一种电源智能控制系统的制作方法

1.本发明涉及电池电源智能控制领域，尤其是指一种电源智能控制系统。


背景技术：

2.目前，采用电池作为动力电源的产品越来越多，在这类产品的电源控制系统中，往往采用的电池种类单一，系统的控制功能单一，使用场景单一，且无法对电池自身的工作状态进行检测，电池发生故障往往是后知后觉，无法提前预知并进行安全预警。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种铅酸电池智能充电控制系统”，其公告号cn104037920a，该系统包括充电器和能与其进行数据通讯的铅酸电池模块，其中，铅酸电池模块包括铅酸电池组和电池管理电路；电池管理电路分别与铅酸电池组和充电器相连接，包括开关模块、电池管理模块和通讯模块；充电开始之前，所述电池管理电路用于接收充电器发送充电器标识码信息，并判断是否与其内置的电池标识码相匹配，如果标识码相匹配成功，导通所述开关模块。该发明虽然能够准确控制充电过程，从而更合理地对铅酸电池进行充电，但也仅仅实现对铅酸电池的充电进行控制，系统电池种类和功能单一，且无法对电池自身的工作状态进行检测的问题。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术的系统电池种类和控制功能单一，且无法对电池自身的工作状态进行检测的问题，提供一种电源智能控制系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电源智能控制系统，包括若干电池单元和智能控制箱，所述若干电池单元均与智能控制箱相连，各个电池单元之间并联连接，所述智能控制箱用于对各个电池单元进行数据采集、状态监测和通断控制。本发明的一种电源智能控制系统，通过设置智能控制箱对若干个电池单元进行智能控制，包括对各个电池单元进行数据采集、状态监测和通断控制，可以实现对电池自身的工作状态进行检测；同时本发明系统包括若干电池单元，可以对多种不同容量、不同类型的电池进行控制，实现电池的混搭使用。
6.作为本发明的优选方案，所述智能控制箱包括智能控制模块和接线端，所述接线端包括输入端和输出端，输入端用于对电池单元进行充电，输出端用于对电池单元进行电能输出，所述智能控制模块连接有能量计量单元和开关单元，所述能量计量单元和开关单元均与电池单元相连。开关单元用于实现对各个电池单元进行开断状态控制，开关单元受智能控制模块的控制，能量计量单元实现对各个电池单元的电池中的能量进行监测。
7.作为本发明的优选方案，所述电池单元包括锂电池单元和铅酸电池单元，所述锂电池单元包括常用锂电池单元和备用锂电池单元，所述智能控制模块通过继电器、直流接触器与铅酸电池单元相连。本发明系统包括若干电池单元，具体包括锂电池单元和铅酸电池单元，可以对多种不同容量、不同类型的电池进行控制，实现电池的混搭使用。
8.作为本发明的优选方案，所述智能控制箱还包括远程监控单元，所述远程监控单
元对电池单元进行状态监测和数据采集。远程监控单元采集电池的相关数据，智能控制模块可以根据采集的数据对电池和系统的运行状态进行的分析，提前进行预警判断，提升系统的安全性。
9.作为本发明的优选方案，所述远程监控单元采集的数据包括电池电芯温度、电芯单体电压、电池充放电电流、电池表面温度、电池环境温度。远程监控单元采集的数据包括但不局限于上述数据。
10.作为本发明的优选方案，所述远程监控单元对电池单元进行状态监测和数据采集，每间隔t秒进行数据采集和存储，建立数据库，提前设定预设条件和建立数学模型，将采集的数据与设定的阈值进行对比，根据对比分析结果得到系统的运行状态。远程监控单元也可以模拟任何运行场景（预设参数值，给定负载功率，电压，电流值，设定运行指令），模拟运行并进行分析，模拟控制系统的稳定性，提高了效率及降低了成本。
11.作为本发明的优选方案，当系统处于浮充状态下，智能控制模块控制继电器和直流接触器工作，使得铅酸电池单元支路断开。系统处于浮充状态下，通过智能控制模块断开铅酸支路（系统刚开始运行稳定后某个时间节点或系统运行截止前的某个时间节点切换，确保突发状况下系统能正常运行），铅酸蓄电池就不会出现浮充电流，避免在浮充状态下消耗能量，节省成本。
12.作为本发明的优选方案，所述智能控制箱定期根据各电池单元的能量进行能量校正，对各个电池单元支路进行智能连通和关断。
13.因此，本发明具有以下有益效果：本发明的一种电源智能控制系统，通过设置智能控制箱对若干个电池单元进行智能控制，包括对各个电池单元进行数据采集、状态监测和通断控制，可以实现对电池自身的工作状态进行检测；同时本发明系统包括若干电池单元，可以对多种不同容量、不同类型的电池进行控制，实现电池的混搭使用。
附图说明
14.图1是本发明的系统电气原理图；图2是本发明的智能控制箱的正视图；图3是本发明的智能控制箱的俯视图；图4是本发明的智能控制箱的内部结构示意图。
15.图中：1、智能控制模块；2、可拆卸装饰板；3、多路输入正端口；4、多路输入负端口；5、能量计量单元；6、开关单元；7、备电输入负端口；8、备电输入正端口；9、输出正端口；10、输出负端口；11、预留输出口；12、接线口。
具体实施方式
16.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
17.一种电源智能控制系统，包括若干电池单元和智能控制箱，若干电池单元均与智能控制箱相连，各个电池单元之间并联连接，智能控制箱用于对各个电池单元进行数据采集、状态监测和通断控制。本发明的一种电源智能控制系统，通过设置智能控制箱对若干个电池单元进行智能控制，包括对各个电池单元进行数据采集、状态监测和通断控制，可以实现对电池自身的工作状态进行检测；同时本发明系统包括若干电池单元，可以对多种不同
容量、不同类型的电池进行控制，实现电池的混搭使用。
18.智能控制箱包括智能控制模块1和接线端，接线端包括输入端和输出端，输入端用于对电池单元进行充电，输出端用于对电池单元进行电能输出，智能控制模块1连接有能量计量单元5和开关单元6，能量计量单元5和开关单元6均与电池单元相连。开关单元6用于实现对各个电池单元进行开断状态控制，开关单元6受智能控制模块1的控制，能量计量单元5实现对各个电池单元的电池中的能量进行监测。
19.电池单元包括锂电池单元和铅酸电池单元，锂电池单元包括常用锂电池单元和备用锂电池单元，智能控制模块1通过继电器、直流接触器与铅酸电池单元相连。本发明系统包括若干电池单元，具体包括锂电池单元和铅酸电池单元，可以对多种不同容量、不同类型的电池进行控制，实现电池的混搭使用。
20.智能控制箱还包括远程监控单元，所述远程监控单元对电池单元进行状态监测和数据采集。远程监控单元采集电池的相关数据，智能控制模块1可以根据采集的数据对电池和系统的运行状态进行的分析，提前进行预警判断，提升系统的安全性。
21.远程监控单元采集的数据包括电池电芯温度、电芯单体电压、电池充放电电流、电池表面温度、电池环境温度。远程监控单元采集的数据包括但不局限于上述数据。
22.远程监控单元对电池单元进行状态监测和数据采集，每间隔t秒进行数据采集和存储，建立数据库，提前设定预设条件和建立数学模型，将采集的数据与设定的阈值进行对比，根据对比分析结果得到系统的运行状态。远程监控单元也可以模拟任何运行场景（预设参数值，给定负载功率，电压，电流值，设定运行指令），模拟运行并进行分析，模拟控制系统的稳定性，提高了效率及降低了成本。
23.当系统处于浮充状态下，智能控制模块1控制继电器和直流接触器工作，使得铅酸电池单元支路断开。系统处于浮充状态下，通过智能控制模块1断开铅酸支路（系统刚开始运行稳定后某个时间节点或系统运行截止前的某个时间节点切换，确保突发状况下系统能正常运行），铅酸蓄电池就不会出现浮充电流，避免在浮充状态下消耗能量，节省成本。
24.智能控制箱定期根据各电池单元的能量进行能量校正，对各个电池单元支路进行智能连通和关断。
25.在该实施例中，如图1所示，为本发明系统电气原理图，电池单元包括若干48v锂电池、备用锂电池和48v铅酸蓄电池，每个48v锂电池均设有多功能电路板，备用锂电池设有保护板，还包括双向直流电能表、分流器或霍尔、控制模块、48v继电器、48v直流接触器和开关，在该实施例中，智能控制箱的输出电压为48v，48v锂电池的正极端与智能控制箱的输出正端口9即48v+接线端相连，48v锂电池的负极端与智能控制箱的输出负端口10即48v-接线端相连，备用锂电池的正极端与智能控制箱的输出正端口9即48v+接线端相连，备用锂电池的负极端与智能控制箱的输出负端口10即48v-接线端相连，48v铅酸蓄电池的正极端与智能控制箱的输出正端口9即48v+接线端相连，48v铅酸蓄电池的负极端与智能控制箱的输出负端口10即48v-接线端相连，48v铅酸蓄电池的负极端接有开关，此开关为智能控制箱的开关单元6的一部分，智能控制箱的智能控制模块1通过48v继电器和48v直流接触器与开关相连并控制开关的通断，若干48v锂电池、备用锂电池通过通讯总线（can/rs485）与智能控制箱的智能控制模块1相连，在智能控制箱的输出端接有双向直流电能表，双向直流电能表连接有分流器或霍尔器件。
26.在该实施例中，如图2、图3和图4所示，为本发明的智能控制箱结构示意图，智能控制箱包括智能控制模块1，在智能控制箱的正面设有多路输入正端口3和多路输入负端口4，在智能控制箱的上面设有两个预留输出口11，智能控制箱还设有能量计量单元5和开关单元6，能量计量单元5和开关单元6均与电池单元相连，智能控制箱还设有输入输出端口，输入输出端口包括备电输入负端口7、备电输入正端口8、输出正端口9、输出负端口10、多路输入正端口3和多路输入负端口4，多路输入正端口3和多路输入负端口4设于智能控制箱的正面，智能控制箱还设有若干接线口12，接线口12包括但不局限于网络接线口、数据usb接线口，在智能控制箱的正面设有可拆卸装饰板2。
27.在该实施例中，一种电源智能控制系统，智能控制模块1还设置过流阈值，当智能控制模块1判断操作状态是处于所述放电状态，且判断输出入电流大于过流阈值时，产生并输出过流信号，及放电控制信号，当智能控制模块1判断操作状态是处于充电状态，且判断输入电流大于过流阈值时，产生控制信号以控制开关单元6以预定占空比在导通与不导通间作切换，使得输出入电流的平均值小于过流阈值，当智能控制模块1判断操作状态是处于充电状态，且判断输出入电流大于过流阈值，且判断输出入电流的平均值大于过流阈值时，产生并输出过流信号，及充电控制信号，当智能控制模块1产生并输出过流信号时，控制开关单元6的通断来控制电池单元的导通状态；还包含温度感测单元，侦测电池单元的温度，以产生温度信号，智能控制模块1还电连接温度感测单元，以接收温度信号，以获得电池单元的操作温度，并还根据操作温度及过温阈值，当判断操作温度大于所述过温阈值时，产生并输出过温信号，当智能控制模块1产生并输出所述过温信号，且判断操作状态是处于所述充电状态时，产生并输出充电控制信号，当智能控制模块1产生并输出过温信号，且判断所述操作状态是处于所述放电状态时，产生并输出放电控制信号，当智能控制模块1产生并输出过温信号时，控制开关单元6的通断来控制电池单元的导通状态。
28.在该实施例中，一种电源智能控制系统，包括智能控制箱，智能控制箱内置智能控制模块1、远程监控单元、能量计量单元5及开关单元6。远程监控单元可以远程监控，收集数据，采集电芯温度，电芯单体电压，充放电电流，环境温度；系统运行过程中，针对这些数据进行收集，间隔2-5s对数据进行收集存储，建立数据库，添加预设条件（包括同状态下充电过程中的压差，同状态下放电过程中的压差，同时段静止状态压差，压差值，温升的速率，电流值等），通过建立数字模型进行分析，并对数据进行模块化处理（根据压差的变化，温升的变化，电流变化），这些数据与预设值进行对比，并对整个系统给出运行状（一致性，内短路，析锂，热失控等）进行预警判断，提升系统的安全性；远程控制单元也可以模拟任何运行场景（包括预设参数值，给定负载功率，电压，电流值，设定运行指令），模拟运行并进行分析，模拟控制系统的稳定性，提高了效率及降低了成本；计量单元模块可以准确的获得用户想要的具体数值，更加精确、方便、快捷；智能控制模块1可以实现远程调参，多元化配置，实现远程操作，远程升级，远程维护，节约成本，减少运维投入；本发明的智能控制箱集成度高，减少了很多的电气元器件，降低成本，同样可以实现多路直流供电线路并联（如铅酸、锂电、光伏模块、发电机组）切换，根据模块特性可以同时工作（充放电），也可以单独工作（充放电），也可以相互的工作（充放电），用户根据使用需求，可以对多路直流进行控制，避免过充何过放，更加节能。例如：当智能控制箱上并联锂电和铅酸时，系统处于浮充状态下，通过智能控制模块1断开铅酸支路（系统刚开始运行稳定后某个时间节点或系统运行截止前的某
个时间节点切换，确保突发状况下系统的正常运行），铅酸就不会出现浮充电流，就存在浮充状态下消耗能量，节省成本；本发明可以实现48v不同容量锂电池，不同型号不同种类的锂电池混搭使用；智能控制箱可以主动对系统进行维护，定期的能量校正，分配能量，提高所以支路的通断，延长系统的使用循环寿命（减少浮充、均充对支路带来的寿命衰减）。
29.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。