CN101950991A

CN101950991A - 以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和动态修复的方法

Info

Publication number: CN101950991A
Application number: CN2010102469788A
Authority: CN
Inventors: 王晓功
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明公开了属于电化学电池领域的一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和动态修复的方法，该方法通过建立对遥控电池组的实时遥感信息获取、遥感信息处理和遥感信息应用三个系统平台来实施以遥感技术对遥控电池组离散度变异进行实时监控和动态修复。通过对遥控电池组实时动态监测，在实时状态下包括其单体电压，容量，温度、内阻、充放电等参数控制在安全状态下。随时修复处于离散度变异的电池组，解决了大容量电池组在使用时其物理、化学特征离散度变异难以控制的安全隐患，极大改善了高容量、大动力电池模块的应用可靠性，大幅度提高了电池模块的安全性和使用寿命。本发明的实施将会促进纯电动车辆加快产业化的进程。

Description

以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和动态修复的方法

技术领域

本发明属于遥感技术在电化学电池领域的应用范围，特别涉及一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，具体说是在大容量、高倍率的大动力电池组中应用遥感技术解决了单体电池和模块在应用时其物理、化学特征离散度变异而引起安全隐患，通过建立针对遥控电池组的实时遥感信息获取、信息处理和信息应用三个系统平台，极大地提高了大容量动力电池组在应用时的安全性和使用寿命。

技术背景

在现阶段，节能减排、环境保护、温室气体以致全球气候变暖、石油储量见底且价位高的现实情况下，使电动汽车产业化尤显迫切和必要。然而电动车的性能受制于电池组的性能，而电池组的性能又与它在工作时间引起单体电池和模块间物理、化学性能离散度变异密切相关。目前各电动汽车生产厂家对电池组随使用时间离散度变化造成安全隐患仅靠定期维修来解决，该方法无法突破电动车产业化对安全性要求的瓶颈。电动汽车越来越倾向于比能量高的电池，如大动力锂电池，但这种电池组对单体电池和模块间的离散度变异具有很高的要求。电池组的离散现象主要表现为单体电池的内阻、电压、容量和温度的不一致。由于单体电池内阻，尤其是极化内阻的不一致，个别单体电池在充放电过程中电压变化将比较剧烈，导致整个电池组的电压变化剧烈，影响电池组的调峰能力；由于单体电池容量存在差异，部分单体电池在使用过程中会比其他单体电池先达到充满或放空的状态，导致这部分单体电池容易处于过充电或过放电的状态，不但会缩短电池组的使用寿命，还可能导致电池燃烧、爆炸等不安全因素；由于单体电池在工作中有放热和吸热的过程，单体电池的温度也会不断变化，当温度变化不一致时，部分单体电池将可能超过适用温度范围，带来性能下降和安全隐患。上述4种不一致现象不是独立的，而是相互影响，耦合在一起的。故电动汽车用大动力电池模块在使用时对离散度控制和修复成为亟待解决的问题。通过对遥控电池组的遥感监控和修复，使电池组离散度安全性从电池组开始使用到产品回收，其生命周期处于全程监控，极大的延长了电池组使用寿命，降低了运营成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，其特征在于，该方法通过建立对遥控电池组的实时遥感信息获取、遥感资料处理和遥感资料应用三个系统平台来实施以遥感技术对遥控电池组离散度变异进行实时监控和动态修复，步骤如下：

1)遥感信息获取：数字大动力电池组由数字电池组管理单元和多个数字单体电池组成；在生产大容量电池时，在电池组每个数字单体电池的正负极耳之间的适当位置安装一个电流传感器、一个电压传感器和一个温度传感器，这些传感器构成信息采集装置，采集到的信息通过数字电池组管理单元进行模数转换处理，并将得到的遥感数据通过无线发射传输到监控服务中心的资料处理平台；

2)遥感资料处理平台：所述监控服务中心由数据库、服务器、用户、防火墙和路由器构成；包括将采集数字单体电池得到的信号进行时序编码和加密，一面记录在相应的存储介质中，一面通过GPRS、CDMA或GPS传至信息处理终端，进行记录和显示；收集的信息由信息处理终端的软件处理得到当前电池组和电池组中单体电池的当前状态和变化过程的历史记录，由此判断电池组的工况和其中单体电池的工况，得到含有地理信息的反应电池组及电池组中单体电池工况的加密时序信号，通过GIS、GPS、或GPRS定位装置，通知用户对有问题的电池组进行处理；其中用户包括企业、个人和PDA；

3)遥感资料应用平台：经过处理后的遥感数据指导充电站为遥控电池组定量充电，如果数据显示某个单体电池离散度低于整体电池组的3-35％时，系统将自动报警，提示使用者到指定4S服务中心更换该电池单体。

所述单体电池的内阻、电压、容量和温度的不一致产生电量、内阻的差异以及电量和内阻的变化的差异，带来电池组中离散度变异而产生发热现象、以及由于发热而带来的爆裂消息。

所述遥感数据包括单体电池的内阻、电压、容量和温度、充放电等参数的离散度变异信息。数据还包括遥控电池组全程应用时涉及的实时定位(影像和矢量信息)、运动速率信息，远程控制信息(断电、短路、报警等)

所述遥感数据传输与主机采用RS232或者485连接，具体通信协议可以根据用户定制。

所述监控服务中心为采用先进的分布式多层体系架构的开放型系统，支持融合计算机网络技术数据处理技术，系统容量大，具有良好的扩容性和扩展性，软件开发更加灵活。

所述遥感器采用GPS数据接收融合数字开关输入/输出接口，采用合理的控制技术，使用了GPRS数据通道实现电池组位置、离散度状态信息的实时传输。

所述数据库包括企业信息，地图信息和GPRS信息；所述服务器采用WEB或GIS资源。

本发明的有益效果是本遥控系统可以应用于1km范围的局域空间中的电池组信息的近程控制，也可以通过GIS、GPS或GPRS无线通讯网进行远程消息收集以及向被收集信息的总控单元发出指令(报警或专用控制信号)。本发明可以克服大容量电池组工作状态时离散度变异造成的隐患。解决了大容量电池组在使用时其物理、化学特征离散度变异难以控制的安全隐患，极大改善了高容量、大动力电池模块的应用可靠性，大幅度提高了电池模块的安全性和使用寿命。本发明的实施将会促进纯电动车辆加快产业化的进程。

附图说明

图1为以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的工作示意图。

具体实施方式

本发明提供一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法。包括建立对遥控电池组的实时遥感信息获取、遥感资料处理和遥感资料应用三个系统平台，主要为了能够及时的掌握电池组中单体电池的工况，大容量电池在串联使用情况下，由于电池特性的本真差异，使得电池组中的单体电池可能由于电量、内阻的差异以及电量和内阻的变化的差异，可能带来电池组中离散度变异而产生发热现象、以及由于发热而带来的爆裂等问题。我们特地设计了此技术方案。

下面结合附图对本发明进一步说明。

在图1所示为以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的工作示意图中，1)遥感信息获取：数字大动力电池组由数字电池组管理单元和多个数字单体电池组成；在生产大容量电池时，在电池组每个数字单体电池的正负极耳之间的适当位置安装一个电流传感器、一个电压传感器和一个温度传感器，这些传感器构成信息采集装置，采集到的信息通过数字电池组管理单元进行模数转换处理，并将得到的遥感数据通过无线发射传输到监控服务中心的资料处理平台；遥感器采用GPS数据接收融合数字开关输入/输出接口，采用合理的控制技术，使用了GPRS数据通道实现电池组位置、离散度状态信息的实时传输。

遥感数据传输与主机采用RS232或者485连接，具体通信协议可以根据用户定制。所述遥感数据包括单体电池的内阻、单体电池电压在2.0V-4.5V范围、从30Ah到1000Ah的电池组容量和单体电池的工作温度在-50℃-+70℃之间、充放电等参数的离散度变异信息。数据还包括遥控电池组全程应用时涉及的实时定位(影像和矢量信息)、运动速率信息，远程控制信息(断电、短路、报警等)

GPS电池组监控中心系统采用先进的分布式多层体系架构的开放型系统。系统容量大，支持融合计算机网络技术，数据处理技术，具有良好的扩容性和扩展性，软件开发更加灵活。

2)遥感资料处理平台：所述监控服务中心由数据库、服务器、用户、防火墙和路由器构成；包括将采集单元得到的信号进行时序编码和加密，一面记录在相应的存储介质中，一面通过GPRS、CDMA或GPS传至信息处理终端，进行记录和显示。收集的信息通过系统软件处理得到当前电池组和电池组中单体电池的当前状态和变化过程的历史记录，由此判断电池组的工况和其中单体电池的工况，得到含有地理信息的反应电池组及电池组中单体电池工况的加密时序信号，通过GIS、GPS、或GPRS定位装置，通知用户对有问题的电池组进行处理；其中用户包括企业、个人和PDA。

3)遥感资料应用平台：经过处理后的遥感数据指导充电站为遥控电池定量充电，如果数据显示某个单体电池离散度低于整体电池组3-35％时，系统将自动报警，提示使用者到指定4S服务中心更换该单体电池。

本遥控系统可以应用于1km范围的局域空间中的电池组信息的近程控制，也可以通过GIS、GPS或GPRS无线通讯网进行远程消息收集以及向被收集信息的总控单元发出指令(报警或专用控制信号)。本遥控系统可以克服工作状态时离散度变异造成的隐患。

Claims

1.一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和动态修复的方法，其特征在于，该方法通过建立对遥控电池组的实时遥感信息获取、遥感信息处理和遥感信息应用三个系统平台来实施以遥感技术对遥控电池组离散度变异进行实时监控和动态修复，步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，其特征在于，所述遥感数据包括单体电池的内阻、电压、容量和温度、充放电等参数的离散度变异信息；数据还包括遥控电池组全程应用时涉及的实时定位、运动速率信息及远程控制信息。

3.根据权利要求1所述一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和动态修复的方法，其特征在于，所述遥感器采用GPS数据接收融合数字开关输入/输出接口，使用了GPRS数据通道实现遥控电池组定位、离散度状态信息的实时传输。

4.根据权利要求1所述一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，其特征在于，所述数据库包括企业信息，地图信息和GPRS信息；电池组管理信息及物流信息；所述服务器采用WEB或GIS资源。

5.根据权利要求1所述一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，其特征在于，所述实时定位包括影像定位和矢量信息定位。

6.根据权利要求1所述一种以遥感技术对遥控电池组进行实时监控和修复的方法，其特征在于，所述远程控制信息为断电、短路和报警。