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      一種鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):12803735閱讀:815來(lái)源:國(guó)知局
      一種鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法與工藝

      本實(shí)用新型屬于電池管理技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng)。



      背景技術(shù):

      近年來(lái)隨著人民生活水平的提高以及蓄電池續(xù)航能力的改善,電動(dòng)車使用量逐年飛速增長(zhǎng),但是伴隨而來(lái)的防盜問(wèn)題十分嚴(yán)重,雖然因?yàn)檐囕v防盜技術(shù)的進(jìn)步、民眾知識(shí)水平的提升,讓車輛偷竊變得更不容易,并導(dǎo)致車輛不容易銷贓的狀況發(fā)生,因此有越來(lái)越多的竊賊,將眼光放到容易得手、容易脫手的車用啟動(dòng)電池上,因?yàn)檐囉脝?dòng)電池其偷竊容易、銷贓快等特性,讓車用蓄電池近來(lái)的被竊盜率,節(jié)節(jié)升高,造成消費(fèi)者的困擾。

      如果使用的是車用鋰電池,那損失就算是非常慘重的了,因?yàn)檐囉娩囯姵氐膯蝺r(jià)高,被竊盜率就更高,阻礙到車用鋰電池的推廣與應(yīng)用。

      更為嚴(yán)重的是蓄電池質(zhì)量參差不齊,常常出現(xiàn)著火爆炸的事故發(fā)生,造成人員生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。該系統(tǒng)除了防盜定位功能之外,最主要是時(shí)刻檢測(cè)蓄電池運(yùn)行健康狀態(tài),如有電流、電壓、溫度發(fā)生異常,車主移動(dòng)終端及時(shí)收到和發(fā)出預(yù)警聲音及信息,提醒使用者異常情況的發(fā)生,防患于未然,把災(zāi)害和損失降到最低,充分保障人員生命及財(cái)產(chǎn)安全。

      因此市場(chǎng)上急需求一種讓電動(dòng)車用蓄電池,具備有安全可靠、可智慧管理、盡力能避免著火爆炸的可防盜遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警管理系統(tǒng),進(jìn)一步提高消費(fèi)者安全智慧出行的交通環(huán)境。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有蓄電池的不足,提供一種將實(shí)時(shí)定位通訊,并且具有移除負(fù)載,不會(huì)影響定位系統(tǒng),同時(shí)設(shè)有防盜鎖,電池組將無(wú)法輸出,只能充電,并且通過(guò)用戶端用戶可以查看電芯的詳細(xì)參數(shù)及電流,溫度,還可以查看溫度與電流的曲線圖的鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng)。

      為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:

      一種鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng),包括電池部分、后臺(tái)部分和用戶端,后臺(tái)部分分別與電池部分和用戶端連接,其中:所述的

      電池部分包括設(shè)在保護(hù)殼內(nèi)的電池組和電池保護(hù)電路板,電池組連接電池保護(hù)電路板,所述的電池保護(hù)電路板連接有用于定位通訊與控制電池輸出的通訊模塊。蓄電池設(shè)有封閉保護(hù)殼,PCB板和電芯模塊設(shè)于設(shè)于封閉保護(hù)殼內(nèi)部并構(gòu)成回路,當(dāng)蓄電池外部電路斷開時(shí),內(nèi)部電芯模塊能為通訊模塊提供電流使其繼續(xù)運(yùn)行。

      進(jìn)一步的,所述的電池保護(hù)電路板中設(shè)有保護(hù)芯片,保護(hù)芯片主要用于對(duì)電池部分采集電芯參數(shù)、充放電管理、充電檢測(cè)、負(fù)載檢測(cè)、電流采集、短路保護(hù)、采集單節(jié)電芯的電壓和溫度。

      更進(jìn)一步的,所述的保護(hù)芯片電連接喚醒電路、電源開關(guān)電路、模擬前端、模擬切換電路、降壓穩(wěn)壓電路和控制輸出電路;

      喚醒電路,用于根據(jù)接入點(diǎn)的電平情況控制電路內(nèi)的三極管的導(dǎo)通和關(guān)閉,從而控制電池管理模塊的對(duì)外輸電;

      電源開關(guān)電路,主要是用于調(diào)節(jié)輸出電壓;

      模擬前端電路,主要是用于實(shí)現(xiàn)多串電芯參數(shù)的采集和采用小電流均衡電芯;

      模擬切換電路,用于切換采集不同的電壓信號(hào);

      降壓穩(wěn)壓電路,用于給保護(hù)芯片提供穩(wěn)壓電源;

      控制輸出電路,用于控制鋰電池部分的充電和放電。

      更進(jìn)一步的,通訊模塊包括控制芯片、GPS定位模塊、GPRS通訊模塊、電源電路和電源開關(guān)電路,控制芯片分別連接喚醒電路、GPS定位模塊、GPRS通訊模塊、電源電路和電源開關(guān)電路,同時(shí)還連接有震動(dòng)傳感器。

      更進(jìn)一步的,所述的后臺(tái)部分用于與用戶端和電池部分無(wú)線連接,同時(shí)讀取、存儲(chǔ)和分析電池部分的信息;將相應(yīng)的信息發(fā)送給用戶端,并且管理用戶端的連接。

      更進(jìn)一步的,所述的保護(hù)芯片為SH79F329芯片。

      更進(jìn)一步的,所述的控制芯片為STM32F030芯片。

      更進(jìn)一步的,所述的用戶端為安裝有APP的移動(dòng)電腦、智能手機(jī)、智能手環(huán)或者PC端。車主的用戶端用于讀取云端服務(wù)器中后臺(tái)管理平臺(tái)的信息,可以遠(yuǎn)程控制防盜報(bào)警、檢測(cè)、尋車、以及讀取蓄電池實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,對(duì)蓄電池的技術(shù)參數(shù)異常情況進(jìn)行預(yù)警和管理處理。

      本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池對(duì)外供電電流輸送狀態(tài),來(lái)判斷蓄電池是否被卸載,電池在沒(méi)有經(jīng)過(guò)車主移動(dòng)終端授權(quán)的情況下,脫離電動(dòng)車,控制模塊檢測(cè)不到負(fù)載存在,即認(rèn)為脫離了電動(dòng)車,控制模塊將會(huì)關(guān)閉電池系統(tǒng)本身的充放電功能,直到車主移動(dòng)終端進(jìn)行解鎖。

      本實(shí)用新型的有益效果:

      本實(shí)用新型通過(guò)把GPRS通訊板做到了封閉的電池盒里面,不易被發(fā)現(xiàn)與斷電,大大的提高了防盜報(bào)警安全性;同時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程通訊獲取電動(dòng)車電芯的詳細(xì)參數(shù);智能鎖的設(shè)計(jì),主要應(yīng)用于電動(dòng)車本身帶有報(bào)警器的,需要一定的小電流工作的場(chǎng)合,一旦電流值超過(guò)一定值后,又會(huì)關(guān)閉輸出,一旦給設(shè)備上鎖,其它人無(wú)法進(jìn)行使用,對(duì)他人失去了價(jià)值,從而降低被盜的風(fēng)險(xiǎn),達(dá)到雙重防盜的目的。

      附圖說(shuō)明

      附圖1是實(shí)施例的電池部分的電源電路;

      附圖2是實(shí)施例的喚醒電路;

      附圖3是實(shí)施例的保護(hù)芯片的電路圖;

      附圖4是實(shí)施例的模擬前端電路;

      附圖5是實(shí)施例的模擬切換電路;

      附圖6是實(shí)施例的降壓穩(wěn)壓電路;

      附圖7是實(shí)施例的控制輸出電路;

      附圖8是實(shí)施例的GPRS通訊模塊電路;

      附圖9是實(shí)施例的GPS定位模塊電路;

      附圖10是實(shí)施例的電源電路和電源開關(guān)電路;

      附圖11是實(shí)施例的鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng)模塊連接圖。

      具體實(shí)施方式

      下面參照附圖,對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

      實(shí)施例1:

      如圖11所示,一種鋰電池的管理監(jiān)控系統(tǒng),包括電池部分、后臺(tái)部分和用戶端,后臺(tái)部分分別與電池部分和用戶端連接,其中:所述的

      電池部分包括設(shè)在保護(hù)殼內(nèi)的電池組和電池保護(hù)電路板,電池組連接電池保護(hù)電路板,所述的電池保護(hù)電路板連接有用于定位通訊與控制電池輸出的通訊模塊。

      進(jìn)一步的,所述的電池保護(hù)電路板中設(shè)有保護(hù)芯片,保護(hù)芯片主要用于對(duì)電池部分采集電芯參數(shù)、充放電管理、充電檢測(cè)、負(fù)載檢測(cè)、電流采集、短路保護(hù)、采集單節(jié)電芯的電壓和溫度。

      更進(jìn)一步的,所述的保護(hù)芯片電連接喚醒電路、電源開關(guān)電路、模擬前端、模擬切換電路、降壓穩(wěn)壓電路和控制輸出電路;

      喚醒電路,用于根據(jù)接入點(diǎn)的電平情況控制電路內(nèi)的三極管的導(dǎo)通和關(guān)閉,從而控制電池管理模塊的對(duì)外輸電;

      電源開關(guān)電路,主要是用于調(diào)節(jié)輸出電壓;

      模擬前端電路,主要是用于實(shí)現(xiàn)多串電芯參數(shù)的采集和采用小電流均衡電芯;

      模擬切換電路,用于切換采集不同的電壓信號(hào);

      降壓穩(wěn)壓電路,用于給保護(hù)芯片提供穩(wěn)壓電源;

      控制輸出電路,用于控制鋰電池部分的充電和放電。

      更進(jìn)一步的,通訊模塊包括控制芯片、GPS定位模塊、GPRS通訊模塊、電源電路和電源開關(guān)電路,控制芯片分別連接喚醒電路、GPS定位模塊、GPRS通訊模塊、電源電路和電源開關(guān)電路,同時(shí)還連接有震動(dòng)傳感器。

      更進(jìn)一步的,所述的后臺(tái)部分用于與用戶端和電池部分無(wú)線連接,同時(shí)讀取、存儲(chǔ)和分析電池部分的信息;將相應(yīng)的信息發(fā)送給用戶端,并且管理用戶端的連接。

      更進(jìn)一步的,所述的保護(hù)芯片為SH79F329芯片。

      更進(jìn)一步的,所述的控制芯片為STM32F030芯片。

      更進(jìn)一步的,所述的用戶端為安裝有APP的移動(dòng)電腦、智能手機(jī)、智能手環(huán)或者PC端。

      以下根據(jù)電路圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:

      如圖1的所示,為電池部分的電源電路,電池部分主要是由保護(hù)IC 芯片SH79F329控制,當(dāng)電路圖中的R82上的網(wǎng)絡(luò)號(hào)Wakeup329為高電平時(shí),電源開關(guān)電路中的Q10和Q19的MOS管打開,實(shí)現(xiàn)控制電池部分向外放電,從而實(shí)現(xiàn)電源開關(guān)的目的。

      而,圖中的由LM5805為核心組成的開關(guān)降壓穩(wěn)壓電路,通過(guò)電路中的電阻R90和R91調(diào)節(jié)輸出給保護(hù)芯片的電壓,而系統(tǒng)的MCU所需的3.3V電源由LM1117提供。

      如圖2所示,該電路為喚醒電路,當(dāng)系統(tǒng)處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)(關(guān)閉輸出),PACK—為高電平,三極管Q20,Q21和Q22都會(huì)處于截止?fàn)顟B(tài),當(dāng)使Q21的集電極處于高電平時(shí);充電后PACK-為低電平,此時(shí)三極管Q20,Q21和Q22處于導(dǎo)通狀態(tài),從而也使得使Q22的集電極產(chǎn)生一個(gè)下降沿,以此來(lái)喚醒SH79F329芯片進(jìn)行工作,控制對(duì)電池部分進(jìn)行充電;

      當(dāng)電池部分的負(fù)載被移除后,PACK—為浮空狀態(tài),此時(shí)三極管Q20,Q21和Q22都會(huì)處于截止?fàn)顟B(tài),使Q21的集電極處于高電平;同時(shí),三極管Q23也處于截止?fàn)顟B(tài),三極管Q23的集電極變成高電平。也就是當(dāng)三極管Q21和Q23的集電極同時(shí)變成高電平時(shí),喚醒電路以此來(lái)喚醒SH79F329芯片,使得電池部分處于不向外放電的狀態(tài)。

      如圖3所示,為保護(hù)芯片的電路圖,SH79F329保護(hù)IC芯片的第18腳和19腳用于采集電芯參數(shù);而第1腳和38腳用于實(shí)現(xiàn)充放電管理;第16腳和17腳用于實(shí)現(xiàn)充電檢測(cè)和負(fù)載檢測(cè);第28腳和29腳用于實(shí)現(xiàn)電流采集和短路保護(hù);第31腳是模擬量輸入腳;第12腳、13腳和21腳的配合用來(lái)采集單節(jié)電壓和溫度。

      如圖4所示,為模擬前端電路,當(dāng)電路圖中的電阻R75和R80都不貼時(shí),系統(tǒng)將采集14串電芯的參數(shù);當(dāng)R7不貼時(shí),系統(tǒng)采集13串電芯參數(shù);而電路圖中的芯片QZ9355的23腳和24腳用來(lái)接受來(lái)自SH79F329芯片的指令,實(shí)現(xiàn)進(jìn)行采樣通道的切換。

      如圖5所示,為模擬切換電路,當(dāng)電路中的MOS管Q2和Q3打開,而Q1關(guān)閉時(shí),采集的是來(lái)自模擬前端QZ9355芯片的電壓;當(dāng)MOS管Q2和Q3關(guān)閉,而Q1打開時(shí),則采集的是來(lái)溫度傳感器上的電壓。

      如圖6所示,為降壓穩(wěn)壓電路,此電路主要是為SH79F329芯片提供穩(wěn)定電源,通過(guò)電路圖中的穩(wěn)壓二極管ZD5穩(wěn)定Q5的基極電壓,繼而穩(wěn)定Q4的基極電壓,在Q4的發(fā)射極再接一個(gè)穩(wěn)壓二極管為了穩(wěn)定發(fā)射極電壓,進(jìn)而穩(wěn)定放大倍數(shù),減少溫度飄移對(duì)電壓增益的影響;R36起限流降壓的作用。

      如圖7所示,為控制輸出電路,此電路由SH79F329芯片的1腳和38腳控制系統(tǒng)的的充電和放電,在電路圖中的MOS管Q11,Q13,Q14,Q15,Q16和Q18上的G極各串聯(lián)一個(gè)47歐姆的電阻,主要為平衡MOS管內(nèi)阻(提高M(jìn)OS管開關(guān)時(shí)間的一致性);由ZD6,C47,C48,C41和C42組成抗干擾吸收電路。

      如圖8所示,為GPRS通訊模塊電路,電路只能給由三極管Q5和Q6及外圍元件組成的電平匹配電路對(duì)GPRS模塊和STM32F030C8芯片進(jìn)行串口電平匹配;LED燈D3和D4用來(lái)指示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及工作狀態(tài);由C12,C13,C14和D5組成的濾波穩(wěn)壓電路,C15用來(lái)補(bǔ)充瞬間大電流供給;C16,C17,R30組成GPRS的天線匹配電路;SMF05C為防止高頻信號(hào)的干擾,放置GPRS模塊和SIM卡的通訊線上。

      如圖9所示,為GPS定位模塊電路,電路中的電阻R18和R19放置于GPS模塊和STM32F030C8芯片之間,可降低干擾,提高GPS信號(hào);當(dāng)需要接有源天線時(shí),需要把C25和L1焊接上即可。

      如圖10所示,為電源電路和電源開關(guān)電路,該電路用于輸出給MIC29302芯片可以瞬間提供2A電流,為GPRS信號(hào)發(fā)射提供保障;GPRS模塊的電源由STM32F030C8的11腳控制,高電平有效;GPS模塊的電源由STM32F030C8的20腳控制,低電平有效。

      以上所述的實(shí)施例,只是本實(shí)用新型的較優(yōu)選的具體方式,本領(lǐng)域的技術(shù)員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

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