CN109671995B - 一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统 - Google Patents

一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，包括用户数据采集模块、数据云端分析模块、控制模块、电池组加热模块以及电池组数据采集模块，所述用户数据采集模块将采集到的用户与车辆的相对位置信息、用户的运动速度信息和运动方向信息传送给所述数据云端分析模块，所述电池组数据采集模块将采集到的电池组内温度信息传送给所述数据云端分析模块，所述数据云端分析模块通过所述控制模块来实现对电池组加热模块加热时间和加热速率的控制。本发明通过采集分析用户的运动信息和作息规律，提前主动对车用动力电池进行预热，满足用户冬季用车的需求。

Description

一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统
技术领域
本发明涉及一种车用动力电池智能预加热系统，属于车用动力电池热管理技术领域。
背景技术
近年来，在国家的政策指引下，我国的电动汽车产业化得到了长足发展，车用动力电池作为电动汽车的核心部件，得到了整个汽车行业及电池研发机构的广泛重视。电池的充放电过程是一个化学反应的过程，温度是化学反应的一个重要影响因素。在低温环境下电极的活性下降，电池充放电性能降低，可能导致电机启动异常，并且电池的寿命和容量均会大幅降低，极大的影响了用户使用的便利性和电动车的性能。
针对这一问题，部分研究人员提出了一些解决方案。专利号为CN 105428557A提出了一种寒冷地区电动汽车的保温箱，其原理是当电池温度低于设定数值时，保温箱内电热丝加热，从而保证电池在设定的温度范围之内，保证在寒冷温度下工作。专利号为CN105356007A提出了选择一个或多个单体电池组对电池组整体进行加热的方法和系统。这两种技术方案可以实现电池加热的功能，保证电池组始终在设定的温度范围内，但是这样将不可避免的消耗更多的电池组的电量，尤其在车辆闲置时，会造成电池组电能不必要的浪费。在电池的专利号为CN 107487205A提出了一种控制电池系统加热的方法及装置，其通过使用者主动发生预加热指令对电动车电池系统进行加热。专利号CN106785208A提出了一种锂电池组的远程预加热系统控制装置，其原理是使用者通过网络端口控制电池管理系统，实现对电池组的预加热功能。这两种技术方案，需要使用者提前设定电池预加热的时间或者发出预加热的指令，但是需要用户主动操作，给用户的使用带来了不便性，存在因用户遗忘造成车辆电池加热系统未能及时工作的情况。
针对低温环境下电池组适时的提前预热问题，目前尚未提出了一种既能够节约电池组电量和使用寿命，并且可以提高用户使用便利性有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，通过采集分析用户的运动信息和作息规律，提前主动对车用动力电池进行预热，满足用户冬季用车的需求。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，包括用户数据采集模块、数据云端分析模块、控制模块、电池组加热模块以及电池组数据采集模块，所述用户数据采集模块将采集到的用户与车辆的相对位置信息、用户的运动速度信息和运动方向信息传送给所述数据云端分析模块，所述电池组数据采集模块将采集到的电池组内温度信息传送给所述数据云端分析模块，所述数据云端分析模块通过所述控制模块来实现对电池组加热模块加热时间和加热速率的控制。
上述方案中，所述用户数据采集模块包括移动终端，所述数据云端分析模块包括信号处理器和计算机，所述电池组加热模块包括若干个主电加热器，所述电池组数据采集模块包括若干个主温度传感器，所述控制模块包括控制器和若干个电控开关，所述主电加热器和所述主温度传感器均分布在主电池组内，每个所述主电加热器与每个所述电控开关相连，所述主温度传感器和所述移动终端通过所述信号处理器与所述控制器连接，所述控制器与所述电控开关连接。
上述方案中，还包括一个副电池组，所述副电池组位于保温壳体内，所述副电池组为所述主电加热器提供电能。
上述方案中，所述副电池组内分布有副温度传感器和副电加热器，所述副温度传感器通过所述信号处理器与所述控制器连接，所述副电加热器与所述电控开关相连。
上述方案中，所述计算机用来自动清洗、去杂、统计、分析数据信息，并将数据信息导入内部存储的训练模型，所述训练模型随着用户数据的增加不断进行自我学习，建立用户使用习惯与电池预加热系统工作的关系模型。
本发明的有益效果：（1）本发明可以自动采集和分析用户信息，实现电池组适时智能预加热功能，待用户进入车内后，电池组能够以达到最佳温度状态下进行工作，大大提高用户的便利性。（2）本发明在实现预加热功能时，有效节约了电池组的电能，有利于提高电池组的续航性能。（3）本发明可以提高车用动力电池的使用寿命及整车的动力性能。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中，1、移动终端 2、数据云端 3、控制器 4、信号处理器 5、电控开关 6、主温度传感器 7、主电加热器 8、副电池组 9、主电池组 10、保温壳体 11、副电加热器12、副温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明提供的基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，包括包括用户数据采集模块、数据云端分析模块、控制模块、电池组加热模块、电池组数据采集模块和主电池组9和副电池组8，副电池组8位于保温壳体10内，所述的副电池组8位于主电池组9的外部空间位置且与主电池组相互独立，所述副电池组8主要用来为所述主电加热器7提供电能。所述用户数据采集模块包括移动终端1，所述数据云端分析模块包括信号处理器4和计算机，所述电池组加热模块包括若干个主电加热器7，所述电池组数据采集模块包括若干个主温度传感器6，所述控制模块包括控制器3和若干个电控开关5，所述主电加热器7和所述主温度传感器6均分布在主电池组9内，每个所述主电加热器7与每个所述电控开关5相连，所述主温度传感器6和所述移动终端1通过所述信号处理器4与所述控制器3连接，所述控制器3与所述电控开关5连接。优选的，副电池组8内也可以分布设置副温度传感器12和副电加热器11，所述副温度传感器12通过所述信号处理器4与所述控制器3连接，所述副电加热器11与所述电控开关5相连。
本实施例中的移动终端1可以为手机/手环/智能汽车钥匙等，用来采集获取用户的步速、位移方向及人车相对位置数据并通过信号处理器4上传到数据云端分析模块的计算机上，所述数据云端分析模块中的计算机将用户的步速、位移及人车相对位置数据信息进行清洗、去杂、统计、分析后导入用户用车习惯模型，并结合主电池组9内主温度传感器6测定的温度参数进行自动运算，如数据符合预加热系统启动条件则形成命令发生至控制器3，控制器3形成相应的命令发生给控制开关5，进而通过控制主电加热器7的接通数量和时长来确定加热的时间和速率。主温度传感器6实时监测主电池组9的温度信号并反馈至数据云端分析模块，根据当前的电池组温度和用户运动信息，控制器不断修正控制命令，最终形成整个系统的闭环控制。处于保温壳体10内的副电池组8给主电池组9的主电加热器7加热提供电能，优选的，副温度传感器12也可以不断的采集副电池组8内的温度信号反馈给数据云端分析模块，计算机根据根据当前的电池组温度适时通过控制器3调整副电加热器11的开关，直至电池温度满足工作要求。
主电池组和副电池组内的加热模块包括多个电加热器，且能够被独立控制和工作，进而可以实现对电池组加热的时间和速率的控制。在本发明中数据云端分析模块中的计算机可以对数据进行自动清洗、去杂、统计、分析等处理，并形成数据特征导入特定的训练模型，并且模型随着用户数据的增加不断进行自我学习，并建立用户使用习惯与电池预加热系统工作的关系模型。在本发明中，在紧急情况下，用户可以通过移动终端1实现远程主动控制动力电池预加热系统。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，其特征在于，包括用户数据采集模块、数据云端分析模块、控制模块、电池组加热模块以及电池组数据采集模块，所述用户数据采集模块将采集到的用户与车辆的相对位置信息、用户的运动速度信息和运动方向信息传送给所述数据云端分析模块，所述电池组数据采集模块将采集到的电池组内温度信息传送给所述数据云端分析模块，所述数据云端分析模块通过所述控制模块来实现对电池组加热模块加热时间和加热速率的控制；所述用户数据采集模块包括移动终端（1），所述数据云端分析模块包括信号处理器（4）和计算机，所述电池组加热模块包括若干个主电加热器（7），所述电池组数据采集模块包括若干个主温度传感器（6），所述控制模块包括控制器（3）和若干个电控开关（5），所述主电加热器（7）和所述主温度传感器（6）均分布在主电池组（9）内，每个所述主电加热器（7）与每个所述电控开关（5）相连，所述主温度传感器（6）和所述移动终端（1）通过所述信号处理器（4）与所述控制器（3）连接，所述控制器（3）与所述电控开关（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，其特征在于，还包括一个副电池组（8），所述副电池组（8）位于保温壳体（10）内，所述副电池组（8）为所述主电加热器（7）提供电能。
3.根据权利要求2所述的一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，其特征在于，所述副电池组（8）内分布有副温度传感器（12）和副电加热器（11），所述副温度传感器（12）通过所述信号处理器（4）与所述控制器（3）连接，所述副电加热器（11）与所述电控开关（5）相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于车联网的车用动力电池智能预加热系统，其特征在于，所述计算机用来自动清洗、去杂、统计、分析数据信息，并将数据信息导入内部存储的训练模型，所述训练模型随着用户数据的增加不断进行自我学习，建立用户使用习惯与电池预加热系统工作的关系模型。
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