CN106129491A - 一种可回收电池采集定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可回收电池采集定位装置，所述装置安装在电池上,包括：供电模块，用于电池采集定位装置各模块的供电；电源管理模块，在动力电池不同的工作状态下，为供电模块提供持续的电源输出；CPU模块，与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心；电池数据采集模块，用于采集动力电池的电量数据，判断电池寿命；定位模块，用于确定位置信息；通讯模块，与CPU模块相连，用于发送采集的动力电池的信息和定位装置自身的位置信息。本发明所述的可回收电池采集定位装置，能够全生命周期监测动力电池使用情况；取得动力电池电量数据，判断电池寿命情况；准确定位，确保废弃的动力电池准确回收。

Description

一种可回收电池采集定位装置
技术领域
本发明属于环境、新能源、通信领域，具体涉及一种可回收电池采集定位装置。
背景技术
随着新能源汽车的保有量加大，动力锂电池的回收问题成为重中之重。新能源小客车生产企业对电池等关键零部件提供的质保期，乘用车为8年或12万公里，商用车为5年或20万公里。按照规定，在质保期内，新能源车动力电池的性能衰减不能超过20％。按照这一规定，从2008起算，我国大部分电动车已过了质保期或临近质保期结束。而从2013年开始的第二批电动商用车也即将满足5年质保的期限。
但是现在市场上并没有一种对动力电池寿命的评价、判断、实时跟踪的装置。除此以外，至今市场上也缺乏对动力电池的正常回收手段，缺少一种查找和定位动力电池的装置。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明提供一种可回收电池采集定位装置，包括：
供电模块，用于电池采集定位装置内部各个模块的供电；
电源管理模块，在动力电池不同的工作状态下，能够持续的提供对供电模块的电源输出；CPU模块，与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心；
电池数据采集模块，用于采集动力电池的电量数据，判断电池寿命；
定位模块，用于确定可回收电池采集定位装置的位置信息；
通讯模块，与CPU模块相连，用于发送采集的动力电池的信息和定位装置自身的位置信息以及其他信息。
优选地，所述的供电模块为宽输入范围多路输出的稳压源，在0到50V输入电压下，可以提供多种稳定的电压输出，包括3.3V和3.75V。
优选地，所述的电源管理模块包括外部供电接口和内部连接。外部供电接口与外部动力电池电源相连，内部连接到供电模块。
进一步的，所述电源管理模块还包括可充电备用电池，所述备用电池也连接供电模块。
在动力电池工作时，将动力电池的电源直接输出到供电模块进行供电；在动力电池停止工作时，启动备用电池对供电模块进行供电。
所述的备用电池为可充电电池，此供电管理电路包括充电电路，在动力电池工作时，由动力电池的电源通过充电电路对可充电电池进行充电；在动力电池停止工作时，充电电池对供电模块进行供电。
如所述的可充电电池为两节锂电池，充电电压9V，2600毫安/时，所述的充电电路依此规格设计。
优选地，所述的电池数据采集模块包括：
CAN总线电路，连接到汽车电池BMS系统与车载系统的CAN连接网络，用于获取当前动力电池的电池容量；
CPU及外围电路，与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心；优选地，所述的CPU的外围电路包括晶振、复位、基准、仿真接口和存储电路。
优选地，所述的定位模块为GPS模块，外置有GPS天线。
优选地，所述的通讯模块为GPRS模块，外置有GPRS天线和SIM卡槽，通过GPRS网络，发送采集装置的位置信息和动力电池的容量、寿命信息。
优选地，所述的GPRS和GPS可以集成到一个模块，通过基站辅助定位和导航定位相结合，实现更高精度的定位。
优选地，所述的CPU外围模块还可以包括电源电压判断模块，根据电池数据采集模块的电压信息进行判断，当检测电源电压为高压时，即可判断此时为动力电池系统在供电，可以在一个小的时间间隔里发送数据(如每10分钟)，并且可以发送除电池容量以外的各种信息(数据组成包括动力电池二维码数据(管理编号)、动力电池组SOC(剩余电量)信息、动力电池组具体位置信息(GPS)、动力电池组其它附属信息)；当检测电源电压为低压时，即可判断此时为备用电池在供电，可以在一个较长的时间间隔(如每天)发送上传数据，只发送定位信息(包括动力电池二维码数据(管理编号)、动力电池组SOC(剩余电量)信息、动力电池组具体位置信息(GPS))。
优选地，所述的定位装置与动力电池进行捆绑式安装：所述的定位装置在生产时即取得动力电池的二维码，存储于非易失性内存，作为电池捆绑数据，直至动力电池寿命终结。
优选地，所述的定位装置还包括配置串口电路，用于进行出厂配置、系统调试使用。
优选地，所述的配置串口电路为UBS转串口的电路。
本发明的所述的可回收电池采集定位装置具有以下技术特点：
1、宽电源输入范围0-50V，可以适用于多种动力电池；
2、与动力电池捆绑式安装，全生命周期监测动力电池使用情况；
3、备份电池设计，可以在起初不发动以及动力电池被丢弃后工作。
4、低功耗设计，使用备份电池可以工作15天以上，确保废弃的动力电池准确回收；
5、灵活的配置方式，可以适用于不同的车型，可以适用于其他类型的电池回收场景。
6、实时取得动力电池SOC数据，判断电池寿命情况；
7、GPS定位精准，可以在云平台描述动力电池全生命周期运动轨迹；
8、为动力电池回收提供准确有效的方法、确保资源再生利用、避免环境污染。
本发明所述的可回收电池采集定位装置可将数据传输到云平台，为高效利用电池能源，提供可靠安全的服务和数据支持。
与现有技术相比，本发明所述的可回收电池采集定位装置，能够全生命周期监测动力电池使用情况；取得动力电池电量数据，判断电池寿命情况；准确定位，确保废弃的动力电池准确回收。
附图说明
图1为本发明的可回收电池采集定位装置系统框图。
图2可回收电池采集定位装置的部件连接图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
参见图1和2所示，本发明实施例一种可回收电池采集定位装置系统框图，包括：
供电模块，用于电池采集定位装置内部各个模块的供电；
电源管理模块，在动力电池不同的工作状态下，能够持续的提供对供电模块的电源输出；
CPU模块，与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心；
电池数据采集模块，用于采集动力电池的电量数据，判断电池寿命；
定位模块，用于确定可回收电池采集定位装置的位置信息；
通讯模块，与CPU相连，用于发送采集的动力电池的信息和定位装置自身的位置信息。
电源管理模块包括，外部电源接口，内部供电连接和电源管理模块。其中外部电源接口用于连接外部动力电池，由外部动力电池通过电池管理模块对整个采集定位装置供给电源。由于传统汽车供电是24V,现代新型动力汽车供电输出并不统一，前几年48V输出占据主流，随着新技术的发展，几百伏的电动汽车将在未来成为主流。系统电源电路设计，本着经济性、实用性原则，50V以下的动力汽车，外部电源接口可以直接连接，50V以上的动力汽车，外部电源接口需要接在电动汽车的低压电气系统输出。
备份电池的作用有两个。第一个保证采集定位装置在动力电池没有电源输出时，依旧能够正常工作。这是因为动力电池在正常汽车行驶过程中才有电源，其他时刻，设备需要依靠备份电池工作。第二个是保证在动力电池废弃后被丢弃，此时依靠备份电池发送定位信息和信号，以便找到该电池避免环境污染和资源浪费。备份充电电池的规格是两节锂电池，充电电压9V，2600毫安/时。充电电路也是依次设计，在动力电池工作时可以对备用电池进行充电。
供电模块的作用就对每个采集定位设备的每个模块提供稳定的电源输出。由于电源管理模块的输入电压范围是0-50V,而每个模块的正常工作电压都是低压。比如CPU及外围正常工作，需要产生CPU正常工作的3.3V工作电压的电源电压，GPRS\GPS模块正常工作需要3.75V电源电压。因此供电模块是一个宽输入范围(满足0-50V以下)，而提供稳定多种状态的低压输出的稳压源。
电池数据采集模块包括CAN总线电路。CAN总线电路，连接到汽车电池BMS系统与车载系统的CAN连接网络，用以获取动力电池当前的评估使用状况以及其它数据，这个参考数据由动力电池的BMS系统给出。
采集定位装置还包含一个配置串口电路，设计了一个UBS转串口的电路，可以进行出厂配置、系统调试使用。
定位模块和通讯模块可以集成在一起。包含GPS模块和GPRS模块。外置GPRS天线，SIM卡，外置GPS天线。GPRS与GPS集成在一起，GPRS基站位置信息提供辅助定位,提高定位模块的精度。GPRS通信与云平台连接，实现电池状况与位置信息实时监测的数据交换；GPS模块采集动力电池的定位信息，以及由电池数据采集模块提供的全生命周期的动力电池的信息。
GPRS模块通信具有灵活的工作模式，当采集判断当前有动力电池系统在供电时，可以在一个小的时间比如每10分钟间隔里发送上传数据，并且可以发送除SOC以外的各种信息；当采集判断当前是备份电池供电时，可以在一个较长的时间间隔比如每一天发送上传数据，此时，只发送GPS定位信息。
可回收电池采集定位装置生产时取得动力电池二维码，存储于非易失性内存，作为电池捆绑数据。可回收电池采集定位装置伴随动力电池安装，直至动力电池寿命终结。
可回收电池采集定位装置具有智能高低功耗切换模式。在动力电池工作时，启动高功耗模式，备用电池供电时，启用低功耗模式。在高功耗下，GPRS模块发射信息包括动力电池二维码数据(管理编号)、动力电池组SOC(剩余电量)信息、动力电池组具体位置信息(GPS)。在地功耗下，关闭GPS/GPRS模块电源、CAN总线处于低功耗工作模式。
实施例2电池云平台应用
将本发明所述的可回收电池采集定位装置提供的信息上传至云平台，即电池云平台，该平台通过获取收集电池组在实际环境中运行的第一手数据，管理分散的动力电池组。
电池云平台将电池生产厂家，电动汽车生产厂，电动汽车消费者，电池回收方，电网等各个参与方紧密的联系到一块，实现了电池全生命周期完全覆盖。
具体的说：
可回收电池采集定位装置在生产时就设置动力电池二维码，存储于非易失性内存，作为电池捆绑数据。可回收电池采集定位装置伴随动力电池安装，直至动力电池寿命终结。在电池云平台登记这个电池二维码，作为可回收电池采集定位装置的命名编号，由云平台做动力电池管理。
可回收电池采集定位装置由动力电池直接供电或者由电动汽车的低压电气系统输出取得供电，保证自身工作用电同时给备份电池充电，此时不消耗备份电池的电量。
可回收电池采集定位装置通过CAN与动力电池组连接，实时取得动力电池组SOC数据，同时通过GPS卫星定位系统取得动力电池组实时位置信息。
可回收电池采集定位装置通过A/D转换，取得当前动力电池组供电状态，如果动力电池组处于充电状态或者电量充足，可回收电池采集定位装置每十分钟向电池云平台发送一次数据，数据组成包括动力电池二维码数据(管理编号)、动力电池组SOC(剩余电量)信息、动力电池组具体位置信息(GPS)、动力电池组其它附属信息。
当动力电池组切断供电电源、动力电池组供电处于衰竭状态、动力电池组被废弃，可回收电池采集定位装置通过A/D转换判断当前处于上述状态，自动切换到备份电池供电，开启低功耗工作模式，此时，每一天定位系统一次，向云平台发送数据一次，包括动力电池二维码数据(管理编号)、动力电池组SOC(剩余电量)信息、动力电池组具体位置信息(GPS)。其他时间，开启低功耗工作模式，关闭GPS/GPRS模块电源、CAN总线处于低功耗工作模式，在此模式下延长模块工作时间至15天以上。
该装置无需额外车载终端，适配所有电池组，安装使用均极为方便，能够收集实时状态数据并将数据上传到电池云平台，从而实现电池组状态远程监控，为动力电池回收提供准确有效的方法、确保资源再生利用、避免环境污染。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述装置包含：
供电模块，用于电池采集定位装置内部各个模块的供电；
电源管理模块，在动力电池不同的工作状态下，能够持续的提供对供电模块的电源输出；CPU模块，与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心；
电池数据采集模块，与CPU模块相连，用于采集动力电池的电量数据，判断电池寿命；
定位模块，与CPU模块相连，用于确定可回收电池采集定位装置的位置信息；
通讯模块，与CPU模块相连，用于发送采集的动力电池的信息和定位装置自身的位置信息以及其他信息。
2.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的供电模块为宽输入范围多个输出的稳压源，在0到50V输入电压下，提供包括3.3V和3.75V的多种稳定的电压输出。
3.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的电源管理模块包括外部供电接口和内部连接；外部供电接口与外部动力电池电源相连，内部连接供电模块。
4.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，优选地，所述的电源管理模块还包括备用电池充电管理，所述备用电池连接供电模块。
5.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的电池数据采集模块包括：
CAN总线电路，连接到汽车电池BMS系统与车载系统的CAN连接网络，用于获取当前动力电池的电池容量。
6.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的CPU的外围电路包括晶振、复位、基准、仿真接口和存储电路。与电池数据采集模块、定位模块、通信模块相连，取得电池数据、定位信息，并将这些信息通过通信模块发送到云平台监控中心。
7.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的定位模块为GPS模块，外置有GPS天线。
8.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的通讯模块为GPRS模块，外置有GPRS天线和SIM卡，通过GPRS网络，发送采集装置的位置信息和动力电池的容量、寿命信息。
9.根据权利要求7或8所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的GPRS和GPS可以集成到一个模块，通过基站辅助定位和导航定位相结合，实现更高精度的定位。
10.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的CPU外围模块包括电源电压判断模块，根据电池数据采集模块的电压信息进行判断，当检测电源电压为高压时，即可判断此时为动力电池系统在供电，所述通讯模块小间隔发送数据；当检测电源电压为低压时，即可判断此时为备用电池在供电，所述通讯模块大间隔发送包括定位信息的数据。
11.根据权利要求1所述的可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的定位装置与动力电池进行捆绑式安装：所述的定位装置在生产时即取得动力电池的唯一的管理编号；管理编号信息由通讯模块一并发送。
12.根据权利要求1所述的一种可回收电池采集定位装置，其特征在于，所述的定位装置还包括配置UBS转串口电路，用于进行出厂配置、系统调试使用。
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