基于rfid技術(shù)的智能型鋰電池保護板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其至少包括:充放電保護模塊,數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘模塊、RFID標簽和MCU控制器,充放電保護模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、RFID標簽均與MCU控制器通信連接。該基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊,通過數(shù)據(jù)采集模塊采集到的電池狀態(tài)信息可通過數(shù)據(jù)存儲模塊進行存儲,并通過RFID標簽與閱讀器進行數(shù)據(jù)通信,閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺,這樣專業(yè)技術(shù)人員即可通過鋰電池綜合管理平臺可視化的實時查看各類所需信息,用作鋰電池故障診斷、回收自動分類和安全防盜的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【專利說明】基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋰電池領(lǐng)域,特別是涉及一種基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池具有體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,使其作為一種新型綠色能源得到越來越廣泛的應(yīng)用,已逐步取代鉛酸蓄電池成為電動車輛的動力源。但是隨著鋰電池被廣泛使用后,因其本身特性比較活躍等原因易導(dǎo)致在過充電、過放電和過電流等異常工作狀態(tài)會造成其永久性的損壞,會嚴重影響鋰電池的性能與壽命,嚴重時甚至?xí)?dǎo)致鋰電池燃燒、爆炸等一系列安全問題也日益突出。因此通常需要通過鋰電池保護裝置來防止異常工作狀態(tài)對電池的損壞。
[0003]由于鋰電池存在的上述安全問題,通常情況下鋰電池需要與鋰電池保護裝置相連接,通過保護裝置實現(xiàn)鋰電池不過放、不過充、不過流以及輸出短路保護等功能。目前市場上所售的鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護板。該鋰電池保護板通常包括控制IC、M0S開關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID存儲器、PCB等。其中控制1C,在一切正常的情況下控制M0S開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路導(dǎo)通,而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻控制M0S開關(guān)關(guān)斷,保護電芯的安全。
[0004]目前市場上常見的傳統(tǒng)鋰電池保護板大多是內(nèi)置的獨立保護裝置,使用環(huán)境相對封閉,使得鋰電池組內(nèi)部運行情況難以被清晰、直觀地獲取到。當(dāng)鋰電池發(fā)生故障時往往無法及時準確判斷其原因。鋰電池常見的故障例如電池組過壓、過流、欠壓、短路等等,這些問題會使得鋰電池保護芯片切斷充電或者放電電路,使得鋰電池?zé)o法正常工作,進而影響用戶對電動車輛的正常使用并需要耗費大量的精力和財力進行維修。更談不上要對鋰電池進行實時在線的監(jiān)管了。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本實用新型的目的在于提供一種可實時采集鋰電池各項數(shù)據(jù)參數(shù)并可進行存儲和讀取的基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本實用新型提供一種基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其至少包括:充放電保護模塊,所述充放電保護模塊用于實時監(jiān)測鋰電池的狀態(tài)信息,當(dāng)鋰電池出現(xiàn)異常情況時使鋰電池電芯與外電路隔斷;數(shù)據(jù)采集模塊,所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集鋰電池的狀態(tài)信息;實時時鐘模塊,所述實時時鐘模塊用于提供數(shù)據(jù)記錄時間戳信息;數(shù)據(jù)存儲模塊,所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲鋰電池的狀態(tài)信息及保護板序列號;RFID標簽,所述RFID標簽用于與RFID閱讀器進行無線數(shù)據(jù)通信;MCU控制器,所述充放電保護模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、RFID標簽均與所述MCU控制器通信連接。
[0007]優(yōu)選地,所述RFID標簽為有源RFID標簽。[0008]優(yōu)選地,所述充放電保護模塊、數(shù)據(jù)采集模塊通過IIC總線與所述MCU控制器連接,所述RFID標簽通過UART串口與所述MCU控制器連接。
[0009]優(yōu)選地,所述充放電保護模塊采用BQ77910芯片。
[0010]如上所述,本實用新型的基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板具有以下有益效果:該鋰電池保護板設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊,通過數(shù)據(jù)采集模塊采集到的電池狀態(tài)信息可通過數(shù)據(jù)存儲模塊進行存儲,并通過RFID標簽與閱讀器進行數(shù)據(jù)通信,閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺,這樣專業(yè)技術(shù)人員即可通過鋰電池綜合管理平臺可視化的實時查看各類所需信息,用作鋰電池故障診斷、回收自動分類和安全防盜的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)框圖。
[0012]圖2本實用新型實施例與閱讀器進行通信的系統(tǒng)框圖。
[0013]元件標號說明
[0014]1充放電保護模塊
[0015]2數(shù)據(jù)采集模塊
[0016]3MCU 控制器
[0017]4實時 時鐘模塊
[0018]5數(shù)據(jù)存儲模塊
[0019]6有源RFID標簽
[0020]7RFID 閱讀器
[0021]8鋰電池綜合管理平臺
[0022]9鋰電池
【具體實施方式】
[0023]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式,熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0024]請參閱圖1、2。須知,本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容,以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀,并非用以限定本實用新型可實施的限定條件,故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下,均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容所要涵蓋的范圍內(nèi)。同時,本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語,亦僅為便于敘述的明了,而非用以限定本實用新型可實施的范圍,其相對關(guān)系的改變或調(diào)整,在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下,當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0025]如圖1、2所示,本實用新型提供一種基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,該鋰電池保護板包括充放電保護模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、MCU控制器3、實時時鐘模塊4、數(shù)據(jù)存儲模塊5和RFID標簽6,充放電保護模1、數(shù)據(jù)采集模塊2、實時時鐘模塊4、數(shù)據(jù)存儲模塊
5、RFID標簽6均與MCU控制器3通信連接。其中充放電保護模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2通過IIC總線與MCU控制器3連接,有源RFID標簽6通過UART串口與MCU控制器3連接。[0026]充放電保護模塊1通過實時監(jiān)測鋰電池的電壓,來實現(xiàn)對鋰電池過度充電保護、過度放電保護、過電流保護、短路保護以及充電末端均衡等功能。當(dāng)鋰電池組出現(xiàn)異常情況時,該模塊能夠及時反應(yīng)并通過切斷M0S管等方式使鋰電池電芯與外電路隔斷以防止發(fā)生安全事故,并將故障信息通過IIC總線實時傳輸至控制器MCU3。充放電保護模塊1采用BQ77910芯片來實時監(jiān)測電池組充電和放電時的工作狀態(tài),實現(xiàn)對電池的保護功能。BQ77910芯片是TI公司推出的用于鋰離子/化合物的獨立的電池精密保護器,能夠獨立地監(jiān)控4節(jié)到10節(jié)鋰電池電壓。BQ77910鋰電池保護芯片主要實現(xiàn)的功能有過壓保護、欠壓保護、放電過流/短路保護、充電過流/短路保護以及通過一個強健的平衡算法來實現(xiàn)鋰電池組的平衡管理,確保整個電池組工作在最佳狀態(tài)。BQ77910電池均衡采取電阻均衡方式,電阻均衡利用電阻網(wǎng)絡(luò)對電池組進行自動分壓均衡。當(dāng)檢測到某兩個測量點之間的電壓異常時,BQ77910便打開兩點之間的M0S管,使得一部分電流從電阻網(wǎng)絡(luò)上流過,而非直接從鋰電池內(nèi)部流通,從而減輕該節(jié)電池負擔(dān)。
[0027]數(shù)據(jù)采集模塊2通過高精度測量電阻來精確測量電池組電壓、電流、溫度和剩余電量等信息,并通過IIC總線傳輸至MCU控制器3,再由MCU控制器3將鋰電池狀態(tài)信息傳輸給數(shù)據(jù)存儲模塊5進行存儲。數(shù)據(jù)存儲模塊5除了保存有電池狀態(tài)信息外,還存儲有該保護板序列號ID信息,各類電池異常記錄信息等。每塊保護板的ID號都是全球唯一,通過此ID號便可以判別鋰電池身份信息。實時時鐘模塊4則用來為存儲的數(shù)據(jù)記錄提供時間戳信息。RFID標簽采用有源RFID標簽,這樣可實現(xiàn)保護板數(shù)據(jù)的遠程采集,同時可存儲較多的數(shù)據(jù)。有源RFID標簽6應(yīng)符合IEEE802.15.4標準,可實現(xiàn)與RFID閱讀器之間的無線數(shù)據(jù)通信。
[0028]如圖2所示,該鋰電池保護板在工作過程中,首先由數(shù)據(jù)采集模塊2采集鋰電池9的狀態(tài)信息并通過MCU控制器傳輸給數(shù)據(jù)存儲模塊5進行存儲,實時時鐘模塊4提供信息存儲時相應(yīng)的時間戳。與此同時有源RFID標簽6與RFID閱讀器7進行通訊連接,在進入連接狀態(tài)后,RFID閱讀器7發(fā)送數(shù)據(jù)讀取命令來獲取數(shù)據(jù)存儲模塊5存儲的數(shù)據(jù),并將獲取的數(shù)據(jù)傳至鋰電池綜合管理平臺8,通過鋰電池綜合管理平臺8即可對鋰電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析。
[0029]該鋰電池保護板設(shè)有數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊,通過數(shù)據(jù)采集模塊采集到的電池狀態(tài)信息可通過數(shù)據(jù)存儲模塊進行存儲,并通過RFID標簽與閱讀器進行數(shù)據(jù)通信,閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺,這樣專業(yè)技術(shù)人員即可通過鋰電池綜合管理平臺可視化的實時查看各類所需信息,用作鋰電池故障診斷、回收自動分類和安全防盜的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。所以,本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0030]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效,而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其特征在于,其至少包括: 充放電保護模塊,所述充放電保護模塊用于實時監(jiān)測鋰電池的狀態(tài)信息,當(dāng)鋰電池出現(xiàn)異常情況時使鋰電池電芯與外電路隔斷; 數(shù)據(jù)采集模塊,所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集鋰電池的狀態(tài)信息; 實時時鐘模塊,所述實時時鐘模塊用于提供數(shù)據(jù)記錄時間戳信息; 數(shù)據(jù)存儲模塊,所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲鋰電池的狀態(tài)信息及保護板序列號; RFID標簽,所述RFID標簽用于與RFID閱讀器進行無線數(shù)據(jù)通信; MCU控制器,所述充放電保護模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、RFID標簽均與所述MCU控制器通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其特征在于:所述RFID標簽為有源RFID標簽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其特征在于:所述充放電保護模塊、數(shù)據(jù)采集模塊通過IIC總線與所述MCU控制器連接,所述RFID標簽通過UART串口與所述MCU控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的智能型鋰電池保護板,其特征在于:所述充放電保護模塊采用BQ77910芯片。
【文檔編號】H01M10/42GK203481333SQ201320594072
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】李云飛, 黃福明, 黃俊寧 申請人:蘇州德佳物聯(lián)科技有限公司