CN107946674A - 一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，包括控制模块、供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块，温度传感器设置在动力电池舱内部，控制模块、供电模块、人机交互模块设置于动力电池舱外部，所述的雨量传感器、驱动执行模块设置在新能源客车后部通风口处，控制模块分别与供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块连接，通过温度传感器和雨量传感器将环境参数信号传输给控制模块，控制模块可根据动力电池工作环境的温湿度情况，开启或关闭新能源客车通风口以及通风散热风扇，能有效的管理控制动力电池舱外的温度和湿度，同时能有效的避免雨水进入到客车内部。

Description

一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池控制技术领域，尤其涉及一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统。
背景技术
在日常生活中，汽车为人们的出行提供了方便，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖，因此，在能源危机与气候变暖的双重挑战下，电动汽车由于其具有零排放、零污染、噪声小、结构简单、使用维修方便和能量转换效率高的优点日益成为全球瞩目的新兴产业，动力电池作为电动汽车主要储能装置，其性能直接影响电动汽车的性能。
在我国南方气度，由于气温高、空气湿度大、降雨频繁，新能源客车的动力电池所处环境的复杂、恶劣，严重制约着其工作性能的发挥，由于环境的影响动力电池常出现的问题包括了实际续航里程相对理论续航里程缩短、动力电池过温过热报警、电池舱环境湿度过大或进水引发的绝缘报警等。
因此需要提出一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，用于对动力电池的工作环境管理，使动力电池能够发挥最佳性能并延长其工作寿命，需要对动力电池工作环境实施适当的管理，将其温度与湿度控制在一个合理的范围内，为其营造一个适宜的工作环境，确保动力电池正常工作。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，以解决动力电池长期处于高温、高湿的外部环境工作而造成动力电池性能下降及使用寿命缩短的问题。
本发明的技术方案：
一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，包括控制模块、供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块，所述温度传感器设置在动力电池舱内部，所述的控制模块、供电模块、人机交互模块设置于动力电池舱外部，所述的雨量传感器、驱动执行模块设置在新能源客车后部通风口处，所述的控制模块分别与供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块连接。
所述的控制模块包括CPU、存储控制器、供电模块控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口、传感器数据接口，所述的存储控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口和传感器数据接口分别与CPU连接。
所述的供电模块包括充电单元、24V蓄电池和电压侦测传感器，所述的充电单元与24V蓄电池连接，24V蓄电池与电压侦测传感器连接。
所述的驱动执行模块包括伺服电机驱动控制器、两个伺服电机、通风风扇和通风开关机构，所述的伺服电机驱动控制器分别与伺服电机及通风散热风扇连接，伺服电机与通风口开关机构连接。
所述的人机交互模块包括屏幕、按钮、发光灯及蜂鸣器。
所述的控制模块通过I2C/RS232/GPIO接口与温度传感器及雨量传感器连接。
所述的控制模块与驱动执行模块采用CAN工业现场总线连接。
所述的控制模块通过RS232/GPIO接口与人机交互模块连接。
本发明的有益效果：提供一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，通过温度传感器和雨量传感器能有效监测动力电池工作环境的温湿度情况，温度传感器和雨量传感器将环境参数信号传输给控制模块，控制模块可根据动力电池工作环境的温湿度情况，开启或关闭新能源客车通风口以及通风散热风扇，能有效的管理控制动力电池舱外的温度和湿度，同时能有效的避免雨水进入到客车内部，本发明温控与防水效果好、结构简单、可靠性高、实用性强，能够保证动力电池长期可靠的运行。
附图说明
图1为本发明所述的动力电池舱环境管理系统的结构组成示意图；
图2为本发明所述的动力电池舱环境管理系统的功能模块组成示意图；
图3为本发明所述的动力电池舱环境管理系统的工作流程示意图。
具体实施方式：
一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，包括控制模块、供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块，所述温度传感器设置在动力电池舱内部，所述的控制模块、供电模块、人机交互模块设置于动力电池舱外部，所述的雨量传感器、驱动执行模块设置在新能源客车后部通风口处，所述的控制模块分别与供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块连接。
所述的控制模块包括CPU、存储控制器、供电模块控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口、传感器数据接口，所述的存储控制器、供电模块控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口和传感器数据接口分别与CPU连接，所述的CPU可采用带AD转换、具备CAN通讯接口，并具备相应的扩展能力的微控制器，存储控制器可根据实际需要配置外部的扩展Flash存储模块，存储数据供外部查询。
所述的供电模块包括充电单元、24V蓄电池和电压侦测传感器，所述的充电单元与24V蓄电池连接，24V蓄电池与电压侦测传感器连接，其中24V蓄电池可借用整车的蓄电池，也可单独配置。
所述的温度传感器采用数字式已标定的模块化传感器或其它温度传感器件，控制模块的CPU通过读取温度传感器的温度变化值得到电池舱的实时温度值。
所述的雨量传感器可选模拟量输出的光学式类型，也可选开关量输出信号的水位计式类型，安装位置在车辆后部通风口附近，控制模块的CPU通过读取相应的信号得到雨量或通风口处进入的水量。
所述的驱动执行模块包括伺服电机驱动控制器和两个伺服电机，所述的伺服电机驱动控制器与伺服电机连接，伺服电机与新能源电动客车通风口开关机构连接，所述的伺服电机驱动控制器为双路电机伺服控制器，所述的两个伺服电机分别设置在新能源客车后部两侧的两个通风口处，双路电机伺服控制器根据控制模块的指令控制伺服电机的旋转和旋转角度，经过机械力矩传递后控制通风口开关机构，实现通风口的自动化开启闭合，同时根据指令打开或关闭通风散热风扇。
所述的新能源客车后部通风口对称布置于车体左右两侧，易于通风散热过程中对流效应的形成，提高散热效率，降低系统工作能耗。
所述的人机交互模块包括屏幕、按钮、发光灯及蜂鸣器，所述的屏幕与控制模块内部的显示接口连接，发光灯和蜂鸣器与控制模块内部的声光控制接口连接。
所述的控制模块通过I2C/RS232/GPIO接口与温度传感器及雨量传感器连接。
所述的控制模块与驱动执行模块采用CAN(J1939协议)工业现场总线连接。
所述的控制模块通过RS232/GPIO接口与人机交互模块连接。
如图3所示，本发明所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统工作流程为：
（1）初始状态时，动力电池舱环境管理系统由24V蓄电池供电，处于待机工作状态，控制模块输出通风口关闭信号，伺服电机工作，通风口关闭。
（2）温度传感器设置于动力电池舱内部，通过温度传感器输出信号判断电池温度是否处于设定工作温度范围内，若是，返回待机工作模式，
（3）若温度传感器输出信号判断电池温度未处于设定工作温度范围内，则通过温度传感器输出信号判断电池温度是否超出设定工作温度保护上限，若是，控制模块输出通风口打开与风扇开启信号，伺服电机工作，通风口打开，通风散热风扇开启；若否，控制模块输出通风口关闭与风扇关闭信号，伺服电机工作，通风口关闭，通风散热风扇关闭，温度控制流程完毕。
（4）雨量传感器设置于车辆后部通风口处，通过雨量传感器输出信号判断雨量是否超出设定雨量保护上限，若是，控制模块输出通风口关闭信号，伺服电机工作，通风口关闭；若否，返回待机工作模式，雨量保护流程完毕。
本发明温湿度控制效果好，结构简单，可靠性高，实用性强，适用车型范围广，不仅适用于新能源客车的动力电池舱环境控制，还适用于具有相似特点的其他环境控制。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：包括控制模块、供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块，所述温度传感器设置在动力电池舱内部，所述的控制模块、供电模块、人机交互模块设置于动力电池舱外部，所述的雨量传感器、驱动执行模块设置在新能源客车后部通风口处，所述的控制模块分别与供电模块、温度传感器、雨量传感器、驱动执行模块和人机交互模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的控制模块包括CPU、存储控制器、供电模块控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口和传感器数据接口，所述的存储控制器、显示接口、声光控制接口、驱动接口和传感器数据接口分别与CPU连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的供电模块包括充电单元、24V蓄电池和电压侦测传感器，所述的充电单元与24V蓄电池连接，24V蓄电池与电压侦测传感器连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的驱动执行模块包括伺服电机驱动控制器、两个伺服电机、通风风扇和通风开关机构，所述的伺服电机驱动控制器分别与伺服电机及通风散热风扇连接，伺服电机与通风口开关机构连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的人机交互模块包括屏幕、按钮、发光灯及蜂鸣器。
6.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的控制模块通过I2C/RS232/GPIO接口与温度传感器及雨量传感器连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的控制模块与驱动执行模块采用CAN工业现场总线连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于新能源客车的动力电池舱环境管理系统，其特征在于：所述的控制模块通过RS232/GPIO接口与人机交互模块连接。
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