无线兼容有线双通信方式的电池监控系统的制作方法

1.本实用新型属于电源监控技术领域，具体涉及一种电池监控系统。


背景技术：

2.目前通信基站或者机房，或者是一些需要有直流后备电源的系统中，基本都带有铅酸蓄电池组或者是锂电池组作为后备电电源。这样的系统下，为了让电池组使用寿命尽可能的长，那么电池组内的每一个同规格类型电池的健康状态就要在一定程度上基本一致，才能让电池组的寿命尽可能的长。
3.这就要求对电池组的每一个电池健康状态进行基本的掌握，才能知道电池组的每一个电池状态是否相近。这就需要一套能够对电池组的基本健康参数进行测量的设备来对电池组进行监测。


技术实现要素：

4.本实用新型针对由多个电池组成的电池组作为电源时，缺少对每个电池进行独立监控的技术问题，目的在于提供一种无线兼容有线双通信方式的电池监控系统。
5.一种无线兼容有线双通信方式的电池监控系统，具有一电池监控主机；一电源输入接口，与所述电池电控主机的电源输入端连接，为所述电池监控主机供电；
6.所述电池监控主机包括：
7.一主机微控制单元；
8.一主机下行无线通信模块，与所述主机微控制单元连接；
9.一组节点采集接口，具有两个并联的采集通信接口，所述采集通信接口与所述主机微控制单元连接；
10.所述电池监控系统还包括至少一监测节点，所述监测节点包括：
11.一节点微控制单元；
12.一节点上行无线通信模块，与所述节点微控制单元连接；
13.一组级联排线接口，具有两个并联的节点通信接口；
14.所述节点微控制单元通过所述节点上行无线通信模块与所述电池监控主机的所述主机下行无线通信模块无线信号连接；
15.所述节点微控制单元通过一组所述级联排线接口与所述电池监控主机的一组所述节点采集接口有线信号连接。
16.本实用新型的监测节点可以根据电池组内电池数量进行设置，一节电池对应设置一个监测节点，通过一主机多从机的方式级联，电池监控系统的主从机之间同时实现分布式有线布线和无线通信一体，适用各种复杂环境，能连带测量数量多达二百四十单体的电池组的电池，可以实现在粗略结果下对电池组内的每一个电池状态的检测，在线通知、提示或者告警出组内偏差较大的或者健康状态相差较大的电池，以方便对差异的电池进行更换或者维护处理，延长电池组的使用价值。
17.所述电池监控主机还包括：
18.一主机电源模块，电源输入端与所述电源输入接口连接，电源输出端分别连接所述主机微控制单元的电源输入端和所述采集通信接口的电源输入端。
19.所述主机电源模块的输出端还连接所述节点微控制单元的电源输入端和所述节点通信接口的电源输入端。
20.两个并联的所述采集通信接口通过电器隔离电路与所述主机微控制单元连接。
21.所述电池监控主机还包括：
22.一主机上行无线通信模块，与所述主机微控制单元连接。主机微控制单元可通过433载波和其他数据处理主机平台通信。
23.所述电池监控主机还包括：
24.两个上下行485通信接口，分别与所述主机微控制单元连接。两个数据485通信接口实现上位机配置接口、上下行数据通信接口的目的。
25.所述上下行485通信接口通过电器隔离电路与所述主机微控制单元连接。
26.所述电池监控主机还包括：
27.一电流传感器接口，与外部用于采集电池组电流的电流传感器连接；
28.一温度传感器接口，与外部用于采集环境温度的温度传感器连接；
29.所述电流传感器接口和所述温度传感器接口分别与所述主机微控制单元连接。
30.所述监测节点小于等于二百四十个。电池监控系统的电池监控主机和监测节点之间通信因为同时具备有线方式和无线方式，两种方式可以在使用时候任意混用，针对各种现场环境和节点及主机距离都能较好地适应。并且支持多达240个节点的接入，也就是能监测单体电池多达240个。
31.两个并联的所述节点通信接口通过电器隔离电路与所述节点微控制单元连接。
32.所述监测节点还包括：
33.一节点电源模块，电源输入端与外部电池组的电池连接，电源输出端分别连接所述节点微控制单元和所述节点通信接口。监测节点的供电可以通过电池监控主机对应的电源模块进行供电，也可以直接从电池处取电。
34.所述监测节点还包括：
35.一信号采集接口，与所述节点微控制单元连接。用于与外部采集装置进行连接，采集电池组内单体电池的数据。
36.所述信号采集接口与外部用于采集单体电池电压的电压采集单元连接。
37.所述信号采集接口与外部用于采集单体电池直流内阻的直流内阻采集单元连接。
38.所述信号采集接口与外部用于采集单体电池负极片温度的温度采集单元连接。
39.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型采用无线兼容有线双通信方式的电池监控系统，可监控单体电池数量多达二百四十单体的电池组的电池，且每个电池对应的监测节点都各自独立运行，便于安装和维护。电池监控主机和监测节点之间通信可以任意选择有线方式或者无线方式，还可以无线有线混合使用，大大减轻了排布压力。
附图说明
40.图1为本实用新型的一种系统应用框图；
41.图2为本实用新型电池监控主机的一种原理框图；
42.图3为本实用新型监测节点的一种原理框图。
具体实施方式
43.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
44.参照图1，一种无线兼容有线双通信方式的电池监控系统，包括电池监控主机100、电源输入接口200和至少一监测节点300。电池监控主机100和监测节点300之间可以通过级联线的有线方式信号连接，也可以通过无线通信方式信号连接。监测节点300小于等于二百四十个。电池监控系统的电池监控主机100和监测节点300之间通信因为同时具备有线方式和无线方式，两种方式可以在使用时候任意混用，针对各种现场环境和节点及主机距离都能较好地适应。并且支持多达240个节点的接入，也就是能监测单体电池多达240个。当部分监测节点300采用有线方式时，监测节点300之间可以通过级联线有线连接至电池监控主机100。
45.参照图2，电池监控主机100包括主机微控制单元101、主机下行无线通信模块102、主机上行无线通信模块103、具有两个并联的采集通信接口104和采集通信接口105的一组节点采集接口、上下行485通信接口106、上下行485通信接口107、电流传感器接口108、温度传感器接口109、主机电源模块110、电器隔离电路111、电器隔离电路112和电器隔离电路113。
46.主机微控制单元101为采用现有技术中用于监测电池状态的mcu单元。
47.主机下行无线通信模块102与主机微控制单元101连接。电池监控主机100可通过433载波和监测节点300进行无线通信。
48.主机上行无线通信模块103与主机微控制单元101连接。电池监控主机100可通过433载波和其他数据处理主机平台通信。
49.一组节点采集接口具有两个并联的采集通信接口，分别为采集通信接口104和采集通信接口105。采集通信接口104和采集通信接口105并联后一起通过电器隔离电路111与主机微控制单元101连接。通过一组节点采集接口实现电池监控主机100与监测节点300的有线通信。
50.两个上下行485通信接口分别为上下行485通信接口106和上下行485通信接口107。上下行485通信接口106通过电器隔离电路112与主机微控制单元101连接。上下行485通信接口107通过电器隔离电路113与主机微控制单元101连接。两个数据485通信接口实现上位机配置接口、上下行数据通信接口的目的。
51.电流传感器接口108的信号输出端与主机微控制单元101连接。电流传感器接口108的信号输入端与外部用于采集电池组电流的电流传感器连接。电流传感器可以采用电流互感器，实现了电池组的充放电电流采集目的。
52.温度传感器接口109的信号输出端与主机微控制单元101连接。温度传感器接口109的信号输入端与外部用于采集环境温度的温度传感器连接。温度传感器可以采用温度探头，实现了电池组周围环境温度采集目的。
53.主机电源模块110的电源输入端与电源输入接口连接，主机电源模块110的电源输
出端分别连接主机微控制单元101的电源输入端、采集通信接口104的电源输入端和采集通信接口105的电源输入端。主机电源模块110的输出端还连接节点微控制单元的电源输入端和节点通信接口的电源输入端。以便利用主机电源模块110通过有线布线对监测节点300进行供电让其工作。
54.电源输入接口200的电源输入端连接48v电源，电源输入接口200的电源输出端分别与主机电源模块110的电源输入端和节点电源模块306的电源输入端连接，电源输入接口200为电池监控主机100和监测节点300供电。
55.参照图3，监测节点300包括节点微控制单元301、节点上行无线通信模块302、具有两个并联的节点通信接口303和节点通信接口304的一组级联排线接口、信号采集接口305、节点电源模块306和电器隔离电路307。
56.各个监测节点300的节点微控制单元301独立工作，节点微控制单元301为采用现有技术中用于监测电池状态的mcu单元。
57.节点上行无线通信模块302与节点微控制单元301连接。监测节点300通过433载波和电池监控主机100或者其他监测节点300间进行无线通信。
58.一组级联排线接口具有两个并联的节点通信接口303和节点通信接口304。两个并联的节点通信接口303和节点通信接口304一起通过电器隔离电路307与节点微控制单元301连接。监测节点300通过节点通信接口303和节点通信接口304与电池监控主机100有线信号连接。
59.信号采集接口305与节点微控制单元301连接。用于与外部采集装置进行连接，采集电池组内单体电池的数据。信号采集接口305为排线接口，信号采集接口305与外部用于采集单体电池电压的电压采集单元连接。信号采集接口305与外部用于采集单体电池直流内阻的直流内阻采集单元连接。信号采集接口305与外部用于采集单体电池负极片温度的温度采集单元连接。致使信号采集接口305实现了对单体电池的电压的输入采集、直流内阻采集和负极片温度采集。
60.节点电源模块306的电源输入端与外部电池组的电池连接，节点电源模块306的电源输出端分别连接所述节点微控制单元301、节点通信接口303和节点通信接口304。监测节点300的供电可以通过电池监控主机100对应的主机电源模块110进行供电，也可以通过节点电源模块306直接从电池处取电进行供电。
61.本实用新型工作时，电池监控主机100可以通过有线布线对监测节点300进行供电让其工作，监测节点300也可以直接从电池处取电。电池监控系统使用施工时候，临近的多个监测节点300之间或者电池监控主机100和监测节点300之间可以通过线缆进行级联布线通信，距离较远的监测节点300或者监测节点300和电池监控主机100之间可以使用无线通信。电池监控主机100和监测节点300可以单纯使用线缆级联通信，也可以单纯使用无线级联通信，又或者是可以使用部分无线部分有线方式级联通信，这样能适应施工时候监测节点300、电池监控主机100之间各种距离，又可以在恶劣环境下选择性地使用其中两者结合进而提供系统的通信可靠性。电池监控主机100通过其从监测节点300获得的内阻数据、电压数据等信息得出目前电池单体的健康状态，并上报数据中心、平台或者其他的上一级系统，供用户分析判断，以实现电池组的健康状态监测反馈。
62.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。