一种嵌入式自保护智能型铅酸蓄电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铅酸蓄电池领域，具体是一种嵌入式自保护智能型铅酸蓄电池。
【背景技术】
[0002]目前，铅酸蓄电池因其技术成熟、制造成本低廉、维护简单快捷等优点在工业自动化系统中的电源系统中作为后备电源被广泛应用，而后备电源是由一节节铅酸蓄电池串联构成，以满足不同系统对后备电源时间和容量的要求。在实际应用中发现，通过铅酸蓄电池串联构成的后备电源经常存在下述问题:
[0003]首先，由于整个蓄电池组是由单体蓄电池串联构成，其中任意一节一节电池的开路或短路故障均可能导致整组电池无法对外供电，进而形成重大的安全隐患，甚至造成严重事故。
[0004]其次，为了对后备电源的电压、内阻、温度、容量等进行监控和管理，排除安全隐患和及时发现问题，目前常用的蓄电池管理维护手段主要包括加装蓄电池监控系统及人工巡检两种。人工定期巡检，主要是通过定时观察蓄电池的外观等对电池的状态进行判断，排查异变问题，这种方法费时费力，且容易遗漏问题，监管的质量和效率较低，但这种粗放式的管理模式在现阶段仍然被广泛采用。而在蓄电池组上加装蓄电池监控系统，虽然能够实现对蓄电池组电压、内阻等的实时监控，提高了蓄电池管理的自动化，但是由于存在下述问题而难以被推广:1)蓄电池监控系统在安装时需要停电并退出蓄电池组，并且施工接线、测试运行等过程均存在安全隐患。2)常规监测系统是在蓄电池之外附加的系统，不同厂家的系统应用在不同蓄电池上其差异较大，在施工、安装和调试过程中存在因厂家不同造成设备相互影响的隐患，不具备整体化的要求；而且后期增加系统方式也会造成投资成本的增加，后期维护工作量大，手续繁杂。3)常规监测系统依然无法解决单节蓄电池开路或者短路对整个蓄电池组造成的安全隐患。
[0005]由于后备电源往往由大量的蓄电池串联而成，故大量蓄电池的摆放设置就成为蓄电池组管理的要点之一。如何在有效利用室内空间，提高单位面积内蓄电池容率的同时，还能保证蓄电池的通风防潮、降温散热、易于观察等需求，是蓄电池组储放管理的难点。现在实际应用中，通常采用电池架集中罗列摆放蓄电池，并在室内加装换气扇及空调的方法。但是由于电池架的制式固定，无法根据蓄电池组的尺寸、数量灵活调整，不但不利于提高单位面积的蓄电池容率，部分空置的电池架还会更加占用室内空间。而额外设置的换气扇、空调等均距离蓄电池组较远，且蓄电池组排列密集，难以有效通风、防潮和散热。
[0006]上述问题均广泛存在于蓄电池组的监管中，成为阻碍精细化管理的瓶颈，是本行业技术人员探讨和研究的方向。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种嵌入式自保护智能型铅酸蓄电池，它嵌入了自保护功能和智能管理功能，形成一种具备在线监测管理、防开路、防短路自保护功能以及智能状态自我管理功能的新型智能化铅酸蓄电池，解决现有技术中的蓄电池仅作为储能元件而其性能状态监测难、非实时、不全面的问题，同时解决蓄电池无法自我保护的技术难点，使蓄电池真正成为一种具备自我们管理和互联接入的智能型铅酸蓄电池。
[0008]本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现:
[0009]—种嵌入式自保护智能型铅酸蓄电池，包括蓄电池本体，所述蓄电池本体的外部设有与其相配合的蓄电池外壳，所述蓄电池外壳内的上部设有密封隔板，所述蓄电池外壳的内腔由密封隔板分隔为两个分别独立且密封的电池腔和模块腔，所述蓄电池本体设置于电池腔中，所述模块腔中设有控制蓄电池本体的智能管理模块，所述智能管理模块包括中央处理单元、采样单元、防短路单元、防开路单元、电源单元、显示单元及通信单元，所述智能管理模块通过采样线束与蓄电池本体的正负极连接，所述蓄电池本体的负极上还设有温度传感器，所述温度传感器与智能管理模块通过导线连接。
[0010]所述防短路单元是由保险管构成的过流保护电路，所述防开路单元是由M0S管构成的防断路电路，所述电源单元包括3.3V稳压芯片及控制本电路的电源开关，所述智能管理模块通过电源单元从蓄电池本体获取3.3V电源供给。
[0011]所述显示单元包括液晶显示屏和指示灯，所述液晶显示屏和指示灯设置于蓄电池外壳上设有蓄电池本体正负极的一侧表面，所述液晶显示屏上显示的参数包括电压、电阻、温度。
[0012]所述通信单元通过无线信号或有线通信方式与控制终端连接，所述控制终端包括手机、计算机、数据处理中心。
[0013]所述蓄电池外壳远离蓄电池本体正负极的侧面上滑动连接有多功能架，所述多功能架包括两个L型支脚和散热扇，所述L型支脚平行设置于两侧且由端点垂直连接的支撑拐臂及固定拐臂构成，所述散热扇设置于两个L型支脚的中间且其两侧的中央分别与相邻的支撑拐臂通过自锁型关节铰接，所述蓄电池外壳远离蓄电池本体正负极的侧面上设有T型滑槽，所述T型滑槽为一端开口的半通槽，所述T型滑槽的槽底与两个L型支脚的宽度相适应，所述T型滑槽的槽口与散热扇的宽度相适应，两个所述支撑拐臂卡于T型滑槽内并与其滑动连接，所述固定拐臂位于蓄电池外壳与T型滑槽开口相邻一侧的侧面，所述蓄电池外壳远离固定拐臂的侧面上设有与固定拐臂相配合使用的插槽。
[0014]所述L型支脚的顶部设有第一螺孔，所述T型滑槽的槽壁上对应第一螺孔竖直的设有一排第二螺孔，所述T型滑槽的底面对应第二螺孔设有一排螺槽，还包括固定螺栓，所述固定螺栓与第一螺孔、第二螺孔及螺槽相配合使用。
[0015]对比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0016]1、本发明结合新技术，以及传统应用要求，对铅酸蓄电池的功能提出新思路，其重点在于嵌入了智能管理模块，从而使其具备智能化的蓄电池状态性能及参数的监测与显示、防开路保护、防短路保护以及智能化的网络化通信管理，大大改善目前蓄电池的管理方式，减少重复投资及蓄电池维护成本，避免后期所加装的蓄电池管理系统所带来的匹配度、安全隐患及工序繁琐等问题，提高铅酸蓄电池的自动化管理水平。同时本发明所具有的自主智能管理功能不仅可以自主保护蓄电池不被损害，也可以保证整个蓄电池组不受单节电池开路而造成整组停电，提高备用电源系统的可靠性。此外，通过通信模块使本发明具备了远程监控功能，有利于实现蓄电池的网络化通信和管理，大大提高蓄电池组的运维和管理效率。
[0017]2、所述防短路单元的功能在于:一旦检测流过电流超过蓄电池的额定电流，即断开形成开路，从而保护蓄电池不被过大电流冲击而损坏。
[0018]所述防开路单元的功能在于:一旦检测到所述蓄电池本体正负极之间的电压出现负偏差而发生断路故障，就立即导通，直接将本蓄电池本体从整个电池组中退出，保证整个电池组的正常运行。
[0019]所述电源单元的功能在于:它是智能管理模块的电源管理部分，其通过从蓄电池本体的正负极间取点转化为稳定的3.3V的电流以供智能管理模块正常运作。通过电源开关能够控制电源单元的开启及闭合，进而控制智能管理模块是否启动工作，从而根据具体情况控制其开启，避免电池停运时智能管理模块对蓄电池本体电量的损耗。
[0020]3、所述指示灯能够将中央处理单元判断的蓄电池本体所储备的电量情况对外进行显示，例如通过颜色差异、或者数量差异来表示所剩余电量的百分比。所述液晶显示屏将中央处理单元判断的蓄电池本体的电压、电阻、温度等数据进行实时显示，方便监控。
[0021]4、所述通信单元实现了本发明的网络管理，通过与远程固定/移动设备的无线/有线信号连接，将本蓄电池本体的数据实时传输到控制终端，用于进行监控、分析和管理，同时亦将控制终端的控制命令传输到中央处理单元，实现对蓄电池本体的远程操控。
[0022]5、所述多功能架的使用方法为:当L型支脚收入并贴附蓄电池外壳放置，本发明即为一个整体，不额外占用空间。将支撑拐臂自T型滑槽中滑出固定，并将固定拐臂插入另一本发明的所述插槽中，即可使多个本发明的正负极暴露于侧面，并通过L型支脚上下架起连接。将所述散热扇转至合理角度并开启，即可辅助通风散热。多功能架的设置使本发明能够通过L型支脚依次架起罗列，通过空间高度上的叠放提高单位面积的电池容率，显著提高空间利用率。同时无需额外配置电池架，不但节约开支，而且解决了电池架灵活性差、