CN105059130B - 电动汽车的动力电池修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池修复系统，包括位于电动汽车上的车载BMS、位于电池修复站的修复监控终端和位于机房的修复监控服务平台，能够实现前端车载BMS对电池的在线高精度SOH诊断，修复监控终端对电池的修复和维护，后台修复监控服务平台对电池信息的处理和人性化的地图定位导航服务。适用于纯电动汽车或混合动力汽车，能够延长电池组的循环寿命，充分发挥其储能作用，提高系统可靠性和效率，缩小电池包体积，降低整车使用成本。

Description

电动汽车的动力电池修复系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的动力电池修复系统。

背景技术

新能源汽车的电池系统是整车的动力核心，电池组性能好坏、电池管理系统(BMS,Battery Management System)是否可靠、使用维护是否得当等因素，都会直接影响电池组的使用寿命，严重的还会有安全隐患。需要为高性能的电池配备高水平的BMS。然而，由于电池仓容积限制、商业应用成本制约、高集成度管理芯片欠缺等客观情况，导致现有BMS功能局限于电池状态监测(电压、电流、温度)、报警及保护(过充、过放)等方面，对于处理电池健康状态(SOH,State Of Health)、针对电池单体之间性能差异的均衡管理等方面，显得力不从心。

随着循环充放电次数和电动汽车续航里程的不断累积，电池SOH逐渐呈现出差异性。当单体电池之间不一致性超过10％时，就要对锂电池进行维护或修复，否则会导致电池组性能的加速劣化，严重的还会导致BMS失效及电池组报废。

急需一种智能的电动汽车动力电池修复系统，及时对电池组进行修复，在延长电池组的循环寿命的同时，降低车载BMS的成本及整车成本，缩小电池包体积，促进电动汽车的产业化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动汽车的动力电池修复系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种电动汽车的动力电池修复系统，包括位于电动汽车上的车载BMS、位于电池修复站的修复监控终端和位于机房的修复监控服务平台；

所述车载BMS用于监测电动汽车内电池的状态，当监测到单体电池之间剩余容量不一致性超过预定值，或单体电池的健康度低于设定值时，提醒用户对电池进行维护，并向所述修复监控服务平台发送附近电池修复站位置请求，同时提供电动汽车的当前位置；

所述修复监控服务平台接到附近电池修复站位置请求信息后，查找地图，确定电动汽车当前位置附近的电池修复站，结合导航路线反馈给所述车载BMS；

在导航路线的指引下，电动汽车到达附近的电池修复站之后，所述修复监控终端读取电动汽车上RFID标签中的信息，根据RFID标签中的信息从所述修复监控服务平台上查找该电动汽车电池的历史维护数据并提供给维修人员，根据维修人员的指令设置电池的充放电参数和修复电流，按照所设置的充放电参数和修复电流对电动汽车的电池进行循环充放电完成电池维护工作，再将本次维护数据上传到所述修复监控服务平台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是一套完整的电动汽车动力电池修复系统，能够实现前端车载BMS对电池的在线高精度SOH诊断，修复监控终端对电池的修复和维护，后台修复监控服务平台对电池信息的处理和人性化的地图定位导航服务。适用于纯电动汽车或混合动力汽车能够延长电池组的循环寿命，充分发挥其储能作用，提高系统可靠性和效率，缩小电池包体积，降低整车使用成本。

附图说明

图1为本发明电动汽车的动力电池修复系统的结构示意图；

图2为本发明电动汽车的动力电池修复系统优选实施例的结构示意图；

图3位本发明电动汽车的动力电池修复系统的整体框架示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明的电动汽车的动力电池修复系统，如图1所示，包括车载BMS、修复监控终端和修复监控服务平台。其中，车载BMS，位于电动汽车上，修复监控终端位于电池修复站，修复监控服务平台位于机房。

车载BMS在车内实时监测电动汽车内动力电池的状态，当监测到单体电池之间剩余容量不一致性超过预定值，或单体电池的健康度低于设定值时，判定为电池需要进行维护或检修，发出预警信号，提醒用户电池需要维护，并向修复监控服务平台发送附近电池修复站位置请求，同时提供电动汽车的当前位置。另外，本文所述的电池指的都是驱动车辆前进的动力电池。

单体电池之间剩余容量不一致性体现在最大剩余容量与最小剩余容量的差值上，例如最大剩余容量为65％，最小剩余容量为52％，预定值为10％，则差值13％超过了预定值，此时认定为电池需要维护。单体电池的健康度低于设定值例如20％时，也认定为电池需要维护。

修复监控服务平台接到附近电池修复站位置请求信息后，查找地图，确定电动汽车当前位置附近的电池修复站，结合导航路线反馈给车载BMS。

用户在导航路线的指引下，将电动汽车开到附近的电池修复站之后，修复监控终端读取电动汽车上RFID标签中的信息，根据RFID标签中的信息确定当前车辆的电池的生产厂家、生产日期，各项参数等，再从修复监控服务平台上查找该电动汽车电池的历史维护数据并提供给维修人员。维修人员将电池的当前状态与历史维护数据相结合，设置本次电池维护的充放电参数和修复电流，按照所设置的充放电参数和修复电流对电动汽车的电池进行循环充放电完成电池维护工作，再将本次维护数据上传到修复监控服务平台上，以备后期维护参考。

作为一个优选的实施例，如图2所示，所述的车载BMS包括SOH在线诊断单元、GPS定位单元、GPRS数据发送和接收单元以及RFID标签和编码单元。所述的SOH在线诊断单元负责采集单体电池电压、温度、电流和内阻等信号，对采集和记录的历史数据进行处理，计算电池充放电循环次数、电压变化速率、内阻变化速率、容量衰减速率等，估算单体电池的健康度和剩余容量，负责修复预警信号的发出。所述的GPS定位单元负责获取车辆行驶速度和经纬度信息。所述的GPRS数据发送和接收单元负责发送车辆位置信息和附近电池修复站位置请求信息。所述的RFID标签和编码单元负责在车辆出厂时写入电池状态、电池厂家以及出厂日期等信息。

作为一个优选的实施例，如图2所示，所述修复监控终端包括终端阅读单元、电池修复单元和PC机。所述的终端阅读单元负责与车辆RFID标签通讯，读取车辆及电池信息，以便在数据库中查询和记录其数据。所述的电池修复单元负责在充放电过程中对电池进行修复，通过人机交互模块设置充放电参数和修复电流大小。每次同时对多个电池模组进行维护和修复。所述的人机交互模块包括信号显示界面、参数设置界面、告警界面和历史记录查询界面。所述的信号显示界面显示单体电池的电压、电流、温度信息、修复信息、充放电情况和剩余容量等。所述的告警界面负责记录并显示故障电池、告警类型、告警日期和时间。所述的参数设置界面能够实现充放电方式设置、充放电电流设置、修复电流设置、电池模组和单体电池充放电截止电压设置等。所述的历史记录查询界面用于提供电池历史维护数据的查询窗口。所述的PC机连接Internet，通过浏览器登陆修复监控服务平台的界面，查询车辆电池的历史维护数据，并上传本次维护数据。

作为一个优选地实施例，如图2、3所示，所述的修复监控服务平台包括WEB服务器、通信服务器、GIS地图服务器和数据库服务器。所述的WEB服务器负责Internet数据连接功能；所述的通信服务器负责与车载BMS配备的GPRS数据发送和接收单元实现双向通信；所述的GIS地图服务器负责对地图请求信息进行综合处理，搜寻车辆附近的电池修复站，对车辆进行路线规划和引导，并实现轨迹回放；所述的数据库服务器负责存储车辆和电池状态数据，以及电池维护信息等。

电动汽车动力电池修复系统工作过程：车辆出厂时在RFID标签中写入电池状态、电池厂家以及出厂日期等信息。在车辆使用过程中，当车载BMS监测到单体电池之间剩余容量的不一致性超过10％时，启动SOH在线诊断，估算单体电池的健康度。当健康度低于设定值，车载BMS发出修复预警信号，提醒用户及时对电池进行维护，如图3所示，通过GPRS数据发送和接收单元发送电池修复和地图请求信息。车载BMS配备的GPS定位单元获取车辆具体位置，并传输到修复监控服务平台，GIS服务器对信息进行综合处理，搜寻车辆附近的电池修复站，对车辆进行路线规划和引导，并实现轨迹回放。修复监控终端的终端阅读单元读取车辆RFID标签中的信息，在修复监控服务平台的数据库中查找此车辆的历史数据。电池修复单元通过人机交互模块设置充放电电流和修复电流大小，经过几次充放电循环完成对电池的维护。连接Internet的PC机通过浏览器登陆修复监控服务平台的界面，查询车辆电池的历史数据，并上传修复信息。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种电动汽车的动力电池修复系统，其特征在于，

包括位于电动汽车上的车载BMS、位于电池修复站的修复监控终端和位于机房的修复监控服务平台；

所述车载BMS用于监测电动汽车内电池的状态，当监测到单体电池之间剩余容量不一致性超过预定值，或单体电池的健康度低于设定值时，提醒用户电池需要维护，并向所述修复监控服务平台发送附近电池修复站位置请求，同时提供电动汽车的当前位置；

所述修复监控服务平台接到附近电池修复站位置请求信息后，查找地图，确定电动汽车当前位置附近的电池修复站，结合导航路线反馈给所述车载BMS；

在导航路线的指引下，电动汽车到达附近的电池修复站之后，所述修复监控终端读取电动汽车上RFID标签中的信息，根据RFID标签中的信息从所述修复监控服务平台上查找该电动汽车电池的历史维护数据并提供给维修人员，根据维修人员的指令设置电池的充放电参数和修复电流，按照所设置的充放电参数和修复电流对电动汽车的电池进行循环充放电完成电池维护工作，再将本次维护数据上传到所述修复监控服务平台上，

所述车载BMS包括SOH在线诊断单元、GPS定位单元、GPRS数据发送和接收单元，以及RFID标签及编码单元；

所述SOH在线诊断单元，用于监测电动汽车内电池的状态，当监测到单体电池之间不一致性超过预定值，或单体电池的健康度低于设定值时，发出预警信号，提醒用户对电池进行维护；

所述GPS定位单元，用于获取电动汽车的经纬度信息，确定当前位置；

所述GPRS数据发送和接收单元，用于在所述SOH在线诊断单元发出预警信号后，将电动汽车的当前位置和附近电池修复站位置请求发送至所述修复监控服务平台；

所述RFID标签及编码单元，用于在电动汽车出厂时，记录电池状态、电池厂家和电池出厂日期。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池修复系统，其特征在于，

所述修复监控终端包括终端阅读单元、电池修复单元和PC机；

所述终端阅读单元，用于从所述RFID标签及编码单元读取电池信息；

所述电池修复单元，用于通过人机交互模块与维修人员进行指令与信息的交互，并按照接到的指令设置充放电参数和修复电流，在充放电过程中对电池进行维护，将维护数据上传到所述修复监控服务平台；

所述人机交互模块包括信号显示界面、参数设置界面、告警界面和历史记录查询界面；

所述信号显示界面显示单体电池的电压、电流、温度信息、修复信息、充放电情况和剩余容量；

所述告警界面显示故障电池、告警类型、告警日期和时间；

所述参数设置界面提供充放电方式设置、充放电电流设置、修复电流设置、电池模组和单体电池充放电截止电压设置的设置窗口；

所述历史记录查询界面提供电池历史维护数据的查询窗口；

所述PC机连接Internet，通过浏览器登陆修复监控服务平台的界面，查询车辆电池的历史维护数据，上传最新维护数据。

3.根据权利要求 2所述的电动汽车的动力电池修复系统，其特征在于，

所述修复监控服务平台包括WEB服务器、通信服务器、GIS地图服务器和数据库服务器；

所述WEB服务器提供Internet连接，所述Internet可以链接到所述数据库服务器；

所述通信服务器，用于处理GPRS数据的转发；

所述GIS地图服务器，用于处理电池修复站位置请求，并对电动汽车进行导航；

所述数据库服务器，用于记录电动汽车电池的维护信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车的动力电池修复系统，其特征在于，

所述车载BMS估算每个单体电池的剩余容量，当最大剩余容量与最小剩余容量的差值大于10％时，判定为单体电池之间不一致性超过预定值。