一种具有通讯接口的锂离子电池组模块的制作方法

文档序号:12476166阅读:763来源:国知局
一种具有通讯接口的锂离子电池组模块的制作方法与工艺

本发明涉及的是一种具有RS485通讯接口的锂离子电源模块,使锂离子电源模块自身的即时容量、充电电压、放电电压、充电电流、放电电流、温度、电量百分比能够通过RS485接口被后台服务器集中监测,属于锂离子电池技术领域。



背景技术:

目前锂离子电池组都是由电芯、保护板和封装材料组成。电芯通常采用18650或26650的圆柱形单体电池,通过串并方式组合成不同电压和容量的电池组,每组电池组配一块专用保护线路板,保护线路板对每一节单体电池和整组电池进行保护,具有过充保护,过放保护,过流保护,短路保护等多种保护功能。但是,现有的专用保护线路板均只是对锂电池组本身提供保护,并不对外通讯,外界无法得知整组电池组的即时状况,特别是剩余容量等信息,也就无从判断实际后备时间等关键信息,对于事故抢险等方案不能提供支持。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种结构组成合理,使用方便、可靠,能方便地对锂离子电池组进行实时监测,保证其正常使用的具有通讯接口的锂离子电池组模块。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,一种具有通讯接口的锂离子电池组模块,所述的锂离子电池组由电芯、保护线路板以及封装材料组成,所述的保护线路板上包括有电池组保护电路、能采集电池电压、容量、百分比、温度及电流信息的监测采集电路、微处理器、RS485接口转换电路及为保护线路板提供电源的电源转换电路,所述RS485接口转换电路经过RS485通讯接口与后台服务器无线连接。

作为优选:所述的电池组保护电路是以OZ8957集成芯片为核心组成;所述的监测采集电路包括一串联有集成取样电阻的电量计芯片组成,所述的电量计芯片通过测量流经取样电阻的电流大小进行电池电量计算及温度显示,通过采集电池电压,采集放电与充电时的电流,计算输出内容包括电池电压、容量、百分比、温度以及电流信息的I2C协议并储存在非易失性闪存中;所述的微处理器通过专用的命令对所述I2C协议内容进行调用和处理,并将I2C协议内容发送至相连的RS485接口转换电路,由该RS485接口转换电路经RS485接口将I2C协议内容无线发送至后台服务器接收。

作为优选:所述的监测采集电路是以HY4222集成芯片为核心构成,能采集电池电压、容量、百分比、温度及电流信息,进行电量计算和温度显示;所述的微处理器由SOP-16MCU芯片为核心构成;所述的RS485接口转换电路是由SP3485集成芯片为核心组成。

本发明所述的RS485通讯接口转换电路也是采用专用的芯片进行转换,它是经过电量计芯片采集到的信息经过MCU进行处理后,再由MCU输出给专用接口转换芯片进行转换后以标准RS485接口输出。

本发明实现了在有人值守的中心站实时监测无人值守的远端站点的锂电池组的实时参数,从而了解锂电池组当前的真实状况,为维护方案的制定和故障抢修方案的制定提供决策依据;具有结构组成合理,使用方便、可靠,能方便地对锂离子电池组进行实时监测,保证其正常使用等特点。

附图说明

图1是本发明所述锂电池组专用保护线路板电气原理图。

图2是本发明所述锂电池组专用保护线路板接线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的介绍。图1、2所示,本发明所述的一种具有通讯接口的锂离子电池组模块,所述的锂离子电池组由电芯、保护线路板以及封装材料组成,所述的保护线路板上包括有电池组保护电路、能采集电池电压、容量、百分比、温度及电流信息的监测采集电路、微处理器、RS485接口转换电路及为保护线路板提供电源的电源转换电路,所述RS485接口转换电路经过RS485通讯接口与后台服务器无线连接。

图1所示,所述的电池组保护电路是以OZ8957集成芯片为核心组成;所述的监测采集电路包括一串联有集成取样电阻的电量计芯片组成,所述的电量计芯片通过测量流经取样电阻的电流大小进行电池电量计算及温度显示,通过采集电池电压,采集放电与充电时的电流,计算输出内容包括电池电压、容量、百分比、温度以及电流信息的I2C协议并储存在非易失性闪存中;所述的微处理器通过专用的命令对所述I2C协议内容进行调用和处理,并将I2C协议内容发送至相连的RS485接口转换电路,由该RS485接口转换电路经RS485接口将I2C协议内容无线发送至后台服务器接收。

所述的监测采集电路是以HY4222集成芯片为核心构成,能采集电池电压、容量、百分比、温度及电流信息,进行电量计算和温度显示;所述的微处理器由SOP-16MCU芯片为核心构成;所述的RS485接口转换电路是由SP3485集成芯片为核心组成。

本发明通过采用锂离子电池组专用保护线路板,对锂离子电池组进行欠压、过充电、过放电、短路、过流(载)、过温、充电过流、总压保护等多种保护功能,使锂离子电池组的安全性得到了保障。

通过在锂离子电池组专用保护线路板上增加监测采集电路和RS485通讯接口,可以将锂离子电池组的即时容量、充电电压、放电电压、充电电流、放电电流、温度、电量百分比以及状态信息上传至后台监测服务器,以便维护人员直观的了解锂离子电池组的实时状态和参数。

实施例:图1所示,本发明主要由五部分电路组成,即以芯片OZ8957为核心的电池组保护电路部分;以芯片HY4222为核心的,能采集电池电压、容量、百分比、温度、电流等数据的监测采集电路部分;以芯片SOP-16MCU为核心的微控制处理单元电路部分;以芯片SP3485为核心的RS485接口转换电路部分,以及为线路板各部分提供电源的电源转换电路部分。

电池组保护电路部分与通常的保护线路板的作用一样,主要是对锂电池组起到过充保护、过放保护、过流保护和短路保护的功能。

监测采集电路部分则是本发明的核心部分之一,电池电量计算,温度显示,都是由HY4222芯片来完成,通过采集电池电压,采集放电与充电时的电流,芯片内部计算输出I2C的协议(内容有电池电压,容量,百分比,温度,电流的信息),这些信息都储存在非易失性闪存中。这些闪存存储位置在应用程序开发过程中都是可访问的,但是外部无法直接访问他们,于是需要由MCU通过专用的命令来进行统一的调用和处理。

微控制处理单元电路是以SOP-16MCU芯片为核心,MCU把电量计芯片采集I2C输出的信号发送给RS485专用芯片,由其转换成标准RS485信号后由A、B端口输出。

本实施例是由35节3.2V/3000mAh磷酸铁锂电芯通过五并七串的方式组合在一起形成一个锂离子电池组,所以专用保护线路板8片插座带线引脚引出7根红色的线和1根黑色的线,从B-开始焊接依次为: {B-/B1/B2/B3............../B7(B+)},B-接电池组负极,B7(B+)接电池组正极,B1/B2/B3/B4/B5/B6分别按顺序与锂离子电池组每并的正极的相应镍片焊接在一起,可以参考图2所示的锂电池组专用线路保护板接线示意图。

专用保护线路板上的P+和P-分别为锂离子电池组的总正和总负,P+接负载与充电器正极,P+接负载与充电器负极。

专用保护线路板上的A、B、GND(地线)是RS485通讯接口线,引出后采用DB-9的9芯插座(孔),直接或通过中间传输通道与监测服务器连接。

后台监测服务器可以将专用保护线路板上的RS485传送过来的信息通过图文的方式在服务器界面上显示出来,显示的数据包括锂离子电池组的即时容量、充电电压、放电电压、充电电流、放电电流、温度、电量百分比以及状态等信息,以便维护人员直观的了解锂离子电池组的实时状态和参数。

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