一种小型铝空气电池监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种小型铝空气电池监控系统。该系统包括单片机模块、以及与单片机模块相连的报警模块、电量采集模块、电解液温度采集模块、继电器、电源模块、液晶显示模块、开关量检测模块、存储模块和无线通信模块。该系统可对铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度进行实时监控与显示，并具有过流，过温等报警功能，同时该系统采用无线传输的方式实现远程数据通讯，方便用户实时了解铝空气电池的运行状态。该系统结构简单，设计合理，易于推广与普及。

【技术实现步骤摘要】
一种小型铝空气电池监控系统
本技术涉及一种电池监控系统，具体涉及到一种小型铝空气电池监控系统。
技术介绍
铝空气电池是一种铝合金为阳极，空气中的氧气为阴极，中性或碱性水溶液为电解质的高能量密度的新型燃料电池，由于它具有能量密度大、环保节能与使用安全等优点，应用非常广泛。在铝空气电池工作过程中存在持续大电流放电、电解液温度过高等现象，这都会严重影响铝空气电池使用效率与使用寿命，甚至发生危险，因此对铝空气电池进行实时监控显得尤为重要，在现有的小型铝空气电池监控系统中存在着如下几个问题：一是用户很难实时了解铝空气电池的运行状态，例如监控系统对出现过流，欠压、电解液过温和什么时候更换铝板等情况都没有明确的报警提示。二是铝空气电池剩余电量估算精度不高，目前大部分铝空气电池监控系统都采用几个LED灯来显示剩余电量，估算精度差，这是由于大部分监控系统采用电流传感器来采集电流，然后采用安时积分法来估算铝空气的剩余电量，该方案估算出来的剩余电量误差较大。
技术实现思路
本技术针对现有技术上存在的不足，提出了一种小型铝空气电池监控系统，该系统可对铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度进行精确的实时监控与报警，同时采用无线传输的方式实现远程数据通讯，方便用户实时了解铝空气电池的运行状态。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型铝空气电池监控系统，其特征在于，包括报警模块、电量采集模块、电解液温度采集模块、继电器、散热风扇、电源模块、单片机模块、液晶显示模块、开关量检测模块、存储模块和无线通信模块，所述单片机模块分别与报警模块、电量采集模块、电解液温度采集模块、继电器、电源模块、液晶显示模块、开关量检测模块、存储模块和无线通信模块相连接；所述继电器与散热风扇相连接；所述电量采集模块用于实时采集铝空气电池所用电量和输出电流，并将采集到的所用电量与输出电流实时发送给所述单片机模块；所述电解液温度采集模块用于实时采集铝空气电池电解液的温度，并将采集到的电解液温度实时发送给所述单片机模块；所述开关量检测模块用于检测铝空气电池开启/关闭的状态，并将检测到的状态信息发送给所述单片机模块；所述单片机模块用于实时接收所述电量采集模块和电解液温度采集模块所发送的数据，并对所接收的数据进行分析与处理，计算出铝空气电池的剩余电量，然后发送控制信号给所述报警模块、继电器、液晶显示模块和存储模块；所述单片机模块还用于将铝空气电池的剩余电量，输出电流和电解液温度值打包后，发送给所述无线通信模块；所述液晶显示模块用于实时显示铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度；所述存储模块用于存储铝空气电池的剩余电量；所述无线通信模块用于实时接收所述单片机模块发送来的铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度值并发送给移动客户端；所述的电源模块用于给所述散热风扇、单片机模块、液晶显示模块、存储模块和无线通信模块供电。作为本技术的一种优选方案，所述报警模块包括第一报警器、第二报警器和第三报警器；所述第一报警器用于接收所述单片机模块发送来的输出电流超过预设阈值异常报警指令并发出第一报警声，所述第二报警器用于接收所述单片机模块发送来的电解液温度超过预设阈值异常报警指令并发出第二报警声，所述第三报警器用于接收所述单片机模块发来的剩余电量值小于5％的报警指令并发出第三报警声。作为本技术的一种优选方案，所述单片机模块采用STC15W408AS单片机，所述的电量采集模块采用电量计芯片LTC2943，所述电解液温度采集模块采用精度为百分之一的NTC热敏电阻，所述液晶显示模块采用OLED液晶显示器，所述存储模块采用存储芯片AT24C02。作为本技术的一种优选方案，所述无线通信模块为ESP8266WIFI模块。作为本技术的一种优选方案，所述电源模块包括输入极性反接保护电路、第一电源转换电路、第二电源转换电路和第三电源转换电路，铝空气电池电源经所述输入极性反接保护电路后与所述第一电源转换电路的输入端相连接，所述第一电源转换电路将铝空气电池的输出转换为12V的直流电压后给所述的散热风扇供电，所述第一电源转换电路的输出端与所述第二电源转换电路的输入端相连接，所述第二电源转换电路将12V的直流电压转换为5V的直流电压后给所述的单片机模块、液晶显示模块和存储模块供电，所述的第二电源转换电路的输出端与所述第三电源转换电路的输入端相连接，所述第三电源转换电路将5V的直流电压转换为3.3V直流电压后给所述的无线通信模块供电。本技术有益效果是：1)本技术可对铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度进行实时监控与显示，并具有过流，过温和更换铝板等报警功能。2)本技术采用专用的电量计芯片来估算铝空气电池的剩余电量，估算精度高。3)本技术采用无线传输的方式将铝空气电池的运行参数实时的发送到用户移动端上，方便用户实时了解铝空气电池的运行状态。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的原理结构示意图。图2是本技术电量采集模块电路原理图。图3是本技术单片机模块电路原理图。图4是本技术液晶显示模块电路原理图。图5是本技术存储模块电路原理图。图6是本技术无线通信模块电路原理图。图7是本技术输入极性反接保护电路和第一电源转换电路原理图。图8是本技术第二电源转换电路原理图。图9是本技术第三电源转换电路原理图。图1中：1.报警模块，2.电量采集模块，3.电解液温度采集模块，4.继电器，5.散热风扇，6.电源模块，601.输入极性反接保护电路，602.第一电源转换电路，603.第二电源转换电路，604.第三电源转换电路，7.单片机模块，8.液晶显示模块，9.开关量检测模块，10.存储模块，11.无线通信模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本实新型进行进一步说明，但本技术的实施方式不限于此。参见图1，一种小型铝空气电池监控系统，包括报警模块1、电量采集模块2、电解液温度采集模块3、继电器4、散热风扇5、电源模块6、单片机模块7、液晶显示模块8、开关量检测模块9、存储模块10和无线通信模块11，所述单片机模块7分别与报警模块1、电量采集模块2、电解液温度采集模块3、继电器4、电源模块6、液晶显示模块8、开关量检测模块9、存储模块10和无线通信模块11相连接；所述继电器4与散热风扇5相连接；电量采集模块2用于实时采集铝空气电池所用电量和输出电流，并将采集到的所用电量与输出电流实时发送给所述单片机模块7，本实施例中，所述电量采集模块2采用Linear公司生产的电池电量计芯片LTC2943，如图2所示，LTC2943的第四引脚SCL和第五引脚SDA分别连接到单片机的P2.4和P2.3管脚上，同时SDA和SCL引脚还通过上拉电阻R1，R2连接到+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型铝空气电池监控系统，其特征在于，包括报警模块(1)、电量采集模块(2)、电解液温度采集模块(3)、继电器(4)、散热风扇(5)、电源模块(6)、单片机模块(7)、液晶显示模块(8)、开关量检测模块(9)、存储模块(10)和无线通信模块(11)，所述单片机模块(7)分别与报警模块(1)、电量采集模块(2)、电解液温度采集模块(3)、继电器(4)、电源模块(6)、液晶显示模块(8)、开关量检测模块(9)、存储模块(10)和无线通信模块(11)相连接；所述继电器(4)与散热风扇(5)相连接；/n所述电量采集模块(2)用于实时采集铝空气电池所用电量和输出电流，并将采集到的所用电量与输出电流实时发送给所述单片机模块(7)；/n所述电解液温度采集模块(3)用于实时采集铝空气电池电解液的温度，并将采集到的电解液温度实时发送给所述单片机模块(7)；/n所述开关量检测模块(9)用于检测铝空气电池开启/关闭的状态，并将检测到的状态信息发送给所述单片机模块(7)；/n所述单片机模块(7)用于实时接收电量采集模块(2)和电解液温度采集模块(3)所发送的数据，并对所接收的数据进行分析与处理，计算出铝空气电池的剩余电量，然后发送控制信号给所述报警模块(1)、继电器(4)、液晶显示模块(8)和存储模块(10)；/n所述单片机模块(7)还用于将铝空气电池的剩余电量，输出电流和电解液温度值打包后，发送给所述无线通信模块(11)；/n所述液晶显示模块(8)用于实时显示铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度；/n所述存储模块(10)用于存储铝空气电池的剩余电量；/n所述无线通信模块(11)用于实时接收所述单片机模块(7)发送来的铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度值并发送给移动客户端；/n所述的电源模块(6)用于给所述散热风扇(5)、单片机模块(7)、液晶显示模块(8)、存储模块(10)和无线通信模块(11)供电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种小型铝空气电池监控系统，其特征在于，包括报警模块(1)、电量采集模块(2)、电解液温度采集模块(3)、继电器(4)、散热风扇(5)、电源模块(6)、单片机模块(7)、液晶显示模块(8)、开关量检测模块(9)、存储模块(10)和无线通信模块(11)，所述单片机模块(7)分别与报警模块(1)、电量采集模块(2)、电解液温度采集模块(3)、继电器(4)、电源模块(6)、液晶显示模块(8)、开关量检测模块(9)、存储模块(10)和无线通信模块(11)相连接；所述继电器(4)与散热风扇(5)相连接；
所述电量采集模块(2)用于实时采集铝空气电池所用电量和输出电流，并将采集到的所用电量与输出电流实时发送给所述单片机模块(7)；
所述电解液温度采集模块(3)用于实时采集铝空气电池电解液的温度，并将采集到的电解液温度实时发送给所述单片机模块(7)；
所述开关量检测模块(9)用于检测铝空气电池开启/关闭的状态，并将检测到的状态信息发送给所述单片机模块(7)；
所述单片机模块(7)用于实时接收电量采集模块(2)和电解液温度采集模块(3)所发送的数据，并对所接收的数据进行分析与处理，计算出铝空气电池的剩余电量，然后发送控制信号给所述报警模块(1)、继电器(4)、液晶显示模块(8)和存储模块(10)；
所述单片机模块(7)还用于将铝空气电池的剩余电量，输出电流和电解液温度值打包后，发送给所述无线通信模块(11)；
所述液晶显示模块(8)用于实时显示铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度；
所述存储模块(10)用于存储铝空气电池的剩余电量；
所述无线通信模块(11)用于实时接收所述单片机模块(7)发送来的铝空气电池的剩余电量、输出电流和电解液温度值并发送给移动客户端；
所述的电源模块(6)用于给所述散热风扇(5)、单片机模块(7)、液晶显示模块(8)、存储模块(10)和无线通信模块(11)供电。


2.根据权利要求1所述的一种小型...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖忠喜，
申请(专利权)人：赖忠喜，台州职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33