CN107336605A - 一种电动汽车的电池组自动保护机制 - Google Patents

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丁勇
刘凤磊
韦红雨
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Guangxi Nakanai New Energy Co Ltd
Nanchang Nakanai New Energy Co Ltd
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Guangxi Cenat New Energy Co Ltd
Nanchang Cenat New Energy Co Ltd
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Guangxi Nakanai New Energy Co Ltd
Nanchang Nakanai New Energy Co Ltd
Shanghai Cenat New Energy Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的电池组自动保护机制，包括电池组，可控开关组，电机组，电子控制单元组；各个电子控制单元通过通讯总线连接，电机控制单元通过动力线连接电池和电机，各个电子部件采集电池、电机和环境数据，控制电机和可控开关，完成人机交互。本发明通过对电池的数据进行监控，采集电机和环境数据，综合数据处理结果，通过人机数据交互，给出有效的行车指令，提高了电动汽车的保护机制，大大增强了行车安全。

Description

一种电动汽车的电池组自动保护机制
技术领域
本发明涉及电动汽车的行驶安全，尤其涉及一种电动汽车的电池组自动保护机制。
背景技术
现有电动汽车的电池组保护机制根据电池的状态大概分为以下三种形式：
1.报警，通过声光等信息提示驾驶员或乘客；受个人认知和能力限制，执行性和执行效果不可控。
2.限速行驶，通过电子控制单元限制车辆可行驶速度从而限制电池的输出功率；影响驾驶员行车体验。
3.停车，严重故障时直接停车，关闭电池输出；停车条件未知，可能危及驾驶员和乘客安全。
发明内容
本发明克服了人为因素的影响，提高了使用者的体验和舒适度，极大的保证了驾驶员和乘客的安全，提出了一种电动汽车的电池组自动保护机制。
本发明提供了一种电动汽车的电池组自动保护机制，包括电池组，可控开关，电机，连接线和多个电子控制单元；各个电子控制单元通过通讯连接，电机控制单元通过动力线连接电池和电机，各个电子部件采集电池和环境数据，控制电机和可控开关。本发明通过对电池的数据进行监控，综合采集的环境数据，根据行车路况给出电动汽车的保护机制，大大增强了行车安全。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述可控开关组通过动力线连接电池组和电子控制单元组。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电子控制单元组通过信号线与电池组和电机组连接，通过控制线和可控开关组连接，通过动力线与可控开关组和电机组连接。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电机组，通过信号线和动力线与电子控制单元组相连。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电池组包括至少一个电池，优选的，电池为锂离子电池，通过串联和并联方式连接。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述可控开关组由一个或多个可控开关组成，控制电池组和电子控制单元组的连接。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述可控开关组所包含可控开关由电子控制单元组控制。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电子控制单元组中包含：电池管理单元，与电池组相连，采集电池信息。
环境数据采集单元，采集车辆环境数据。
人机交互单元，完成人机数据交互。
电机控制单元，与电机组相连，采集电机信息，控制电机的运转。
整车控制单元，通过通讯总线与以上三个电子控制单元连接，进行数据交互，通过控制线与可控开关组相连，控制可控开关组的断开与闭合。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述通讯总线为CAN总线。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电机组包含至少一个电机。
本发明一种电动汽车的电池组自动保护机制，其中，所述电机组由电子控制单元组控制，完成电动汽车的动作。
附图说明
图1是本发明电动汽车的电池组自动保护机制结构图：
具体实施方式
结合以下附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
本发明电动汽车的电池组自动保护机制包括电池组1，可控开关组21，电子控制单元组10，电机组41。
电池组1包括若干个电池，电池之间通过串联或并联的方式连接。
优选的，电池为锂离子电池。
可控开关组21包括若干个可控开关，可控开关为弱电控制强电开关。优选的，可控开关为继电器。可控开关组21控制电池组1与电子控制单元组10的接通与断开。可控开关的动作由电子控制单元组10控制。
电子控制单元组10由若干个电子控制单元组成，完成电池组1信息、电机组41信息和行车环境信息的采集，综合人机交互单元15数据处理，得出执行算法，输出控制到电机组41和可控开关组21。
电子控制单元由具有数据处理功能的微处理器和具备数据采集的传感器、具备数据输出的执行器组成。
优选的，电子控制单元组10包括电池管理单元11、整车控制单元12、环境数据采集单元14、电机控制单元13和人机交互单元15。
电池管理单元11可以采集电池的电压、温度、电流、总电压、绝缘等数据信息，通过数据处理得到电池组1的SOC和SOH，热场和均衡分布，从而进行热管理和电池均衡等控制，综合控制效果输出电池状态。
环境数据采集单元14包括但不限于采集车辆的定位，周边路况、停车指示、禁止停车指示、停车线、紧急停车带、障碍物及距离，附近停车场、加油站、高速服务区、充电站、汽车维修店位置。
电机控制单元13可以采集电机信息并输出动力至电机组41控制电机的运行。
人机交互单元15可以进行电池状态和行车指示的显示，采集人体输入信息。
整车控制单元12综合以上四个控制单元的信息，完成综合数据的处理，对以上四个控制单元下达命令。
电子控制单元组10通过功能分配或组合，可以增加或减少电子控制单元数量。
优选的，可控开关组21由整车控制单元12控制。
电机组41包含但不限于整车驱动电机、转向电机。
电池管理单元11通过综合分析电池数据将电池状态输出给整车控制单元12，整车控制单元根据预设策略将电池状态分为四类：正常，需充电态(例如：电量较低时)，需维修态(例如：电池压差过大)，需紧急停车(例如：电压极低)。每类状态对应的整车控制单元12不同的处理策略。整车控制单元12会记录每一个电池管理单元11上报的电池状态的最终处理策略和人机交互数据、环境数据，经过数据统计和权值分析，自行调整后续电池状态的整车分类。
电池组1处于整车控制单元12正常态时，整车控制单元12对电池组1不做处理，正常行车。
需充电态时，环境数据采集单元14首先对车辆位置进行定位，整车控制单元12下放整车可行驶里程至环境数据采集单元14，环境数据采集单元14以车辆位置为中心，以可行驶里程值为半径设定范围，搜索范围内所有充电站位置，然后对搜索到的充电站分别规划驾驶路径，从中筛选整车可行驶里程范围内的有效充电站。如果车辆行驶中有导航数据，对导航路径上的充电站进行加权计算。如果有道路性质变更，比如由高速变为乡道，对此充电站进行权值减少。
筛选结果按照权值大小排列，同一权值按照距离由近及远排列。
筛选结果的排列依据包含但不限于导航预设、道路性质变更、距离远近。
筛选结果按照顺序在人机交互单元15上显示和提示，驾驶员可根据个人判断进行选择，驾驶员选择好充电站后，环境数据采集单元14先记录已有导航终点位置和路径，然后根据新的终点和起点重新规划导航。充电完成后，环境数据采集单元14重新调取之前记录的导航终点位置和路径，重新规划导航。
如果未规划到有效充电站，或者驾驶员拒绝选择，自动调整为需维修态。
需维修态时，电动汽车按照需充电态的充电站筛选模式首先进行维修站筛选。
如果驾驶员再次拒绝选择，电动车依照相同策略依次筛选停车场、加油站等有效公共停车设施。
以上需充电态和需维修态，驾驶员选定目标后，环境数据采集单元14优先规划全车速行驶路径，如果驾驶员所选目标不支持全车速行驶，人机交互单元15会进行提示。并显示满足条件的全车速行驶目标供驾驶员选择。
整车控制单元12确认为需紧急停车时，发送指令至环境数据采集单元14，由它进行周边环境扫描，筛选可用于紧急停车的应急停车带、路边、空地等有效信息，并通过人机交互界面15进行人机交互，按照驾驶员选定位置导航停车。如果驾驶员未进行选择，整车控制单元12优先的选择最近的停车位置作为导航目标，综合环境数据采集单元14所获得的数据，按照交通指示，遵守交通法规，由电机控制单元13控制电机组41自动完成转向和行驶，自动规避障碍物，独自完成导航路线行驶，完成停车。停车后由整车控制单元12断开可控开关组21。
优选的车辆转向由转向电机控制，车辆行驶由去送电机控制。
整车控制单元12根据导航路线指示电机控制单元13按照规划的路线行驶和转向，并根据环境数据采集单元14采集到的实施路况和障碍物信息，对电机控制单元13的输出进行微调整，保证电机组41在最安全的路径下尽量短而快的完成规划路径的行驶。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (11)

1.一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，包括：
电池组1；
可控开关组21，通过动力线31连接电池组和电子控制单元组10；
电子控制单元组10，通过信号线33与电池组1和电机组41连接，通过控制线32和可
控开关组21连接，通过动力线31与可控开关组21和电机组41连接；
电机组41，通过信号线33和动力线31与电子控制单元组10相连。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电池组1包括至少一个电池。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电池为锂离子电池。
4.如权利要求2所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电池通过串联和并联方式连接。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述可控开关组21由一个或多个可控开关组成，控制电池组1和电子控制单元组10的连接。
6.如权利要求5所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述可控开关为弱电控制强电开关。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述可控开关组21所包含可控开关由电子控制单元组10控制。
8.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电子控制单元组10中包含：
电池管理单元11，与电池组1相连，采集电池信息；
环境数据采集单元14，采集车辆环境数据；
电机控制单元13，与电机组41相连，采集电机信息，控制电机的运转；
人机交互单元15，完成人机数据交互；
整车控制单元12，通过通讯总线34与以上四个电子控制单元连接，进行数据交互，通过控制线32与可控开关组21相连，控制可控开关组21的断开与闭合。
9.如权利要求8所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述通讯总线34为CAN总线。
10.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电机组41包含至少一个电机。
11.如权利要求1所述的一种电动汽车的电池组自动保护机制，其特征在于，所述电机组41由电子控制单元组10控制，完成电动汽车的动作。
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