CN109659990A - 电动车锂电池安全监控管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动车锂电池安全监控管理系统，由BMS、云服务器以及移动终端APP组建而成；BMS包括微控制单元、采集模块、充放电控制模块和无线传输管理模块，采集模块、充放电控制模块、无线传输管理模块分别与微控制单元电连接；采集模块包括电压传感器、电流传感器和温度传感器；充放电控制模块根据采集模块采集到的电池信息进行充放电控制；BMS通过无线传输管理模块与云服务器信号连接；移动终端APP与云服务器信号连接。本发明可对锂电池产品进行有效的管理和告警，有效的预防锂电池的过充、过放、过流、过温、短路、不均衡带来的风险及被盗的发生，且可实现锂电池的远程监控和实时管理。

Description

电动车锂电池安全监控管理系统
技术领域
本发明涉及电动车锂电池安全管理领域，尤其涉及一种电动车锂电池安全监控管理系统。
背景技术
越来越多的电动车开始使用锂电池，应用在电动车里面的锂电池需要通过串并联的方式连接起来，但是由于工艺技术的限制，各单体电芯的性能不会完全相同，性能不均衡使锂离子电池在成组时容易出现过压、欠压、过温等安全隐患。而电动车的实际运行环境又比较复杂，所以为了确保锂离子电池组能够安全、高效的工作，一个有效的管理系统是必需的。
新能源电动车起火事件屡屡发生，危害生命及财产安全，另外经常发生的车辆被偷盗造成财产损失。这些情况很大程序上跟目前电动车锂电池管理系统存在的问题有关：1、未能在电池充满的时候及时断开充电；2、室外环境温度过低或过高，超过了锂电池允许使用的温度范围，管理系统未能就此情况对用户做出告警；3、电池组经过较长时间的使用之后容量和放电时间发生了改变，管理系统未能对此作出相应的调整；4、电池管理系统和电池组组成一个封闭的系统，用户不能了解电池组的状态；5、在电池组的性能已经开始恶化的时候不能及时发出告警信息，提醒用户更换电池。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动车锂电池安全监控管理系统，其可对锂电池产品进行有效的管理和告警，有效的防止锂电池的过充过放，且可实现锂电池的远程监控和实时管理。
本发明的技术方案如下：一种电动车锂电池安全监控管理系统，由BMS、云服务器以及移动终端APP组建而成；所述BMS包括微控制单元、采集模块、充放电控制模块和无线传输管理模块，所述采集模块、充放电控制模块、无线传输管理模块分别与所述微控制单元电连接；所述采集模块包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，用于采集电池组使用过程的电压、电流以及温度；所述充放电控制模块根据所述采集模块采集到的电池信息进行充放电控制；所述BMS通过所述无线传输管理模块与云服务器信号连接；所述移动终端APP与所述云服务器信号连接。
进一步地，所述BMS还包括安全保护模块，所述安全保护模块与所述微控制单元电连接，其用于在电池组出现过充、过放、过流、过温、低温的异常情况下进行告警以及切断电池组对负载的输出。
进一步地，所述电池组异常情况下的告警信息通过云服务器发送到所述移动终端APP，所述移动终端APP上可远程操作充电电源的关断以及操作放电电源的关断。
进一步地，所述云服务器集中了所有电池组在电动车的充电过程、行驶过程以及静置中的数据，所述数据包括温度、电流、电池组电压、电量、单串电压，所述数据显示在所述移动终端APP上。
进一步地，所述BMS还包括电池均衡模块，所述电池均衡模块与所述微控制单元电连接，所述电池均衡模块始终使多节串联的电芯之间的电压差低于20mV。
进一步地，所述BMS还包括振动感应模块，所述振动感应模块与所述微控制单元电连接。
进一步地，所述BMS还包括存储模块，所述存储模块与所述微控制单元电连接。
进一步地，所述无线传输管理模块集成了GPRS、GPS/BD、NB-IOT、蓝牙，通过所述无线传输管理模块对电池组的位置具有定位的功能。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明通过内置智能硬件在锂电池pack中进行相互通讯控制，通过该电动车锂电池安全监控管理系统可对锂电池产品进行有效的管理和告警，有效的防止锂电池的过充过放，避免电池充电时间过长发生着火、爆炸等事故，保护用户的生命财产安全，有效延长电池组的使用寿命，同时告警信息会同步显示在APP中，方便用户告警信息做出处理，保证了用户的生命财产安全，电池信息也会传输到云服务器上，实现锂电池的远程监控和实时管理。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明所述微控制单元的电路示意图；
图3为本发明所述充放电控制模块的电路示意图；
图4为本发明所述无线传输管理模块的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
请参阅图1~4，本发明提供的一种电动车锂电池安全监控管理系统，由BMS、云服务器以及移动终端APP组建而成，其作用主要是为了智能化管理以及维护各个电池单元以及整车智慧交通运行，防止电池出现过充和过放，延长电池组的使用寿命，同时监控电池状态，安全智能防盗，监管电动车出行违章以及提供后台大数据服务。
本发明属于新能源电动车领域，具体涉及一种电动车锂电池安全监控管理系统，本发明具体实现对多节串联锂离子电池组的安全预警管理、电池电量SOC以及健康状态SOH的管理、对电池进行定位跟踪、后台提供大数据技术。
其中，所述BMS包括微控制单元、采集模块、充放电控制模块和无线传输管理模块，所述采集模块、充放电控制模块、无线传输管理模块分别与微控制单元电连接；所述采集模块采用了高精度的电压传感器、电流传感器和温度传感器，用于采集电池组使用过程的电压、电流以及温度；所述充放电控制模块根据采集模块采集到的电池信息进行充放电控制；所述BMS通过无线传输管理模块与云服务器信号连接；所述移动终端APP与云服务器信号连接，通过移动终端APP和云服务器可以实时监控装有智能硬件的锂电池状态相关信息。
基于开路电压法和库伦计的SOC估算功能，采用高精度的电流传感器，能够估算电池组初始状态的电量值和在充放电循环过程电量值的变化，并且在电池充满和将要放空的情况下发出告警提示。根据充电和放电的总电量系统会自动记录循环次数，在达到一定的循环次数后系统会自动对满充容量进行更新，提高了电池电量估算的准确度，使剩余电量的估算精度达到了5%。
所述BMS还包括安全保护模块，所述安全保护模块与微控制单元电连接，其用于在电池组出现过充、过放、过流、过温、低温的异常情况下进行告警以及切断电池组对负载的输出。所述安全保护模块可实现设备超速、电子围栏、放电高温、放电低温、充电高温、充电低温、电池满充、电池过放、充电过流、放电过流、短路保护、非法卸载、电池低压、设备震动等保护功能。
所述电池组异常情况下的告警信息（设备超速、电子围栏、放电高温、放电低温、充电高温、充电低温、电池满充、电池过放、充电过流、放电过流、短路保护、非法卸载、电池低压、设备震动）通过云服务器发送到所述移动终端APP，所述移动终端APP上可远程操作充电电源的关断以及操作放电电源的关断。
所述云服务器集中了所有电池组在电动车的充电过程、行驶过程以及静置中的数据，所述数据包括温度、电流、电池组电压、电量、单串电压，所述数据显示在所述移动终端APP上。通过云服务器可以对车辆设备及电池进行24h管理，查看其使用情况及报警记录。
所述BMS还包括电池均衡模块，所述电池均衡模块与微控制单元电连接，所述电池均衡模块采用目前普遍被应用的被动均衡电路，能够使多节串联的电芯之间的电压差低于20mV，保持电池组在使用过程的均衡性，延长电池组的使用寿命。
所述BMS还包括振动感应模块，所述振动感应模块与微控制单元电连接。
所述BMS还包括存储模块，所述存储模块与微控制单元电连接。
所述无线传输管理模块集成了GPRS、GPS/BD、NB-IOT、蓝牙，通过所述无线传输管理模块对电池组的位置具有定位的功能，将电池组的各类信息通过GPRS上传至云服务器，通过无线传输管理模块可以对电池组的位置进行定位，可以帮助找回被盗的电动车。
综上所述，本发明可以让电动车用户清楚的了解电池组的状态，尤其是在进行充电的时候，避免电池充电时间过长发生着火、爆炸等事故，保护用户的生命财产安全，同时也能有效延长电池组的使用寿命。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：由BMS、云服务器以及移动终端APP组建而成；所述BMS包括微控制单元、采集模块、充放电控制模块和无线传输管理模块，所述采集模块、充放电控制模块、无线传输管理模块分别与所述微控制单元电连接；所述采集模块包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，用于采集电池组使用过程的电压、电流以及温度；所述充放电控制模块根据所述采集模块采集到的电池信息进行充放电控制；所述BMS通过所述无线传输管理模块与云服务器信号连接；所述移动终端APP与所述云服务器信号连接。
2.根据权利要求1所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述BMS还包括安全保护模块，所述安全保护模块与所述微控制单元电连接，其用于在电池组出现过充、过放、过流、过温、低温的异常情况下进行告警以及切断电池组对负载的输出。
3.根据权利要求2所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述电池组异常情况下的告警信息通过云服务器发送到所述移动终端APP，所述移动终端APP上可远程操作充电电源的关断以及操作放电电源的关断。
4.根据权利要求3所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述云服务器集中了所有电池组在电动车的充电过程、行驶过程以及静置中的数据，所述数据包括温度、电流、电池组电压、电量、单串电压，所述数据显示在所述移动终端APP上。
5.根据权利要求1所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述BMS还包括电池均衡模块，所述电池均衡模块与所述微控制单元电连接，所述电池均衡模块始终使多节串联的电芯之间的电压差低于20mV。
6.根据权利要求1所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述BMS还包括振动感应模块，所述振动感应模块与所述微控制单元电连接。
7.根据权利要求1所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述BMS还包括存储模块，所述存储模块与所述微控制单元电连接。
8.根据权利要求1所述的电动车锂电池安全监控管理系统，其特征在于：所述无线传输管理模块集成了GPRS、GPS/BD、NB-IOT、蓝牙，通过所述无线传输管理模块对电池组的位置具有定位的功能。
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