CN102865942A - 一种动力电池温度测试方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种动力电池温度测试方法、装置和系统，其中方法包括：在电池箱中成组动力电池的待测位置装设温度传感器；依据所述温度传感器排布信息构建模拟开关选通矩阵；接收到选通指令的温度传感器采集温度数据并将所述温度数据进行模数转换；以采集时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。本发明实施例通过在电池箱中的动力电池的不同位置的温度进行测量，并结合模拟开关在充放电时间内的测试时间点轮询选通，将采集得到的温度数据上传至服务器、绘制温度曲线并生成温度场分析图供以分析，从而实现对动力电池的温度动态监测，减少动力电池使用时因温度故障的可能性，进而降低环境污染降低维护成本。
Description
一种动力电池温度测试方法、装置和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电动汽车电池监测技术领域，更具体地说，涉及一种动力电池温度测试方法、装置和系统。
背景技术
[0002] 动力电池是为工具提供动力来源的电源，随着电动汽车的推广和应用，电池的性能稳定与否关系到电动汽车的运行持续性和安全性，从而动力电池的容量及供电性能成为人们关注的重点。
[0003] 动力电池多为密封式铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池，在电动汽车运行即动力电池充放电过程中，由于电池的个体质量存在差异及所处的物理环境不同，易出现充放电整体状况不齐而出现局部温度过高的问题。
[0004] 针对上述情况，现有的处理办法是在电池出现充放电异常甚至过热烧毁后才将电池检修或遗弃，不仅造成电池的浪费对环境造成污染隐患且增加了维护成本。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种动力电池温度测试方法、装置和系统，对动力电池充放电状态下的温度参数动态监测，以实现及时发现电池故障减少电池浪费，降低维护成本。
[0006] 一种动力电池温度测试方法，包括：
[0007] 在电池箱中成组动力电池的待测位置装设温度传感器；
[0008] 依据所述温度传感器排布信息构建模拟开关选通矩阵；
[0009] 接收到选通指令的温度传感器采集温度数据并将所述温度数据进行模数转换；
[0010] 以采集时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0011] 优选地，对成组动力电池的待测位置装设温度传感器具体为：
[0012] 对成组动力电池的单体电池、单组电池和电池箱表面待测位置装设温度传感器。
[0013] 为了完善上述方案，接收到选通指令的温度传感器采集温度数据具体为：
[0014] 轮询所述模拟开关选通各温度传感器，收到选通指令的温度传感器采集温度数据。
[0015] 当所述温度传感器为热敏电阻时，还包括：由预设电阻变化曲线对电阻测量电路中的电阻值估算以校正电阻值。
[0016] 一种动力电池温度测试装置，包括：温度传感器、模拟开关组、模数转换器和微控制器，其中：
[0017] 所述温度传感器装设于所述对电池箱中成组动力电池的待测位置；
[0018] 所述模拟开关组依据所述温度传感器排布信息构建选通矩阵；
[0019] 所述模数转换器将接收到选通指令的温度传感器所采集的温度数据进行模数转换；
[0020] 所述微处理器将模数转换后的温度数据上传至服务器，以充放电时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0021] 一种动力电池温度测试系统，包括：服务器、通信模块、电池箱中的成组动力电池、温度传感器、模拟开关组和微控制器，其中：
[0022] 所述温度传感器装设于所述对电池箱中成组动力电池的待测位置；
[0023] 所述模拟开关组依据所述温度传感器排布信息构建选通矩阵；
[0024] 所述模数转换器将接收到选通指令的温度传感器所采集的温度数据进行模数转换；
[0025] 所述微处理器将模数转换后的温度数据通过所述通信模块上传至所述服务器；
[0026] 所述服务器以充放电时间点及所述模数转换后的所述温度数据绘制温度曲线并 生成温度场分析图。
[0027] 从上述的技术方案可以看出，本发明实施例通过在电池箱中的动力电池的不同位置（优选为各个电池，电池组和电池箱）的温度进行测量，并结合模拟开关在充放电时间内的测试时间点轮询选通，将采集得到的温度数据上传至服务器、绘制温度曲线并生成温度场分析图供以分析，从而实现对动力电池的温度动态监测，在电池温度出现异常（过高或过低）时采取对策，减少动力电池使用时因温度故障的可能性，进而降低环境污染降低维护成本。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029] 图I为本发明实施例公开的一种动力电池温度测试方法流程图；
[0030] 图2为本发明又一实施例公开的一种动力电池温度测试方法流程图；
[0031] 图3为本发明实施例公开的一种动力电池温度测试装置结构示意图；
[0032] 图4为本发明又一实施例公开的一种动力电池温度测试装置结构示意图；
[0033] 图5为本发明实施例公开的一种动力电池温度测试系统结构示意图。
具体实施方式
[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 本发明实施例公开了一种动力电池温度测试方法、装置和系统，对动力电池充放电状态下的温度参数动态监测，以实现及时发现电池故障减少电池浪费，降低维护成本。
[0036] 图I不出了一种动力电池温度测试方法,包括：
[0037] 步骤11 :在电池箱中成组动力电池的待测位置装设温度传感器；
[0038] 举例说明，若电动汽车的供电动力电池箱由四个电池包组成，每个电池包由25组电池组组成，每个电池组由4块锂电池紧密积压而成，为了得到电池箱内部各个区域温度的分布情况，在每块电池的表面放置若干温度传感器，对于电池组，需要对与电池箱接触面外的五个面放置温度传感器；
[0039] 步骤12 :依据所述温度传感器排布信息生成模拟开关选通矩阵；
[0040] 在预设测试时间内，对各个温度传感器进行轮询式选通，当然并不局限于该种选通形式。
[0041] 步骤13 :接收到选通指令的温度传感器采集温度数据；
[0042] 步骤14 :将采集到的温度数据进行模数转换后，以采集时间点为参量绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0043] 图2示出了又一种动力电池温度测试方法,包括：
[0044] 步骤21 :在电池箱中成组动力电池的待测位置装设热敏电阻；
[0045] 热敏电阻作为半导体材料，具备较高的电阻率和4% -6%的温度响应系数，鉴于电动汽车的电池排列紧密且测试空间有限，热敏电阻作为尺寸较小的优选方案，在本实施例中采用。
[0046] 步骤22 :依据所述温度传感器排布信息生成模拟开关选通矩阵；
[0047] 为实现多个热敏电阻的测试，并方便轮询测量目的，采用模拟开关矩阵式排列形式。
[0048] 步骤23 :监测并采集模拟开关的环境温度及所述模拟开关管脚的电压值；
[0049] 上述步骤中，由于模拟开关工作产生热量及模拟开关故障等原因，将会影响到检测的精确度，因而需要掌握模拟开关的环境温度情况，并在模拟开关环境温度或电压值异常时，进行调试或维修；
[0050] 步骤24:由预设电阻变化曲线对电阻测量电路中的电阻值估算以校正电阻值。
[0051] 利用预设电阻变化曲线，即，无故障电池正常充放电热敏电阻的电阻曲线为依据，对电阻值进行估算校正测量电阻值，以达到减小误差的效果。
[0052] 步骤25 :接收到选通指令的温热敏电阻采集温度数据并将所述温度数据进行模数转换；
[0053] 步骤26 :以采集时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0054] 所述温度曲线可利用数学模型构建温度场分析图，从而直观地战线温度变化情况并及时发现温度异常点。
[0055] 图3示出了一种动力电池温度测试装置，包括：温度传感器31、模拟开关组32、模数转换器33和微控制器34，其中：
[0056] 所述温度传感器31装设于所述对电池箱中成组动力电池的待测位置；
[0057] 所述模拟开关组32依据所述温度传感器31排布信息构建选通矩阵；
[0058] 所述模数转换器33将接收到选通指令的温度传感器所采集的温度数据进行模数转换；
[0059] 所述微处理器34将模数转换后的温度数据上传至服务器，以充放电时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0060] 图4示出了又一种动力电池温度测试装置，包括：
[0061] 热敏电阻41、模拟开关组42、模数转换器43和微控制器44，基于电阻分压测量法的电阻测量电路35，相同部件说明，参见上一实施例描述，不再赘述，现仅就不同之处说明：
[0062] 所述热敏电阻满足高灵敏度、高分辨率及小体积的要求，在测量空间有限的电动汽车组中使用，然而并不局限，例如，热电偶也可使用，不再过多赘述。
[0063] 作为进一步的优选，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻器（NTC);所述模拟开关组中的模拟开关优选为ADG1406型；鉴于对采样精度和误差的考虑，所述模数转换器43具体为AD161S626型；所述微控制器具体为Philips公司的P89LPC938芯片。
[0064] 将O. 5%精度2K Ω的精密电阻与待测NTC串联，通过高分辨率的模数转换器采集精密电阻上的分压，可以得到待测NTC的阻值。同时，模数转换器的参考电压与NTC的供电电源为同一电源，这样更加有利于减小电源波动造成的影响。
[0065] 图5不出了一种动力电池温度测试系统，包括：
[0066] 服务器51、通信模块52、电池箱中的成组动力电池53、温度传感器54、模拟开关组55、模数转换器56和微控制器57，其中：
[0067] 所述温度传感器54装设于所述对电池箱中成组动力电池53的待测位置；
[0068] 所述模拟开关组55依据所述温度传感器排布信息构建选通矩阵；
[0069] 所述模数转换器56将接收到选通指令的温度传感器54所采集的温度数据进行模数转换；
[0070] 所述微处理器57将模数转换后的温度数据通过所述通信模块52上传至所述服务器51，所述服务器51以充放电时间点及所述模数转换后的所述温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
[0071] 当所述温度传感器54具体为热敏电阻时，还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路58。
[0072] 所述温度传感器54的装设位置具体为所述成组动力电池的单体电池、单组电池和电池箱表面待测位置装设温度传感器。
[0073] 需要说明的是，以时间要求及传输速度优选作为依据，通讯模块52以RS485通信方式完成温度数据传输。
[0074] 更为详尽的说明参见图I-图4的图示及其说明，此处不再过多赘述。
[0075] 综上所述：
[0076] 本发明实施例通过在电池箱中的动力电池的不同位置（优选为各个电池，电池组和电池箱）的温度进行测量，并结合模拟开关在充放电时间内的测试时间点轮询选通，将采集得到的温度数据上传至服务器、绘制温度曲线并生成温度场分析图供以分析，从而实现对动力电池的温度动态监测，在电池温度出现异常（过高或过低）时采取对策，减少动力电池使用时因温度故障的可能性，进而降低环境污染降低维护成本。
[0077] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置和系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0078] 本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。
[0079] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0080] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM)、内存、只读存储器（ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0081] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1. 一种动力电池温度测试方法，其特征在于，包括： 在电池箱中成组动力电池的待测位置装设温度传感器； 依据所述温度传感器排布信息构建模拟开关选通矩阵； 接收到选通指令的温度传感器采集温度数据并将所述温度数据进行模数转换； 以采集时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，对成组动力电池的待测位置装设温度传感器具体为： 对成组动力电池的单体电池、单组电池和电池箱表面待测位置装设温度传感器。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，接收到选通指令的温度传感器采集温度数据具体为： 轮询所述模拟开关选通各温度传感器，收到选通指令的温度传感器采集温度数据。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，监测并采集模拟开关的环境温度及所述模拟开关管脚的电压值。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，当所述温度传感器为热敏电阻时，还包括：由预设电阻变化曲线对电阻测量电路中的电阻值估算以校正电阻值。
6. 一种动力电池温度测试装置，其特征在于，包括：温度传感器、模拟开关组、模数转换器和微控制器，其中： 所述温度传感器装设于所述对电池箱中成组动力电池的待测位置； 所述模拟开关组依据所述温度传感器排布信息构建选通矩阵； 所述模数转换器将接收到选通指令的温度传感器所采集的温度数据进行模数转换；所述微处理器将模数转换后的温度数据上传至服务器，以充放电时间点及所述模数转换后的温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述温度传感器具体为热敏电阻时，还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路。
8. 一种动力电池温度测试系统，其特征在于，包括：服务器、通信模块、电池箱中的成组动力电池、温度传感器、模拟开关组和微控制器，其中： 所述温度传感器装设于所述对电池箱中成组动力电池的待测位置； 所述模拟开关组依据所述温度传感器排布信息构建选通矩阵； 所述模数转换器将接收到选通指令的温度传感器所采集的温度数据进行模数转换； 所述微处理器将模数转换后的温度数据通过所述通信模块上传至所述服务器； 所述服务器以充放电时间点及所述模数转换后的所述温度数据绘制温度曲线并生成温度场分析图。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述温度传感器具体为热敏电阻时，还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，温度传感器的装设位置具体为所述成组动力电池的单体电池、单组电池和电池箱表面待测位置装设温度传感器。
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