專利名稱：一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池。
背景技術(shù)：
智能電池也稱作智能電池系統(tǒng)，它是現(xiàn)代電源技術(shù)的分支和重要組成部分。智能電池利用內(nèi)部電子線路來(lái)測(cè)量、計(jì)算和存儲(chǔ)電池?cái)?shù)據(jù)，它使電源的使用和管理更加可預(yù)測(cè)，智能電池大大簡(jiǎn)化了獨(dú)立電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它還有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，那就是能防止意外的系統(tǒng)停機(jī)，智能電池管理系統(tǒng)是一個(gè)能夠?qū)﹄姵匦畔⑦M(jìn)行收集、傳遞、儲(chǔ)存、分析的系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)在智能電池中的普及應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電池管理系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。其作用主要表現(xiàn)在:提高電池的管理效益及經(jīng)濟(jì)效益；提高服務(wù)質(zhì)量；提高電池的安全性；一個(gè)基本的智能電池系統(tǒng)由以下部分組成:系統(tǒng)管理總線，智能電池充電器和智能電池，與非智能電池系統(tǒng)相比，智能電池系統(tǒng)需要不斷地與主機(jī)交互信息，使電池系統(tǒng)增加了復(fù)雜性。就智能電池的管理所涉及的范圍而言可以分為廣義和狹義兩個(gè)方面來(lái)論述，廣義的電池管理可以涉及到電池的充電，以及負(fù)載放電這一塊，以提高電池性能為目的，協(xié)調(diào)充電，和放電，在適當(dāng)情況下可以調(diào)整充放電速度，相當(dāng)于一個(gè)系統(tǒng)的電源管理和能源管理部分，狹義的電池管理僅僅是管理電池的各項(xiàng)狀態(tài)及參數(shù)，并提供必要的數(shù)據(jù)通訊等功能，電池管理僅僅監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)，并根據(jù)其狀態(tài)對(duì)電池及其內(nèi)部部件做適當(dāng)?shù)目刂普{(diào)整等，電池管理并不對(duì)電池外的其他部件做控制，僅提供通訊的數(shù)據(jù)狀態(tài)告知功能；智能電池系統(tǒng)的模塊化特性使設(shè)計(jì)閉環(huán)電池充電系統(tǒng)變的非常容易，這樣的系統(tǒng)允許采用電池組獨(dú)立充電器(智能充電器)，最大限度地降低了硬件和軟件的非重復(fù)工程性成本，并促成了堅(jiān)固的系統(tǒng)，這對(duì)高可靠性電池備份應(yīng)用尤其重要，而集成到電池組中的高準(zhǔn)確度氣壓計(jì)則能一直準(zhǔn)確地監(jiān)視電池，甚至電池不在系統(tǒng)中時(shí)也一樣。正是這種信息交互，使主機(jī)和使用者能更準(zhǔn)確地掌握電池的狀態(tài)(包括電池有效容量、當(dāng)前充/放電率、歷史累計(jì)充放電次數(shù)、預(yù)測(cè)壽命等)，從而做到有的放矢；與非智能電池系統(tǒng)相比，智能電池系統(tǒng)需要不斷地與主機(jī)交互信息,使電池系統(tǒng)增加了復(fù)雜性，電池在使用中，過(guò)充電和過(guò)放電往往會(huì)導(dǎo)致電池的損壞，容量降低，壽命減少，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)發(fā)生爆裂和起火燃燒，其根源都在于電池的一致性誤差所引起來(lái)的，為此，近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的許多專家學(xué)者都大力開(kāi)展了旨在解決電池一致性誤差所帶來(lái)危害的研究，開(kāi)發(fā)出了各種各樣的電池管理系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于利用一種帶有能量收集和管理的智能電池系統(tǒng)，旨在解決野外工作的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電的問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的智能電池，該智能電池包括:太陽(yáng)能電池模塊，用于通過(guò)轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能來(lái)儲(chǔ)存電量，供智能電池使用；[0006]充電管理模塊，與太陽(yáng)能電池模塊相連接，用于對(duì)采集到的電能進(jìn)行有效地收集管理以及合理的調(diào)度；選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進(jìn)行充電和放電；微控制單元(MCU)，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過(guò)改變指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準(zhǔn)確的決策參考；能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實(shí)現(xiàn)電池放電的功能。進(jìn)一步，所述智能電池還包括兩個(gè)電芯，所述電芯一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元(MCU)相連接，采用高能量密度電芯用于儲(chǔ)能。進(jìn)一步，所述智能電池還包括:電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單員相連接，用于輸出電池狀態(tài)，為智能控制系統(tǒng)的決策實(shí)現(xiàn)參考功能。本實(shí)用新型提供的帶有能量和收集和管理系統(tǒng)的智能電池，通過(guò)在電池模組中嵌入微控制器單元模塊來(lái)對(duì)本智能電池的能量?jī)?chǔ)存進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別，并具體到單節(jié)電池的電能管理，提高了電池使用的安全性，較好的解決了電池因一致性的問(wèn)題帶來(lái)的損壞，通過(guò)修改微控制單元模塊內(nèi)部的指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲(chǔ)使用，提高了電池的智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池的智能化管理，最大限度的合理利用電池，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了效益的最大化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池的連接框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1為本實(shí)用新型一種具有能量收集和能量管理系統(tǒng)的新型智能電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊示意圖。如圖所示，本新型智能電池系統(tǒng)共設(shè)有六個(gè)模塊，分別是:太陽(yáng)能電池模塊、充電管理模塊、選擇器、微控制單兀(MCU )、能量輸出模塊以及電池狀態(tài)輸出模塊。該智能電池的系統(tǒng)模塊具體的連接方式為:太陽(yáng)能電池模塊，用于通過(guò)轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能來(lái)儲(chǔ)存電量，供此智能電池使用；充電管理模塊，與太陽(yáng)能電池模塊相連接，用于對(duì)采集到的電能進(jìn)行有效地收集管理以及合理的調(diào)度；選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進(jìn)行充電和放電；兩個(gè)電芯(電芯1、電芯2)，一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元(MCU)相連接，采用高能量密度電芯用于儲(chǔ)能；[0022]微控制單元(MCU)，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過(guò)改變指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準(zhǔn)確的決策參考；能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實(shí)現(xiàn)電池放電的功能；電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單員相連接，用于為智能控制系統(tǒng)的決策實(shí)現(xiàn)參考功能。本實(shí)用新型屬于電池設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的新型智能電池，旨在解決野外工作的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電問(wèn)題。本新型智能電池系統(tǒng)共設(shè)有六個(gè)模塊，分別是:太陽(yáng)能電池模塊(通過(guò)轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能來(lái)儲(chǔ)存電量)、充電管理模塊(對(duì)采集到的電能進(jìn)行有效地收集管理以及合理的調(diào)度)、選擇器(選擇合適的高能量密度電芯進(jìn)行充電和放電)、微控制單元MCU (通過(guò)改變指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準(zhǔn)確的決策參考)、能量輸出模塊(實(shí)現(xiàn)電池放電的功能)以及電池狀態(tài)輸出模塊(為智能控制系統(tǒng)的決策實(shí)現(xiàn)參考功能)。此外，本智能電池的電芯(電芯
1、電芯2)選用高能量密度電芯。本新智能電池的能量采集和管理系統(tǒng)的具體工作機(jī)制為:利用太陽(yáng)能電池模塊實(shí)現(xiàn)電池的電能存儲(chǔ)，同時(shí)，通過(guò)在電池模組中嵌入微控制器來(lái)對(duì)本智能電池的能量?jī)?chǔ)存進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別，并具體到單節(jié)電池的電能管理。在外界的能量充足的條件下系統(tǒng)管理指示對(duì)虧電的電芯進(jìn)行充電，在電芯儲(chǔ)能充足的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)外放電，同時(shí)，通過(guò)修改微控制單元MCU內(nèi)部的指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲(chǔ)使用策略。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶有能量收集和能量管理系統(tǒng)的智能電池，其特征在于，該智能電池包括: 太陽(yáng)能電池模塊，用于通過(guò)轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能來(lái)儲(chǔ)存電量，供智能電池使用； 充電管理模塊，與太陽(yáng)能電池模塊相連接，用于對(duì)采集到的電能進(jìn)行有效地收集管理以及合理的調(diào)度； 選擇器，與能量輸出模塊相連接，用于為系統(tǒng)選擇合適的高能量密度電芯進(jìn)行充電和放電； 微控制單元，與電池狀態(tài)輸出模塊相連接，用于通過(guò)改變指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，以提供準(zhǔn)確的決策參考； 能量輸出模塊，與選擇器的另一端相連接，用于實(shí)現(xiàn)電池放電的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的智能電池，其特征在于，所述智能電池還包括兩個(gè)電芯，所述電芯一端與選擇器相連接，另一端與微控制單元相連接，采用高能量密度電芯用于儲(chǔ)能。
3.如權(quán)利要求1所述的智能電池，其特征在于，所述智能電池還包括: 電池狀態(tài)輸出模塊，與微控制單元相連接，用于輸出電池狀態(tài)，為智能控制系統(tǒng)的決策實(shí)現(xiàn)參考功能。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有能量收集和管理系統(tǒng)的智能電池，利用太陽(yáng)能模塊實(shí)現(xiàn)電池的電能存儲(chǔ)，同時(shí)，通過(guò)在電池模組中嵌入微控制器單元模塊來(lái)對(duì)本智能電池的能量?jī)?chǔ)存進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別，并具體到單節(jié)電池的電能管理，在外界的能量充足的條件下系統(tǒng)管理指示對(duì)虧電的電芯模塊進(jìn)行充電，在電芯模塊儲(chǔ)能充足的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)外放電，同時(shí)，通過(guò)修改微控制單元模塊內(nèi)部的指針地址的存儲(chǔ)器狀態(tài)來(lái)向外部設(shè)備提供可查詢的電池狀態(tài)，方便智能系統(tǒng)采取合適的能量采集存儲(chǔ)使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，較好的解決了以往存在的問(wèn)題，提供了性能的電池管理系統(tǒng)，具有良好的推廣價(jià)值和應(yīng)用家價(jià)值。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203086167SQ201220603748
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者董強(qiáng), 崔大鵬, 任小鵬, 李洪超 申請(qǐng)人:天津市翔晟遠(yuǎn)電力設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司