CN109263514B - 传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置及使用方法，包括设置于电池PACK内的BMS、低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元；所述低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元都连接所述BMS；动力车辆的充电机设备、车辆控制单元都连接所述BMS；所述BMS通过物联网通信单元连接数据处理平台。本发明解决动力车辆BMS数据个体化、单一化的缺点，以及电池PACK更换不便，使得BMS参数调整受到时间，地点，空间的约束的问题。

Description

传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置及方法
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别是涉及到一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置及方法。
背景技术
现有动力车辆不具备物联网属性，原因在于车辆配置较低，结构较乘用车更简单。维护成本要求低。要想对传统动力车辆进行物联网改造成本高，即使改造完成也不具备电池相关信息的采集功能。并且对充放电的管理只限于单独个体数据及报警保留在BMS内部(或不保留报警及充放电记录)。不方便读取和调整。电池PACK更换不便，使得BMS参数调整受到时间，地点，空间的约束。没有对电池PACK整体使用工况的实时记录。对于详细的使用状态没有具体数据的支撑。很难了解电池本身特性及外部工作环境状态。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置及方法,解决动力车辆BMS数据个体化、单一化的缺点，以及电池PACK更换不便，使得BMS参数调整受到时间，地点，空间的约束的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置，包括设置于电池PACK内的BMS、低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元；所述低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元都连接所述BMS；动力车辆的充电机设备、车辆控制单元都连接所述BMS；所述BMS通过物联网通信单元连接数据处理平台。
进一步的，所述BMS包括相互连接的采集装置和中心处理单元，所述开关单元和物联网通信单元都与所述中心处理单元连接。
更进一步的，所述采集装置包括：所述采集装置通过模拟前端采集电池包每串电池的电压和温度，通过数据通信传送给中心处理单元,通过电流采集电路采集电池包总电流，通过数据通信传送给中心处理单元。
进一步的，所述物联网通信单元包含以下任意一到两种：2G，3G，4G，北斗，GPS，NB-lot，Lora，Halow。
本发明的另一方面，还提供了一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置使用方法，包括：通过采集装置对电池组单元电压，电流，温度，绝缘参数进行采集和处理，上传到中心处理单元，中心处理单元内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
进一步的，还包括：当电池PACK响应车辆控制单元的启动指令后，BMS控制开关单元打开开关。车辆进入工作模式，期间的车辆运行时长，待机时长，工作时长，运行公里数，电池电量信息等数据都通过中心处理单元内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
进一步的，还包括处理报警状态的流程，当BMS检测到电池PACK发生过流，绝缘检测异常时，控制开关单元关闭开关；中心处理单元做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
进一步的，还包括BMS参数更新流程：手机用户端和平台客户端，通过上传BMS参数详细数据到指定位置后，数据处理平台审核权限和优先级；在审核车型、电池PACK参数后做合理判断，进行远程通信交互，将更改数据发送给物联网通信单元，由物联网通信单元将数据下载到智能BMS内部的中心处理单元，完成后进行记录和软件版本号更新，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台将结果保存并进行记录，报送完成信息提供给手机用户端和平台客户端。
进一步的，还包括充电流程，当充电机设备接入到电池PACK时与BMS进行数据通信，通信成功后设置充电电流，BMS控制开关单元打开开关进行充电；充电过程中的充电次数，故障，报警及时长等数据由中心处理单元做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
更进一步的，所述数据处理平台的大数据计算和分析方法包括：所述数据处理平台的大数据计算和分析方法包括：电池循环使用次数的统计计算；电池温度变化的统计计算；异常电流的统计计算；绝缘阻抗变化的统计计算，满充电时电压数据的统计计算；并通过上述的电池循环使用次数、电池温度变化的统计数据分析，监测和分析各个电池的工作状态和寿命状态，通过绝缘阻抗变化的统计数据分析，通过手机用户端和平台客户端提前对故障进行预警提示；通过上述数据可以对电池的实际使用情况进行建模分析，统计各个厂家电池特性从而进行优劣比较。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明根据智能BMS内部采集装置可以提供电芯的电压，电流，温度等基本数据。中央处理单元负责提取电芯的数据，经过算法可以为用户提供电芯的各种特性如:SOC，电芯充放电次数，电芯寿命指数，绝缘参数，报警等电池包相关参数。通过与整车的数据通信可以提取车辆运行数据如：行驶里程，运行时间，待机时间，工作时长，车辆位置，报警信息等相关参数。通过与充电机的数据通信可以获得充电运行数据如：充电次数，运行时间，充电电流，温度，报警信息等相关参数。综合以上多方参数通过通信模块将数据提供到专用数据处理平台，经数据处理和运算后。可以对电池PACK，车辆工作状态进行实时监控，并能提供异常状态报警的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的采集装置结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图来详细说明本发明。本发明要解决BMS数据个体化，单一化的缺点。基于此采取更换智能锂电池PACK，来达到解决动力车辆物联网升级。通过替换老旧电池PACK，更换智能PACK方法，达到一步完成智能物联升级的目的。智能PACK使用智能物联BMS管理系统可实现过充电，过放电的保护。将每个BMS的单个数据上传到平台处理。然后进行横向对比。采集诸如：工作环境，充放电环境，使用频次，电池PACK相关参数，充放电次数，充放电时长等大数据。通过数据平台的算法和分析，可以是通过智能BMS对电池PACK的批次性能和能力以及寿命周期有了最为精确的判断。基于此大数据平台的构建。可以实现对电池PACK的实时定位，寿命，工况的反馈数据进行查询和预警提示。同时，包含电池PACK性能老化以后的针对性BMS参数调整都将成为可能。为使用者和电池生产商提供充分的保障服务。
如图1所示介绍了智能BMS检测的控制原理，包括如下步骤：
智能BMSB01由低功耗供电单元A03供电，通过采集装置A01对电池组单元A06电压，电流，温度，绝缘参数进行采集和处理后，上传到中心处理单元A02，中心处理单元A02内部做数据处理和报警事件记录通过物联网通信单元A04将数据上传到数据处理平台A07，经过数据处理平台A07的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
如图2所示采集装置A01通过模拟前端E01采集电池包每串电池的电压和温度，通过数据通信传送给中心处理单元A02,通过电流采集电路E02采集电池包总电流，通过数据通信传送给中心处理单元A02。达到采集电压，电流，温度的功能。
当充电机设备A08接入到电池PACKB02时与智能BMSB01进行数据通信，通信成功后设置充电电流，智能BMSB01控制开关单元A05打开开关进行充电。
充电过程中的充电次数，故障，报警及时长等数据由智能BMSB01内部的中心处理单元A02内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元A04将数据上传到数据处理平台A07，经过数据处理平台A07的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
当电池PACKB02响应车辆控制单元A09的启动指令后，智能BMSB01控制开关单元A05打开开关。车辆进入工作模式，期间的车辆运行时长，待机时长，工作时长，运行公里数，电池电量信息等数据都通过智能BMSB01内部的中心处理单元A02内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元A04将数据上传到数据处理平台A07，经过数据处理平台A07的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
处理报警状态的流程：当智能BMSB01检测到电池PACKB02发生过流，绝缘检测异常时，控制开关单元A05关闭开关。智能BMSB01内部的中心处理单元A02内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元A04将数据上传到数据处理平台A07，经过数据处理平台A07的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端。
智能BMSB01参数更新流程：手机用户端和平台客户端，通过上传智能BMSB01参数详细数据到指定位置后，数据处理平台A07审核权限和优先级。在审核车型，电池PACKB02参数后做合理判断。进行远程通信交互，将更改数据发送给物联网通信单元A04，由物联网通信单元A04将数据下载到智能BMSB01内部的中心处理单元A02。完成后进行记录和软件版本号更新，通过物联网通信单元A04将数据上传到数据处理平台A07，经过数据处理平台A07将结果保存并进行记录，报送完成信息提供给手机用户端和平台客户端。
物联网通信单元A04包含以下任意一到两种：2G，3G，4G，北斗，GPS，NB-lot，Lora，Halow。
另外，所述数据处理平台A07的大数据计算和分析方法包括：电池循环使用次数的统计计算；电池温度变化的统计计算；异常电流的统计计算；绝缘阻抗变化的统计计算，满充电时电压数据的统计计算；并通过上述的电池循环使用次数、电池温度变化的统计数据分析，监测和分析各个电池的工作状态和寿命状态，通过绝缘阻抗变化的统计数据分析，通过手机用户端和平台客户端提前对故障进行预警提示；通过上述数据可以对电池的实际使用情况进行建模分析，统计各个厂家电池特性从而进行优劣比较。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置，其特征在于，包括设置于电池PACK内的BMS、低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元；所述低功耗供电单元、电池组单元、开关单元、物联网通信单元都连接所述BMS；动力车辆的充电机设备、车辆控制单元都连接所述BMS；所述BMS通过物联网通信单元连接数据处理平台；所述BMS包括相互连接的采集装置和中心处理单元，所述开关单元和物联网通信单元都与所述中心处理单元连接；
所述采集装置通过模拟前端采集电池包每串电池的电压和温度，通过数据通信传送给中心处理单元,通过电流采集电路采集电池包总电流，通过数据通信传送给中心处理单元；
所述传统动力车辆升级物联网动力车辆的装置的使用方法包括：通过采集装置对电池组单元电压，电流，温度，绝缘参数进行采集和处理，上传到中心处理单元，中心处理单元内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端；
当电池PACK响应车辆控制单元的启动指令后，BMS控制开关单元打开开关；车辆进入工作模式，期间的车辆运行时长，待机时长，工作时长，运行公里数，电池电量信息数据都通过中心处理单元内部做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端；
处理报警状态的流程：当BMS检测到电池PACK发生过流，绝缘检测异常时，控制开关单元关闭开关；中心处理单元做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端；
BMS参数更新流程：手机用户端和平台客户端，通过上传BMS参数详细数据到指定位置后，数据处理平台审核权限和优先级；在审核车型、电池PACK参数后做合理判断，进行远程通信交互，将更改数据发送给物联网通信单元，由物联网通信单元将数据下载到智能BMS内部的中心处理单元，完成后进行记录和软件版本号更新，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台将结果保存并进行记录，报送完成信息提供给手机用户端和平台客户端；
充电流程，当充电机设备接入到电池PACK时与BMS进行数据通信，通信成功后设置充电电流，BMS控制开关单元打开开关进行充电；充电过程中的充电次数，故障，报警及时长数据由中心处理单元做数据处理和报警事件记录，通过物联网通信单元将数据上传到数据处理平台，经过数据处理平台的大数据计算和分析将结果保存并进行记录，报警信息提供给手机用户端和平台客户端；
所述数据处理平台的大数据计算和分析方法包括：电池循环使用次数的统计计算；电池温度变化的统计计算；异常电流的统计计算；绝缘阻抗变化的统计计算，满充电时电压数据的统计计算；并通过上述的电池循环使用次数、电池温度变化的统计数据分析，监测和分析各个电池的工作状态和寿命状态，通过绝缘阻抗变化的统计数据分析，通过手机用户端和平台客户端提前对故障进行预警提示；通过上述数据对电池的实际使用情况进行建模分析，统计各个厂家电池特性，进行优劣比较。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物联网通信单元包含以下任意一到两种：2G，3G，4G，北斗，GPS，NB-lot，Lora，Halow。
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