一种具有信息采集和通信功能的智能电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有信息采集和通信功能的智能电池，它包括电池模块、测控模块、传感器、通讯模块、执行模块和外部信号接口单元，电池模块的输出与测控模块相连，传感器的输出与测控模块连接，外部检测装置的输出通过外部信号接口单元与测控模块连接，测控模块通过通讯模块连接远程计算机，测控模块的输出还与执行模块相连。本发明的电路设计简单，只需要将传统电池替换成本发明的智能电池即可完成对电池本身的检测和对外部系统的监控，无需改原有设备，安装方便，运行稳定可靠，提升了电池的使用效率和寿命，能够有效降低电池因为缺电引起了系统停止运行的风险。
【专利说明】一种具有信息采集和通信功能的智能电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有信息采集和通信功能的智能电池。
【背景技术】
[0002]电池就是把化学能量转化为电能的储存装置。它通过反应将化学能或物理能转化为电能。电池即一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供能。作为一种电的贮存装置，当两种金属浸没于电解液之中，它们可以导电，并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小与所使用的金属有关，不同种类的电池其电动势也不同。
[0003]电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时，电池非静电力(化学力)所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量，通常用安培小时作单位。在电池反应中，I千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行，同时电池内阻也要引起电动势降，因此常把比能量高的电池称作高能电池。电池的面积越大，其内阻越小。
[0004]电池的能量储存有限，电池所能输出的总电荷量叫做它的容量，通常用安培小时作单位，它也是电池的一个性能参数。电池的容量与电极物质的数量有关，即与电极的体积有关。
[0005]实用的化学电池可以分成两个基本类型:原电池与蓄电池。原电池制成后即可以产生电流，但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池，使用前须先进行充电，充电后可放电使用，放电完毕后还可以充电再用。蓄电池充电时，电能转换成化学能；放电时，化学能转换成电能。
[0006]电池除了作为电气设备及电子设备的驱动电源以外，还开始作为输送设备、工作设备、电力存储设备等的电源使用。用于输送设备、工作设备、电力存储设备的用途的电池中，要求瞬间或持续的高输出。连接多个电池单体而成的组电池和进一步连接这样的组电池而成的电池模块满足这样的要求。目前有很多采用电池为电源以电机作为动力的装置，如电动叉车、电动清洁设备、电动物流搬运车等，在各个领域有广泛的应用。
[0007]由于目前有很多设备由于铅酸电池较为廉价，多半采用以铅酸电池为电源，直流电动机驱动系统。由于电池的循环寿命或者电机寿命问题经常会出现一些难以预料的故障，不仅干扰了正常生产的安排，也会对电池以及整个运作系统的管理造成很大的难度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电路设计简单，只需要将传统电池替换成本发明的智能电池即可完成对电池本身的检测和对外部系统的监控，无需改原有设备，安装方便，运行稳定可靠，能够提升电池的使用效率和寿命的具有信息采集和通信功能的智能电池。
[0009]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种具有信息采集和通信功能的智能电池，它包括电池模块、测控模块、传感器、通讯模块、执行模块和外部信号接口单元，电池模块的输出与测控模块相连，传感器的输出与测控模块连接，外部检测装置的输出通过外部信号接口单元与测控模块连接，测控模块通过通讯模块连接远程计算机，测控模块的输出还与执行模块相连。
[0010]所述的传感器包括温度传感器和湿度传感器。
[0011]所述的执行模块包括控制开关、散热装置、加热装置和平衡充电器，测控模块的输出分别通过控制开关连接散热装置、加热装置和平衡充电器，散热装置和加热装置分别与电池模块相连，保证电池模块在温度过高或过低的情况下能够正常工作，平衡充电器与电池模块相连，保证电池模块在充电时能够100 %充满电，提高电源模块的充电效能和充电质量。
[0012]所述的控制开关为半导体开关管。
[0013]所述的控制开关为电磁继电器。
[0014]本发明的有益效果是:
1、电路设计简单，只需要将传统电池替换成本发明的智能电池即可完成对电池本身的检测和对外部系统的监控，无需改原有设备，安装方便，运行稳定可靠；
2、根据检测到的电池数据控制执行模块动作，提升了电池的使用效率和寿命，能够有效降低电池因为缺电引起了系统停止运行的风险；
3、实现了自动化管理:对外部部件的检测数据可以通过接口实时传送到测控模块，测控模块通过通信网络与远程计算机通信，完成数据的实时回传，可以很方便的了解整个系统相关部件运行历史和当前状态，能够实现故障预防、维护提醒等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
[0017]如图1所示，一种具有信息采集和通信功能的智能电池，它包括电池模块、测控模块、传感器、通讯模块、执行模块和外部信号接口单元，电池模块的输出与测控模块相连，传感器的输出与测控模块连接，外部检测装置的输出通过外部信号接口单元与测控模块连接，测控模块通过通讯模块连接远程计算机，测控模块的输出还与执行模块相连。
[0018]所述的传感器包括温度传感器和湿度传感器。
[0019]所述的执行模块包括控制开关、散热装置、加热装置和平衡充电器，测控模块的输出分别通过控制开关连接散热装置、加热装置和平衡充电器，散热装置和加热装置分别与电池模块相连，保证电池模块在温度过高或过低的情况下能够正常工作，平衡充电器与电池模块相连，保证电池模块在充电时能够100 %充满电，提高电源模块的充电效能和充电质量。[0020]所述的控制开关为半导体开关管。
[0021]所述的控制开关为电磁继电器。
[0022]电池模块用于存储电量，电池模块的额定容量、输出电压、输出电流、剩余容量和循环次数等信号通过连接线传输至测控模块，温度传感器和湿度传感器分别检测电池模块的温度和湿度并传输至测控模块，外部检测装置检测到的系统运转状况信号(例如电机的电压、电流和温度等)通过外部信号接口单元传输至测控模块。测控模块将采集到的电池模块本身数据和系统运转状况数据通过通信网络传输至远程计算机，使远程计算机可以得到电池和机器的相关信息；同时测控模块还接收远程计算机的控制命令，并结合测控模块采集到的数据进行分析处理后发出控制信号，分别控制与散热装置、加热装置和平衡充电器连接的控制开关动作，对电池模块进行散热、加热或是充电等操作。
[0023]该通信模块支持无线或有线通信。
【权利要求】
1.一种具有信息采集和通信功能的智能电池，其特征在于:它包括电池模块、测控模块、传感器、通讯模块、执行模块和外部信号接口单元，电池模块的输出与测控模块相连，传感器的输出与测控模块连接，外部检测装置的输出通过外部信号接口单元与测控模块连接，测控模块通过通讯模块连接远程计算机，测控模块的输出还与执行模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有信息采集和通信功能的智能电池，其特征在于:所述的传感器包括温度传感器和湿度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种具有信息采集和通信功能的智能电池，其特征在于:所述的执行模块包括控制开关、散热装置、加热装置和平衡充电器，测控模块的输出分别通过控制开关连接散热装置、加热装置和平衡充电器，散热装置和加热装置分别与电池模块相连，保证电池模块在温度过高或过低的情况下能够正常工作，平衡充电器与电池模块相连，保证电池模块在充电时能够100 %充满电，提高电源模块的充电效能和充电质量。
4.根据权利要求3所述的一种具有信息采集和通信功能的智能电池，其特征在于:所述的控制开关为半导体开关管。
5.根据权利要求3所述的一种具有信息采集和通信功能的智能电池，其特征在于:所述的控制开关为电磁继电器。
【文档编号】H01M10/48GK103887575SQ201410071005
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】毛珂, 陈乃邦, 许平, 武建新 申请人:成都宇能通能源开发有限公司