专利名称：一种用于野外数据信息采集系统的供电装置的制作方法
技术领域：
一种用于野外数据信息采集系统的供电装置
技术领域：
本实用新型涉及一种用于野外数据信息采集系统的供电装置，尤其涉及一种太阳 能及锂离子电池的应用装置，属于能源利用技术领域。
背景技术：
目前，国家各级水利、农、林等主管部门根据各级业务发展的需要，建设了或需要 建设大量的野外信息数据自动采集系统，而这些信息数据自动采集系统大多是处于野外偏 僻的地方，比如水文系统的雨量监测系统、雨量水位监测系统，生态监测系统的地下水监测 系统等，这些信息数据自动采集系统的共同特点均是利用先进的通讯技术、控制技术、智能 采集技术组成的一个自动信息数据采集系统，由若干的电子设备组成，环境恶劣、无人值 守、交通不便、无市电接电。为此，目前给这些信息数据自动采集系统的供电一般采用太阳 能浮充蓄电池的方式。太阳能浮充蓄电池的方式供电虽然可解决上述野外数据信息采集 系统的供电问题，但是也存在以下缺点或问题(1)由于太阳能浮充蓄电池的供电方式中 采用的蓄电池一般为铅酸蓄电池，该蓄电池最大的一个缺点就是体积大、重量大，比如一个 65AH的蓄电池重量达32kg，体积为410 X 180 X 210mm，而且正负两端接线极裸露在外面，在 恶劣的环境条件下容易氧化导致供电接触不良或短路发生，对采集系统造成供电不稳定甚 至损害。(2)采用太阳能浮充蓄电池的供电方式时还需另一个单独的设备——充电控制器， 该设备分别与太阳能电池板和蓄电池连接，并输出一个负载给数据采集电子设备供电，该 设备的接线端子也是裸露在外，同时目前的充电控制器的功能只有充放电控制功能，不能 对电池进行任何的监测与管理，比如，不能对电池的电压、电量进行监控，也不能对电池的 充放电状态进行提示等，至使远程的管理人员无法对野外的信息数据采集系统进行有效电 池管理，而对野外自动采集系统的管理最重要的一点就是对野外的供电进行管理，比如数 据中断时远程无法判断是通信问题还是采集电子设备问题或者还是供电问题，以致无法实 现有效的远程对采集系统的诊断与管理，增加了系统维护的困难。(3)目前的太阳能浮充蓄 电池的供电方式主要由太阳能电池板、蓄电池和充电控制器组成，在安装时，太阳能电池板 一般采用立杆安装，而蓄电池和充电控制器的安装一般根据现场具体情况先自制蓄电池和 充电控制器的安装箱，并采用立杆悬挂或者另建安装平台的安装方式，不管采用哪种安装 方式，均需额外的大体积的蓄电池和充电控制器的安装箱及安装平台，导致安装困难大、安 装成本高。总之，目前的野外数据信息采集系统采用的太阳能浮充蓄电池的供电方式主要存 在着安装困难大、安装成本高、供电不稳定、无法远程监控与管理、野外适应性低等缺点。
发明内容本实用新型旨在提供一种体积小、结构较简单、安装方便、供电稳定、可有效进行 远程监控与管理、兼容性高、野外适应性强的野外数据信息采集系统的供电装置。所述的野外数据信息采集系统的供电装置，由密封集成安装在密封外壳里的大容量锂离子电池、充放电控制板、电池管理板和电压转换板以及外部的太阳能电池板组成。在一个优选的实施例中，所述的密封外壳的大小与锂离子电池的尺寸相匹配。密 封外壳上有太阳能电池板接线端子、数据采集仪或其他负载接线端子和电池管理信号线接 线端子。所述的接线端子均采用防水的航空接头。在一个进一步优选的实施例中，所述的充放电控制板有四个接线柱，一是与太阳 能电池板接线端子连线，二是与锂离子电池连线，三是与电池管理板连线，四是与电压转换 板连线。在另一个进一步优选的实施例中，所述的电池管理板有两个接线柱，一是与充放 电控制板连线，二是与电池管理信号线接线端子连线，并通过电池信息通信线缆与数据采 集仪连接。在另一个进一步优选的实施例中，所述的电压转换板有两个接线柱，一是与充放 电控制板连线，一是与数据采集器或其他负载接线端子连线。本实用新型所述的供电装置各部件的功能说明如下(1)充放电控制板处于整个供电装置的中心位置，具有对锂离子电池的过充保护、 过放保护、过流保护、过温保护、短路保护等功能，其中过温保护还包括充电低温保护、充 电高温保护、放电高温保护等功能，从而可有效的延长锂离子电池的使用寿命。(2)电池管理板起着对整个供电装置的信息的管理作用，主要表现在具有监测、存 储、通讯等三种功能。其中，监测功能实时检测锂离子电池的电压、温度、工作电流(包括 充电和放电)等功能；处理功能可以把检测到的电池数据进行处理，生成有数据结果，比 如电池电压、电池电流、电池剩余容量、充放电状态、充放电次数等，并对上述数据结果进行 存储；通讯功能通过信号线可将上述存储的数据发送给外部“索要”的主机(数据采集器 或调试机)。(3)电压转换板起着对整个供电装置的适应性供电作用，可根据外接数据采集仪 或其他负载所需供电电压的要求，可方便进行电压的转换，以满足外接数据采集仪或其他 负载供电的需要，提高系统的兼容性。(4)大容量锂离子电池是整个供电装置的储能设备和供能设备，既可在外部(太 阳能)供电不足的情况下对数据采集仪或其他负载提供电能，也可在外部(太阳能)供电 充足的情况下对自身进行充电蓄能。
0015](5)太阳能电池板是整个供电装置的外接电源，将太能阳转换成电能，既给数据采 集仪或其他负载供电，也对锂离子电池充电。(6)密封外壳是整个供电装置的保护壳，充放电控制板、电池管理板、电压转换板 和锂离子电池等均是有序的集成安装在密封外壳内，既可使整个供电装置压缩集成在一个 小体积的外壳里面，又可有效提高整个供电装置在恶劣的野外环境中适应性。本实用新型所述的供电装置具有体积小、结构简单、安装方便、供电稳定、可有效 进行远程监控与管理、兼容性高、野外适应性强等优点，具体表现在以下方面(1)本实用新型所述的供电装置采用小体积、轻重量的锂离子电池代替大体积、大 重量的铅酸蓄电池，相同容量的两种电池，锂离子电池的体积仅为蓄电池的1/10，重量为 1/12，同时将外置的充电控制器制成充放电控制板，并将电池与充放电控制板全集成安装 到了一个小体积的密封外壳里，这样安装时只有太阳能电池板在外面，没有了裸露在外的接头，避免了在恶劣的野外环境对接线端子造成氧化而导致接触不良或短路发生，提高了 供电装置在野外的适应性和稳定性，同时也降低了在野外的安装难度和安装成本。(2)本实用新型比原太阳能浮充蓄电池供电方式增加了电池管理电路板，使本供 电装置具有对电池电量、电压、温度、电流及充放电状况进行实时监测、处理和通讯功能，可 将上述电池的信息数据进行存储并可通过采集系统的通信设备进行远程传输，为远程对野 外数据采集系统进行有效供电监控、故障诊断与管理提供可能。(3)本实用新型比原太阳能浮充蓄电池供电方式增加了电压转换板，使本供电装 置具有对电池输出电压进行提升或降低的功能，以满足外接数据采集设备和其他负载所需 的不同的供电电压的要求。本供电装置具有较高的供电电压选择范围，降低了野外数据信 息采集系统对所有采集设备要求统一供电电压的限制，扩大了系统的兼容性。
图1为供电装置结构示意图。图中，1、密封外壳；2、大容量锂离子电池；3、充放电控制板；4、电池管理板；5、电 压转换板；6、太阳能电池板；7、数据采集仪或其他负载；8、太阳能电池板接线端子；9、数据 采集仪或其他负载接线端子；10、电池管理信号线接线端子；11、电池信息通信线缆。
具体实施方式如图1所示，本实用新型所述的供电装置，由密封集成安装在密封外壳1里的大容 量锂离子电池2、充放电控制板3、电池管理板4和电压转换板5以及外部的太阳能电池板 6组成。密封外壳1的大小与锂离子电池2的尺寸大小相匹配。密封外壳1上有太阳能电 池板接线端子8、数据采集仪或其他负载接线端子9和电池管理信号线接线端子10，所有的 接线端子均采用防水的航空接头。此外，密封外壳里的充放电控制板3有四个接线柱，一是与太阳能电池板接线端 子8连线，二是与锂离子电池2连线，三是与电池管理板4连线，四是与电压转换板5连线； 电池管理板4有两个接线柱，一是与充放电控制板3连线，二是与电池管理信号线接线端子 10连线；电压转换板5有两个接线柱，一是与充放电控制板3连线，一是与数据采集器或其 他负载接线端子9连线。本实用新型所述的供电装置安装时，只需将太阳能电池板6立杆安装，并将太阳 能电池板6的电缆线与的太阳能电池板接线端子8相连，根据数据采集仪或其他负载7的 供电电压要求在电压转换板5上进行供电电压调整，并通过数据采集仪或其他负载接线端 子9与数据采集仪或其他负载7连线供电，同时将电池管理信号线接线端子10通过电池信 息通信线缆11将电池管理板4内关于电池管理信息传输到数据采集仪7与其他数据信息 一并向远程管理站传输。
权利要求一种用于野外数据信息采集系统的供电装置，其特征在于所述的供电装置由密封集成安装在密封外壳(1)里的大容量锂离子电池(2)、充放电控制板(3)、电池管理板(4)和电压转换板(5)以及外部的太阳能电池板(6)组成。
2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述的密封外壳(1)的大小密封外壳的 大小与锂离子电池(2)的尺寸相匹配，密封外壳(1)上有太阳能电池板接线端子(8)、数据 采集仪或其他负载接线端子(9)和电池管理信号线接线端子(10)。
3.如权利要求1或2所述的供电装置，其特征在于所述的接线端子(8、9、10)为防水的 航空接头。
4.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述的密封外壳(1)里的充放电控制板 ⑶有四个接线柱，一是与太阳能电池板接线端子⑶连线，二是与锂离子电池⑵连线，三 是与电池管理板⑷连线，四是与电压转换板(5)连线。
5.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述的密封外壳(1)里的电池管理板 ⑷有两个接线柱，一是与充放电控制板⑶连线，二是与电池管理信号线接线端子(10)连 线，并通过电池信息通信线缆(11)与数据采集仪(7)连接。
6.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述的密封外壳(1)里的电压转换板 (5)有两个接线柱，一是与充放电控制板(3)连线，一是与数据采集器或其他负载接线端子 (9)连线。
专利摘要本实用新型涉及一种用于野外数据信息采集系统的供电装置，尤其涉及一种太阳能及锂离子电池的应用装置，属于能源利用技术领域。一种用于野外数据信息采集系统的供电装置，所述的供电装置由密封集成安装在密封外壳里的大容量锂离子电池、充放电控制板、电池管理板和电压转换板以及外部的太阳能电池板组成。本实用新型所述的供电装置具有体积小、结构简单、安装方便、供电稳定、可有效进行远程监控与管理、兼容性高、野外适应性强等特点。
文档编号H02J7/00GK201663459SQ20102002050
公开日2010年12月1日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者廖德兵 申请人:廖德兵