于采集电池(70)的温度，输出温度采集信号；

所述控制器(10)接收电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号，当接收到的电压采集信号超出电压阈值范围时，控制器(10)输出高电平的放电控制信号，当接收到的电流采集信号超出电流阈值范围时，控制器(10)输出高电平的放电控制信号，当接收到的温度采集信号超出温度阈值范围时，控制器(10)输出高电平的放电控制信号；

所述放电控制模块(60)接收所述高电平的放电控制信号，切断电池(70)的放电电路；

所述控制器(10)将接收到的电压采集信号、电流采集信号和温度采集信号传输至所述通讯模块（50）。

2.根据权利要求1所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述控制器（10）包括计算单元（104），所述计算单元（104）分别连接所述电压采集模块（20）、电流采集模块（30）和通讯模块（50），所述计算单元（104）接收所述电压采集信号和电流采集信号，输出电量检测信号至通讯模块（50）。

3.根据权利要求1所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述放电控制模块(60)包括第一滤波电路(601)、第二滤波电路(602)、三极管和MOS管，第一滤波电路(601)分别连接电池(70)放电端的正极和三极管的基极，第二滤波电路(602)分别连接第一滤波电路(601)与三极管基极连接的公共端和MOS管的栅极，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接电池(70)放电端的负极，三极管的集电极连接控制器(10)，以接收到高电平的放电控制信号时， 三极管导通，MOS管截止，切断电池(70)的放电电路。

4.根据权利要求1所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述电流采集模块(30)为CC6900SO-20A单芯片霍尔效应电流传感器。

5.根据权利要求1所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述通讯模块(50)为5G通讯模块。

6.据权利要求1所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述温度采集模块(40)为温度传感器。

7.据权利要求6所述的基于5G网络的电池远程管理终端，其特征在于：所述温度传感器为DS18B20温度传感器。

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