CN108232345A - 一种用于实时检测电动汽车电池的系统 - Google Patents

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黄欢
徐志强
马春秀
朱江源
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Abstract

本发明公开了一种用于实时检测电动汽车电池的系统，包括电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、射频模块、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块、监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块和手机，电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块分别与射频模块连接，监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块分别与控制模块连接，WIFI模块与手机连接。本发明对电池的工作状态进行实时监测，并通过串行接口完成系统和上位机的数据传输，提高了整个系统的可靠性，保证电池的可靠运行。

Description

一种用于实时检测电动汽车电池的系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是一种用于实时检测电动汽车电池的系统。
背景技术
环境污染和能源危机成为当下发展的两大问题，因此汽车电动化技术以其绿色环保、节能减排等独特优势，得到了广泛的研究。电池作为汽车电动化技术的关键所在，其性能对电动汽车的使用安全以及发展前景具有重大影响。随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色;在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色;在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。
电动汽车的电池以其能量密度高、使用寿命长、绿色环保等优点，在交通运输和工业生产等领域都有广泛应用。然而，电池在充放电循环使用过程中，受温度、自放电率、放电深度、放电倍率等因素的影响，其容量和寿命不断衰减。当电池容量下降为初始容量的70%时，电池的性能将无法满足供电技术要求，必须进行维护或更换，否则会给工业生产带来严重的危害。因此，有必要对电动车电池的剩余寿命进行分析研究，以便最大限度地利用电池的剩余容量，保障企业安全生产。电池具有绿色环保，循环利用年限长、存储产量高、体积重量小等优点，其作为重要的新兴能源之一，已经在工业生产中得到广泛的应用。电池组在循环工作过程中会出现如单体温度过高，电流过大、过放电和过充电等情况，进而导致电池的寿命缩短，甚至引发电池爆炸等安全事故。因此有必要对电动车电池的运行状态进行实时监测和管理，以提高供电系统的可靠性和自动化程度，保障安全生产。
理想的电动车电池，循环充放电过程不会发生不可逆的消耗，电池寿命不会衰减。但实际上，电池内部在充放电过程中会发生非常复杂的物理化学反应。某些反应会造成活性物质的不可逆消耗，必然导致电池的充放电效率大大降低，电池的容量和寿命快速衰减。环境温度对电池寿命的影响。温度过高或过低，都会降低电池寿命。温度降低，电池内部电极材料的活性降低，电解液的内阻和粘度升高，离子扩散困难，电池充放电不易进行。温度升高，电池产生热量增大，从而破坏电池材料的结构，电池容量降低。因此需要监测电池状态情况的系统，目前的监测装备普遍存在可靠性差，智能化程度低、无法灵活上传监测结果等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种用于实时检测电动汽车电池的系统，本发明对电池的工作状态进行实时监测，并通过串行接口完成系统和上位机的数据传输，提高了整个系统的可靠性，保证电池的可靠运行。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种用于实时检测电动汽车电池的系统，包括电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、射频模块、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块、监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块和手机，其中，
电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块分别与射频模块连接，监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块分别与控制模块连接，WIFI模块与手机连接；
电压采集电路包括第一至第八电阻、第一至第二稳压二极管、第一至第二运算放大器和第一至第四电容；其中，第一电阻的一端与电池的正极连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一稳压二极管的负极、第三电阻的一端分别连接，第二电阻的另一端接地，第一稳压二极管的正极接地，第三电阻的另一端与第一电容的一端、第一运算放大器的正输入端分别连接，第一电容的另一端接地，第一运算放大器的负输入端与第一运算放大器的输出端、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地，第五电阻的一端与电池的负极连接，第五电阻的另一端与第六电阻的一端、第二稳压二极管的负极、第七电阻的一端分别连接，第六电阻的另一端接地，第二稳压二极管的正极接地，第三七电阻的另一端与第三电容的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第三电容的另一端接地，第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端、第八电阻的一端分别连接，第八电阻的另一端与第四电容的一端连接，第四电容的另一端接地。
作为本发明所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统进一步优化方案，所述GPRS通信模块包括RS232串口接口单元、主控制器、GPRS单元、SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元和时钟单元，其中，RS232串口接口单元与控制模块、主控制器分别连接，GPRS单元、时钟单元分别与主控制器连接，SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元分别与GPRS单元连接。
作为本发明所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统进一步优化方案，电流采集电路采用ACS712电流传感器。
作为本发明所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统进一步优化方案，显示模块为LCD液晶显示器。
作为本发明所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统进一步优化方案，温度采集电路采用DS18B20温度传感器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明对电池的工作状态进行实时监测，并通过串行接口完成系统和上位机的数据传输；
（2）通过上位机实现对电池数据的监控以及对数据进行数据读取和存储，安全性高，结果精确，具有较好的通信能力；
（3）提高了整个系统的可靠性，保证电池的可靠运行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种用于实时检测电动汽车电池的系统，包括电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、射频模块、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块、监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块和手机，其中，
电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块分别与射频模块连接，监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块分别与控制模块连接，WIFI模块与手机连接；
电压采集电路包括第一至第八电阻、第一至第二稳压二极管、第一至第二运算放大器和第一至第四电容；其中，第一电阻的一端与电池的正极连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一稳压二极管的负极、第三电阻的一端分别连接，第二电阻的另一端接地，第一稳压二极管的正极接地，第三电阻的另一端与第一电容的一端、第一运算放大器的正输入端分别连接，第一电容的另一端接地，第一运算放大器的负输入端与第一运算放大器的输出端、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地，第五电阻的一端与电池的负极连接，第五电阻的另一端与第六电阻的一端、第二稳压二极管的负极、第七电阻的一端分别连接，第六电阻的另一端接地，第二稳压二极管的正极接地，第三七电阻的另一端与第三电容的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第三电容的另一端接地，第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端、第八电阻的一端分别连接，第八电阻的另一端与第四电容的一端连接，第四电容的另一端接地。
所述GPRS通信模块包括RS232串口接口单元、主控制器、GPRS单元、SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元和时钟单元，其中，RS232串口接口单元与控制模块、主控制器分别连接，GPRS单元、时钟单元分别与主控制器连接，SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元分别与GPRS单元连接。电流采集电路采用ACS712电流传感器。显示模块为LCD液晶显示器。温度采集电路采用DS18B20温度传感器。
电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路将检测的数据输入至射频模块，射偏模块将数据输出至显示模块进行显示，数据也可通过串口通信模块输出至外部设备；键盘模块用于对射频模块输入控制信号，控制采集数据的时间，电源模块经稳压电路给射频模块供电，射频模块将数据发送至控制模块，控制模块将数据经WIFI模块输入至手机，手机打开WiFi 无线局域网功能后,连接WiFi模块发射的无线热点, 手机就可以与WIFI模块实现通信，达到了手机也能够实时查看监测到的数据；控制模块将数据直接传输至监控平台，数据存储模块用于存储数据；GPRS通信模块提供了数字信号传输、语音、短消息，它不仅具备为用户提供RS-232 串口接口、SIM 卡接口以及语音等功能。
本发明对电池的工作状态进行实时监测，并通过串行接口完成系统和上位机的数据传输；通过上位机实现对电池数据的监控以及对数据进行数据读取和存储，安全性高，结果精确，具有较好的通信能力；提高了整个系统的可靠性，保证电池的可靠运行。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于实时检测电动汽车电池的系统，其特征在于，包括电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、射频模块、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块、监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块和手机，其中，
电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、串口通信模块、显示模块、键盘模块、控制模块分别与射频模块连接，监控平台、GPRS通信模块、数据存储模块、JTAG接口模块、WIFI模块分别与控制模块连接，WIFI模块与手机连接；
电压采集电路包括第一至第八电阻、第一至第二稳压二极管、第一至第二运算放大器和第一至第四电容；其中，第一电阻的一端与电池的正极连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一稳压二极管的负极、第三电阻的一端分别连接，第二电阻的另一端接地，第一稳压二极管的正极接地，第三电阻的另一端与第一电容的一端、第一运算放大器的正输入端分别连接，第一电容的另一端接地，第一运算放大器的负输入端与第一运算放大器的输出端、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地，第五电阻的一端与电池的负极连接，第五电阻的另一端与第六电阻的一端、第二稳压二极管的负极、第七电阻的一端分别连接，第六电阻的另一端接地，第二稳压二极管的正极接地，第三七电阻的另一端与第三电容的一端、第二运算放大器的正输入端分别连接，第三电容的另一端接地，第二运算放大器的负输入端与第二运算放大器的输出端、第八电阻的一端分别连接，第八电阻的另一端与第四电容的一端连接，第四电容的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统，其特征在于，所述GPRS通信模块包括RS232串口接口单元、主控制器、GPRS单元、SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元和时钟单元，其中，RS232串口接口单元与控制模块、主控制器分别连接，GPRS单元、时钟单元分别与主控制器连接，SIM卡接口单元、GPRS无线接口单元分别与GPRS单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统，其特征在于，电流采集电路采用ACS712电流传感器。
4.根据权利要求1所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统，其特征在于，显示模块为LCD液晶显示器。
5.根据权利要求1所述的一种用于实时检测电动汽车电池的系统，其特征在于，温度采集电路采用DS18B20温度传感器。
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