CN105093112A - 车辆蓄电池监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆蓄电池监测装置及系统，属于车辆电池管理技术领域。该监测装置被安装在相应的车辆上，车辆上安装有蓄电池以及对应蓄电池的EBS；其中，车辆蓄电池监测装置包括：MCU；用于实现MCU与EBS之间的信息传输的数据收发模块；用于实现与外部的服务器进行数据通信传输的无线传输模块，以及电源模块。该车辆蓄电池监测系统包括：多个车辆蓄电池监测装置以及至少用于对每个车辆蓄电池监测装置传输过来信息数据进行分析和/或诊断处理的服务器。本发明的车辆蓄电池监测装置及系统可以方便地实现对蓄电池进行实时监测，并且还可以监控EBS，使车辆的调试、测试更方便高效。

Description

车辆蓄电池监测装置及系统

技术领域

本发明属于车辆电池管理技术领域，涉及车辆蓄电池监测装置以及通过无线网络将多个车辆蓄电池监测装置连接在一起形成的车辆蓄电池监测系统。

背景技术

车辆中基本都设置有蓄电池（也可以称为二次电池），其至少可为汽车的各个电子装置提供电能，例如，在车辆的起停子系统中应用，或者在车辆的能量回收子系统中存储回收能量。

为保证车辆蓄电池（以下简称为“蓄电池”）能正常工作、避免过充或过放等导致蓄电池寿命减短，需要对应蓄电池设置电子电池传感器（ElectricalBatterySensor，简称EBS），EBS通过其中的传感器采集电流、电压和温度等参数信息，并通过其中嵌入的程序以预置的算法计算分析出蓄电池的当前状态信息等，例如，充电状态（StateOfCharge，简称SOC）、老化状态（StateOfHealth，简称SOH）、电池工作能力状态（StateOfFunction，简称SOF）。EBS所采集的信息以及计算分析出的状态信息可以通过车辆自身的网络（例如，本地互连网络（LocalInterconnectNetwork，简称LIN））传输给车辆的相应子系统，以进行进一步的相应控制处理。

因此，EBS相对蓄电池来说，是监测蓄电池以及保证蓄电池及相关系统正常工作运行的关键部件。

然而，很多情况下，是需要借助外部设备来对蓄电池进行主动监测，其中也包括对EBS的测试和调试。现有技术中，通常使用外部的电脑从EBS中获取信息数据（利用电脑中的特殊软件），但是，电脑的大尺寸特征不但不适合于将其固定设置在相应车辆上，而且通常必须在所有车辆测试项目完成后在办公室读取电脑所获取的信息数据，从而，工作人员并不能实时地获知车辆蓄电池的参数信息和状态信息，对蓄电池的监测非常不方便。

有鉴于此，有必要提出一种新型的车辆蓄电池监测装置以及车辆蓄电池监测系统。

发明内容

本发明的目的在于，更方便地实现对车辆蓄电池的实时监测。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种车辆蓄电池监测装置，其被安装在相应的车辆上，所述车辆上安装有蓄电池以及对应所述蓄电池的电子电池传感器；其中，所述车辆蓄电池监测装置包括：

主控制单元；

数据收发模块，其用于实现所述主控制单元与所述电子电池传感器之间的信息传输；

无线传输模块，其用于实现与外部的服务器进行数据通信传输；以及

电源模块；

其中，所述主控制单元被配置为至少控制所述无线传输模块以实现将所述电子电池传感器所传输过来信息数据发送至所述服务器、并且实现将所述服务器的命令发送给所述主控制单元进行处理。

根据本发明一实施例的车辆蓄电池监测装置，其中，还包括：

与所述主控制单元耦接的显示模块，其至少用于实时地显示所述电子电池传感器所输出的关于蓄电池的参数信息和/或状态信息。

根据本发明又一实施例的车辆蓄电池监测装置，其中，所述数据收发模块为LIN（本地互连网络）收发器，所述LIN收发器基于LIN协议与所述电子电池传感器进行信息传输。

可选地，其特征在于，所述LIN收发器可操作地工作于主动模式或从动模式。

其中，所述LIN收发器工作于从动模式时，所述电子电池传感器输出的关于蓄电池的信息可以通过所述LIN收发器传输至所述主控制单元；所述LIN收发器工作于主动模式时，从所述服务器发送过来的命令在所述主控制单元中进行处理后可以通过所述LIN收发器发送至电子电池传感器。

根据本发明还一实施例的车辆蓄电池监测装置，其中，所述无线传输模块为GPRS模块，其通过GPRS无线网络实现与所述服务器之间的通信连接。

在以上所述任一实施例的车辆蓄电池监测装置中，所述蓄电池为所述电源模块的输入端供电，所述电源模块进行直流-直流转换后输出一个或多个预定电压为所述主控制单元、数据收发模块和无线传输模块（供电。

在以上所述任一实施例的车辆蓄电池监测装置中，所述电源模块、数据收发模块、主控制单元、无线传输模块和显示模块被集中设置在一盒体结构中。

按照本发明的又一方面，提供一种车辆蓄电池监测系统，其包括：

多个以上所述及的任一种车辆蓄电池监测装置；以及

服务器，其至少用于对每个所述车辆蓄电池监测装置传输过来信息数据进行分析和/或诊断处理。

根据本发明一实施例的车辆蓄电池监测系统，其中，还包括查询端，所述服务器被配置为响应于所述查询端发出的查询请求来向所述查询端输出所述蓄电池的参数信息和/或状态信息。

本发明的技术效果是，通过在每个车辆上对应其EBS设置本发明的车辆蓄电池监测装置，多个车辆蓄电池监测装置通过无线网络与共同的服务器连接通信，构造形成了针对蓄电池和EBS的“车联网”，不但可以远程地实时获取蓄电池相关的信息，而且可以方便地进行集中分析诊断处理，因此对蓄电池的监测变得更加方便；尤其地，通过服务器可以实现对EBS的监控，在车辆的调试、测试过程中，不但远程调试、测试等变得更加方便高效，而且有利于实现对蓄电池的智能监测。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本发明一实施例的车辆蓄电池监测装置的模块结构示意图。

图2是基于多个图1所示的车辆蓄电池监测装置所形成的车辆蓄电池监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

图1所示为按照本发明一实施例的车辆蓄电池监测装置的模块结构示意图。如图1所示，在该实施例中，车辆蓄电池监测装置100用于对车辆上的蓄电池910的状态进行检测，这样不但有利于延长蓄电池的寿命、提高蓄电池的使用性能，而且，有利于与蓄电池910相关的子系统（例如起停子系统、能量回收子系统等）的测试。具体地，蓄电池910可以为铅酸蓄电池，其主要为车身的电子设备、起停子系统提供电能，并且还可以在能量回收子系统中存储能量。因此，蓄电池910的功能在此发明中并不同于电动汽车或混合动力汽车中所设置的动力电池。但是，需要理解的是，蓄电池910的具体类型不受本发明实施例限制，蓄电池910所包括的电池单体数量、结构布置等也不是限制性的。

车辆蓄电池监测装置100中设置有电源模块110、数据收发模块120、主控制单元（MCU）130、无线传输模块140，并且，在该实施例中，可选地，还可以设置显示模块150。具体地，电源模块110、数据收发模块120、MCU130、无线传输模块140和显示模块150可以集中地设置在一个盒体结构中，从而形成一个体积相对较小的车辆蓄电池监测装置100中，使其可以方便地安装在车辆上，占用空间小。

电源模块110可以但不限于从被监测的蓄电池910获取能量，如图1所示，电源模块110的输入端接蓄电池910的“+”、“-”直流输出端，电源模块110获取直流后可以对其进行直流-直流（DC-DC）的转换，从而，电源模块110的一个或多个输出端可以输出一个或多个不同输出电压的直流电源。在该实施例中，电源模块110从蓄电池910接入12V电源，进行DC-DC转换后分别输出4V、3.3V和5V的直流电源，分别为无线传输模块140、数据收发模块120和MCU130供电。

车辆蓄电池监测装置100是从EBS（电子电池传感器）920获取蓄电池910的相关数据，在该实施例中，EBS920可以通过其中的传感器采集蓄电池910的电流、电压和温度等参数信息，并且，EBS920还具有基于参数信息进行基本分析处理的功能，例如，通过其中嵌入的程序以预置的算法计算分析出蓄电池910的当前状态信息等，例如，SOC（充电状态）、SOH（老化状态）和SOF（电池工作能力状态）。EBS920对应被监测的蓄电池910固定安装，车辆蓄电池监测装置100对应EBS920安装在车辆上。

EBS920输出的信息可以同时输出至数据收发模块120，在该实施例中，EBS920输出的信息是基于LIN（本地互连网络）通信协议传输的，因此，数据收发模块120相应地选择为LIN收发器，LIN收发器120通过LIN总线连接EBS920，LIN收发器120基于UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器）的异步串口通信协议来进行数据或命令的信息双向传输的。具体地，一方面，LIN收发器120可操作地工作于从动模式，在从动模式时，从EBS920输出的关于蓄电池910的参数信息和/或状态信息等可以通过LIN收发器120传输至MCU130；另一方面，LIN收发器120可操作地工作于主动模式，在主动模式时，从服务器200发送过来的命令在MCU130中进行处理后可以通过LIN收发器120发送至EBS920，从而，可以通过远端的服务器200方便地实现对EBS920的控制。对EBS920的控制可以但不限于为对EBS920进行远端编码、向EBS920写入当前所监测的蓄电池的电池编码等。LIN收发器120可以对应设置相应的开关，以选择工作于主动模式或者从动模式。

MCU130同时与LIN收发器120、无线传输模块140、显示模块150相耦接。MCU130的具体型号或类型不是限制性的。无线传输模块140在该实施例中GPRS模块，但是应当理解到，无线传输模块140也可以基于其他的无线通信协议来相应选择设置。GPRS模块140可以通过GPRS无线网络实现与所服务器200之间的通信连接，这样，MCU130接收到的关于蓄电池910相关的参数信息和/或状态信息等在MCU中进行丢包等通信数据传输处理后、通过GPRS模块140实时地发送至服务器200，当然地，同时MCU130可以控制GPRS模块140的数据传输过程。

需要说明的是，GPRS模块140具体电路结构并不是限制性的，其可以选择各种与MCU130相适用的电路模块，例如主要基于SIM300芯片形成的电路结构。

同时地，MCU130接收到的关于蓄电池910相关的参数信息和/或状态信息等在MCU130中进行相应地处理后，使其可以被发送至MCU130所控制的显示模块150进行显示，从而可以基本实时地显示EBS920所输出的关于蓄电池910的参数信息和/或状态信息，方便现场的工作人员获取相应信息。

显示模块150可以但不限于是体积较小的液晶显示屏，可以集中设置在车辆蓄电池监测装置100的一体盒式结构上。如上所述及可知，电源模块110、LIN收发器120、MCU130、GPRS模块140等可以通过体积较小的芯片以及相应的外围电路实现，相对容易集成在一起实现，例如集成在一块电路板上，因此，车辆蓄电池监测装置100容易以小体积结构实现，非常方便地对应EBS920安装在车辆上，占用空间小，并且EBS920采集和分析所得的数据信息等能够随时地远程无线传输至服务器200，数据获取非常方便，并且也可以通过显示模块150实时显示，方便现场调试，尤其适合于针对铅酸蓄电池的监测。

在一实施例中，为有利于减小车辆蓄电池监测装置100的体积，可以将GPRS模块140的天线以弯曲方式设置。

图2所示为基于多个图1所示的车辆蓄电池监测装置所形成的车辆蓄电池监测系统1000的结构示意图。如图2所示，N个车辆（N大于或等于2）上对应其EBS分别安装有车辆蓄电池监测装置100，即1001至100n，n大于或等于2。多个车辆蓄电池监测装置100的GPRS模块140共用一个GPRS无线网络连接至共同的服务器200，服务器200可以为监测系统的工作站，这样，构造形成针对蓄电池910以及相应的EBS920的“车联网”。从车辆蓄电池监测装置1001至100n所述传输过来的关于蓄电池910的相关数据首先被存储，并且，尤其地，服务器200上可以安装相应的软件，对该存储的数据进行分析和/或诊断处理，例如，利用MATLAB进行耐久测试数据的分析。因此，可以远程地自动实现对蓄电池910的分析和/或诊断。

在该实施例中，一个或多个查询终端300可以与服务器200通信连接，例如，查询终端一和查询终端二通过有线网络与GPRS无线网络连接从而与服务器200通信连接，查询终端三通过无线路由等与GPRS无线网络连接从而与服务器200通信连接。查询终端300可以是PC，或者可以平板电脑、智能手机终端等便携式终端，在查询终端300上，可以向服务器200发送出短信息之类的查询请求，查询端300可以根据该查询请求，输出相应蓄电池910的参数信息和/或状态信息等至相应的查询终端，这样用户可以更方便地监测相应车辆的蓄电池910。

在该实施例中，服务器200还可以被配置为向车辆蓄电池监测装置1001至100n发送命令，该命令通过GPRS模块140接收后传输在MCU130，MCU130进行相应地分析处理，在进行分析处理后，命令数据通过LIN收发器120被发送至EBS920，EBS920响应该命令进行相应的动作处理，例如，对EBS进行远端编码、向EBS920写入当前所监测的蓄电池的电池编码等。因此，本发明中，不但方便监测蓄电池910，而且可以方便监控EBS920，可以方便地远程调试、运行EBS，进而可以对蓄电池910的监测更加方便、也更加智能化。例如，使用本发明实施例的车辆蓄电池监测系统1000后，不用对每个车辆的蓄电池和EBS进行实车地配置，通过远程通信就可以进行配置；蓄电池如果发生了老化而需要更换，那么从服务器端的分析和诊断可以远程地知道这些信息；每辆车的蓄电池相关数据可以统一上传到一个服务器，不用单独地进行实车读取每辆车的蓄电池相关数据；可以通过远端的服务器对EBS进行编码，不用跑到车辆上进行刷写动作。

在以上的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行详细描述，例如，EBS920的数据分析计算过程，服务器200的分析和诊断处理过程，对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而且可实现的。

以上实施例主要说明了本发明的车辆蓄电池监测装置以及使用该装置构造形成的车辆蓄电池监测系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施，例如，以CAN收发器替代LIN收发器，以LTE模块和LTE网络分别替代GPRS模块和GPRS网络。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种车辆蓄电池监测装置（100），其被安装在相应的车辆上，所述车辆上安装有蓄电池（910）以及对应所述蓄电池的电子电池传感器（920）；其特征在于，所述车辆蓄电池监测装置（100）包括：

主控制单元（130）；

数据收发模块（120），其用于实现所述主控制单元（130）与所述电子电池传感器（920）之间的信息传输；

无线传输模块（140），其用于实现与外部的服务器（200）进行数据通信传输；以及

电源模块（110）；

其中，所述主控制单元（130）被配置为至少控制所述无线传输模块（140）以实现将所述电子电池传感器（920）所传输过来信息数据发送至所述服务器（200）、并且实现将所述服务器（200）的命令发送给所述主控制单元（130）进行处理。

2.如权利要求1所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，还包括：

与所述主控制单元（130）耦接的显示模块（150），其至少用于实时地显示所述电子电池传感器（920）所输出的关于蓄电池（910）的参数信息和/或状态信息。

3.如权利要求1所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述数据收发模块（120）为LIN（本地互连网络）收发器，所述LIN收发器基于LIN协议与所述电子电池传感器（920）进行信息传输。

4.如权利要求1所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述LIN收发器可操作地工作于主动模式或从动模式。

5.如权利要求4所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述LIN收发器工作于从动模式时，所述电子电池传感器（920）输出的关于蓄电池（910）的信息可以通过所述LIN收发器传输至所述主控制单元（130）；所述LIN收发器工作于主动模式时，从所述服务器（200）发送过来的命令在所述主控制单元（130）中进行处理后可以通过所述LIN收发器发送至电子电池传感器（920）。

6.如权利要求1所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述无线传输模块（140）为GPRS模块，其通过GPRS无线网络实现与所述服务器（200）之间的通信连接。

7.如权利要求1所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述蓄电池（910）为所述电源模块（110）的输入端供电，所述电源模块（110）进行直流-直流转换后输出一个或多个预定电压为所述主控制单元（130）、数据收发模块（120）和无线传输模块（140）供电。

8.如权利要求2所述的车辆蓄电池监测装置（100），其特征在于，所述电源模块（110）、数据收发模块（120）、主控制单元（130）、无线传输模块（140）和显示模块（150）被集中设置在一盒体结构中。

9.一种车辆蓄电池监测系统（1000），其特征在于，包括：

多个如权利要求1-8中任一项所述的车辆蓄电池监测装置（100）；以及

服务器（200），其至少用于对每个所述车辆蓄电池监测装置（100）传输过来信息数据进行分析和/或诊断处理。

10.如权利要求9所述的车辆蓄电池监测系统（1000），其特征在于，还包括查询端（300），所述服务器（200）被配置为响应于所述查询端（300）发出的查询请求来向所述查询端（300）输出所述蓄电池（910）的参数信息和/或状态信息。