CN108879862B - 一种动力电池充电监测系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力电池充电监测系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：（2）在MCU主控模块中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线；（2）监测模块实时检测动力电池充电信息，并将检测到的充电信息传送至MCU主控模块；（3）将检测模块检测到的充电信息与MCU主控模块中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线比较，然后MCU主控模块根据比较信息判断充电过程是否存在异常如果存在异常将动力电池充电存在异常的信息通过通讯模块发送至终端上。本发明提供一种根据动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线对动力电池各个充电阶段进行实时监测，尤其重点监测各个充电节点进行对应监测，并可以预报故障信息的动力电池充电监测系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力电池领域，尤其是涉及一种动力电池充电监测系统的控制方法。
背景技术
动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。目前大多数的电动汽车基本上都是靠充电桩进行充电，在充电桩中使用的充电模块一般采用脉宽调制，其电路复杂，尺寸较大，不易将电池监测功能集成到充电模块内，因此，上述充电模块只具备充电功能，没有实现对电池的监测功能，往往配以电池巡检系统来实现对电池的监测。为了解决这个问题人们设计出了很多专利，如公开号为CN105305557A的中国专利公开了提供了一种充电远程监测方法，包括如下步骤：(1) 检索汽车充电历史信息 ；(2) 采集汽车本次充电信息 ；(3) 根据所述充电历史信息和本次充电信息，判断充电状态信息 ；(4)将判断结果远程发送给监控端。
该专利的不足之处在于：在实际的动力电池充电过程中动力电池是分为预充电阶段、恒流充电阶段及恒压充电阶段，当充电的电压达到某个充电阶段的节点时电池就会自动跳入下一个充电阶段，所以各个阶段的充电阶段的充电情况是不一样的，而该专利不能根据动力电池中常充电时的充电电流曲线及电池充电电压曲线对各个充电阶段进行实时监控，而且不能重点对各个充电节点进行监控。
发明内容
本发明主要解决现有技术所存在的不能根据动力电池充电电流曲线及电池充电电压曲线对各个充电阶段进行实时监控，而且检测不了是属于哪个阶段的充电故障等的技术问题，提供一种根据动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线对动力电池各个充电阶段进行实时监测，尤其重点监测各个充电节点进行对应监测，并可以预报故障信息的动力电池充电监测系统的控制方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种动力电池充电监测系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在MCU主控模块中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线；
（2）监测模块实时检测动力电池充电信息，并将检测到的充电信息传送至MCU主控模块；
（3）将检测模块检测到的充电信息与MCU主控模块中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线比较，然后MCU主控模块根据比较信息判断充电过程是否存在异常，如果存在异常将动力电池充电存在异常的信息通过通讯模块发送至终端上。
作为优选，所述的动力电池充电信息曲线包括动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线，所述的监测模块包括用于检测动力电池输入点电流的电流感应器及用于检测动力电池开路电压的电压感应器。在动力电池充电过程中由预充电阶段、恒流充电阶段及恒压充电阶段构成，动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线是由历史充电信息大数据汇总统计得出的，动力电池充电电流曲线是充电时间关于充电电流的曲线由预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线相连构成，预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线末端分别对应具有动力电池预充电阶段电流节点、动力电池恒流充电阶段电流节点，动力电池充电电压曲线是充电时间关于充电电压的曲线由预充电电压曲线、恒流充电电压曲线及恒压充电电压曲线相连构成，预充电电压权限、恒流充电电压权限及恒压充电电压曲线末端分别具有动力电池预充电阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点及动力电池恒压充电阶段电压节点，动力电池充电电压曲线的各个电压节点与动力电池充电电流曲线的各个电流节点对应设置，当充电电压达到某个电压节点的时候充电电流便自动进入下个一个充电阶段，所以整个充电模式是由具体充电电压来控制充电电流，在动力电池完全用完电点进行充电时，电流感应器实时检测动力电池输入端电流并将检测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块，将任意一个时间点上电流感应器实时检测到的动力电池输入端电流与MCU主控模块上输入的动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流比较，当该时间点上监测到的动力电池输入端的电流不在动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流的浮动范围内MCU主控模块就会自动判断充电过程存在异常，存在异常的时间点在预充在预充电时间段、恒流充电时间段及恒压充电时间段哪个时间段内则说明该对应充电阶段存在异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。电压感应器实时监测动力电池的开路电压并将监测到的开路电压发送至MCU主控模块上，电流感应器实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块，当电压感应器测量到的动力电池开路电压与动力电池充电电压曲线中动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点与动力电池恒压阶段充电阶段节点中的任意一个重合，MCU主控模块便调取出相同时间点上电流感应器检测的动力电池输入端电流，并将测量到的电流与重合电压节点相对应的电流节点相比较，假如测量到的电流不在相对应电流节点的上下浮动范围内则MCU主控模块就会自动判断动力电池充电出现异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
作为优选，所述的MCU主控模块与用于存储历史故障信息的数据存储模块相连，所述的数据存储模块与所述的通讯模块相连。所述的MCU主控模块与用于存储历史故障信息的数据存储模块相连，所述的数据存储模块与所述的通讯模块相连的作用是这样可以将每次测量到的故障信息储存到数据储存模块以方便使用者将历史故障信息随时调处来查看以方便了解整个动力电池的具体情况。
作为优选，所述的通讯模块为GPRS模块和/或WiFi模块。
本发明还提供了上述一种动力电池充电监测系统的控制方法，它包括如下过程：
1. 动力电池充电监测方法
a. 在MCU主控模块输入具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，该动力电池充电电流曲线由预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线构成；
b. 在动力电池完全用完电后充电时，电流感应器实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块上；
c. 将任意一个时间点的电流感应器实时监测到的动力电池输入端电流与MCU主控模块输入的动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流比较，当该时间点上监测到的动力电池输入端的电流不在动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流的浮动范围内MCU主控模块就会自动判断充电过程存在异常，存在异常的时间点在预充电时间段、恒流充电时间段及恒压充电时间段哪个时间段内则说明该对应充电阶段存在异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
2. 动力电池充电节点监测方法
a. 在MCU主控模块输入动力电池充电电压曲线及具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，动力电池充电电压曲线内含动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点及动力电池恒压充电阶段电压节点，动力电池充电电流曲线内含有与动力电池充电电压曲线各节点对应的预电力电池充阶段电流节点、动力电池恒流充电阶段电流节点及动力电池恒压充电阶段电流节点；
b. 电压感应器实时监测动力电池的开路电压并将监测到的开路电压发送至MCU主控模块上；
c. 电流感应器实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块；
d. 当电压感应器测量到的动力电池开路电压与动力电池充电电压曲线中动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点与动力电池恒压阶段充电阶段节点中的任意一个重合，MCU主控模块便调取出相同时间点上电流感应器检测的动力电池输入端电流，并将测量到的电流与重合电压节点相对应的电流节点相比较，假如测量到的电流不在相对应电流节点的上下浮动范围内则MCU主控模块就会自动判断动力电池充电出现异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
本发明带来的有益效果是提供一种根据动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线对动力电池各个充电阶段进行实时监测，尤其重点监测各个充电节点进行对应监测，并可以预报故障信息的动力电池充电监测系统。。
因此，本发明具有结构合理，使用方便等特点。
附图说明
附图1是本发明的一种线路示意图；
附图2是本发明动力电池充电电流曲线的示意图；
附图3是本发明动力电池充电电压曲线的示意图。
图中件号说明：（1）监控模块、（2）通讯模块、（3）电流感应器、（4）电压感应器、（5）数据存储模块、（6）GPRS模块、（7）WiFi模块、（8）MCU主控模块、（9）动力电池预充电阶段电流节点、（10）动力电池恒流充电阶段电流节点、（11）动力电池恒压充电阶段电流节点、（12）动力电池预充电阶段电压节点、（13）动力电池恒流充电阶段电压节点、（14）动力电池恒压充电阶段电压节点。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
根据图1所示的一种动力电池充电监测系统，其特征在于，所述的动力电池充电信息曲线包括动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线，所述的监测模块（1）包括用于检测动力电池输入点电流的电流感应器（3）及用于检测动力电池开路电压的电压感应器（4）。所述的MCU主控模块（8）与用于存储历史故障信息的数据存储模块（5）相连，所述的数据存储模块（5）与所述的通讯模块（2）相连。所述的通讯模块（2）为GPRS模块（6）和/或WiFi模块（7）。
在动力电池充电过程中由预充电阶段、恒流充电阶段及恒压充电阶段构成，动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线是由历史充电信息大数据汇总统计得出的，动力电池充电电流曲线是充电时间关于充电电流的曲线由预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线相连构成，预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线末端分别对应具有动力电池预充电阶段电流节点（9）、动力电池恒流充电阶段电流节点（10）、动力电池恒压充电阶段电流节点（11），动力电池充电电压曲线是充电时间关于充电电压的曲线由预充电电压曲线、恒流充电电压曲线及恒压充电电压曲线相连构成，预充电电压权限、恒流充电电压权限及恒压充电电压曲线末端分别具有动力电池预充电阶段电压节点（12）、动力电池恒流充电阶段电压节点（13）及动力电池恒压充电阶段电压节点（14），动力电池充电电压曲线的各个电压节点与动力电池充电电流曲线的各个电流节点对应设置，当充电电压达到某个电压节点的时候充电电流便自动进入下个一个充电阶段，所以整个充电模式是由具体充电电压来控制充电电流，在动力电池完全用完电进行充电时，电流感应器（3）实时检测动力电池输入端电流并将检测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块（8），将任意一个时间点上电流感应器（3）实时检测到的动力电池输入端电流与MCU主控模块（8）上输入的动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流比较，当该时间点上监测到的动力电池输入端的电流不在动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流的浮动范围内MCU主控模块（8）就会自动判断充电过程存在异常，存在异常的时间点在预充在预充电时间段、恒流充电时间段及恒压充电时间段哪个时间段内则说明该对应充电阶段存在异常，然后MCU主控模块（8）就会将动力电池存在异常的情况分别发送至数据存储模块（5）及通讯模块（2），通讯模块（2）将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。电压感应器（4）实时监测动力电池的开路电压并将监测到的开路电压发送至MCU主控模块（8）上，电流感应器（3）实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块（8），当电压感应器（4）测量到的动力电池开路电压与动力电池充电电压曲线中动力电池预充点阶段电压节点（12）、动力电池恒流充电阶段电压节点（13）与动力电池恒压阶段充电阶段电压节点（14）中的任意一个重合，MCU主控模块（8）便调取出相同时间点上电流感应器（3）检测的动力电池输入端电流，并将测量到的电流与重合电压节点相对应的电流节点相比较，假如测量到的电流不在相对应电流节点的上下浮动范围内则MCU主控模块（8）就会自动判断动力电池充电出现异常，然后MCU主控模块（8）就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块（5）及通讯模块（2），通讯模块（2）将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。所述的MCU主控模块（8）与用于存储历史故障信息的数据存储模块（5）相连，所述的数据存储模块（5）与所述的通讯模块（2）相连的作用是这样可以将每次测量到的故障信息储存到数据储存模块以方便使用者将历史故障信息随时调处来查看以方便了解整个动力电池的具体情况。
本发明在使用过程中包括如下控制过程：
1. 动力电池充电监测系统的控制方法
a.在MCU主控模块（8）中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线；
b.监测模块（1）实时检测动力电池充电信息，并将检测到的充电信息传送至MCU主控模块（8）；
c.将监测模块（1）监测到的充电信息与MCU主控模块（8）中输入具有一定浮动范围的动力电池充电信息曲线比较，然后MCU主控模块（8）根据比较信息判断充电过程是否存在异常，如果存在异常将动力电池充电存在异常的信息通过通讯模块（2）发送至终端上。
2. 动力电池实时充电监测方法
a. 在MCU主控模块（8）输入具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，该动力电池充电电流曲线由预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线构成；
b. 在动力电池完全用完电后充电时，电流感应器（3）实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块（8）上；
c. 将任意一个时间点的电流感应器（3）实时监测到的动力电池输入端电流与MCU主控模块（8）输入的动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流比较，当该时间点上监测到的动力电池输入端的电流不在动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流的浮动范围内MCU主控模块（8）就会自动判断充电过程存在异常，存在异常的时间点在预充电时间段、恒流充电时间段及恒压充电时间段哪个时间段内则说明该对应充电阶段存在异常，然后MCU主控模块（8）就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块（5）及通讯模块（2），通讯模块（2）将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
3. 动力电池充电节点监测方法
a. 在MCU主控模块（8）输入动力电池充电电压曲线及具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，动力电池充电电压曲线内含有动力电池与动力电池预充电阶段电压节点（12）、动力电池恒流充电阶段电压节点（13）及动力电池恒压充电阶段电压节点（14），动力电池充电电流曲线内含有与动力电池充电电压曲线各节点对应的预电力电池充阶段电流节点、动力电池恒流充电阶段电流节点（10）及动力电池恒压充电阶段电流节点（11）；
b. 电压感应器（4）实时监测动力电池的开路电压并将监测到的开路电压发送至MCU主控模块（8）上；
c. 电流感应器（3）实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块（8）；
当电压感应器（4）测量到的动力电池开路电压与动力电池充电电压曲线中动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点（13）与动力电池恒压阶段充电阶段节点中的任意一个重合，MCU主控模块（8）便调取出相同时间点上电流感应器（3）检测的动力电池输入端电流，并将测量到的电流与重合电压节点相对应的电流节点相比较，假如测量到的电流不在相对应电流节点的上下浮动范围内则MCU主控模块（8）就会自动判断动力电池充电出现异常，然后MCU主控模块（8）就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块（5）及通讯模块（2），通讯模块（2）将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
Claims (3)
1.一种动力电池充电监测系统的控制方法，所述的动力电池充电信息曲线包括动力电池充电电流曲线及动力电池充电电压曲线，监测模块包括用于检测动力电池输入点电流的电流感应器及用于检测动力电池开路电压的电压感应器；其特征在于，包括如下步骤：
a.在MCU主控模块输入具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，该动力电池充电电流曲线由预充电电流曲线、恒流充电电流曲线及恒压充电电流曲线构成；
b.在动力电池完全用完电后充电时，电流感应器实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块上；
c.将任意一个时间点的电流感应器实时监测到的动力电池输入端电流与MCU主控模块输入的动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流比较，当该时间点上监测到的动力电池输入端的电流不在动力电池充电电流曲线同一时间点上对应电流的浮动范围内MCU主控模块就会自动判断充电过程存在异常，存在异常的时间点在预充电时间段、恒流充电时间段及恒压充电时间段哪个时间段内则说明该对应充电时间段存在异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上；
该控制方法具体包括如下控制过程：
a.在MCU主控模块输入动力电池充电电压曲线及具有一定上下浮动范围的动力电池充电电流曲线，动力电池充电电压曲线内含有动力电池与动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点及动力电池恒压充电阶段电压节点，动力电池充电电流曲线内含有与动力电池充电电压曲线各节点对应的预电力电池充阶段电流节点、动力电池恒流充电阶段电流节点及动力电池恒压充电阶段电流节点；
b.电压感应器实时监测动力电池的开路电压并将监测到的开路电压发送至MCU主控模块上；
c.电流感应器实时监测动力电池输入端电流并将监测到的动力电池输入端电流发送至MCU主控模块；
d.当电压感应器测量到的动力电池开路电压与动力电池充电电压曲线中动力电池预充阶段电压节点、动力电池恒流充电阶段电压节点与动力电池恒压阶段充电阶段节点中的任意一个重合，MCU主控模块便调取出相同时间点上电流感应器检测的动力电池输入端电流，并将测量到的电流与重合电压节点相对应的电流节点相比较，假如测量到的电流不在相对应电流节点的上下浮动范围内则MCU主控模块就会自动判断动力电池充电出现异常，然后MCU主控模块就会将动力电池存在充电异常的情况分别发送至数据存储模块及通讯模块，通讯模块将动力电池存在充电异常的情况发送至终端上。
2.根据权利要求1所述的动力电池充电监测系统的控制方法，其特征在于，所述的MCU主控模块与用于存储历史故障信息的数据存储模块相连，所述的数据存储模块与所述的通讯模块相连。
3.根据权利要求1所述的动力电池充电监测系统的控制方法，其特征在于，所述的通讯模块为GPRS模块和/或WiFi模块。
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