CN102390282A

CN102390282A - 一种电动汽车用电池管理系统行车记录装置及方法

Info

Publication number: CN102390282A
Application number: CN2011103229748A
Authority: CN
Inventors: 魏学哲; 陈金干; 陆宏斌; 韩豫萍
Original assignee: Shanghai H & D Ev Battery Co ltd
Current assignee: Shanghai H & D Ev Battery Co ltd
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明提供了一种电动汽车用电池管理系统行车记录装置及方法，能够实时记录动力电池包的工作状态信息，该装置包括微处理器、信息存储模块、CAN收发器、电源模块、时钟模块。该装置采取了良好的隔热防水措施，既可以在正常工作状况下为电池管理系统（BatteryManagementSystem，BMS）的完善提供完备的数据信息，又可以在发生故障时为分析电动汽车故障提供可靠的数据资料，其通过CAN（ControllerAreaNetwork，CAN）总线对数据进行读写，对电池包的电压、电流等信息进行周期存储，当存储卡写满之后，新的记录会更新之前的记录,所存储的电池包信息可以根据需要，通过上位机界面实时读取，并且具有保存打印等功能。

Description

一种电动汽车用电池管理系统行车记录装置及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池管理系统领域，具体地说是一种电动汽车用动力电池包管理系统的工作状态实时记录装置及方法。

背景技术

近年来新能源汽车日益升温，具有高效节能、低排放或零排放优势的电动汽车重新获得了生机，并受到世界各国的广泛重视，是国际节能环保汽车发展的主攻方向。动力电池作为电动汽车的核心零部件之一，其产业化的应用越来越受到关注，对动力电池管理系统的要求也越来越高。铅酸、镍氢、锂电池的应用都还处于起步期或者发展期，具有很大完善提高的空间的同时也还存在很多问题。

目前动力电池的应用还有很多方面亟待解决与提高，主要表现为电池的一致性、电性能、安全性等几个方面。其中一致性是制约电动汽车动力电池质量的关键因素，由于电动汽车用动力电池的工况受温度、湿度、充放电条件、搁置时间等诸多因素影响，目前对于改进电池一致性问题还需要大量的数据积累作为依据。电性能作为动力电池的基本性能，其寿命衰减，电池极化等问题的研究也是需要一个逐步的衰变信息积累，而不是短时间的数据累计就能解决的。安全性尤其重要，因为这直接关系到人身和财产安全，目前电动汽车自燃现象偶有发生，一旦起火，电池包中所有信息不能保留，技术人员很难分析故障原因，对于解决问题缺乏数据依据。因此，迫切需要类似飞机黑匣子功能的装置，能够实时记录动力电池包的工作状态信息。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种电动汽车用电池管理系统行车记录装置及方法。通过该装置可以实时记录动力电池包工作状态信息，不仅为故障状态下的动力电池提供分析原因的依据，同时也为正常状态下的动力电池包管理系统提供改进完善的数据基础。

为了实现本发明的目的，本发明提出的一种电动汽车用电池管理系统行车记录装置，该装置安装于电池包内部，包括微处理器、信息存储模块、CAN收发器、电源模块、时钟模块，所述电池包的电池管理系统、信息存储模块分别通过CAN收发器与所述微处理器进行通讯，电源模块和时钟模块分别与所述微处理器连接，该装置可以实时存取电池包总电压、电流、SOC、电池包中各模块的最小电压和最大电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码信息。

作为本发明的进一步特征，所述微处理器、信息存储模块、CAN收发器、电源模块、时钟模块设置在一防护罩内。

作为本发明的进一步特征，还包括一个具有CAN通讯接口的上位机界面，当使用CAN总线将PC与所述装置连接时，可以通过上位机界面进行信息的读取、保存与打印。

作为本发明的进一步特征，所述信息存储模块由SD存储卡和读写装置组成。

作为本发明的进一步特征，所述电源模块与电池管理系统共用外部电源，由电池管理系统控制该电源的通断。

根据本发明的目的，本发明还提出一种电动汽车用电池管理系统信息记录方法，包括以下步骤：

1）把设置在防护罩内的并包含有CAN收发器、信息存储模块、微处理器、电源模块、时钟模块的信息记录装置安装在电池包内部；

2）根据用户需要，周期性采集通过电池管理系统发送的电池包总电压、电流、SOC、电池包中各模块最大最小电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码信息，并通过CAN总线发送到信息存储模块存储；

3）信息存储模块实时做出存储容量的判断，当信息存储模块中的SD存储卡满时，提前通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡满报警信息。

4）将所述信息记录装置的CAN通讯接口与PC相连对SD存储卡的信息进行读取，并通过上位机界面对信息进行存储，打印处理，或拆开电池包，直接取出SD存储卡进行信息的存储。

作为本发明的进一步特征，还包括步骤：（5）实时监测与电池管理系统的通讯异常问题，当出现通讯故障时通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡通讯异常报警信息。

作为本发明的进一步特征，所述信息记录装置与电池管理系统共用外部电源，由电池管理系统控制该电源的通断。

作为本发明的进一步特征，所述电源为12V。

由于采用以上技术方案，通过本发明的电动汽车用电池管理系统行车记录装置可以对电池管理系统(BMS)信息进行实时记录，包括动力电池包总电压、电流、SOC、各模块最大最小电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码等信息。通过这些信息，可以全面了解特定时刻电池包的工作状态；也可以通过多条记录纵向观察整个电池包工作寿命周期中的变化过程。该装置作为电池管理系统的一个子网节点，通过CAN总线对数据进行收发，当需要调用所记录的数据信息时，可以通过上位机界面读取、保存、打印，使用方便。本发明的装置在工作过程中可以对存储卡状态进行实时监测，当存储卡满时，会提前通过CAN总线向BMS发送存储卡满的报警信息，便于用户及时对信息进行保存或其他处理；当存储卡读取信息异常时，会通过CAN总线向BMS发送存储卡通讯故障的报警信息，便于用户及时排除故障，以免漏掉必需的数据信息，这样保证了数据信息的完整性。

附图说明

图1为本发明的电动汽车用电池管理系统行车记录装置的硬件结构框图。

图2为本发明的电动汽车用电池管理系统行车记录装置的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

图1为本发明的电动汽车用电池管理系统行车记录装置的结构框图。该装置安装在电池包内部，主要由7个部分组成：微处理器10、信息存储模块20、电源模块30、CAN收发器40、时钟模块50、防护罩60以及与该装置配套使用的具有CAN通讯接口的上位机界面，微处理器10、信息存储模块20、电源模块30、CAN收发器40、时钟模块50设置在防护罩60内，所述电池包的电池管理系统（Battery Management System，BMS）、信息存储模块20分别通过CAN收发器40与微处理器10进行通讯，电源模块30和时钟模块50分别与微处理器10连接。该装置可以实时存取电池包总电压、电流、SOC（State of Charge，SOC，电池的荷电状态）、电池包（电池包由多个电池模块组成，电池模块由多个电池单体组成）中各模块的最小电压和最大电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码信息。微处理器10是整个记录装置的中央处理器，负责整体资源的调配；信息存储模块20由大容量存储卡和读写装置组成，用于存储电池包信息，本实施例中，使用SD卡，SＤ卡存储满后会有报警提示，通过CAN总线传送至BMS,用户做出是否保存存储卡信息的判定，读写接口与普通电脑所带读写接口兼容，便于SD卡的通用性；电源模块30与BMS系统共用12V电源，当BMS停止工作时所述记录装置电源会自动切断，确保BMS与所述记录装置工作同步；时钟模块50为所述记录装置提供时钟信号；CAN收发器40是按照标准CAN通讯协议，便于与整车网络的兼容，主要用于电池管理系统与所述记录装置之间的通讯，采用了抗干扰的屏蔽双绞线，通讯速度快且网络稳定；防护罩60是经过特殊材料处理的，具有耐高湿热性能，保证了装置的抗干扰性，即使是在故障中电池包损坏的情况下，保证了所述记录装置的信息可靠性。

所述装置具有两种途径调用存储的电池包信息：在不拆卸电池包前提下，直接通过预留的CAN通讯接口与PC相连，通过上位机界面进行读取和保存，需要时可以打印输出，读取信息的长度可以根据需要自己定义，灵活方便。在出现故障时，可以拆开电池包，直接取出SD卡进行信息读取。

本发明还提出一种电动汽车用电池管理系统信息记录方法，包括以下步骤：

1）把设置在防护罩60内的并包含有CAN收发器40、信息存储模块20、微处理器10、电源模块30、时钟模块50的信息记录装置安装在电池包内部；

2）根据用户需要，周期性采集通过电池管理系统（BMS）发送的电池包总电压、电流、SOC、电池包中各模块最大最小电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码信息，并通过CAN总线发送到信息存储模块20存储；

3）信息存储模块20实时做出存储容量的判断，当信息存储模块20中的SD存储卡满时，提前通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡满报警信息。

5）实时监测与电池管理系统的通讯异常问题，当出现通讯故障时通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡通讯异常报警信息。

图2 为本发明的电动汽车用电池管理系统行车记录装置的软件流程图。BMS开始工作的同时，该系统12V电源接入，系统上电后先进行参数和状态的初始化，自检无误后，进入正常工作模式状态。首先判断存储卡满时会提前通过CAN总线向BMS发出报警信息，通知用户是否存储信息，若需要存储信息可以通过标准的CAN总线与PC机连接，通过上位机界面对信息进行保存或打印，如果不需要保存，所述装置会自动更新所存储的数据信息，这样就确保了信息的实时性。系统可以跟据用户需要自定义保存信息的间隔时间，从而周期性的读取BMS发过来的电池包信息。电池包信息在存储卡中被打包为多条记录，每条记录包含了某一记录时刻的电池包的所有信息。为了区别和调用各条记录，各条记录在存储卡中占用同样的地址空间，通过信息头来区分各条记录。这样用户通过上位机界面既可以一次读取多条记录，又可以选择性的读取想要的记录。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种电动汽车用电池管理系统信息记录装置，该装置安装于电池包内部，其特征在于：包括微处理器、信息存储模块、CAN收发器、电源模块、时钟模块，所述电池包的电池管理系统、信息存储模块分别通过CAN收发器与所述微处理器进行通讯，电源模块和时钟模块分别与所述微处理器连接，该装置可以实时存取电池包总电压、电流、SOC、电池包中各模块的最小电压和最大电压、充放电参数、温度、电池内阻以及故障代码信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述微处理器、信息存储模块、CAN收发器、电源模块、时钟模块设置在一防护罩内。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：还包括一个具有CAN通讯接口的上位机界面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述信息存储模块由SD存储卡和读写装置组成。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述电源模块与电池管理系统共用外部电源，由电池管理系统控制该电源的通断。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述电源为12V。

7.一种电动汽车用电池管理系统信息记录方法，其特征在于：包括以下步骤：

3）信息存储模块实时做出存储容量的判断，当信息存储模块中的SD存储卡满时，提前通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡满报警信息

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：还包括步骤：（5）实时监测与电池管理系统的通讯异常问题，当出现通讯故障时通过CAN总线向电池管理系统发出存储卡通讯异常报警信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述信息记录装置与电池管理系统共用外部电源，由电池管理系统控制该电源的通断。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述电源为12V。