CN110838603A - 一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统及方法，所述该系统包括电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块、中央控制管理模块、报警模块和系统显示模块；所述电池温度采集模块、电池电量监测模块、电池温度控制模块和报警模块与中央控制管理模块电连接，系统显示模块分别和电池温度采集模块、电池温度控制模块和报警模块电连接，电池温度采集模块对电池的温度进行采集，利用电池电量监测模块对电池的电量进行监测，将电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量发送给中央控制管理模块；利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态。

Description

一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体是一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统及方法。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。
在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。
如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。
如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统及方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，所述该系统包括电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块、中央控制管理模块、报警模块和系统显示模块；
所述电池温度采集模块、电池电量监测模块、电池温度控制模块和报警模块与中央控制管理模块电连接，系统显示模块分别和电池温度采集模块、电池温度控制模块和报警模块电连接。
根据上述技术方案：所述电池温度采集模块包括高温监测子模块、低温监测子模块、内部温度传感器和外部温度传感器；
所述高温监测子模块、低温监测子模块和外部温度传感器分别和内部温度传感器电连接；
所述电池温度采集模块用于对电动汽车的电池温度进行监测，避免电池温度过高或者过低影响电动汽车的续航，高温监测子模块用于对电池温度过高及时进行监测，低温监测子模块用于对电池温度过低及时进行监测，内部温度传感器用于对电池温度进行测量，将测量的温度数据及时发送给高温监测子模块和低温监测子模块，外部温度传感器用于对室外的温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器。
根据上述技术方案：所述电池温度控制模块包括热风机、冷风机和第二温度传感器；
所述电池温度控制模块用于对电池温度过高或者过低进行控制，热风机用于在电池温度过低时，对电池进行加热，冷风机用于在电池温度过高时，对电池进行降温，第二温度传感器用于测量升温或降温后的电池温度；
所述热风机和冷风机分别和第二温度传感器电连接，热风机和冷风机分别与中央控制管理模块电连接。
根据上述技术方案：所述电池电量监测模块包括电量监测仪和电量消耗分析子模块；电量监测仪和电量消耗分析子模块电连接；电量消耗分析子模块与中央控制管理子模块电连接；
所述电池电量监测模块用于对电动汽车电量的消耗进行监测，电量监测仪能够对电池电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块能够对消耗的电量数据进行分析。
根据上述技术方案：所述中央控制管理模块包括PLC芯片，所述电池温度采集模块和电池电量监测模块和PLC芯片的输入端电连接，电池温度控制模块和报警模块与PLC芯片输出端电连接。
根据上述技术方案：所述报警模块包括蜂鸣器和报警单元，蜂鸣器用于发出声响，报警单元用于将报警数据发送给系统显示模块，报警单元和系统显示模块电连接。
根据上述技术方案：所述系统显示模块包括显示屏，显示屏分别与电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量检测模块和报警模块电连接，所述显示屏的界面至少包括电池表面预先测量温度显示区、室外大气温度显示区和电池控温后温度显示区。
一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法，
S1:利用电池温度采集模块对电池的温度进行采集，利用电池电量监测模块对电池的电量进行监测，将电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量发送给中央控制管理模块；
S2:利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
S3:中央控制管理模块将电池的状态发送给电池温度控制模块，电池温度控制模块启动热风机或冷风机对电池进行升温或者降温；
S4：系统显示模块将预先测量的电池温度和电量数据显示在显示屏上，将升温或降温后的电池温度数据显示在显示屏上；
S5：报警模块对电池温度采集模块采集的异常温度数据和电池电量监测模块监测的异常电量消耗进行报警。
根据上述技术方案：所述步骤S1中，还存在以下步骤：
A1：利用外部温度传感器对室外温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器；
A2：内部温度传感器对电池温度进行测量，将测量温度发送给高温监测子模块、低温监测子模块，高温监测子模块、低温监测子模块对测量的温度进行判别；
A3：利用电量监测仪对电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块对电量消耗进行分析；
根据上述技术方案：所述步骤S2中，利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
内部温度传感器安装在电池表面，对电池表面的温度进行采集，所述采集的温度为N1、N2、N3、…、N(n-1)、Nn(单位：℃)将采集的温度发送给低温监测子模块和高温监测子模块，低温监测子模块和高温监测子模块对温度进行判别高温或者低温，所述内部温度传感器采集温度的时间为T1、T2、T3、…、Tn，上述时间内，电量监测仪对电量的监测结果为M1、M2、M3、…M(n-1)、Mn(单位：Q)，设定内部温度传感器和电量监测仪监测的最大值和最小值之差为ΔN、ΔM，根据公式：
Figure BDA0002269156990000051
当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量满足上述公式时，中央控制管理模块默认电池温度和电量消耗为正常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行控温，当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量不满足上述公式时，中央控制管理模块将内部温度传感器测量的数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常信号发送给报警模块进行报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
利用电池温度采集模块对电动汽车的电池温度进行监测，避免电池温度过高或者过低影响电动汽车的续航，外部温度传感器能够对室外的温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器，内部传感器对电池温度进行测量，将测量的温度数据及时发送给高温监测子模块和低温监测子模块，高温监测子模块和低温监测子模块对内部传感器的温度数据及时分析，高温监测子模块用于对电池温度过高及时进行监测，低温监测子模块用于对电池温度过低及时进行监测，从而将对电池表面的温度及时地进行控温；
利用电池电量监测模块对电动汽车电量的消耗进行监测，，电量监测仪能够对电池电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块能够对消耗的电量数据进行分析，分析电量的消耗是否正常，对电量进行把控，对电量异常情况及时进行报警；
利用电池温度控制模块对电池表面温度进行控温，热风机能够在电池温度过低时，对电池进行加热，冷风机能够在电池温度过高时，对电池进行降温，第二温度传感器能够测量升温或降温后的电池温度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统的结构示意图；
图2为本发明一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法的步骤示意图；
图3为本发明一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法的步骤S1的具体步骤示意图；
图4为本发明一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法的实施过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，所述该系统包括电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块、中央控制管理模块、报警模块和系统显示模块；
所述电池温度采集模块、电池电量监测模块、电池温度控制模块和报警模块与中央控制管理模块电连接，系统显示模块分别和电池温度采集模块、电池温度控制模块和报警模块电连接。
根据上述技术方案：所述电池温度采集模块包括高温监测子模块、低温监测子模块、内部温度传感器和外部温度传感器；
所述高温监测子模块、低温监测子模块和外部温度传感器分别和内部温度传感器电连接；
所述电池温度采集模块用于对电动汽车的电池温度进行监测，避免电池温度过高或者过低影响电动汽车的续航，高温监测子模块用于对电池温度过高及时进行监测，低温监测子模块用于对电池温度过低及时进行监测，内部温度传感器用于对电池温度进行测量，将测量的温度数据及时发送给高温监测子模块和低温监测子模块，外部温度传感器用于对室外的温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器。
根据上述技术方案：所述电池温度控制模块包括热风机、冷风机和第二温度传感器；
所述电池温度控制模块用于对电池温度过高或者过低进行控制，热风机用于在电池温度过低时，对电池进行加热，冷风机用于在电池温度过高时，对电池进行降温，第二温度传感器用于测量升温或降温后的电池温度；
所述热风机和冷风机分别和第二温度传感器电连接，热风机和冷风机分别与中央控制管理模块电连接。
根据上述技术方案：所述电池电量监测模块包括电量监测仪和电量消耗分析子模块；电量监测仪和电量消耗分析子模块电连接；电量消耗分析子模块与中央控制管理子模块电连接；
所述电池电量监测模块用于对电动汽车电量的消耗进行监测，电量监测仪能够对电池电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块能够对消耗的电量数据进行分析。
根据上述技术方案：所述中央控制管理模块包括PLC芯片，所述电池温度采集模块和电池电量监测模块和PLC芯片的输入端电连接，电池温度控制模块和报警模块与PLC芯片输出端电连接。
根据上述技术方案：所述报警模块包括蜂鸣器和报警单元，蜂鸣器用于发出声响，报警单元用于将报警数据发送给系统显示模块，报警单元和系统显示模块电连接。
根据上述技术方案：所述系统显示模块包括显示屏，显示屏分别与电池温度采集模块、电池温度控制模块和报警模块电连接，所述显示屏的界面至少包括电池表面预先测量温度显示区、室外大气温度显示区和电池控温后温度显示区。
一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法，
S1:利用电池温度采集模块对电池的温度进行采集，利用电池电量监测模块对电池的电量进行监测，将电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量发送给中央控制管理模块；
S2:利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
S3:中央控制管理模块将电池的状态发送给电池温度控制模块，电池温度控制模块启动热风机或冷风机对电池进行升温或者降温；
S4：系统显示模块将预先测量的电池温度和电量数据显示在显示屏上，将升温或降温后的电池温度数据显示在显示屏上；
S5：报警模块对电池温度采集模块采集的异常温度数据和电池电量监测模块监测的异常电量消耗进行报警。
根据上述技术方案：所述步骤S1中，还存在以下步骤：
A1：利用外部温度传感器对室外温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器；
A2：内部温度传感器对电池温度进行测量，将测量温度发送给高温监测子模块、低温监测子模块，高温监测子模块、低温监测子模块对测量的温度进行判别；
A3：利用电量监测仪对电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块对电量消耗进行分析；
根据上述技术方案：所述步骤S2中，利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
内部温度传感器安装在电池表面，对电池表面的温度进行采集，所述采集的温度为N1、N2、N3、…、N(n-1)、Nn(单位：℃)将采集的温度发送给低温监测子模块和高温监测子模块，低温监测子模块和高温监测子模块对温度进行判别高温或者低温，所述内部温度传感器采集温度的时间为T1、T2、T3、…、Tn，上述时间内，电量监测仪对电量的监测结果为M1、M2、M3、…M(n-1)、Mn(单位：Q)，设定内部温度传感器和电量监测仪监测的最大值和最小值之差为ΔN、ΔM，根据公式：
Figure BDA0002269156990000111
当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量满足上述公式时，中央控制管理模块默认电池温度和电量消耗为正常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行控温，当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量不满足上述公式时，中央控制管理模块将内部温度传感器测量的数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常信号发送给报警模块进行报警。
实施例1：限定条件：内部温度传感器和电量监测仪的监测时间为11:00、12:00、13:00、14:00、15:00，上述时间，内部温度传感器采集的温度分别为22℃、23.1℃、24.5℃、24.9℃、25℃，电池电量为95.6Q、94Q、89Q、87.3Q、85Q，提取内部温度传感器温度的最大值25℃和最小值22℃，提取电量监测仪的监测的电量最大值95.6Q和最小值85Q，根据公式：
Figure BDA0002269156990000112
计算得出:
由此，所计算的内部温度传感器采集的温度和电量监测仪的监测的电量满足上述公式，中央控制管理模块默认电池温度和电量消耗为正常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行控温，电池温度控制模块控温后，第二温度传感器将控温后的温度发送给系统显示模块进行显示。
实施例2：限定条件：内部温度传感器和电量监测仪的监测时间为8:00、9:30、10:00、11:30、12:00，上述时间，内部温度传感器采集的温度分别为35℃、34.1℃、25.3℃、22.9℃、20.3℃，电池电量为98.7Q、87Q、79.1Q、63.5Q、51Q，提取内部温度传感器温度的最大值35℃和最小值20.3℃，提取电量监测仪的监测的电量最大值98.7Q和最小值51Q，根据公式：
Figure BDA0002269156990000121
计算得出:
Figure BDA0002269156990000122
由此，所计算的内部温度传感器采集的温度和电量监测仪的监测的电量不满足上述公式，中央控制管理模块判定电池温度和电量消耗为异常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常数据发送给报警模块进行报警，内部温度传感器、第二温度传感器和电量监测仪将测量温度和电量实时发送给系统显示模块进行显示。
实施例3：限定条件：内部温度传感器和电量监测仪的监测时间为8:00、11:00、14:00、17:00、20:00，上述时间，内部温度传感器采集的温度分别为20.2℃、22.3℃、23.8℃、28℃、32.7℃，电池电量为87Q、81Q、72.5Q、61.3Q、49.7Q，提取内部温度传感器温度的最大值32.7℃和最小值20.2℃，提取电量监测仪的监测的电量最大值83Q和最小值49.7Q，根据公式：
Figure BDA0002269156990000131
计算得出:
Figure BDA0002269156990000132
由此，所计算的内部温度传感器采集的温度和电量监测仪的监测的电量不满足上述公式，中央控制管理模块判定电池温度和电量消耗为异常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常数据发送给报警模块进行报警，内部温度传感器、第二温度传感器和电量监测仪将测量温度和电量实时发送给系统显示模块进行显示。
实施例4：限定条件：内部温度传感器和电量监测仪的监测时间为9:00、11:00、13:00、16:00、18:00，上述时间，内部温度传感器采集的温度分别为27℃、26.3℃、23.8℃、20℃、16℃，电池电量为88Q、61Q、52.5Q、37.3Q、21Q，电量消耗分析子模块对电量消耗速度分析为异常现象，直接将电量消耗数据发送给报警单元进行报警。
由此，所计算的内部温度传感器采集的温度和电量监测仪的监测的电量不满足上述公式，中央控制管理模块判定电池温度和电量消耗为异常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常数据发送给报警模块进行报警，内部温度传感器、第二温度传感器和电量监测仪将测量温度和电量实时发送给系统显示模块进行显示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，用于以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述该系统包括电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块、中央控制管理模块、报警模块和系统显示模块；
所述电池温度采集模块、电池电量监测模块、电池温度控制模块和报警模块与中央控制管理模块电连接，系统显示模块分别和电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块和报警模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述电池温度采集模块包括高温监测子模块、低温监测子模块、内部温度传感器和外部温度传感器；
所述高温监测子模块、低温监测子模块和外部温度传感器分别和内部温度传感器电连接；
所述电池温度采集模块用于对电动汽车的电池温度进行监测，避免电池温度过高或者过低影响电动汽车的续航，高温监测子模块用于对电池温度过高及时进行监测，低温监测子模块用于对电池温度过低及时进行监测，内部温度传感器用于对电池温度进行测量，将测量的温度数据及时发送给高温监测子模块和低温监测子模块，外部温度传感器用于对室外的温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述电池温度控制模块包括热风机、冷风机和第二温度传感器；
所述电池温度控制模块用于对电池温度过高或者过低进行控制，热风机用于在电池温度过低时，对电池进行加热，冷风机用于在电池温度过高时，对电池进行降温，第二温度传感器用于测量升温或降温后的电池温度；
所述热风机和冷风机分别和第二温度传感器电连接，热风机和冷风机分别与中央控制管理模块电连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述电池电量监测模块包括电量监测仪和电量消耗分析子模块；电量监测仪和电量消耗分析子模块电连接；电量消耗分析子模块与中央控制管理子模块电连接；所述电池电量监测模块用于对电动汽车电量的消耗进行监测，电量监测仪能够对电池电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块能够对消耗的电量数据进行分析。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述中央控制管理模块包括PLC芯片，所述电池温度采集模块和电池电量监测模块和PLC芯片的输入端电连接，电池温度控制模块和报警模块与PLC芯片输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：报警模块包括蜂鸣器和报警单元，蜂鸣器用于发出声响，报警单元用于将报警数据发送给系统显示模块，报警单元和系统显示模块电连接。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理系统，其特征在于：所述系统显示模块包括显示屏，显示屏分别与电池温度采集模块、电池温度控制模块、电池电量监测模块和报警模块电连接，所述显示屏的界面至少包括电池表面预先测量温度显示区、室外大气温度显示区和电池控温后温度显示区。
8.一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法，其特征在于：
S1:利用电池温度采集模块对电池的温度进行采集，利用电池电量监测模块对电池的电量进行监测，将电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量发送给中央控制管理模块；
S2:利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
S3:中央控制管理模块将电池的状态发送给电池温度控制模块，电池温度控制模块启动热风机或冷风机对电池进行升温或者降温；
S4：系统显示模块将预先测量的电池温度和电量数据显示在显示屏上，将升温或降温后的电池温度数据显示在显示屏上；
S5：报警模块对电池温度采集模块采集的异常温度数据和电池电量监测模块监测的异常电量消耗进行报警。
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法，其特征在于：所述步骤S1中，还存在以下步骤：
A1：利用外部温度传感器对室外温度进行测量，将测量结果发送给内部温度传感器；
A2：内部温度传感器对电池温度进行测量，将测量温度发送给高温监测子模块、低温监测子模块，高温监测子模块、低温监测子模块对测量的温度进行判别；
A3：利用电量监测仪对电量消耗进行监测，电量消耗分析子模块对电量消耗进行分析。
10.根据权利要求8所述的一种电动汽车电池电量和温度智能管理方法，其特征在于：所述步骤S2中，利用中央控制管理模块接受电池温度采集模块采集的温度和电池电量监测模块监测的电量数据进行分析，判别电池的状态；
内部温度传感器安装在电池表面，对电池表面的温度进行采集，所述采集的温度为N1、N2、N3、…、N(n-1)、Nn(单位：℃)将采集的温度发送给低温监测子模块和高温监测子模块，低温监测子模块和高温监测子模块对温度进行判别高温或者低温，所述内部温度传感器采集温度的时间为T1、T2、T3、…、Tn，上述时间内，电量监测仪对电量的监测结果为M1、M2、M3、…M(n-1)、Mn(单位：Q)，设定内部温度传感器和电量监测仪监测的最大值和最小值之差为ΔN、ΔM，根据公式：
Figure FDA0002269156980000051
当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量满足上述公式时，中央控制管理模块默认电池温度和电量消耗为正常状态，将内部温度传感器测量数据发送给电池温度控制模块进行控温，当内部温度传感器测量的温度和电量监测仪测量的电量不满足上述公式时，中央控制管理模块将内部温度传感器测量的数据发送给电池温度控制模块进行紧急控温，将异常信号发送给报警模块进行报警。
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