CN106627223A - 电池智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池智能管理系统，包括多个智能电池单元、智能服务单元、以及运营监控单元，所述智能电池单元包括身份信息装置、通信装置和定位装置所述智能服务单元包括服务执行装置、分类管理装置和计量装置，所述计量装置用于充/放电量的统计以及充电电量的计费评估，所述智能电池单元的通信装置、所述运营监控单元和所述智能服务单元的分类管理装置之间均通过无线连接。本发明技术方案通过将充电电池从电动汽车分离出来，单独对电池进行智能化维护管理，在保证充电电池的安全性的同时，提高了用户驾乘电动汽车的便捷性。

Description

电池智能管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电池智能管理系统。
背景技术
目前，随着社会节能环保需求的提高，国家对新能源汽车的扶植力度日益加大，很多汽车生产厂家都推出了电动汽车新品。众所周知，现有的电动汽车能源主要来自于固定于车身内的充电电池，一旦电量过低或耗尽，需要用户尽快找到附近的充电桩充电，由于电池和汽车本身是固定的，在充电过程中车辆就无法使用，会耗费用户大量的时间；且电池位于车身内部，不容易直观的了解使用状况，也存在安全隐患。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电池智能管理系统，旨在将充电电池从电动汽车分离出来，单独对电池进行智能化维护管理，在保证充电电池的安全性的同时，提高了用户驾乘电动汽车的便捷性。
为实现上述目的，本发明提出的一种电池智能管理系统，包括多个智能电池单元、智能服务单元、以及运营监控单元，所述智能电池单元包括身份信息装置、通信装置和定位装置所述智能服务单元包括服务执行装置、分类管理装置和计量装置，所述计量装置用于充/放电量的统计以及充电电量的计费评估，所述智能电池单元的通信装置、所述运营监控单元和所述智能服务单元的分类管理装置之间均通过无线连接。
优选地，所述身份信息装置包括电子标签模块及诊断模块，所述电子标签模块用于记录所述智能电池单元的出厂信息、累计使用状况，所述诊断模块用于分析所述智能电池单元的使用状态，生成分类结果。
优选地，所述智能电池单元包括健康安全管理装置，所述健康安全管理装置还包括环境监测模块和智能温控模块，所述环境监测模块用于实时监测电池充放电时的工况，所述智能温控模块用于根据所述环境检测模块的监测值相应的控制所述智能电池单元的充放电参数。
优选地，所述智能电池单元包括快速安全连接装置，用于智能电池单元和车辆之间的连接。
优选地，所述通信装置包括无线通讯模块。
优选地，所述定位装置包括地理定位模块和拆装定位模块，所述地理定位模块用于用户行车导航和故障救援，所述拆装定位模块，用于确定所述智能电池单元的位置和姿态，供所述服务执行装置对其拆卸和安装。
优选地，所述服务执行装置包括身份识别模块和拆装执行模块。
优选地，所述拆装执行模块包括智能机械手。
优选地，所述分类管理装置包括充电模块，所述充电模块用于对所述智能电池单元的充电温度控制及健康安全管理。
优选地，所述分类管理装置还包括分类执行模块，所述分类执行模块用于将所述智能电池单元分为待充电、充电中和已充电三种类型，且在充电前对智能电池单元健康诊断建立档案，该档案发送给生产商作为售后维护和后续改进的资料。
本发明技术方案中，电池智能管理系统包括多个智能电池单元、智能服务单元、以及运营监控单元，所述智能电池单元包括身份信息装置、通信装置和定位装置所述智能服务单元包括服务执行装置、分类管理装置和计量装置，所述计量装置用于充/放电量的统计以及充电电量的计费评估，所述智能电池单元的通信装置、所述运营监控单元和所述智能服务单元的分类管理装置之间均通过无线连接。本技术方案通过将充电电池从电动汽车分离出来，单独对电池进行智能化维护管理，在保证充电电池的安全性的同时，提高了用户驾乘电动汽车的便捷性。
附图说明
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电池智能管理系统的工作流程图；
图2为本发明智能电池单元的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 智能电池单元 15 快速安全连接装置
11 身份信息装置 20 智能服务单元
111 电子标签模块 21 服务执行装置
112 诊断模块 211 身份识别模块
12 通信装置 212 拆装执行模块
121 无线通讯模块 22 分类管理装置
13 定位装置 221 充电模块
131 地理定位模块 222 分类执行模块
132 拆装定位模块 23 计量装置
14 健康安全管理装置 30 运营监控单元
141 环境监测模块
142 智能温控模块
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1至图2，在本发明提供的一种电池智能管理系统，包括多个智能电池单元10、智能服务单元20、以及运营监控单元30，所述智能电池单元10包括身份信息装置11、通信装置12和定位装置13，所述智能服务单元20包括服务执行装置21、分类管理装置22和计量装置23，所述计量装置23用于充/放电量的统计以及充电电量的计费评估，所述智能电池单元10的通信装置12、所述运营监控单元30和所述智能服务单元20的分类管理装置22之间均通过无线连接。
在本发明的优选实施例中，该电池智能管理系统主要包括智能电池单元10、智能服务单元20、以及运营监控单元30这三个部分，所述智能电池单元10包括身份信息装置11、通信装置12和定位装置13，所述智能服务单元20包括服务执行装置21和分类管理装置22，所述运营监控单元30包括运营服务器和通讯装置，所述智能电池单元10的通信装置12、所述运营监控单元30的通讯装置和所述智能服务单元20的电池管理装置之间均通过无线连接。
本实施例通过运营监控单元30的对智能电池单元10中电池的基本信息和实际使用情况进行监测分析，在电动汽车的电池需要充电时，可以自动向用户推送信息，包括电池的状态信息、车辆的位置信息以及离用户附近的服务站的位置信息，用户可以自行选择某一个服务站进行电池更换作业。可以理解的，该服务站可以是包括智能服务单元20的类似于汽车加油站的电动汽车服务站，也可以是设有智能服务单元20的普通汽车加油站。另一方面，运营监控单元30同时将用户的信息发送给服务站，让提供服务的智能服务单元20对库存的电池进行盘点，如果发现已有可供更换的同型号电池则反馈给运营监控单元30，由运营监控单元30告知用户可以进入服务站更换电池；如果服务站发现库存中没有同型号电池或者有该型号电池但是充电或护理未完成，则将上述情况反馈给运营监控单元30，再由运营监控单元30指定另一家服务站，并将该服务站的信息推送给用户。
用户进入服务站后，智能服务单元20根据事先从运营监控单元30获取到的车辆信息和电池信息，会指定用户将电动汽车开到相应的工位，由该工位上的服务执行装置21读取智能电池单元10的身份信息装置11中存储的电池信息，再根据电池的实际状况如型号，以及用户其它需求对电动汽车上的电池进行更换，这个过程大致需要几分钟完成，用户即可将电动汽车驶离服务站继续行程，整个过程和普通汽车的加油过程类似，省时省力，给用户提供了极为便捷的体验。可以想到的，智能服务单元20还会包括一个计费系统，根据电池的充电服务项目向用户收取相应的费用。
用户驶离服务站后，由智能服务单元20对换下的电池进行充电、检修、保养等工作，完成上述操作后将电池分类存入仓库中以备再次更换使用；同时将仓库中的电池仓储信息实时更新并反馈给运营监控单元30。
本实施例通过将充电电池从电动汽车分离出来，单独对电池进行智能化维护管理，在保证充电电池的安全性的同时，提高了用户驾乘电动汽车的便捷性。
优选地，所述身份信息装置11包括电子标签模块111及诊断模块112，所述电子标签模块111用于记录所述智能电池单元10的出厂信息、累计使用状况，所述诊断模块112用于分析所述智能电池单元10的使用状态，生成分类结果。
在身份信息装置11中设置电子标签模块111，如NFC、RFID等类型的电子标签，可以使每块电池从出厂时即可拥有唯一的标识，储存有该电池的基本信息，如厂家、生成批次、电池成分和特性，非常便于充电电池的溯源，同时根据电池的充放电特性，可以合理设定电动汽车的输出使用参数和充电时的电流、电压参数。
优选地，所述智能电池单元10包括健康安全管理装置14，所述健康安全管理装置14还包括环境监测模块141和智能温控模块142，所述环境监测模块141用于实时监测电池充放电时的工况，所述智能温控模块142用于根据所述环境检测模块141的监测值相应的控制所述智能电池单元10的充放电参数。
通过在智能电池单元10内置健康安全管理装置14，可以监测电池在车辆行驶中的放电状况，以及充电和储存中的充电状况，实时采集环境中的温度、湿度、振动、电压、电流、电池容量变化、电池酸碱度等数据，健康安全管理装置14可与智能服务单元20和电动汽车的中控电脑交联，根据电池状态和工作要求，自动优化工况，延长电池续航力和使用寿命，必要时能提醒用户或运营监控单元30对电池进行相应的维修保养。
优选地，所述智能电池单元10包括快速安全连接装置15，用于智能电池单元和车辆之间的连接。
车辆在复杂路况行驶时产生的颠簸、电池更换时与电动汽车电路连接的通断，这些情况下都存在着安全隐患，稍有不慎都有可能酿成事故。本实施例的电池与电动汽车采用了可拆卸式的连接，电池需要在智能电池单元10中设置快速安全连接装置15以保证与电动汽车连接的可靠性和安全性。当电动汽车驶入服务站需要对电池更换时，智能电池单元10的快速安全连接装置15在服务执行装置21工作前会自动断开电池与车体之间的联系，以便安全拆卸；当替换的电池装入车体内后，快速安全连接装置15自动闭合。由此，可以充分的保证了电池在使用和拆装时的安全性。
优选地，所述通信装置12包括无线通讯模块121。
为了保证智能电池单元10在各种状态下都能有效的实现数据传输，本实施例的无线通讯模块121优选3G或4G等通讯网络。
优选地，所述定位装置13包括地理定位模块131和拆装定位模块132，所述地理定位模块131用于用户行车导航和故障救援，所述拆装定位模块132用于确定所述智能电池单元的位置和姿态，供所述服务执行装置对其拆卸和安装。
根据智能电池单元10的功能需求，需要通过地理定位模块131获取电池的地理位置信息，以及通过拆装定位模块132获取在拆装执行模块对电池拆装时的空间位置信息。特别说明的是，拆装定位模块132的定位方式可以是在智能电池单元10上设置无线信标实现电磁定位，也可以是在电池的表面设置标识条或者信号灯用于服务执行装置21的视频图像定位，这样便于电池拆装工序的自动化，显著提高了电池更换效率，减少用户等待的时间。
具体地，所述服务执行装置21包括身份识别模块211和拆装执行模块212。
本实施例通过在服务执行装置21中设置身份识别模块211和拆装执行模块212以实现电池拆装工作的准确高效。身份识别模块211能够先行读取智能电池单元10中存储的电池信息，对待更换电池进行确认身份信息确认，确认通过后，由拆装执行模块212根据拆装定位模块132获取的电池空间位置信息，进行自动化的操作以保证电池更换的高效。
优选地，所述拆装执行模块212包括智能机械手(未标示)。
通过在拆装执行模块212中设置智能机械手，配合获取的空间位置信息，可以精准、快速的实现电池的拆卸和安装工作，进一步提高更换效率。
优选地，所述分类管理装置22包括充电模块221，所述充电模块221用于对所述智能电池单元10的充电温度控制及健康安全管理。
在分类管理装置22中设置充电模块221，可对被换下的电池进行安全可靠的充电，根据电池的状况信息能够选择最优化的方案合理的设置充电电流、电压，最大程度的提高充电时效和安全性。
优选地，所述分类管理装置22还包括分类执行模块222，所述分类执行模块用于将所述智能电池单元分为待充电、充电中和已充电三种类型，且在充电前对智能电池单元健康诊断建立档案，该档案发送给生产商作为售后维护和后续改进的资料。
为了进一步提高智能服务单元20的效率，分类执行模块222可以根据电池的实际状况分为待充电、充电中和已充电三种类型，合理的安排后续的操作；同时，当电池经过充电、保养等操作后，将其存入仓库中等待继续使用，且实时更新仓储物流信息并反馈给运营监控单元30以便于用户更合理的选择服务站。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池智能管理系统，其特征在于，包括多个智能电池单元、智能服务单元以及运营监控单元，所述智能电池单元包括身份信息装置、通信装置和定位装置，所述智能服务单元包括服务执行装置、分类管理装置和计量装置，所述计量装置用于充/放电量的统计以及充电电量的计费评估，所述智能电池单元的通信装置、所述运营监控单元和所述智能服务单元的分类管理装置之间均通过无线连接。
2.如权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述身份信息装置包括电子标签模块及诊断模块，所述电子标签模块用于记录所述智能电池单元的出厂信息、累计使用状况，所述诊断模块用于分析所述智能电池单元的使用状态，生成分类结果。
3.如权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述智能电池单元包括健康安全管理装置，所述健康安全管理装置还包括环境监测模块和智能温控模块，所述环境监测模块用于实时监测电池充放电时的工况，所述智能温控模块用于根据所述环境检测模块的监测值相应的控制所述智能电池单元的充放电参数。
4.如权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述智能电池单元还包括快速安全连接装置，用于智能电池单元和车辆之间的连接。
5.如权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述通信装置包括无线通讯模块。
6.如权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述定位装置包括地理定位模块和拆装定位模块，所述地理定位模块用于用户行车导航和故障救援，所述拆装定位模块用于确定所述智能电池单元的位置和姿态，供所述服务执行装置对其拆卸和安装。
7.如权利要求6所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述服务执行装置包括身份识别模块和拆装执行模块。
8.如权利要求7所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述拆装执行模块包括智能机械手。
9.如权利要求1-8任一项所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述分类管理装置包括充电模块，所述充电模块用于对所述智能电池单元的充电温度控制及健康安全管理。
10.如权利要求1-8任一项所述的电池智能管理系统，其特征在于，所述分类管理装置还包括分类执行模块，所述分类执行模块用于将所述智能电池单元分为待充电、充电中和已充电三种类型，且在充电前对智能电池单元健康诊断建立档案，该档案发送给生产商作为售后维护和后续改进的资料。
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