一种数字电池柜的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电池储存技术领域，具体涉及一种数字电池柜。


背景技术：

2.目前市场上的电池柜(架)都单纯的为传统铁皮柜或钢架结构，不能对柜(架)内电池进行有效的监控管理，当某节电池出现异常，用户无法立刻直观的获取到电池的数据即状态，并且需要通过打开传统的电池柜，对所有电池进行定期巡检，筛查来大体判断电池状态，其根本原因在与传统的电池柜(架)只起到了存放蓄电池的作用，无法为用户提供更多智能操作，存在这种不确定性，严重的甚至导致火灾等事故的发生。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种数字电池柜以解决上述的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种数字电池柜，包括存放支架、集中控制装置、数据采集装置和反馈装置，所述的数据采集装置设置在存放支架上，所述的数据采集装置与集中控制系统电连接，所述的集中控制装置与所述的反馈装置通过信号相连。通过数据采集装置对存放支架上的电池进行数据采集，将采集到的包括但不限于内阻、温度、电压、组电压、组电流、剩余容量等数据输送到集中控制系统中，由集中控制系统进行简单处理，根据需求反馈到工作人员手头的反馈装置中。使工作人员能够即时监控存放支架上的电池情况。
5.可选的，所述的数据采集装置包括电池内阻采集装置、电池电压采集装置和电池温度采集装置，所述的存放支架上设置有若干电池存放位，所述的电池存放位上均设有所述的电池内阻采集装置、电池电压采集装置和电池温度采集装置。所述的电池内阻采集装置采用改良后的微电流交流注入法进行电池有效内阻的采集，包括r1、r2、r3、r4，r1-r4均为导线电阻，其中r1一端与检测电路相连，r1另一端与电池电路一端相连，r2一端与检测电路相连，r2另一端与电池电路一端相连，r3一端与检测电路相连，r3另一端与电池电路另一端相连，r4一端与检测电路相连，r4另一端与电池电路另一端相连。r2、r3接入内部高阻抗的测量电路，几乎没有电流通过，电压将趋近于0，所以导线内阻可忽略不计。计量电路使用同步检波法，电路只对1khz左右的同步信号测量，在线状态下的纹波干扰在不超过前级放大电路极限的情况下对测量结果没有影响。
6.可选的，所述的存放支架包括多层支架、前板、侧板和后板，所述的电池存放位设置在多层支架上，所述的集中控制装置设置在前板上。
7.可选的，所述的前板上还设置有声光报警器，所述的声光报警器与所述的集中控制装置电连接。
8.可选的，所述的前板上还设置有触控显示屏，所述的触控显示屏与所述的集中控制装置电连接。
9.可选的，所述的存放支架设置有风冷装置，所述的风冷装置包括空气驱动装置、第一风冷通道和第二风冷通道，所述的空气驱动装置与所述的第一风冷通道相连，所述的第一风冷通道有若干第一开口设置在所述的电池存放位上，所述的第二风冷通道有若干第二开口设置在所述的电池存放位上。
10.可选的，所述的风冷装置还包括制冷装置，所述的制冷装置与所述的第一风冷通道相连。
11.本实用新型具备的有益技术效果是：为解决市面电池柜无法提供智能管理操作为出发点，力求在保证电池安全的前提下，为用户提供更多智能操作。检测涉及到蓄电池的内阻，温度，电压，以及整个柜内的总电压，环境温度趋势，充放电电流。单节电池健康程度，单节电池的当前容量。当有电池出现异常，通过数字电池柜的智能平台，多方式的向用户推送告警信息，告警内容。为用户日后方便维护电池，管理电池打下坚实基础。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图；
13.图2为本实用新型集中控制装置、数据采集装置和反馈装置的连接关系示意图；
14.图3为本实用新型风冷装置的结构示意图；
15.图4为本实用新型微电流电阻检测的电路示意图。
16.附图标记：1-多层支架，2-集中控制装置，3-数据采集装置，4-反馈装置，5-电池内阻采集装置，6-电池电压采集装置，7-电池温度采集装置，8-前板，9-侧板，10-后板，11-声光报警器，12-触控显示屏，13-空气驱动装置，14-第一风冷通道，15-第二风冷通道，16-制冷装置。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
18.参照图1-3所示，一种数字电池柜，包括存放支架、集中控制装置2、数据采集装置3和反馈装置4，数据采集装置3设置在存放支架上，数据采集装置3与集中控制系统电连接，集中控制装置2与反馈装置4通过信号相连。数据采集装置3包括电池内阻采集装置5、电池电压采集装置6和电池温度采集装置7，存放支架上设置有若干电池存放位，电池存放位上均设有电池内阻采集装置5、电池电压采集装置6和电池温度采集装置7。
19.存放支架包括多层支架1、前板8、侧板9和后板10，电池存放位设置在多层支架1上，集中控制装置2设置在前板8上。前板8上还设置有声光报警器11，声光报警器11与集中控制装置2电连接。前板8上还设置有触控显示屏12，触控显示屏12与集中控制装置2电连接。存放支架设置有风冷装置，风冷装置包括空气驱动装置13、第一风冷通道14和第二风冷通道15，空气驱动装置13与第一风冷通道14相连，第一风冷通道14有若干第一开口设置在电池存放位上，第二风冷通道15有若干第二开口设置在电池存放位上。风冷装置还包括制冷装置16，制冷装置16与第一风冷通道14相连。第一风冷通道14的出口位于电池存放位上
表面上，且与电池之间的缝隙对应，其吹出的冷却气体自下而上穿过电池之间的缝隙带走热量。第二风冷通道15的出口位于电池存放位的下表面上，且不与电池之间的缝隙对应，使冷却气体从电池上方流过，能够有效的带走电池产生的废热和数据采集装置3产生的废热。
20.电池内阻采集装置5采用改良后的微电流交流注入法进行电池有效内阻的采集，包括r1、r2、r3、r4，r1-r4均为导线电阻，其中r1一端与检测电路相连，r1另一端与电池电路一端相连，r2一端与检测电路相连，r2另一端与电池电路一端相连，r3一端与检测电路相连，r3另一端与电池电路另一端相连，r4一端与检测电路相连，r4另一端与电池电路另一端相连。r2、r3接入内部高阻抗的测量电路，几乎没有电流通过，电压将趋近于0，所以导线内阻可忽略不计。计量电路使用同步检波法，电路只对1khz左右的同步信号测量，在线状态下的纹波干扰在不超过前级放大电路极限的情况下对测量结果不会产生影响。
21.在将电池放置在电池柜上后，需要在每一节电池上安装一根模块检测线，在安装完毕之后将蓄电池单体数据采集模块对接完成所有安装工序。只需要接通电池柜的外接电源即可启动。对比传统的检测手段，无需繁琐的配置，做到通电即用，十分便捷。
22.通过数据采集装置3对存放支架上的电池进行数据采集，将采集到的包括但不限于内阻、温度、电压、组电压、组电流、剩余容量等数据输送到集中控制系统中，由集中控制系统进行简单处理，根据需求反馈到工作人员手头的反馈装置4中。使工作人员能够即时监控存放支架上的电池情况。
23.本实用新型还具备如下优点：
24.1、产品工作电流极小，对蓄电池几乎没有影响。
25.通用模式下产品平均工作电流小于1毫安，远低于电池自放电和纹波对电池的影响。检测到电池离线，进入节电状态，休眠电流约为30ua级别，系统定时唤醒上报电池电压、温度。
26.2、内阻检测采用小电流法，安全性好。
27.数字电池柜电池模块内阻测试电流约为70毫安，对电池影响极低。
28.目前内阻检测按测量电流划分，主要分为以下几类：
29.大电流法(电流约为数十安)
30.直流法测量电池内阻时一般使用几十安培的冲击电流测量电池瞬间放电电压。依靠大的响应信号淹没噪音，获得电池有效电阻。此方法测量结果准确，但对电池冲击大，发热严重。
31.中等电流(电流约几安)
32.使用几个安培的电流对电池进行交流测试，依靠数字滤波等方式计算电池内阻，或阻抗。此方法一般用在25hz等低频测量产品上。测量重复性好，但对蓄电池动态内阻的响应与业内通常所述的内阻不一样。几安培电流对电池会产生一定影响。
33.微电流(100毫安以下)
34.使用交流小信号对电池内阻进行检测，对电池几乎无影响。
35.数字电池柜蓄电池监测使用的是微电流(约70毫安)测试方法，单体检测模块几乎不发热。
36.3、抗干扰好
37.内阻测试使用同步检波，可以从几千倍强度的干扰中分离出测量信号，奇次和偶
次谐波均无干扰。
38.4、测量结果具备可比性
39.蓄电池的动态电阻部分在不同的测试频率下有不同的阻值响应，1khz是日置等常用的巡检仪表使用的内阻测量频率，也是业内通用的电池内阻值测量条件。本产品选用1khz的在线测试信号，使测量记录和标准仪表有可比性。其它测量频率的产品，内阻测量尽管与自身的长期测量记录有对比性，但因市场缺乏标准设备，无法对测量结果验证和校准。
40.5、电压测量精度高。
41.电池电压监测部分使用了24位高精度ad，低温漂参考电压源，提供了接近五位半万用表的电压分辨率。12v电池电压上报数据保留小数点后4位(0.1毫伏)，可对比观察电池组中各电池的自放电情况，为判断电池组一致性多提供了一项依据。
42.6、无线组网，维护方便。
43.使用ism 2.4ghz gfsk方式无线自组网，省去了通讯线连接和地址配置的麻烦。后期维护成本极低，直接更换损坏单元，不需要专用地址配置设备和人员。
44.电池监测的各单元物理上完全隔离，相对有线设备更便捷，电气隔离更彻底。
45.无线使用微功耗数字通讯，只在房间内有效通讯，墙壁对无线信号屏蔽，无需担心远程信息泄露。
46.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种数字电池柜，其特征在于：包括存放支架、集中控制装置、数据采集装置和反馈装置，所述的数据采集装置设置在存放支架上，所述的数据采集装置与集中控制系统电连接，所述的集中控制装置与所述的反馈装置通过信号相连。2.根据权利要求1所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的数据采集装置包括电池内阻采集装置、电池电压采集装置和电池温度采集装置，所述的存放支架上设置有若干电池存放位，所述的电池存放位上均设有所述的电池内阻采集装置、电池电压采集装置和电池温度采集装置。3.根据权利要求2所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的存放支架包括多层支架、前板、侧板和后板，所述的电池存放位设置在多层支架上，所述的集中控制装置设置在前板上。4.根据权利要求3所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的前板上还设置有声光报警器，所述的声光报警器与所述的集中控制装置电连接。5.根据权利要求3所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的前板上还设置有触控显示屏，所述的触控显示屏与所述的集中控制装置电连接。6.根据权利要求2-5中任意一项所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的存放支架设置有风冷装置，所述的风冷装置包括空气驱动装置、第一风冷通道和第二风冷通道，所述的空气驱动装置与所述的第一风冷通道相连，所述的第一风冷通道有若干第一开口设置在所述的电池存放位上，所述的第二风冷通道有若干第二开口设置在所述的电池存放位上。7.根据权利要求6所述的一种数字电池柜，其特征在于：所述的风冷装置还包括制冷装置，所述的制冷装置与所述的第一风冷通道相连。

技术总结
本实用新型涉及蓄电池储存技术领域，具体涉及一种数字电池柜。包括存放支架、集中控制装置、数据采集装置和反馈装置，数据采集装置设置在存放支架上，数据采集装置与集中控制系统电连接，集中控制装置与反馈装置通过信号相连。本实用新型能够检测涉及到蓄电池的内阻，温度，电压，以及整个柜内的总电压，环境温度趋势，充放电电流。单节电池健康程度，单节电池的当前容量。当有电池出现异常，通过数字电池柜的智能平台，多方式的向用户推送告警信息，告警内容。为用户日后方便维护电池，管理电池打下坚实基础。下坚实基础。下坚实基础。


技术研发人员：诸正龙 刘强 应翔宇
受保护的技术使用者：浙江尚华电子科技有限公司
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2023/9/1