基於rfid技術的智能型鋰電池保護板的製作方法
2023-12-11 15:29:17
基於rfid技術的智能型鋰電池保護板的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基於RFID技術的智能型鋰電池保護板，其至少包括：充放電保護模塊，數據採集模塊、實時時鐘模塊、RFID標籤和MCU控制器，充放電保護模塊、數據採集模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、RFID標籤均與MCU控制器通信連接。該基於RFID技術的智能型鋰電池保護板設有數據採集模塊和數據存儲模塊，通過數據採集模塊採集到的電池狀態信息可通過數據存儲模塊進行存儲，並通過RFID標籤與閱讀器進行數據通信，閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺，這樣專業技術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據基礎。
【專利說明】基於RFID技術的智能型鋰電池保護板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰電池領域，特別是涉及一種基於RFID技術的智能型鋰電池保護板。
【背景技術】
[0002]鋰電池具有體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、自放電小、循環壽命長等優點，使其作為一種新型綠色能源得到越來越廣泛的應用，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後，因其本身特性比較活躍等原因易導致在過充電、過放電和過電流等異常工作狀態會造成其永久性的損壞，會嚴重影響鋰電池的性能與壽命，嚴重時甚至會導致鋰電池燃燒、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對電池的損壞。
[0003]由於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、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開關導通，使電芯與外電路導通，而當電芯電壓或迴路電流超過規定值時，它立刻控制M0S開關關斷，保護電芯的安全。
[0004]目前市場上常見的傳統鋰電池保護板大多是內置的獨立保護裝置，使用環境相對封閉，使得鋰電池組內部運行情況難以被清晰、直觀地獲取到。當鋰電池發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晶片切斷充電或者放電電路，使得鋰電池無法正常工作，進而影響用戶對電動車輛的正常使用並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管了。
實用新型內容
[0005]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種可實時採集鋰電池各項數據參數並可進行存儲和讀取的基於RFID技術的智能型鋰電池保護板。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種基於RFID技術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於實時監測鋰電池的狀態信息，當鋰電池出現異常情況時使鋰電池電芯與外電路隔斷；數據採集模塊，所述數據採集模塊用於採集鋰電池的狀態信息；實時時鐘模塊，所述實時時鐘模塊用於提供數據記錄時間戳信息；數據存儲模塊，所述數據存儲模塊用於存儲鋰電池的狀態信息及保護板序列號；RFID標籤，所述RFID標籤用於與RFID閱讀器進行無線數據通信；MCU控制器，所述充放電保護模塊、數據採集模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、RFID標籤均與所述MCU控制器通信連接。
[0007]優選地，所述RFID標籤為有源RFID標籤。[0008]優選地，所述充放電保護模塊、數據採集模塊通過IIC總線與所述MCU控制器連接，所述RFID標籤通過UART串口與所述MCU控制器連接。
[0009]優選地，所述充放電保護模塊採用BQ77910晶片。
[0010]如上所述，本實用新型的基於RFID技術的智能型鋰電池保護板具有以下有益效果:該鋰電池保護板設有數據採集模塊和數據存儲模塊，通過數據採集模塊採集到的電池狀態信息可通過數據存儲模塊進行存儲，並通過RFID標籤與閱讀器進行數據通信，閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺，這樣專業技術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據基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的系統框圖。
[0012]圖2本實用新型實施例與閱讀器進行通信的系統框圖。
[0013]元件標號說明
[0014]1充放電保護模塊
[0015]2數據採集模塊
[0016]3MCU 控制器
[0017]4實時 時鐘模塊
[0018]5數據存儲模塊
[0019]6有源RFID標籤
[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，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0024]請參閱圖1、2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容所要涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。
[0025]如圖1、2所示，本實用新型提供一種基於RFID技術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、數據採集模塊2、MCU控制器3、實時時鐘模塊4、數據存儲模塊5和RFID標籤6，充放電保護模1、數據採集模塊2、實時時鐘模塊4、數據存儲模塊
5、RFID標籤6均與MCU控制器3通信連接。其中充放電保護模塊1、數據採集模塊2通過IIC總線與MCU控制器3連接，有源RFID標籤6通過UART串口與MCU控制器3連接。[0026]充放電保護模塊1通過實時監測鋰電池的電壓，來實現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。當鋰電池組出現異常情況時，該模塊能夠及時反應並通過切斷M0S管等方式使鋰電池電芯與外電路隔斷以防止發生安全事故，並將故障信息通過IIC總線實時傳輸至控制器MCU3。充放電保護模塊1採用BQ77910晶片來實時監測電池組充電和放電時的工作狀態，實現對電池的保護功能。BQ77910晶片是TI公司推出的用於鋰離子/化合物的獨立的電池精密保護器，能夠獨立地監控4節到10節鋰電池電壓。BQ77910鋰電池保護晶片主要實現的功能有過壓保護、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鋰電池組的平衡管理，確保整個電池組工作在最佳狀態。BQ77910電池均衡採取電阻均衡方式，電阻均衡利用電阻網絡對電池組進行自動分壓均衡。當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絡上流過，而非直接從鋰電池內部流通，從而減輕該節電池負擔。
[0027]數據採集模塊2通過高精度測量電阻來精確測量電池組電壓、電流、溫度和剩餘電量等信息，並通過IIC總線傳輸至MCU控制器3，再由MCU控制器3將鋰電池狀態信息傳輸給數據存儲模塊5進行存儲。數據存儲模塊5除了保存有電池狀態信息外，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則用來為存儲的數據記錄提供時間戳信息。RFID標籤採用有源RFID標籤，這樣可實現保護板數據的遠程採集，同時可存儲較多的數據。有源RFID標籤6應符合IEEE802.15.4標準，可實現與RFID閱讀器之間的無線數據通信。
[0028]如圖2所示，該鋰電池保護板在工作過程中，首先由數據採集模塊2採集鋰電池9的狀態信息並通過MCU控制器傳輸給數據存儲模塊5進行存儲，實時時鐘模塊4提供信息存儲時相應的時間戳。與此同時有源RFID標籤6與RFID閱讀器7進行通訊連接，在進入連接狀態後，RFID閱讀器7發送數據讀取命令來獲取數據存儲模塊5存儲的數據，並將獲取的數據傳至鋰電池綜合管理平臺8，通過鋰電池綜合管理平臺8即可對鋰電池狀態數據進行分析。
[0029]該鋰電池保護板設有數據採集模塊和數據存儲模塊，通過數據採集模塊採集到的電池狀態信息可通過數據存儲模塊進行存儲，並通過RFID標籤與閱讀器進行數據通信，閱讀器可將鋰電池信息傳送給鋰電池綜合管理平臺，這樣專業技術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據基礎。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0030]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】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思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種基於RFID技術的智能型鋰電池保護板，其特徵在於，其至少包括: 充放電保護模塊，所述充放電保護模塊用於實時監測鋰電池的狀態信息，當鋰電池出現異常情況時使鋰電池電芯與外電路隔斷； 數據採集模塊，所述數據採集模塊用於採集鋰電池的狀態信息； 實時時鐘模塊，所述實時時鐘模塊用於提供數據記錄時間戳信息； 數據存儲模塊，所述數據存儲模塊用於存儲鋰電池的狀態信息及保護板序列號； RFID標籤，所述RFID標籤用於與RFID閱讀器進行無線數據通信； MCU控制器，所述充放電保護模塊、數據採集模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、RFID標籤均與所述MCU控制器通信連接。
2.根據權利要求1所述的基於RFID技術的智能型鋰電池保護板，其特徵在於:所述RFID標籤為有源RFID標籤。
3.根據權利要求1所述的基於RFID技術的智能型鋰電池保護板，其特徵在於:所述充放電保護模塊、數據採集模塊通過IIC總線與所述MCU控制器連接，所述RFID標籤通過UART串口與所述MCU控制器連接。
4.根據權利要求1所述的基於RFID技術的智能型鋰電池保護板，其特徵在於:所述充放電保護模塊採用BQ77910晶片。
【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 優先權日:2013年9月25日
【發明者】李雲飛, 黃福明, 黃俊寧 申請人:蘇州德佳物聯科技有限公司