一种储能用监控模块及搭载该模块的监控系统的制作方法

本实用新型涉及一种监测模块，具体涉及一种储能用监测模块及搭载该监控模块的监控系统。

背景技术：

随着经济的高速发展，各行业对用电的需求越来越大，电力资源紧缺和不同时间用电量不均衡的现象依然严重。有些场合为合理利用电力，将电能存储至储能单元中，如存储至锂基电池中，单但为了保证电池长期可靠的运行，衍生出对电池电压/温度等的监测。现有的检测方式其采样的信息大都利用配置网络线或传感器基于无线的方式反馈至监控系统，该方式应用时面临诸多问题，如施工复杂，需架设网线，如何保证检测设备的安全运行，后期的监控装置如何与原来的系统存在兼容等等问题。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型目的在于，提出一种储能用监控模块其结构简单，集成度高且安装简单，只要有电线，就能进行数据传递。利用该模块的监控系统，其集成度高且安装简单，只要有电线，就能进行数据传递，实现主控模块与控制模块间信息交互。

为此，本实用新型提出如下技术方案：

一种储能用监控模块，其特征在于，包含，线路板、配置于线路板上的供电接口、数据通信模块、控制模块、第一采样单元和/或第二采样单元、供电单元；

所述供电单元分别电性连接控制模块、数据通信模块、第一采样单元和/或第二采样单元，用以提供驱动电能；

所述控制模块接收所述第一采样单元和/或第二采样单元反馈的信息并将其传输至数据通信模块，

所述数据通信模块接收所述控制模块传输的信息并将其通过电源线传输至主控模块。

优选的，该监控模块，包含，至少一个所述第一采样单元，其匹配的连接储能装置，将采样的所述储能装置的温度和/或电压信息反馈至控制模块。

优选的，该监控模块包含，至少一个所述第二采样单元，用以采样输出的电流和/或电压信息并反馈至电性连接的主控制模块。

优选的，该监控模块，包含继电器开关，其电性连接控制模块，其中，若检出储能装置的电压或温度超出预设值，基于主控模块的指令所述控制模块触发所述继电器开关，所述继电器开关导通。

优选的，该继电器开关，包含固态继电器。

本申请实施例还一种储能用监控系统，包含上述的监控模块，所述监控模块包含第一监控模块、所述系统还包含主控模块、转换模块、复数个储能装置，所述转换模块电性连接所述储能装置将其的电力传输至控制柜，所述储能装置分别匹配的连接均衡模块，

其中第一监控模块，配置有与储能装置数量匹配的采样端口，该端口分别配置传感器电性连接至储能装置，用以采样储能装置的温度信息和/或电压信息。

优选的，该系统，其特征在于，所述第一监控模块的数量介于1～64个；还包含第二监控模块，其电性连接主控模块，用以检测输入至控制柜的电流信息并将其反馈至主控模块。

优选的，该主控模块包含，线路板、配置于线路板上的供电接口、数据通信模块、控制模块、至少一个用以连接远端服务器的网络端口，所述数据通信模块分别连接第一监控模块，第二监控模块，接收其传输的信息，通过所述数据通信模块将主控模块的指令传输至第一监控模块，第二监控模块控制。

优选的，该主控模块还包含无线模块，4g模块，lan端口中的一种或其组合连接服务器或路由，所述均衡模块包含继电器开关，与继电器开关电性连接的电阻，所述继电器开关闭合式，所述电阻电性连接匹配的储能装置。

有益效果

本申请提出的实施方式与现有技术相比具有如下优点：

简化监控系统的配置，无需架设网络线缆，借助供电的电源线进行数据信息传递；(第一/第二)监控模块的体积小，集成度非常高，功耗低(最大功耗<2w)能够嵌入到几乎所有的工业控制设备中，其与主控模块通过电力线载波的方式进行信息传输，提供稳定可靠的串行通信能力，数据采样精度高。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的监控系统的功能模块示意图；

图2为本实用新型实施例的第一监控模块的功能模块示意图；

图3为本实用新型实施例的第一监控模块的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的第二监控模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的第一/第二监控模块的数据通信模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示为本申请实施的一种储能系统的监控系统，该系统100，包含第一监控模块101、第二监控模块102、主控模块103、温度检测单元104a、储能装置105a-108a，该储能装置105a-108a分别匹配的连接均衡模块(图未示)，该储能装置105a-108a的通过电源线传输至控制柜109(经该控制柜109进行电力分配，该控制柜109电性连接至电网，图未示)，其中第一监控模块101，配置有与储能装置数量匹配的采样端口，该端口分别配置有传感器，其电性连接至储能装置，用以采样储能装置的温度信息和/或电压信息。第二监控模块102，用以检测输入至109的电流信息(基于设定，该电流可为总电流或分电流)，电压信息。第一监控模块101、第二监控模块102分别配置有数据通信模块，其基于电力线载波(plc)的形式连接主控模块103，进行信号交互(第一监控模块101、第二监控模块102分别将采样收集的信息基于指令反馈至主控模块，基于接收主控模块的指令动作)。若采样的某储能装置的电压超过设定的阈值，主控模块103将触发均衡功能，及发送指令至第一监控模块101，由该第一监控模块101触发该储能装置连接的均衡模块，消耗部分能量直至其在预设的范围内，退出均衡功能。本实施方式中包含一个第一监控模块101，在其他的实施方式中可包含多个，如2个，3个，4个，64个等视应用场合。一个第二监控模块102，在其他的实施方式中可包含多个，如2个，3个，4个，等视应用场合。储能装置充电时，经控制柜109将电力传输给储能装置充电。)本实施方式中，一个第一监控模块电性连接4个储能装置，其分别匹配的配置有均衡模块。在其他的实施方式中连接储能装置的数量不限制为4个，可为6个，8个等。主控模块包含，线路板、配置于线路板上的供电接口、(基于plc形式的)数据通信模块、控制模块、至少一个网络端口，该网络端口用以连接远端服务器，及其数据通信模块连接第一监控模块，第二监控模块，接收其反馈的信息，通过该数据通信模块将指令传输至第一监控模块，第二监控模块控制第一监控模块，第二监控模块基于指令动作。在一实施方式中，主控模块还包含无线模块，4g模块，lan端口中的一种或其组合连接服务器或路由，将信息传输至后台。第一监控模块与主控模块电性相连接进行信息交互，第二监控模块与主控模块电性相连接进行信息交互。

如图2所示为第一监控模块的功能模块示意图，第一监控模块301其包含，控制模块302、数据通信模块303、供电单元304、采样单元307a-d、均衡模块(图未示)；该采样单元307a-d分别电性连接待检测的储能装置，用以采样其温度和/或电压信息并将采样的信息反馈至电性连接的控制模块302，数据通信模块303电性连接控制模302接收并将控制模块302传输的信息传输至主控模块(图未示)，供电单元304分别电性连接控制模块303、数据通信模块304、采样单元307a-d用以提供驱动电能，该供电单元304连接供电端305通过该供电端305提供电能。该采样单元采集待检测装置的电压和/或温度信息，数据通信模块包含电力线载波通信模块，其基于电力线载波的方式进行信息传输，这样减少现场通信线缆的布局。在一实施方式中，该第一监控模块还包含均衡模块，其匹配的电性连接至储能装置，若检出一储能装置的电压超出设计阈值时，基于指令触发该储能装置连接的均衡模块，均衡模块连接的电阻消耗部分储能装置的电能，直至该储能装置检出的电能达到预设的阈值内，该均衡模块工作于第一状态时，消耗部分待检测装置的电能，处于第二状态时，与储能装置电性断开。该均衡模块包含继电器开关，较佳的，包含固态继电器，其基于指令动作(开/关)。在其他的实施方式中，也可为其它类型开关，如mos开关。本实施方式中，包含四个采样单元307a-d，在其他的实施方式中该类采样单元的数量不作限定，可为6个，8个等等视应用场景而定。在一实施方式中，均衡模块包含继电器开关，其配置在于第一监控模块中。

如图3所示为第一监控模块的结构示意图，第一监控模块10其包含，线路板11、配置于线路板11上的供电接口12、数据通信模块13、控制模块14、采样单元15a,15b、继电器开关16、供电单元17；该采样单元15a配置有复数个，其分别电性连接待检测的储能装置，用以采样其温度和/或电压信息并将采样的信息反馈至电性连接的控制模块14，数据通信模块13电性连接控制模14接收并将控制模块14传输的信息传输至主控模块(图未示)，供电单元17分别电性连接控制模块14、数据通信模块13、采样单元15a,15b用以提供驱动电能。该采样单元采集待检测装置的电压和/或温度信息，数据通信模块包含电力线载波通信模块，其基于电力线载波的方式进行信息传输，这样减少现场通信线缆的布局。在一实施方式中，该第一监控模块还包含均衡模块，其匹配的电性连接至储能装置，若检出一储能装置的电压超出设计阈值时，基于指令触发该储能装置连接的均衡模的继电器开关16，继电器开关16导通电性连接电阻消耗部分储能装置的电能，直至该储能装置检出的电能达到预设的阈值内，该均衡模块工作于第一状态时，消耗部分储能装置的电能，处于第二状态时，继电器开关16断开(这样与储能装置电性断开)。本实施方式中，包含四个采样单元15a，在其他的实施方式中该类采样单元的数量不作限定，可为6个，8个等等视应用场景而定。数据通信模块13的信号端(信号传输端)电性连接供电接口，通过供电接口连接的线缆将控制模块传输的信息传输至主控模块。在一实施方式中，该耗能电阻与第一监控模块配置在同一组件中。第一采样单元，包含采样单元15a(其数量可为复数个，具体视应用场合),15b。

作为第一监控模块的变形，如图4所示为本申请还提出第二监控模块。该第二监控模块20，包含，线路板21、配置于线路板21上的供电接口22、数据通信模块23、控制模块24、采样单元25、通信端口26、供电单元27；该采样单元25，用以采样电流信息和/或电压信息，并将采样的信息反馈至主控模块(图未示)。该采样单元25的数量视应用场合配置。通信端口26可为lan,usb等接口形式。数据通信模块23的信号端(信号传输端)电性连接供电接口，通过供电接口连接的线缆将控制模块传输的信息传输至主控模块。本实施方式中，采样单元25包含，采样端口，用以采样电压信息。通信端口26为电流传感器通信端口，用以将电流传感器采样的信息通过该端口反馈至控制模块24，经控制模块24处理后传输至数据通信模块23，由数据通信模块23传输至主控模块。第二采样单元包含电压采样端口、电流传感器通信端口。在一实施方式中，监控模块包含，第一采样单元，第二采样单元，相当于将第一监控模块与第二监控模块集成到一起。

接下来结合图5来描述本申请提出的(数据)通信模块(图3中，13，图4中23)的功能模块示意图；

数据通信模块200包含，线路板201，配置于线路板的驱动组件及与驱动组件电性连接的采样组件，所述驱动组件包含主控芯片组件204、晶振组件204a、供电组件(图未示)，所述采样组件包含隔离器件208；该供电组件电性连接主控芯片组件204，用以提供驱动主控芯片的电能，主控芯片组件204的附近配置有晶振组件；线路板201具有第一表面，与第一表面相对的第二表面；主控芯片组件204、晶振组件、电力线采样单元配置于该第一表面；供电组件211配置于第二表面；线路板配置有复数个通孔焊盘，其用以固定连接端子210。较佳的，该连接端子210有复数根连接针脚，其至少包含用以电性连接供电电压的针脚，传输信号的针脚。焊接或可插拔的固定于线路板201。较佳的该隔离器件包含变压器。该数据通信模块将控制模块传输的信息通过电力线载波的方式反馈至主控模块。接受主控模块的指令并传输至控制模块，经由控制模块控制其电性连接的控制单元动作或其接受主控模块的指令并传输至控制单元，控制单元接收并响应该指令动作进行放电使得其检测的各储能的单元一致。提高系统的稳定性。

在一实施方式中，数据通信模块接收控制模块传输的电压/温度信息并传输至其电性连接的控制模块，控制模块基于接收的主控模块指令将当前采样的信息通过数据通信模块传输至主控模块。

在一实施方式中，包含复数个第一监控模块(如4个，8个，具体视应用场合)，其电性连接至主控模块，并基于指令将其当前获取的信息反馈至主控模块。该复数个第一监控模块分别电性连接监控单元(如，储能单元)，控制模块的采样端口分别电性连接至该监控单元(如，储能单元)监测其温度，电压信息并将采样的信息反馈至控制模块，该第一监控模块基于指令将当前反馈的信息传输至主控模块。若控制模块在一采样周期内未接收到将其接收的信息反馈至主控模块时，下一采样周期的反馈的信息将覆盖上一采样周期的信息。即控制模块不保存采样反馈的信息。在一实施方式中，控制模块包含在缓存空间，其可保存一定容量的采样信息。

在一实施方式中，控制模块的功能模块，其包含ic单元、晶振单元、供电(稳压)单元；该供电(稳压)单元电性连接ic单元及晶振单元，以向其提供驱动电能。该ic单元、晶振单元及供电(稳压)单元通过布局优化配置在一功率板上，通过供电(稳压)单元向其ic单元及晶振单元提供驱动电能，通过优化的元器件的参数配置将其配置于功率板，该ic单元的信号通过预留接口与外部进行信令交互。

在一实施方式中，该储能监控系统,包括：第一监控模块，其包含控制模块、数据通信模块、供电单元、至少一个采样单元、均衡模块；该采样单元电性连接待检测装置将采样的信息反馈至电性连接的控制模块，数据通信模块电性连接控制模块接收并将控制模块传输的信息传输至主控模块，供电单元分别电性连接控制模块、数据通信模块、采样单元用以提供驱动电能，该采样单元采集待检测装置的电压和/或温度信息，数据通信模块包含电力线载波通信模块，该均衡模块匹配的电性连接至待检测装置，该均衡模块工作于第一状态时，消耗部分待检测装置的电能，该均衡模块工作于第二状态时，与待检测装置其电性断开的电能。该均衡模块包含继电器开关(固态继电器)，其基于指令开/关(该继电器开关电性连接的电阻，继电器开关闭合时，电阻电性连接匹配的储能装置消耗部分能量，使其电压在预设的范围内)。较佳的，还包含第二监控模块，其用以采样电压/电流信息。

在监控系统的储能用监控模块的设计中，其包含线路板、配置于线路板上的供电接口、数据通信模块、控制模块、第一采样单元和/或第二采样单元、供电单元。这样监控模块用以检测储能装置的温度/电压，或监控模块用以监测复数个储能装置输出电压或电流。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。上述实施方式中，第一监控模块/第二监控模块可统称监控模块。凡如本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。