一種功能蓄電池的構造的製作方法

2023-04-23 02:16:46

專利名稱：一種功能蓄電池的構造的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於蓄電及其控制技術領域，具體涉及一種功能蓄電池的構造。
技術背景目前大力推進清潔能源和低碳減排是全人類的共識，也是技術發展的方向之一。 為之，家庭太陽能供電系統，調峰用電系統，應急用電系統特別是電動車和電動及混合動力汽車已經走進人們的生活和工作場所，大有普及化之勢。所有這些有助於人類改善生活質量、改善生活與工作環境的新技術新產品，都離不開電能存儲系統，即蓄電池產品。又如農、林業用的太陽能或風能滅蟲燈，太陽能、風能公路路燈以及其他公共環境的照明及用電器，蓄電池可以說越來越普遍，這樣丟失和挪用的風險加大管理與維護成本也加大。從家庭供電用電系統到社區用電供電系統，從電動車到電動汽車，離不開蓄電池的蓄電和充電，電力接續是其應用普及的一個重要瓶頸。目前可解決的方法通常考慮的是如何快速充電或更換同規格蓄電池。充電受現有技術與材料限制，需要一定的充電時間； 而目前快速充電與續電的最好辦法是更換同規格的蓄電池，這樣即快捷又簡便，易於採用； 但是，由於現有技術產品其廠牌與真偽、來源與品質以及現時的運行狀況等，在更換難以確認，更無法追溯，所以無法推廣；而且蓄電池本身的性能狀況及使用壽命的記錄與識別是更換蓄電池的使用方式的關鍵。如果用於蓄電池充電站並以更換蓄電池的方法代替現場充電方式，可以大大減少用戶等待充電的時間，極大提高蓄電池充電站的服務效率，不過那就需要快捷知曉所要更換電池的基本狀況，主要更換履歷，運行的主要參數、質量狀況，特別是蓄電池本身的身份信息，為產品的追溯以及服務與收費提供依據，並可與身份信息及客戶服務卡(證)掛鈎。 而對現有技術與產品之言，蓄電池產品本身缺少身份標識和運行主要狀態參數的記錄，俗稱「黑匣子」。可見，蓄電池的現有技術與產品所存在的缺陷和不足，嚴重影響了蓄電池市場的和諧有序發展。
發明內容為了克服現有技術與產品的上述缺陷和不足，本實用新型提出了一種功能蓄電池的構造。其具體技術方案和實現方法為，本實用新型提出的一種功能蓄電池的構造，其功能蓄電池是由電池芯體接線柱、電池殼體接線柱、智能控制器、信號傳感器、可電控開關、電極連線、設有第一倉室和第二倉室的電池殼體構成並配套無線檢測器或智能充電器，其特徵是可電控開關的一端通過電極連線與電池殼體接線柱的正極相連，另一端通過電極連線與電池芯體接線柱的正極相連同時連接信號傳感器，可電控開關的受控端及信號傳感器的信號輸出端分別與智能控制器的開關驅動接口及傳感器接口相連，以及電池芯體接線柱的負極通過電極連線直接與電池殼體接線柱的負極相連。[0008]本實用新型所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是電池殼體具有兩個獨立倉室，分別為設有獨立放置電池芯體的第一倉室和放置智能控制器、信號傳感器、可電控開關的獨立控制電路的第二倉室，特別是第二倉室以密閉形式設置在蓄電池殼體的上部，以減少對智能控制器、信號傳感器、可電控開關的損害為原則。本實用新型所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是智能控制器由微處理器、存儲器、時鐘電路、通信接口電路、I/O驅動電路、模數轉換電路、電源供應電路、總線、專用數據模塊和標準通信接口、無線收發器、開關驅動接口、指示器及傳感器接口組成。本實用新型所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是無線檢測器由微處理器、存儲器、時鐘電路、專用數據模塊、I/O驅動電路、通信接口電路、電源、總線、操控面板、顯示器、標準通信接口及無線收發器組成，並且無線檢測器與智能控制器以無線方式和有線兩種方式之一相連，也可以通過標準通信接口與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接。雙方交互信息，其接收的信息可以直接輸出到顯示器上顯示，也可以通過標準通信接口與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接，在電腦上顯示相應信息。本實用新型所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是智能充電器是在充電器基礎上增加智能通信與控制模塊，其智能通信與控制模塊由微處理器、存儲器、時鐘電路、通信接口電路、I/O驅動電路、專用數據模塊、電源、總線、標準通信接口及無線收發器並由I/O 驅動電路連接充電器電路組成，並且智能充電器至少設有標準通信接口及無線收發器兩者之一，並可以通過標準通信接口或無線收發器與智能控制器相連通，並可通過標準通信接口與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接。本實用新型所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是電池芯體接線柱(1)、電池殼體接線柱(2)各分別設有正極和負極兩個接線柱。本實用新型所述技術方案的控制方法，其特徵是①無線檢測器與智能控制器的無線收發器或通過兩者的標準通信接口相連進行通信，互驗身份標識後雙方按操作和約定方式交互信息，並可將人工在無線檢測器的操控面板設置新的標誌信息和使用方式及鎖閉充放電功能的信息發送給智能控制器；當使用方式設置為受控使用時，即每次使用均需無線檢測器發送授權開啟的指令，否則為非受控使用方式，在授權使用方式下，沒有對應的無線檢測器發送授權指令時，功能蓄電池不能開啟工作。②功能蓄電池在每次接入充電器時，智能控制器按設置約定，識別充電器的相應標識數據，符合預置數據要求時，才確認為是合法的智能充電器，通過可電控開關接通電極連線，同時相應智能充電器及無線檢測器也可以讀取功能蓄電池的標識和電特性記錄判斷蓄電池的實際狀況。③功能蓄電池在出品和每次充、放電過程設結束時，智能控制器通過信號傳感器及時鐘電路對功能蓄電池的充、放電進行採集的電參數和溫度參數，通過與專用數據模塊預置的相應數據進行比對和判斷，生成並存儲相應功能蓄電池狀況信息記錄，供下次功能蓄電池充、放電和查驗功能蓄電池狀況時調用。④在功能蓄電池充、放電過程中，智能控制器按設置的時間節拍，實時通過信號傳感器採集電特性參數及溫度參數，通過指示器按約定方式給予實時指示，同時通過與專用數據模塊預置的相應數據進行比對和判斷，生成控制指令並控制可電控開關的通、斷，在發現使用異常時會通過指示器報警並記錄相應異常信息，並在每次使用結束時生成蓄電池狀況信息記錄，供無線檢測器和智能充電器讀取和查詢。通過上述本實用新型提供的技術方案實現的功能蓄電池，可以有效克服現有技術與產品的缺陷和不足，為蓄電池更安全、更有效、更方便、更快捷的應用創造了條件，為蓄電池更廣泛的應用和普及提供了保障，使蓄電池市場的和諧有序發展成為可能。顯然，本實用新型的技術方案實現的功能蓄電池有顯著的有益效果，可以實現1.防止挪用、盜用等不法行為，維護公共利益和社會和諧。2.提高使用的安全性，保護用戶利益。3.有利於蓄電池產品的防偽和劣質產品在市場的流通，減少對用戶的損害。4.有利於蓄電池產品的質量跟蹤，促進市場規範健康發展。5.為產品改進和技術進步提供實測數據與依據。6.有利於蓄電池產品的合理使用，提高使用壽命。7.有利於換用方式的應用維護，促進清潔能源驅動的移動動力源的應用。

圖1為功能蓄電池構造示意圖圖2為智能控制器3原理示意框圖圖3為無線檢測器8功能原理示意框圖圖4為智能充電器9功能原理示意圖
具體實施方式
作為實施例子，結合附圖對一種功能蓄電池的構造給予說明，但是，本實用新型的技術與方案不限於本實施例子給出的內容。如圖1功能蓄電池構造示意圖所示，一種功能蓄電池的構造，其功能蓄電池是由電池芯體接線柱(1)、電池殼體接線柱O)、智能控制器(3)、信號傳感器G)、可電控開關 (5)、電極連線(6)、設有第一倉室(71)和第二倉室(72)的電池殼體(7)的電池殼體(7)構成並配套無線檢測器(8)或智能充電器(9)，可電控開關(5)，其特徵是通過電極連線(6) 與電池殼體接線柱O)的正極相連，另一端通過電極連線(6)與電池芯體接線柱(1)的正極相連同時連接信號傳感器G)，可電控開關( 的受控端及信號傳感器(4)的信號輸出端分別與智能控制器(3)的開關驅動接口(351)及傳感器接口(361)相連，以及電池芯體接線柱(1)的負極通過電極連線(6)直接與電池殼體接線柱O)的負極相連。如圖1功能蓄電池構造示意圖所示，一種功能蓄電池的構造，其電池芯體及接線柱(1)、電池殼體接線柱(2)各分別設有正極和負極兩個接線柱。如圖1功能蓄電池構造示意圖所示，電池殼體(7)具有兩個獨立倉室，分別為設有獨立放置電池芯體(1)的第一倉室(71)和放置智能控制器(3)、信號傳感器0)、可電控開關(5)的獨立控制電路的第二倉室(72)，特別是第二倉室m以密閉形式設置在蓄電池殼體(7)的上部，以減少對智能控制器(3)、信號傳感器G)、可電控開關(5)的損害為原則。如圖2智能控制器(3)原理示意框圖所示，智能控制器(3)由微處理器(31)、存儲器(32)、時鐘電路(33)、通信接口電路(34)、I/O驅動電路(35)、模數轉換電路(36)、電源供應電路(37)、總線(38)、專用數據模塊(39)和標準通信接口(341)、無線收發器(342)、 開關驅動接口(351)、指示器(35 及傳感器接口(361)組成。如圖3無線檢測器8功能原理示意框圖所示，無線檢測器(8)由微處理器(81)、 存儲器(82)、時鐘電路(83)、專用數據模塊(84)、I/O驅動電路(85)、通信接口電路(86)、 電源(87)、總線(88)、操控面板(851)、顯示器(852)、標準通信接口(861)及無線收發器 (862)組成，並且無線檢測器(8)與智能控制器(3)以無線方式和有線兩種方式之一相連， 也可以通過標準通信接口(861)與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接，在電腦上顯示相應信息。如圖4智能充電器9功能原理示意圖所示，智能充電器(9)是在充電器基礎上增加智能通信與控制模塊(90)，其智能通信與控制模塊(90)由微處理器(91)、存儲器(92)、 時鐘電路(93)、通信接口電路(94)、I/O驅動電路(95)、專用數據模塊(96)、電源(97)、總線(98)、標準通信接口(941)及無線收發器(942)並由I/O驅動電路(95)連接充電器電路(951)組成，並且智能充電器(9)至少設有標準通信接口(941)及無線收發器(942)兩者之一，並可以通過標準通信接口(941)或無線收發器(94 與智能控制器C3)相連通， 並可通過標準通信接口(941)與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接，在電腦上顯示相應信息。本實用新型的技術方案為了使產品具有唯一的身份信息並具有保密和便於驗證以及實施最優化控制的功能，一種功能蓄電池的構造，設計了專用數據模塊(39)或專用數據模塊(84)或專用數據模塊(96)的特徵是每個專用數據模塊設有各自的標識數據，並且為統一的動態加密標識數據和唯一的產品標識數據並預先存儲相應的標準電性能參數和識別數據和用於判斷使用性能的電參數以及優選充控制和識別數據。本實用新型技術方案實現所採取的控制方式為①無線檢測器⑶與智能控制器(3)的無線收發器(342)或通過兩者的標準通信接口(861)與(341)相連進行通信，互驗身份標識後雙方按操作和約定方式交互信息，並可將人工在無線檢測器(8)的操控面板(851)設置新的標誌信息和使用方式及鎖閉充放電功能的信息發送給智能控制器(3)；當使用方式設置為受控使用時，即每次使用均需無線檢測器(8)發送授權開啟的指令，否則為非受控使用方式，在授權使用方式下，沒有對應的無線檢測器(8)發送授權指令時，功能蓄電池不能開啟工作。②功能蓄電池在每次接入充電器時，智能控制器(3)按設置約定，識別充電器的相應標識數據，符合預置數據要求時，才確認為是合法的智能充電器(9)，通過可電控開關 (5)接通電極連線(6)，同時相應智能充電器(9)及無線檢測器(8)也可以讀取功能蓄電池的標識和電特性記錄判斷蓄電池的實際狀況。③功能蓄電池在出品和每次充、放電過程設結束時，智能控制器(3)通過信號傳感器(4)及時鐘電路(3 對功能蓄電池的充、放電進行採集的電參數和溫度參數，通過與專用數據模塊(39)預置的相應數據進行比對和判斷，生成並存儲相應功能蓄電池狀況信息記錄，供下次功能蓄電池充、放電和查驗功能蓄電池狀況時調用。④在功能蓄電池充、放電過程中，智能控制器(3)按設置的時間節拍，實時通過信號傳感器(4)採集電特性參數及溫度參數，通過指示器(35 按約定方式給予實時指示，同時通過與專用數據模塊(39)預置的相應數據進行比對和判斷，生成控制指令並控制可電控開關(5)的通、斷，在發現使用異常時會通過指示器(352)報警並記錄相應異常信息，並在每次使用結束時生成蓄電池狀況信息記錄，供無線檢測器⑶和智能充電器(9)讀取和查詢。具體應用舉例示例 1 針對受控方式，應用中有無線收發器配套時，通過無線監控器(8)設置功能蓄電池的智能控制器(3)為受控方式，當用戶使用功能蓄電池充電時，智能控制器(3)通過無線收發器(342)首先與充電器交互信息，互驗身份，查驗無誤並由無線檢測器(8)發出充電授權指令時，控制可電控開關(5)接通電極，使充電器能夠正常為功能蓄電池充電，指示器 (352)按約定方式以圖文顯示屏或不同顏色指示燈或語音提示等方式指示功能蓄電池相應的狀態，本例採用不同顏色指示燈和語音共同提示的方式，綠燈為正常、黃燈為關注、紅燈為異常；若查驗發現是非配套的充電器時，可電控開關(5)為斷開狀態，指示器(352)發出警不fe息。若沒有配套的無線收發器時，可通過智能控制器(3)的標準通信接口(341)與智能充電器(9)的標準通信接口(941)相連接進行信息交互，互驗身份，查驗無誤並由無線檢測器⑶發出充電授權指令(如本例設置為AAA)時，智能控制器(3)收到AAA信號解碼確認後，控制可電控開關(5)接通電極線，使充電器能夠正常為功能蓄電池充電，指示器 (352)顯示蓄電池相應的狀態；若查驗發現是非配套的充電器或沒有收到AAA信號充電授權指令時，可電控開關(5)為斷開狀態，指示器(351)紅燈閃亮發出警示信息，充電器不能夠正常為功能蓄電池進行充電。也就是說，即使每次使用在受控狀態下，沒有用戶的授權蓄電池是不能工作的。本例設定蓄電池的智能控制器C3)具有用戶授權密碼(用戶可以隨時更改)和一次性臨時授權密碼，後者是為了功能蓄電池交由第三方時使用；如果是在充電站更換蓄電池方式使用， 無線檢測器(8) —並更換，用戶還需使用無線檢測器(8)將功能蓄電池解密恢復成為出廠時標準加密狀態，此時智能充電器(9)可以自動識別解密；這樣就使得功能蓄電池既能流通，又能防止盜用和不當使用。示例 2 針對非受控方式，由用戶通過無線檢測器(8)或通過智能充電器(9)的操作，可以解除功能蓄電池的受控方式，改為非受控方式使用。在非受控方式下，無須每次使用都要進行授權操作，在使用時，功能蓄電池的智能控制器(3)仍然會與充電器交互信息，確定充電器是否為配套的充電器，若是配套的智能充電器(9)則提供功能蓄電池的狀況記錄，作為智能充電器(9)控制充電過程的參考數據；若不是配套充電器，智能控制器(3)自動監測並控制可電控開關(5)，在出現充電量參數超範圍及過充時斷開電極，防止不當的充電狀況出現。示例 3 應用時可以實現放電監控功能，功能蓄電池在放電時，智能控制器(3)通過模數轉換電路(36)、傳感器接口(361)和信號傳感器(4)實時監測功能蓄電池的電性能參數， 並通過專用數據模塊(39)按設置約定控制可電控開關(5)的通、斷，防止過放和其他使用不當的損害。若是受控方式，則必須在授權時，智能控制器(3)控制可電控開關(5)接通電極，使功能蓄電池進入正常放電使用狀態。日常情況下，由於使用不當或使用不匹配，或有缺陷的充電器給蓄電池造成損害， 常規合格蓄電池在合理使用的情況下，理論上能夠使用5-10年，而人們平時大部分只使用兩三年甚至更短就失效了，這主要是使用不當的原因，如果每次都能合理使用，合格蓄電池就能使用5年以上。示例 4 對於動力車更換電池，充電站可以通過無線檢測器⑶或智能充電器(9)讀取功能蓄電池的身份信息和狀況信息記錄，核對並記錄相關信息，並且可以與用戶卡聯動，根據功能蓄電池狀況信息記錄確定相應服務費用，為服務商和用戶的公平交易創造了條件，保證了服務商和用戶雙方的利益，並且快捷、簡便、安全、可靠。示例 5 對於農業、林業，公共環境中應用功能蓄電池，遭到盜用、挪用時，由於沒有無線檢測器(8)及相應授權指令，相應的功能蓄電池將無法充電並報警。可知，本實用新型技術方案實現的功能蓄電池，既可增加流動性，又可提高安全性，既可合法交流共享，又可防止非法挪用、盜用，確保所有人和使用人的合法權益。
權利要求1.一種功能蓄電池的構造，其功能蓄電池是由電池芯體接線柱(1)、電池殼體接線柱 (2)、智能控制器(3)、信號傳感器(4)、可電控開關(5)、電極連線(6)、設有第一倉室(71) 和第二倉室(72)的電池殼體(7)構成並配套無線檢測器(8)或智能充電器(9)；其特徵是可電控開關(5)的一端通過電極連線(6)與電池殼體接線柱O)的正極相連，另一端通過電極連線(6)與電池芯體接線柱(1)的正極相連，同時連接信號傳感器G)，可電控開關(5)的受控端及信號傳感器的信號輸出端分別與智能控制器(3)的開關驅動接口 (351)及傳感器接口(361)相連，以及電池芯體接線柱(1)的負極通過電極連線(6)直接與電池殼體接線柱O)的負極相連。
2.根據權利要求1所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是電池殼體(7)具有兩個獨立倉室，分別為設有獨立放置電池芯體(1)的第一倉室(71)和放置智能控制器C3)、信號傳感器G)、可電控開關(5)的獨立控制電路的第二倉室(72)，特別是第二倉室(7 以密閉形式設置在蓄電池殼體(7)的上部。
3.根據權利要求1所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是智能控制器(3)由微處理器(31)、存儲器(32)、時鐘電路(33)、通信接口電路(34)、I/O驅動電路(35)、模數轉換電路(36)、電源供應電路(37)、總線(38)、專用數據模塊(39)和標準通信接口(341)、無線收發器(342)、開關驅動接口(351)、指示器(35 及傳感器接(361)組成。
4.根據權利要求1所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是無線檢測器(8)由微處理器(81)、存儲器(82)、時鐘電路(83)、專用數據模塊(84)、I/O驅動電路(85)、通信接口電路(86)、電源(87)、總線(88)、操控面板(851)、顯示器(852)、標準通信接口 (861)及無線收發器(862)組成，並且無線檢測器(8)與智能控制器(3)以無線方式和有線兩種方式之一相連，也可以通過標準通信接口(861)與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接。
5.根據權利要求1所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是智能充電器(9)是在充電器基礎上增加智能通信與控制模塊(90)，其智能通信與控制模塊(90)由微處理器(91)、存儲器(92)、時鐘電路(93)、通信接口電路(94)、I/O驅動電路(95)、專用數據模塊(96)、電源(97)、總線(98)、標準通信接口(941)及無線收發器(942)並由I/O驅動電路(95)連接充電器電路(951)組成，並且智能充電器(9)至少設有標準通信接口(941)及無線收發器 (942)兩者之一，並可以通過標準通信接口(941)或無線收發器(94 與智能控制器(3)相連通，並可通過標準通信接口(941)與電腦的USB及RS-232標準通信接口連接。
6.根據權利要求1所述的一種功能蓄電池的構造，其特徵是電池芯體接線柱(1)、電池殼體接線柱(2)各分別設有正極和負極兩個接線柱。
專利摘要本實用新型屬於蓄電及其控制技術領域，具體涉及一種功能蓄電池的構造，其功能蓄電池是由電池芯體接線柱正極和負極、電池殼體接線柱正極和負極、智能控制器、信號傳感器、可電控開關、電極連線、設有獨立控制電路倉室的電池殼體構成。可以有效克服現有技術與產品的缺陷和不足，為蓄電池更安全、更有效、更方便、更快捷的應用創造了條件，為蓄電池更廣泛的應用和普及提供了保障，使蓄電池市場的和諧有序發展成為可能。
文檔編號H01M10/42GK202094247SQ20112000370
公開日2011年12月28日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者周錫衛 申請人:周錫衛