一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统的制作方法

本实用新型属于电池温度管理系统技术领域，具体涉及一种低能耗的用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统。

背景技术：

电池作为最常见的储能设备，随着能源和环境问题的日趋紧迫而受到越来越多地研究和重视。在电力领域，它是新能源取代化石能源并进行应用的关键支柱；在汽车领域，它是电动车辆取代内燃机车辆所需解决的核心技术；在船舶、航空、军工等全电化发展的各个行业，电池技术已经日益成为各领域发展的关键。

在电池技术日新月异发展的同时，电池温度管理系统的技术也面临着新的挑战。单体电池的能量密度、使用寿命等都得到了飞跃式发展，也对电池温度管理系统提出了更高的要求，蓄电池的最佳工作温度范围为15℃～25℃。当工作温度增高时，会加速蓄电池内部化学反应，损坏蓄电池极板，容易导致过充电现象，严重影响电池的使用寿命；当工作温度过低时，蓄电池反应电阻大大增加，放电容量快速衰减，充电期间内压上升加快，对电池安全产生隐患。因此必须保证蓄电池在适合的温度环境下工作。过去为了使蓄电池组保持恒温，用大制冷量空调对整个系统的温度进行控制，造成了电力能源的无谓浪费。

在矿山废石场滑坡安全监测实践中,对边坡的重点区域进行在线、实时、连续、远程监测，获取位移信息，并在位移量超限时进行报警，全球导航定位技术gnss得到广泛应用。gnss整个技术平台电力系统基站部分为市电供电，各监测站为太阳能供电。各监测站使用太阳能供电方式，太阳能电池板为200w，使用蓄电池组进行储电，每块蓄电池100ah，蓄电池组与现场的gps模块连接，为gnss提供电力，对边坡的重点区域进行在线、实时、连续、远程监测。如何解决冬季温度过低和夏季温度过高而对蓄电池造成的损害，让各监测站的蓄电池工作在最佳的温度，提高蓄电池的使用寿命，而且实现保持恒温所需能耗降低，是现场需要解决的一个迫切问题。因此开发一种用于矿山边坡监测的低能耗电池恒温管理系统是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低能耗的用于边坡监测用的电池恒温管理系统，通过将蓄电池组设置在具有密封保温功能的电池箱体内，然后用小功率制冷风扇与红外加热仪进行恒温控制，解决现有技术能耗高的问题，同时提高蓄电池的效率和使用寿命。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

本实用新型的一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，包括：太阳能电池板，与gps模块连接的电池箱体和蓄电池组，其特征在于，所述的蓄电池组由多个呈矩形排列单体电池组成，在电池箱体内还设有固定在电池箱体两端侧壁上的电池架，所述的蓄电池组由多个呈矩形排列单体电池组成，且设置在电池架上，蓄电池组两端接线柱与太阳能电池板的接线盒连接，在电池箱体内底部设有红外加热仪，在电池箱体内一端设有制冷风扇，所述的温度传感器设置在电池箱体内的另一端；在所述的电池箱体内壁四周上铺设有保温层，

所述的温度监测系统包括嵌入式控制单元、lcd显示屏和蜂鸣报警器，所述温度传感器与嵌入式控制单元电性连接，所述的嵌入式控制单元设置在电池箱体内一端，所述的lcd显示屏和蜂鸣报警器设置在电池箱体外侧，且与嵌入式控制单元电性连接。

进一步地，所述的嵌入式温度控制单元包括嵌入式微处理器、温度设置单元和与温度设置单元连接温度调节单元，所述的蜂鸣报警器与温度设置单元时候连接。

进一步地，所述的温度调节单元由红外加热仪和制冷风扇均组成。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本实用新型将蓄电池组设置在具有密封保温功能的电池箱体内，通过小功率的制冷风扇与红外加热仪进行恒温控制，保证蓄电池组在最佳温度下工作，提高了蓄电池组的效率和使用寿命，并大幅度的降低了用于维持恒温的能量损耗；

将本实用新型的蓄电池组与现场的gps模块连接，为gps模块提供稳定的电力，确保对边坡的重点区域进行在线、实时、连续和远程监测，保障了废石场滑坡安全监测gps模块系统的安全运行。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型温度监测系统的结构框图。

图3为电池温度自动调节结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-图2所示：本实用新型的一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，包括：太阳能电池板，与gps模块连接的电池箱体1和蓄电池组3，其特征在于，所述的蓄电池组3由多个呈矩形排列单体电池组成，在电池箱体1内还设有固定在电池箱体两端侧壁上的电池架，所述的蓄电池组由多个呈矩形排列单体电池组成，且设置在电池架的上，蓄电池组两端接线柱2与太阳能电池板的接线盒连接，在电池箱体1内底部设有红外加热仪7，在电池箱体内一端设有制冷风扇5，所述的温度传感器9设置在电池箱体1内的另一端；在所述的电池箱体1内壁四周上铺设有保温层10，

所述的温度监测系统包括嵌入式控制单元4、lcd显示屏6和蜂鸣报警器8，所述温度传感器9与嵌入式控制单元4电性连接，所述的嵌入式控制单元4设置在电池箱体内一端，所述的lcd显示屏6和蜂鸣报警器8设置在电池箱体外侧，且与嵌入式控制单元电性连接。

如图2所示，本实用新型所述的嵌入式温度控制单元包括嵌入式微处理器、温度设置单元和与温度设置单元连接温度调节单元，所述的蜂鸣报警器与温度设置单元时候连接。

本实用新型电池温度自动调节实现方式如下：

温度传感器9实时采集电池箱体内部当前温度，将温度数值通过数据线发送给嵌入式温度控制单元,嵌入式温度控制单元将读取的温度通过数据线传送到lcd显示屏进行温度显示;嵌入式控制单元根据所传温度数值进行判断，当温度高于设定温度值时，嵌入式温度控制单元的嵌入式微处理器内的会自动对偏差值的大小进行制冷模式的选择：温度偏差5℃之内，启动1档制冷风扇，冷气流动较慢，可准确地调节恢复箱内温度，直至温度回复到设定温度值，冷却停止；当温度偏差大于5℃启动2档制冷风扇，风扇调制2档，冷气流动较快，可较快的调节箱内温度，当温度偏差减至5℃内时，风扇自动转至1档，直至温度恢复到设定温度值，冷却过程停止。

当温度低于设定值时，温度偏差5℃之内，启动1档红外加热仪，直至温度恢复到设定值，加热停止；当温度偏差大于5℃启动2档红外加热仪，当温度偏差减至5℃内时，启动1档红外加热仪，直至温度恢复到设定值，加热过程停止。整个调节过程方式结构图如图3所示。

还需补充本实用新型与蓄电池与现场的gps模块连接给gps模块供电。

本系统将蓄电池组放在一个温度可调节，且具有密封保温功能金属箱内，通过风扇与红外加热仪对这个箱子进行恒温控制，这样可精准解决冬季温度过低和温度过高而对蓄电池造成的损害，从而使蓄电池工作在最佳的工作温度，提高了电池的效率和使用寿命，并最大幅度的降低了能源损耗。

技术特征：

1.一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，包括：太阳能电池板，与gps模块连接的电池箱体和蓄电池组，其特征在于，所述的蓄电池组由多个呈矩形排列单体电池组成，在电池箱体1内还设有固定在电池箱体两端侧壁上的电池架，所述的蓄电池组由多个呈矩形排列单体电池组成，且设置在电池架的上，蓄电池组两端接线柱与太阳能电池板的接线盒连接，在电池箱体内底部设有红外加热仪，在电池箱体内一端设有制冷风扇，温度传感器设置在电池箱体内的另一端；在所述的电池箱体内壁四周上铺设有保温层，

所述的温度监测系统包括嵌入式控制单元、lcd显示屏和蜂鸣报警器，所述温度传感器与嵌入式控制单元电性连接，所述的嵌入式控制单元设置在电池箱体内一端，所述的lcd显示屏和蜂鸣报警器设置在电池箱体外侧，且与嵌入式控制单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，其特征在于，所述的嵌入式控制单元包括嵌入式微处理器、温度设置单元和与温度设置单元连接温度调节单元，所述的蜂鸣报警器与温度设置单元时候连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，其特征在于，所述的温度调节单元由红外加热仪和制冷风扇均组成。

技术总结
本实用新型涉及一种用于矿山边坡监测的电池恒温管理系统，其特征在于，包括：电池箱体、保温层、太阳能电池板、蓄电池组、GPS模块、红外加热仪、制冷风扇和温度控制系统；蓄电池组设在箱体内中间，其两端接线柱与太阳能电池板的接线盒连接，并与现场的GPS模块并联连接，红外加热仪和制冷风扇分别在箱体内底部和侧面；所述的温度监测系统包括嵌入式控制单元、LCD显示屏和蜂鸣报警器，本实用新型的优点是：采用密封保温的箱体，小功率制冷风扇与红外加热仪进行恒温控制，大幅降低能耗；提高蓄电池组的效率和使用寿命，保障废石场滑坡安全监测系统的安全运行。

技术研发人员：余莹;齐双飞;孙健;王洋;崔晓峰;栾长庆
受保护的技术使用者：鞍钢集团矿业有限公司
技术研发日：2019.09.20
技术公布日：2020.05.22