一种锂电池数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及动力电池领域，公开了一种锂电池数据采集装置。装置包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块、电源模块和人机交换模块；数据采集模块采集锂电池参数和锂电池所在地环境参数；控制模块控制数据采集模块、数据传输模块和人机交换模块工作；电源模块进行供电，人机交换模块用于输入和显示数据；数据传输模块负责不同模块之间的数据传输过程，以及通过GPRS无线网络进行数据的无线传输。本实用新型专利技术能够监测锂电池状态和周围环境变化，监测数据定期上传到服务器中，数据传输过程不受地理环境制约，监测到异常情况时进行报警。本实用新型专利技术结构简单，安装方便，可以远程调试，节省了人力物力和用户的时间。

A lithium-ion battery data acquisition device

The utility model relates to the field of power battery, and discloses a lithium-ion battery data acquisition device. The device comprises a data acquisition module, control module, data transmission module, power supply module and man-machine interaction module; data acquisition module of lithium battery lithium battery parameters and local environmental parameters; the control module controls the data acquisition module, data transmission module and man-machine interaction module; the power module for power supply, the man-machine exchange module is used to input and display data; data transmission module for data transmission between different modules, and wireless data transmission via GPRS wireless network. The utility model can monitor the change of the lithium battery state and the surrounding environment, and the monitoring data is uploaded regularly to the server. The data transmission process is not restricted by the geographical environment, and is monitored when abnormal conditions are monitored. The utility model has the advantages of simple structure, convenient installation, remote debugging, and saving manpower and material resources and the time of users.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池数据采集装置
本技术涉及动力电池领域，尤其涉及了一种锂电池数据采集装置。
技术介绍
自动化测控技术在传统工业中的应用主要是利用单片机等微处理器通过串口与上位机实现通信，这种方式在数据传输距离上有很大的限制。而且，传统工业中的数据传输主要依赖于有线传输的方式，但无论是RS485或者RS232总线，还是因特网等通信方式，都会在很大程度上受地理位置和环境因素的制约。常见的远程数据传输方式主要有利用低压电力线载波、利用无线电台以及利用移动通信网络等几种方式。其中，利用低压电力线载波的方式使用较为方便快捷，但是目前电力网污染还较为严重，而且电网干扰特性不能通过特定的模型或者公式进行解析。利用无线电台进行数据传输，虽然理论上可行，但是每一个通道都需要使用一个单独的频率，造成极大的资源浪费，也不宜推广使用。而利用移动通信网络，可以很方便快捷的进行数据的远程无线传输，而且我国移动网络覆盖面积广、资费低廉、应用方便，特别适用于应用场合不固定的设备作为数据远程传输的手段。
技术实现思路
本技术针对现有技术中数据传输过程制约条件多，传输质量差的缺点，提供了一种锂电池数据采集装置。本技术解决了数据传输过程制约条件多，传输质量差的问题，本设计方案利用了GPRS网络，代替了原有的有线连接方式，使得数据传输不再受到地理条件制约，另外直接利用覆盖面广的基站信号进行传输，不用再增设电台或者占用固定频率波段，节省了人力物力资源。其次，基站信号网络发展成熟，传输过程稳定快捷，保证了数据在传输过程中的完整性和正确性。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决：一种锂电池数据采集装置，与锂电池和锂电池外部的环境检测元件连接，包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块、电源模块和人机交换模块；数据采集模块采集锂电池参数和锂电池所在地环境参数；控制模块控制数据采集模块、数据传输模块和人机交换模块工作；电源模块进行供电，人机交换模块用于输入和显示数据；数据传输模块负责不同模块之间的数据传输过程，以及通过GPRS无线网络进行数据的无线传输。GPRS网络基于手机信号基站建立，基站数量众多，覆盖面广，使得数据传输不再受到地理条件制约。直接利用基站传输数据，不用再增设电台或者占用固定频率波段，节省了人力物力资源。基站信号稳定，强度大，保证了数据在传输过程中的完整性和正确性。作为优选，数据采集模块包括电源电压转换电路和信号调理电路，信号调理电路包括正脉冲调幅电路和负脉冲调幅电路，正脉冲调幅电路通过感性元件对采集的正脉冲信号进行滤波，负脉冲调幅电路通过感性元件对采集的负脉冲信号进行滤波。信号调理电路主要实现对模拟信号进行滤波处理和对脉冲信号进行调幅处理。由于装置所采集的模拟信号主要为直流信号，因此利用感性元件对其掺杂的交流信号进行滤除。作为优选，控制模块包括ARM控制电路和调试接口电路，调试接口电路包括电池预警电路和I/V转换电路；其中，电池预警电路包括二极管、分压电阻和超级电容，两个二极管反向并联后一端与锂电池正极连接，另一端与超级电容正极连接，超级电容负极接地；分压电阻串联在锂电池正极和接地端之间，分压后的电压信号送入ARM控制电路。二极管用于在锂电池电压变化时对电路进行相应的通断控制，锂电池电压正常时，超级电容进行充电，当锂电池电量不足导致电压降低时，超级电容进行放电，为电路提供应急电源。分压后的电压信号送入ARM控制电路，由控制电路判断电池电量情况，超级电容开始放电后，电压信号也发生改变，ARM控制电路做出响应。作为优选，ARM控制电路包括单片机和FLASH存储电路，单片机接收各模块数据并根据接收到的数据做出响应；FLASH存储电路与单片机连接。单片机接收到大量采集到的数据，本身的存储空间不能满足要求，需要另外连接外部内存来进行数据存储。作为优选，数据传输模块包括无线数据传输电路和有线数据传输电路；无线数据传输电路包括GPRS封装元件和SIM卡电路，GPRS封装元件分别与SIM卡电路和控制模块连接；GPRS封装元件连接有GSM信号天线并通过天线进行无线数据传输；有限数据传输电路包括RS485总线。GPRS封装元件具有模拟接口、数字接口、模拟基带、数字基带以及射频发射元件，射频发射元件与与相应的信号发射天线连接。该元件与SIM电路连接，用于接入GPRS网络进行无线数据传输。作为优选，人机交互模块包括LCD显示电路和键盘输入电路；LCD显示电路包括LCD显示屏和LCD驱动电路，LCD驱动电路分别与LCD显示屏和控制模块连接，接收控制模块数据并根据接收到的数据控制LCD显示屏工作。为了节省ARM控制电路单片机引脚，更合理的规划电路板上空间，本技术选择通过另加增加LCD驱动电路来驱动LCD显示屏，而非直接使用单片机上自带的液晶驱动。这样设计能够使产品布线更加灵活。作为优选，ARM控制电路中单片机型号为STM32L152。此型号芯片在stop模式下具有超低功耗，待机时间时间超长，同时支持16个外部中断唤醒。本技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本技术能够有效监测锂电池状态和锂电池周围环境变化，监测数据定期稳定完整的自动上传到服务器中。本技术结构简单，安装方便，可以远程进行调试，节省了大量的人力物力，节省了用户的时间。附图说明图1是本技术实施例1的硬件结构示意图。图2是本技术实施例1电池预警电路示意图。图3是本技术实施例1I/V转换电路示意图。图4是本技术实施例1正脉冲调幅电路示意图。图5是本技术实施例1负脉冲调幅电路示意图。图6是本技术实施例1FLASH存储电路示意图。图7是本技术实施例1SIM卡电路示意图。图8是本技术实施例1RS485总线电路示意图。图9是本技术实施例1LCD驱动电路示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步详细描述。实施例1如图1所示，一种锂电池数据采集装置，与锂电池和锂电池外部的环境检测元件连接，包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块、电源模块和人机交换模块。数据采集模块包括电源电压转换电路和信号调理电路；控制模块包括ARM控制电路和调试接口电路；数据传输模块包括无线数据传输电路和有线数据传输电路；电源模块包括开关电源电路和线性电源电路；人机交互模块包括LCD显示电路和键盘输入电路。如图2所示，电池预警电路包括二极管、分压电阻和超级电容，两个二极管反向并联后一端与锂电池正极连接，另一端与超级电容正极连接，超级电容负极接地；分压电阻串联在锂电池正极和接地端之间，分压后的电压信号送入ARM控制电路。本实施例中，锂电池输出电压为7.2V，D1、D2为两个正向导通压降为0.2V的1N5819型号二极管，保证了超级电容正极电压不高于7V，由于ARM控制电路中单片机的ADC处理不了这么高的电压，因此本技术利用R2、R3两个分压电阻对其进行分压，这样就保证送入ADC的电压在可处理范围内。当电池掉电以后，“7.2V”信号低于6.8V以后，二极管D2就会导通，超级电容开始放电供装置使用。同时，ADC14采集到的电压也会发生变化，然后单片机根据ADC14采集到的电压数据来判断这一动作，当判定结束以后控制无线数据传输模块发送预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池数据采集装置，与锂电池和锂电池外部的环境检测元件连接，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块、电源模块和人机交换模块；数据采集模块采集锂电池参数和锂电池所在地环境参数；控制模块控制数据采集模块、数据传输模块和人机交换模块工作；电源模块进行供电，人机交换模块用于输入和显示数据；数据传输模块负责不同模块之间的数据传输过程，以及通过GPRS无线网络进行数据的无线传输。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池数据采集装置，与锂电池和锂电池外部的环境检测元件连接，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块、电源模块和人机交换模块；数据采集模块采集锂电池参数和锂电池所在地环境参数；控制模块控制数据采集模块、数据传输模块和人机交换模块工作；电源模块进行供电，人机交换模块用于输入和显示数据；数据传输模块负责不同模块之间的数据传输过程，以及通过GPRS无线网络进行数据的无线传输。2.根据权利要求1所述的一种锂电池数据采集装置，其特征在于：数据采集模块包括电源电压转换电路和信号调理电路，信号调理电路包括正脉冲调幅电路和负脉冲调幅电路，正脉冲调幅电路通过感性元件对采集的正脉冲信号进行滤波，负脉冲调幅电路通过感性元件对采集的负脉冲信号进行滤波。3.根据权利要求1所述的一种锂电池数据采集装置，其特征在于：控制模块包括ARM控制电路和调试接口电路，调试接口电路包括电池预警电路和I/V转换电路；其中，电池预警电路包括二极管、分压电阻和超级电容，两个二极管反向并联后一端与锂电池正极连接，另一端与超级电容正极连接，超级电容负极接地；...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷良育，刘兵，董亮，李雪原，张辉，
申请(专利权)人：杭州金秋汽车储能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33