一种支持电池充放电管理的数据采集终端及系统的制作方法

本实用新型涉及电池充放电技术领域，特别涉及一种支持电池充放电管理的数据采集终端及系统。

背景技术：

目前，随着节能环保发展规划被提升到国家战略高度，电动车特别是电动汽车正在大力发展，由此也带动了电池的大力发展，因此对电池的充放电进行监控也变得越来越重要。市目前市场上电池充放电管理的遥测终端，一般只有RS232、RS485或USB接口，都是依靠有限传输，利用RS232、RS485或USB接口接台式电脑接(笔记本电脑)以采集电池数据。当需要采集电池的数据时，数据采集工作人员需要至现场进行数据采集，采集不方便且需要耗费大量的时间和人力，此外这种采集方式无法对电池进行实时监控，容易导致事故的发生。目前也有通过外接传输设备接入互联网以进行监控，但外接的传输设备上网方式比较单一，使用3G/4G接入互联网或者使用wan宽带拨号方式，而这种单一的接入方式无法应付复杂的现场环境，例如在3G/4G信号较弱的时候需要使用有线wan宽带拨号上网，而在没有宽带或者在拉宽带需要付出较高的费用而且当地3G/4G信号良好的情况下可以使用3G/4G的方式接入互联网。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种支持电池充放电管理的数据采集终端及系统，所述数据采集终端能够采集电池/电池组的数据并对电池进行充放电管理，同时支持通过多种通信方式将电池/电池组数据发动至远端服务器以实现远程监控。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本实用新型一种支持电池充放电管理的数据采集终端，包括:

电池充放电管理模块，包括数据采集单元和数据处理单元；所述数据采集单元与电池/电池组相连以采集电池/电池组的电压和电流数据；所述数据处理单元与所述数据采集单元相连以根据采集的电流数据判断电池的充放电状态、根据采集的电压给电池/电池组充/放电和计算充/放电时间；

WAN通信模块，与所述电池充放电管理模块相连，用于通过WAN宽带拨号上网的方式连接至远端服务器以发送所述电压、电流、充放电状态和充/放电时间数据；

无线通信模块，与所述电池充放电管理模块相连，用于通过无线的方式连接至远端服务器以发送所述电压、电流、充放电状态和充/放电时间数据。

优选的，所述数据采集单元包括一模数转换器；所述模数转换器与电池/电池组相连以采集电压。

优选的，所述数据采集单元包括一电流互感器；所述电流互感器与电池/电池组相连以采集电流。

优选的，所述数据处理单元包括一MCU；所述MCU与所述数据采集单元相连以进行数据处理；当所述电流为从正极流向负极时所述数据处理单元判断电池为放电状态，当所述电流为从负极流向正极时所述数据处理单元判断电池为充电状态。

优选的，所述电池充放电管理模块还包括一继电器，所述继电器与所述数据处理单元、电池/电池组及外部电源分别相连；所述数据处理单元判断出所述电压低于设定的充电电压下限后，控制所述继电器接通外部电源给电池/电池组充电；所述数据处理单元判断出电池/电池组电压高于设定的充电电压上限后，控制所述继电器断开外部电源停止充电。

优选的，所述电池充放电管理模块还包括一库仑计；所述库仑计的输入端与所述数据采集单元相连，所述库仑计的输出端与所述数据处理单元相连以发送电池/电池组的剩余电量。

优选的，所述无线通信模块包括2G、3G、4G、5G移动通信模块中的任意一种。

优选的，所述WAN通信模块和所述无线通信模块均通过串口与所述电池充放电管理模块相连。

另一方面，本实用新型一种支持电池充放电管理的数据采集系统，包括所述的支持电池充放电管理的数据采集终端；还包括：远端服务器；所述远端服务器与所述WAN通信模块或无线通信模块相连，用于接收所述数据采集终端发送的数据。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型通过电流互感器采集电池/电池组电流及电流的方向，根据电流的方向判断出充放电状态；

(2)本实用新型通过模数转换器采集电池/电池组的电压；根据电压大小判断是否通过继电器接通外部电源给电池/电池组充电，或者，判断是否通过继电器断开外部电源；

(3)本实用新型的通过库仑计测出电池的剩余电量，结合电流互感器测出的电流，计算出电池/电池组充放电的时间；

(4)本实用新型的通信方式包括WAN通信模块和无线通信模块；通过路由表的配置将两者设置为互为备份，从而根据网络状态自动切换与远端服务器相连的通信方式，使得网络更加稳定，保证及时将电池/电池组相关数据上报给远端服务器，实现实时监控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的支持电池充放电管理的数据采集终端的整体结构图；

图2是本实用新型实施例的电池充放电管理模块的结构图；

图3是本实用新型实施例的WAN通信模块和无线通信模块工作流程图；

图4是本实用新型实施例的支持电池充放电管理的数据采集系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图4所示，一方面，本实用新型一种支持电池充放电管理的数据采集终端，包括:

电池充放电管理模块10，包括数据采集单元101和数据处理单元102；所述数据采集单元101与电池/电池组20相连以采集电池/电池组20的电压和电流数据；所述数据处理单元 102与所述数据采集单元101相连以根据采集的电流数据判断电池的充放电状态、根据采集的电压给电池/电池组20充/放电和计算充/放电时间；

WAN通信模块30，与所述电池充放电管理模块10相连，用于通过WAN宽带拨号上网的方式连接至远端服务器50以发送所述电压、电流、充放电状态和充/放电时间数据；

无线通信模块40，与所述电池充放电管理模块10相连，用于通过无线的方式连接至远端服务器50以发送所述电压、电流、充放电状态和充/放电时间数据。

所述数据采集单元101包括一模数转换器1011；所述模数转换器1011与电池/电池组20 相连以采集电压。

所述数据处理单元102包括一MCU，具体的，所述MCU包括模数转换器ADC，也可以直接通过MCU的ADC采集电压。

所述数据采集单元101包括一电流互感器1012；所述电流互感器1012与电池/电池组20 相连以采集电流。具体的，通过电流互感器1012采集的电流的方向判断电池/电池组的充放电状态。当电流是从电池正极流向负极表示电池/电池组处在放电状态，当电流方向为负极流向正极表示电池/电池组处在充电状态。

所述电池充放电管理模块10还包括一继电器103，所述继电器103与所述数据处理单元 102、电池/电池组20及外部电源60分别相连；所述数据处理单元102判断出所述电压低于设定的充电电压下限后，控制所述继电器103接通外部电源60给电池/电池组20充电；所述数据处理单元102判断出电池/电池组20电压高于设定的充电电压上限后，控制所述继电器 103断开外部电源60停止充电。具体的，所述外部电源60为对220V交流输入通过交流转直流后的输出。

所述电池充放电管理模块10还包括一库仑计104；所述库仑计104的输入端与所述数据采集单元101相连，所述库仑计104的输出端与所述数据处理单元102相连以发送电池/电池组20的剩余电量。具体的，通过库仑计104测出电池的剩余电量，结合电流互感器测出来的电流，计算出电池充放电的时间。电池放电时间＝剩余电量(A/h)/放电电流(A)，电池充电时间＝(电池总容量(A/h)-剩余电量(A/h))/充电电流(A)。

所述WAN通信模块30和所述无线通信模块40均通过串口与所述电池充放电管理模块 10相连以接收所述电压、电流、充放电状态和充/放电时间数据。

所述无线通信模块40包括2G、3G、4G、5G移动通信模块中的任意一种。

另一方面，本实用新型一种支持电池充放电管理的数据采集系统，包括所述的支持电池充放电管理的数据采集终端；还包括：远端服务器50；所述远端服务器与所述WAN通信模块30或无线通信模块40相连，用于接收所述数据采集终端发送的数据。

本实施例中，所述WAN通信模块30和无线通信模块40通过串行接口接收电池充放电管理模块10发送的数据，将这些数据组成网络包发送到互联网上发送给远端服务器。所述 WAN通信模块30通过WAN宽带拨号上网，具体为通过WAN口使用有线连上互联网。所述无线通信模块40通过无线拨号连接到互联网。如果要将这两条连接到互联网的链路设置为备份的方式上网，则通过路由表将一条链路设置为主链路，另一条链路设置为备份链路。比如：将WAN宽带拨号设置为主链路，无线拨号设置为备份链路，则默认路由设置为WAN宽带拨号链路，这样数据就通过所述WAN通信模块30传输到互联网，当检测到WAN宽带拨号链路断开，自动将路由切换到无线拨号链路，这样数据就通过无线通信模块40传输到互联网上，当WAN宽带拨号的链路恢复正常后，再将默认路由切换到WAN宽带拨号的链路上，保证网络的畅通实现当一条链路不通，自动切换到另一条链路上。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。