一种电池共用管理器的制作方法

本发明属于电子电路领域，涉及一种电池共用管理器。

背景技术

随着社会经济的发展和通信系统的普及，通信基站的分布越来越广，数量也越来越多，而电池作为通信基站的电源，在基站中起着尤其重要的作用。通信基站的电池组的设计使用寿命一般为8－10年，甚至更长。但是，实际的使用过程中我们发现电池的使用寿命远远达不到设计时的要求，部分电池甚至在使用1－2年后就无法通过容量监测。电池容量达不到要求的直接后果就是在正常供电中断时无法完成对基站的供电，使基站通信无法正常进行。

但是，在已投运的基站中，进行增加新的电源系统或进行系统改造的成本较高，因此提出了通过扩充电源系统的容量来提高基站供电可靠性的想法，有些人就采用在原有电池组并联另一一组电池的的方案进行扩容，但是，这种方式对电池的品牌、种类、容量均有较高要求和标准，且不能将已使用过的旧电池与新电池一起进行扩容，造成了退役电池资源浪费。

因此，有必要设计一种可以将不同品牌、不同种类和不同容量的电池一起进行扩容的电池共用管理器。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了一种电池共用管理器，解决了目前移动基站电源系统扩容对电池的要求和标准较高，不能将旧电池与新电池一起使用，导致退役电池资源浪费的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种电池共用管理器，包括本体，所述本体内设置有控制电路板、所述本体上表面通过紧固件设置有盖板，所述盖板上表面设置有控制面板，所述控制面板上设置有显示屏、控制按键和指示灯，所述本体上表面与盖板之间，盖板的边缘上设置有一向内凹的凹槽，凹槽处设置有信号端子和接线端子，所述显示屏、控制按键、指示灯、信号端子和接线端子均与控制电路板连接。

进一步地，所述信号端子包括电源接口、通信接口和开关接口。

更进一步地，所述电源接口接入通信电源系统的直流电压输出端。

更进一步地，所述通信接口为rs485接口。

更进一步地，所述开关接口为故障干接点，连接继电器。

进一步地，所述接线端子包括电池接口和直流输出接口。

更进一步地，所述电池接口的数量为2－6个，接入2－6路并联的电池组端口。

进一步地，所述本体的四个角设置有固定支架。

进一步地，所述本体底部设置有散热孔。

更进一步地，所述控制电路板包括引脚电路、电源电路、采样电路、控制电路、通信电路和显示电路；

所述引脚电路分别与信号端子和接线端子上的各个接口连接，所述电源电路与信号端子上的电源接口连接，所述采样电路与电源电路连接，所述控制电路与接线端子上的电池接口连接；所述通信电路与信号端子上的通信接口连接，所述显示电路与显示屏、控制按键和指示灯连接，所述采样电路、通信电路和显示电路还分别与控制电路连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.一种电池共用管理器，在同一输入电源下，能实现不同电池组的充放电管理，不再局限电池的容量、新旧、品牌、类型和浮充电压是否存在差异，电池共用管理器采用同步或分组充电的方式，独立管理各路电池组，采用同步放电的方式，保障交流失电时整个系统的直流供电能力，保证了电池得到充分利用，避免了退役电池资源浪费。

2.本发明中所述电源接口接入通信电源系统的直流电压输出端，具有多路供电功能，通过电源接口任意接入一组电池或系统直流输入，即可实现内部辅助电源供电。

3.本发明中通过采样电路采集各路电池组的电流、电压和温升，可避免电池组过流过载导致的损坏，并通过指示灯和故障干接点实现故障告警，及时采取措施，避免损坏设备。

4.本发明中所述通信接口为rs485接口，可与直流充电系统或其他外部上位机实现通信，增加更多功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是一种电池共用管理器的结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是本发明的引脚电路图；

图4是本发明的电源电路图；

图5是本发明的采样电路图；

图6是本发明的控制电路图；

图7是本发明的通信电路图；

图8是本发明的显示电路图；

图9是本发明实施例一中电池组的切换电路；

图中标记：1.固定支架、2.紧固件、3.盖板、4.控制面板、5.显示屏、6.控制按键、7.指示灯、8.信号端子、9.接线端子、10.本体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

一种电池共用管理器，解决了目前移动基站电源系统扩容对电池的要求和标准较高，不能将旧电池与新电池一起使用，导致电池资源浪费的问题；

包括本体10，所述本体10内设置有控制电路板、所述本体10上表面通过紧固件2设置有盖板3，所述盖板3上表面设置有控制面板4，所述控制面板4上设置有显示屏5、控制按键6和指示灯7，所述本体10上表面与盖板3之间，盖板3的边缘上设置有一向内凹的凹槽，凹槽处设置有信号端子8和接线端子9，所述显示屏5、控制按键6、指示灯7、信号端子8和接线端子9均与控制电路板连接。

进一步地，所述信号端子8包括电源接口、通信接口和开关接口。

更进一步地，所述电源接口接入通信电源系统的直流电压输出端，具有多路供电功能，任意接入一组电池或系统直流输入，即可实现内部辅助电源供电。

更进一步地，所述通信接口为rs485接口，可与直流充电系统或其他外部上位机实现通信，增加更多功能。

更进一步地，所述开关接口为故障干接点，连接继电器。

进一步地，所述接线端子9包括电池接口和直流输出接口。

更进一步地，所述电池接口的数量为2－6个，接入2－6路并联的电池组端口。

更进一步地，所述并联的电池组之间设置有隔离器，电池共用管理器与电池组之间设置有熔断器，避免了设备内部短路导致电池组通过电池端口对地短路。

进一步地，所述本体10的四个角设置有固定支架1。

进一步地，所述本体10底部设置有散热孔。

更进一步地，所述控制电路板包括引脚电路、电源电路、采样电路、控制电路、通信电路和显示电路；

所述引脚电路如图3所示，分别与信号端子8和接线端子9上的各个接口连接；

所述电源电路如图4所示，与信号端子8上的电源接口连接，与采样电路、控制电路、通信电路和显示电路连接，通过电源接口任意接入一组电池或系统直流输入，作为电池共用管理器的内部辅助电源，使电池共用管理器具有多路供电功能；

所述采样电路如图5所示，与引脚电路连接，采集电压、电流和温度等信号，并放大传输给控制电路，通过采样电路采集各路电池组的电流、电压和温升，可避免电池组过流过载导致的损坏，并通过指示灯和故障干接点实现故障告警，及时采取措施，避免损坏设备；

所述控制电路如图6所示，与接线端子9上的电池接口连接，与采样电路、通信电路和显示电路连接，控制采样、通讯和显示，以及电池组的充放电状态；

所述通信电路如图7所示，与信号端子8上的rs485通信接口连接，可与直流充电系统或其他外部上位机实现通信，增加更多功能；

所述显示电路如图8所示，与显示屏5、控制按键6和指示灯7连接，用以查询当前设备状态参数和实现故障时的灯光告警。

本发明在同一输入电源下，能实现不同电池组的充放电管理，不再局限电池的容量、新旧、品牌、类型和浮充电压是否存在差异，电池共用管理器采用分组充电的方式，独立管理各路电池组，采用同步放电的方式，保障交流失电时整个系统的直流供电能力，保证了电池得到充分利用，避免了电池资源浪费。

下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本发明较佳实施例提供的一种电池共用管理器，如图1、图2所示，包括本体10，所述本体10内设置有控制电路板、所述本体10上表面通过紧固件2设置有盖板3，所述盖板3上表面设置有控制面板4，所述控制面板4上设置有显示屏5、控制按键6和指示灯7，所述本体10上表面与盖板3之间，盖板3的边缘上设置有一向内凹的凹槽，凹槽处设置有信号端子8和接线端子9，所述显示屏5、控制按键6、指示灯7、信号端子8和接线端子9均与控制电路板连接。

进一步地，所述信号端子8包括电源接口、通信接口和开关接口。

更进一步地，所述电源接口接入通信电源系统的直流电压输出端，具有多路供电功能，通过电源接口任意接入一组电池或系统直流输入，即可实现内部辅助电源供电。

更进一步地，所述通信接口为rs485接口，与直流充电系统实现通信，增加更多功能。

更进一步地，所述开关接口为故障干接点，连接继电器，实现电池共用管理器的故障告警。

进一步地，所述接线端子9包括电池接口和直流输出接口。

更进一步地，所述电池接口的数量为4个，接入4路并联的电池组端口。

更进一步地，所述并联的电池组之间设置有隔离器，电池共用管理器与电池组之间设置有熔断器，避免了设备内部短路导致电池组通过电池端口对地短路。

进一步地，所述本体10的四个角设置有固定支架1。

进一步地，所述本体10底部设置有散热孔。

更进一步地，所述控制电路板包括引脚电路、电源电路、采样电路、控制电路、通信电路和显示电路；

所述引脚电路分别与信号端子8和接线端子9上的各个接口连接，所述电源电路与信号端子8上的电源接口连接，所述采样电路与电源电路连接，所述控制电路与接线端子9上的电池接口连接；所述通信电路与信号端子8上的通信接口连接，所述显示电路与显示屏5、控制按键6和指示灯7连接，所述采样电路、通信电路和显示电路还分别与控制电路连接。

所述电池共用管理器的电源接口通过电缆接入通信电源系统的直流电压输出端，电池接口通过电缆接入4路并联的电池组端口(－48v端口，+48v端口只接辅助电源供电端口)，所述4路电池组分别表示为：bat1、bat2、bat3、bat4，每路电池组独立设计切换电路，切换电路如图9所示，按图接好电路后，共用管理器自动检测输入直流电压和各路电池组电压，并识别各路电池组的输入电压是否正常。

先对电池组进行充电，充电过程为：

当输入直流电源电压正常时，共用管理器自动转入对后级电池组的充电管理，并按电池共用管理器设置充电策略为电池组充电。

分组充电时(bat1→bat2→bat3→bat4)，当对bat1充电时，先闭合上电池共用管理器1路中的开关管q2，调节开关管q1导通的占空比，控制该组电池充电限流值及充电电压，对bat1进行充电(其余开关管处于关闭状态)；bat1充电完成后，开始对bat2进行充电，先断开开关管q1，再导通开关管q4，断开开关管q2，调节开关管q3导通的占空比，进行bat2路电池组的充电；切换后，其余电池组工作方式相同。

分组充电工作逻辑可以总结如下(未描述的开关管均处于关闭状态)：

bat1充电时：q2导通→q1导通；

bat2充电时：q1断开→q4导通→q2断开→q3导通→进行充电；

bat3充电时：q3断开→q6导通→q4断开→q5导通→进行充电；

bat4充电时：q5断开→q8导通→q6断开→q7导通→进行充电；

同步充电时，检测接入电池组电压最低的组号batx，例如bat1<bat3<bat2<bat4，则优先对bat1进行充电，先闭合上电池共用管理器1路中的开关管q2，调节开关管q1导通的占空比，控制该组电池充电限流值及充电电压，对bat1进行充电(其余开关管处于关闭状态)；当bat1电压上升至bat3电池组电压时，调节开关管q5导通的占空比，同时进行bat1、bat3路电池组的充电；切换后，其余电池组工作方式相同。直到所有电池电压全部一致时，实现直流电源同步对所有接入电池充电的功能。

同步充电工作逻辑可以总结如下(未描述的开关管均处于关闭状态)：

bat1充电时：q2导通→q1导通→进行充电；

bat3充电时：q5导通→进行充电；

bat2充电时：q3导通→进行充电；

bat4充电时：q7导通→进行充电；

在整个充电及其切换过程中，始终有电池组投入到系统中，保证系统在直流电源遇到断电时，有一组电池始终接入系统，保障直流负荷不失电。同时也保证两路电池之间不会出现环流现象。

当检测到直流电源系统断电时，如系统故障、交流停电等情况，电池共用管理器自动投入到放电状态。电池组放电过程为(以断电时电池电压bat1>bat3>bat2>bat4为例说明)：

导通所有电池组的后端开关管(q2、q4、q6、q8)，再导通电压最高电池组bat1路电池对应的前端开关管q1，对bat1进行放电，直至bat1电压逐步下降，4路电池电压一致时系统实现所有电池同步放电，任意一组电池达到放电保护电压时，断开对应电池组的后端开关管，实现该组电池的脱离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。