专利名称：智能蓄电池及蓄电池系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于电源技术领域，特别是关于不间断供电技术领域，具体的讲是一种智能蓄电池及蓄电池系统。
背景技术：
电信、电力控制、或者不间断电源(Uninterruptible Power Supply, UPS)等场合均需要一次电源系统作为一个不间断供电的系统，即当交流市电断电时，该一次电源系统仍要为负载提供电源。这种不间断供电的要求一般均是通过蓄电池组来实现的，以蓄电池组作为备用电源，将蓄电池组和交流电源线路并联连接到负载电路上，当交流电源发生意外中断时，蓄电池组可以进行放电，从而分担全部的负载。而当交流电正常时，蓄电池一般会处于浮充或者均充的状态。现有技术中的蓄电池的单体电压一般都比较低，诸如锂电池单体电压为不到4V，铅酸蓄电池单体电压只有2V左右，其它种类的蓄电池的单体电压也均不到2V，所以实际应用中一般由多个单体蓄电池串联构成蓄电池系统。蓄电池系统中的多个单体蓄电池，彼此之间的容量和自放电不可避免的存在不一致的情形，如此会造成各个单体蓄电池之间不可避免的电压的不一致，使得蓄电池系统中的一些蓄电池处于过充电状态，另一些蓄电池处于欠充电状态，最终结果是蓄电池系统的实际使用寿命远低于单体蓄电池的寿命。如此，对于以铅酸蓄电池为主的传统应用来说，不仅造成了巨大的资源能源的浪费，而且给环境造成了极大的污染。此外，对于一些新的应用领域，诸如电动汽车、新能源领域而言，造成了普及瓶颈。为使蓄电池系统中所有蓄电池均处于一致的荷电状态，保证蓄电池相同的使用寿命与单体蓄电池一致，世界许多国家都在研究蓄电池组电压的平衡技术。诸如美国洛克希德马丁公司的专利号为US006140800A、名称为“无损平衡技术”的专利文献即公开了一种平衡技术，中国北京汇众实业公司的专利号为201010199366.8、名称为“一种电源系统”的专利申请也公开了一种充电平衡技术。前者在转换效率、平衡速度、平衡精度和稳定性等方面均劣于后者，而后者由于在应用中需要在每个单体蓄电池外装载电池管理模块，致使该技术的普及较为缓慢，仍无法解决诸如电动汽车、新能源领域发展瓶颈的问题。
实用新型内容本实用新型实施例的目的在于提供一种智能蓄电池以及蓄电池系统，通过在原体蓄电池上设置电池管理模块，克服了现有技术中蓄电池的均充模式对蓄电池造成的极大寿命损害的技术难题，实现了对蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性，避免了蓄电池发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池的寿命。本实用新型实施例的目的之一是，提供了一种智能蓄电池，所述的智能蓄电池包括:原体蓄电池、电池管理模块、数据总线、辅助供电总线以及辅助充电控制线，其中，所述的原体蓄电池的正极和负极分别与所述的电池管理模块相连接；[0008]所述的电池管理模块具体包括:与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元，所述的检测控制单元与所述的辅助充电单元相连接；所述的数据总线与所述的检测控制单元相连接；所述的辅助供电总线与所述的辅助充电单元相连接；所述的辅助充电控制线与所述的检测控制单元的输出端相连接；所述的检测控制单元，用于实时检测所述的原体蓄电池的运行状态，当所述的原体蓄电池的实时电压小于阈值电压时，由所述的辅助充电单元通过所述的辅助供电总线对所述的原体蓄电池进行充电。优选的，所述的原体蓄电池为铅酸蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或镉镍蓄电池和/或铁镍蓄电池和/或锌银蓄电池。本实用新型实施例的目的之一是，提供一种蓄电池系统，所述的蓄电池系统包括多个串联的智能蓄电池，所述的多个智能蓄电池的数据总线与蓄电池组控制器相连接，所述的蓄电池组控制器通过组网传输接口输出，所述的智能蓄电池包括:原体蓄电池、电池管理模块、数据总线、辅助供电总线以及辅助充电控制线，其中，所述的原体蓄电池的正极和负极分别与所述的电池管理模块相连接；所述的电池管理模块具体包括:与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元，所述的检测控制单元与所述的辅助充电单元相连接；所述的数据总线与所述的检测控制单元相连接；所述的辅助供电总线与所述的辅助充电单元相连接；所述的辅助充电控制线与所述的检测控制单元的输出端相连接；所述的蓄电池组控制器，用于检测所述的多个智能蓄电池的电压总和，确定出所述的多个智能蓄电池的电压平均值，并将所述的电压平均值作为阈值电压发送至所述的多个智能蓄电池；所述的检测控制单元，用于实时检测所述的原体蓄电池的运行状态，当所述的原体蓄电池的实时电压小于阈值电压时，由所述的辅助充电单元通过所述的辅助供电总线对所述的原体蓄电池进行充电。优选的，所述的原体蓄电池为铅酸蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或镉镍蓄电池和/或铁镍蓄电池和/或锌银蓄电池。本实用新型实施例克服了现有技术中蓄电池的均充模式对蓄电池造成的极大寿命损害的技术难题，实现了对蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性，避免了蓄电池发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池的寿命。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的一种智能蓄电池的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种蓄电池系统的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的一种蓄电池系统中的蓄电池组控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。图2为本实用新型实施例提供的一种蓄电池系统的结构示意图，由图2可知，所述的蓄电池系统包括多个串联的智能蓄电池，诸如智能蓄电池1、2……n，所述的多个智能蓄电池包括原体蓄电池100、电池管理模块200以及数据总线300，所述的数据总线300与蓄电池组控制器600相连接，所述的蓄电池组控制器600通过组网传输接口 700输出。在具体的实施方式中，所述的原体蓄电池为铅酸蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或镉镍蓄电池和/或铁镍蓄电池和/或锌银蓄电池。所述的 蓄电池组控制器600，用于检测所述的多个智能蓄电池的电压总和，确定出所述的多个智能蓄电池的电压平均值，并将所述的电压平均值作为阈值电压发送至所述的多个智能蓄电池。在图2所示的实施例中，智能蓄电池1、智能蓄电池2至智能蓄电池n的电压总和设为Vb，则阈值电压为Vb/n。图3为蓄电池组控制器的结构示意图，由图3可知，所述的蓄电池组控制器具体包括:变化器601、多个接口单元602以及数据处理单元603。在具体的实施方式中，接口单元诸如可为接口单元I和接口单元2。其中，所述的变换器601由蓄电池组总线电压提取蓄电池组控制器的工作电力，并转换成各功能电路所需的工作电压。数据处理单元603的作用主要包括:(1)测量蓄电池组总电压，通过接口单元2获得蓄电池组电池节数,求出每节电池的平均电压；(2)由接口单元I获得每节电池电压,命令电压低于平均电压的电池管理模块启动充电功能，对相应电池充电，或把平均电压数值发给每个电池管理模块；(3)把每节电池的相关参数通过接口单元2送到上级管理系统。 组网传输接口 700，在具体的实施方式中，种类繁多，选择灵活，一般包括有线和无线的，有专网的和通用的。组网传输接口的作用是接受上级管理系统的数据或命令，向上级管理系统传输本组电池的相关数据。图1为本实用新型实施例提供的一种智能蓄电池的结构示意图，由图1可知，所述的智能蓄电池包括:原体蓄电池100、电池管理模块200、数据总线300、辅助供电总线500以及辅助充电控制线400，其中，所述的原体蓄电池100的正极和负极分别与所述的电池管理模块200相连接；所述的电池管理模块200具体包括:与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元201，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元202，所述的检测控制单元201与所述的辅助充电单元202相连接；所述的数据总线300与所述的检测控制单元201相连接；[0035]所述的辅助供电总线500与所述的辅助充电单元202相连接；所述的辅助充电控制线400与所述的检测控制单元201的输出端相连接；所述的检测控制单元201，用于实时检测所述的原体蓄电池100的运行状态，当所述的原体蓄电池的实时电压小于阈值电压时，由所述的辅助充电单元通过所述的辅助供电总线500对所述的原体蓄电池100进行充电。如图3所示的系统中，阈值电压为Vb/n，设原体蓄电池I的实时电压为VI，原体蓄电池2的实时电压为V2，则所述的检测控制单元201判断V1、V2与Vb的大小，当Vl小于Vb时，则由辅助充电单元202通过辅助供电总线500对原体蓄电池I进行充电。当某节电池电压低于平均电压，就根据电池组控制器的命令，启动电池管理模块的充电功能，对相应的电池进行充电，或电池管理模块由电池组控制器获得平均电压Vb/n，当测得该节电池电压低于平均电压Vb/n，就自动启动辅助充电功能。所述的数据总线300在具体的实施方式中，可根据实际的数据类型、应用场合确定。所述的辅助供电总线500在具体的实施方式中，可能是电池组电压，也可能是电池组中几节电池的电压，视应用情况定。所述的辅助充电控制线400用于传输辅助充电启动命令。本实用新型实施例提供的一种智能蓄电池中的检测控制单元可通过现有技术中的电压检测方法实现，此处不一一列举，视实际使用情形而定。本实用新型实施例提供的一种智能蓄电池中的辅助充电单元可通过充电器来实现，充电器的具体类型此处也不一一列举，视实际使用情形而定。 在本实施例中，检测控制单元201可以检测原体蓄电池的状态，并在辅助充电单元202的协调作用下对该原体蓄电池进行充放电操作，从而使得智能蓄电池整体都保持在理想的电压状态，进而使蓄电池系统保持在电压平衡状态。因此本实用新型实施例的智能蓄电池以及蓄电池系统既可以使蓄电池保持活性，又可以达到电压平衡的状态，不至于出现过充或欠充的状态，进一步提高了蓄电池的寿命。本实用新型实施例提供一种智能蓄电池以及蓄电池系统，通过在原体蓄电池上设置电池管理模块，克服了现有技术中蓄电池的均充模式对蓄电池造成的极大寿命损害的技术难题，实现了对蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性，避免了蓄电池发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池的寿命。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种智能蓄电池，其特征是，所述的智能蓄电池包括:原体蓄电池、电池管理模块、数据总线、辅助供电总线以及辅助充电控制线， 其中，所述的原体蓄电池的正极和负极分别与所述的电池管理模块相连接； 所述的电池管理模块具体包括:与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元，所述的检测控制单元与所述的辅助充电单元相连接； 所述的数据总线与所述的检测控制单元相连接； 所述的辅助供电总线与所述的辅助充电单元相连接； 所述的辅助充电控制线与所述的检测控制单元的输出端相连接； 所述的检测控制单元，用于实时检测所述的原体蓄电池的运行状态，当所述的原体蓄电池的实时电压小于阈值电压时，由所述的辅助充电单元通过所述的辅助供电总线对所述的原体蓄电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的智能蓄电池，其特征是，所述的原体蓄电池为铅酸蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或镉镍蓄电池和/或铁镍蓄电池和/或锌银蓄电池。
3.一种蓄电池系统，其特征是，所述的蓄电池系统包括多个串联的智能蓄电池，所述的多个智能蓄电池的数据总线与蓄电池组控制器相连接，所述的蓄电池组控制器通过组网传输接口输出， 所述的智能蓄电池包括:原体蓄电池、电池管理模块、数据总线、辅助供电总线以及辅助充电控制线，其中，所述的原体蓄电池的正极和负极分别与所述的电池管理模块相连接; 所述的电池管理模块具体包括:与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元，所述的检测控制单元与所述的辅助充电单元相连接； 所述的数据总线与所述的检测控制单元相连接； 所述的辅助供电总线与所述的辅助充电单元相连接； 所述的辅助充电控制线与所述的检测控制单元的输出端相连接； 所述的蓄电池组控制器，用于检测所述的多个智能蓄电池的电压总和，确定出所述的多个智能蓄电池的电压平均值，并将所述的电压平均值作为阈值电压发送至所述的多个智能蓄电池； 所述的检测控制单元，用于实时检测所述的原体蓄电池的运行状态，当所述的原体蓄电池的实时电压小于阈值电压时，由所述的辅助充电单元通过所述的辅助供电总线对所述的原体蓄电池进行充电。
4.根据权利要求3所述的蓄电池系统，其特征是，所述的原体蓄电池为铅酸蓄电池和/或锂离子蓄电池和/或镉镍蓄电池和/或铁镍蓄电池和/或锌银蓄电池。
专利摘要本实用新型实施例提供了一种智能蓄电池以及蓄电池系统，所述的智能蓄电池包括原体蓄电池、电池管理模块、数据总线、辅助供电总线以及辅助充电控制线，其中，所述的原体蓄电池的正极和负极分别与所述的电池管理模块相连接；所述的电池管理模块具体包括与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的检测控制单元，与所述的原体蓄电池的正极和负极分别相连接的辅助充电单元，所述的检测控制单元与所述的辅助充电单元相连接。克服了现有技术中蓄电池的均充模式对蓄电池造成的极大寿命损害的技术难题，实现了对蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性，避免了蓄电池发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池的寿命。
文档编号H02J7/00GK203026972SQ20122060107
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者韦永高, 黄安帮, 刘豹, 赵俊杰, 霍腾飞, 韦明 申请人:北京汇众实业总公司, 北京汇众电源设备厂