CN111786041A - 一种用于光电技术的电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于光电技术的电池管理系统，包括主控制模块和子管理模块，所述主控制模块包括数据分析处理单元和提示单元，所述子管理模块包括数据采集单元、无线通信单元、分析处理单元和子控制器，所述主控制模块和子管理模块通过无线通信设备相连，且主控制模块包含若干个子管理模块，本发明通过将电池组内的单个电池进行分组，通过分组的方式来对电池进行检测，使得电池的检测结果能够以组为单位进行输送，以方便后续对该对应的单元电池组的状态信息进行判断，以此方式进行检测和管理能够最大程度上降低主控制模块对检测信息的处理量，以此来提高信息处理和判断的响应速度。

Description

一种用于光电技术的电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域，具体为一种用于光电技术的电池管理系统。
背景技术
随着现在新能源电动汽车的广泛应用，电池的容量、安全性、健康状态与续航能力日益成为关注重点，电池管理系统是对电池进行监控与控制的系统，将采集的电池信息实时反馈给用户，同时根据采集的信息调节参数，充分发挥电池的性能，针对电池组的工作性能、电池老化情况、使用寿命等信息，需要人员现场经过多次反复调试、实验之后才能获得，在调试或实验过程中，只有在电池出现问题影响电动汽车的工作时，才会发现故障并更换电池，这种方式具有盲目性、滞后性，容易产生不良后果和危险事故；
现在电池管理系统由于在实际应用过程中，通常对电池组内的单个电池上设置检测组件，并通过检测组件来对单个电池进行检测，然后再通过控制器来对多个检测组件检测的电池状态信息进行判断，以此方式进行检测和管理，使得检测设备整体的成本偏高，同时通过对多个检测组件检测的数据信息进行处理，导致处理的数据信息量十分庞大，易导致控制器的判断结果出现偏差，同时也会使判断结果出现滞后性，导致控制器无法对电池状态异常的情况进行及时响应。
发明内容
本发明提供一种用于光电技术的电池管理系统，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于光电技术的电池管理系统，包括主控制模块和子管理模块；
所述主控制模块包括数据分析处理单元和提示单元，所述子管理模块包括数据采集单元、无线通信单元、分析处理单元和子控制器，所述主控制模块和子管理模块通过无线通信设备相连，且主控制模块包含若干个子管理模块。
基于上述技术方案，优选的，所述数据采集单元包括采样电路、检测芯片和采集传感器，所述采样电路与电池组的单个电池之间分别进行连接，主要配合检测芯片来检测电池组内单个电池的总电压、电压、电流、充放电容量和充放电能量的数据信息；
所述采集传感器主要连接于采样电路内，用以检测电池内部的温度和电池的形变系数，通过对电池的形变程度进行确定，用以判断电池的鼓包情况。
基于上述技术方案，优选的，所述采样电路中，还包括一条串联电路，串联电路在工作时，将电池组内的电池以10个单个电池为一组进行分组形成单元电池组，使多个电池组内的单个电池形成组分，并将单组的10个电池之间通过串联电路连接，在电池组内形成回路；
其中在串联电路上还设定检测器，用以检测单组内各个电池运行时的电压和电流的稳定情况；
并在单组电池组形成的回路上加装一个光电转换装置，在采样电路、检测器和采集传感器对单个电池的状态信息进行检测后，将单个电池的检测信息分别传输至光电转换装置，并通过光电转换装置向外界发送光波能量实现放电，并将对应的电池组内各个电池的检测信息以单个电池组为单位发送电池检测的状态信息，主要发送电池的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量的数据信息、温度和电池的形变系数。
基于上述技术方案，优选的，所述光电转换装置在将电池检测的状态信息传输至外界后，再利用无线通信单元将电池的状态信息输送至子控制器内；
无线通信单元的传输方式为无线传输，在无线通信单元将电池的状态信息进行传输之前，通过通信设备内部数据处理器来对传输的电池状态的信息进行数据处理，以此方便子控制器在接收到状态信息后能够及时对数据进行下一步的处理。
基于上述技术方案，优选的，所述子控制器在接收到电池的状态信息后，通过子控制器内部的分析处理单元来对电池的状态信息进行分析处理；
在分析处理过程中，主要将以组为单元的电池状态信息与子控制器内部的预定值数据进行对比，并通过对比分析该单元组内的各个电池是否存在异常问题。
基于上述技术方案，优选的，所述分析处理单元在对电池的状态信息进行分析对比时，包括以下两种情况：
（1）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据超过子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池存在异常问题；
（2）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据小于或等于子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池状态正常。
基于上述技术方案，优选的，所述分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态存在异常时，会将该异常信息通过无线通信单元传输至主控制模块；
当分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态正常时，则会将该单元组电池状态正常的信息输送至与之对应电池组的串联电路上的检测器，通过检测器来将该单元组电池状态正常的信息进行显示，检测器主要利用其内部的指示灯来指示。
基于上述技术方案，优选的，所述主控制模块在接收到对应单元组电池的异常状态信息后，通过主控制模块内部的数据分析处理单元来对各个单元组的电池异常状态信息进行汇总，并对各个单元组电池的异常状态信息进行分析和处理；
在数据分析处理单元处理过程中，设定电池单元组的总共组数为N，统计出现状态异常单元组的总数，并设定状态异常单元组的总的组数为M，则状态正常的单元组的总的组数为N-M；
当M/N的系数大于等于30%时，则判断整体电池组存在异常，需要对整体电池组进行维护；
当M/N的系数小于30%时，则说明整体电池组内的异常单元组电池的异常状态情况属于正常可控的范围之内，则不需要对整体电池组进行维护。
基于上述技术方案，优选的，所述数据分析处理单元在处理后，当数据分析处理单元判断整体电池组存在异常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的状态异常信息进行显示，实现及时提醒维护人员对电池组进行维护；
当数据分析处理单元判断整体电池组正常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的正常信息进行显示；
通过提示单元来对电池组的异常和正常状态信息进行显示，及时提醒维护人员对电池组进行维护，提示单元为警示器，警示器状态为红色时，说明该电池组为异常状态，警示器状态为绿色时，说明该电池组为正常状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
本发明能够在对电池进行检测和管理时，通过将电池组内的单个电池进行分组，通过分组的方式来对电池进行检测，使得电池的检测结果能够以组为单位进行输送，以方便后续对该对应的单元电池组的状态信息进行判断，以此方式进行检测和管理能够最大程度上降低主控制模块对检测信息的处理量，以此来提高信息处理和判断的响应速度，同时极大程度上降低了检测设备的使用数量，降低了成本，而且还方便维护人员快速及时的对异常状态的电池组进行维护，解决了传统数据信息处理具有滞后性，导致维护人员维护不及时的问题，保证了电池组使用的安全性；
另外，在对电池检测的状态数据信息进行判断时，能够通过子管理模块内部的分析处理单元来对状态数据信息进行第一步的判断，再通过主控制模块内部的数据分析处理单元来对状态数据信息进行第二步的判断，通过对数据信息进行两次分析处理，以达到确保状态数据信息判断的准确性，避免电池的状态信息产生错误，导致后续无法准确的对异常状态的电池进行维护，进一步防止电池状态信息错误而导致电池组在使用时留下安全隐患；
另外，本发明在通过两次分析处理后，能够及时通过提示单元来对电池组的异常状态信息进行显示，以此来提高电池组异常信息的响应速度，方便维护人员快速的对异常状态的电池进行维护，提高了维护人员的维护效率，同时防止异常电池组的异常状态继续加重，而导致电池的损坏程度继续加深。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种用于光电技术的电池管理系统，包括主控制模块和子管理模块；
主控制模块包括数据分析处理单元和提示单元，子管理模块包括数据采集单元、无线通信单元、分析处理单元和子控制器，主控制模块和子管理模块通过无线通信设备相连，且主控制模块包含若干个子管理模块。
基于上述技术方案，数据采集单元包括采样电路、检测芯片和采集传感器，采样电路与电池组的单个电池之间分别进行连接，主要配合检测芯片来检测电池组内单个电池的总电压、电压、电流、充放电容量和充放电能量的数据信息；
采集传感器主要连接于采样电路内，用以检测电池内部的温度和电池的形变系数，通过对电池的形变程度进行确定，用以判断电池的鼓包情况。
基于上述技术方案，采样电路中，还包括一条串联电路，串联电路在工作时，将电池组内的电池以10个单个电池为一组进行分组形成单元电池组，使多个电池组内的单个电池形成组分，并将单组的10个电池之间通过串联电路连接，在电池组内形成回路；
其中在串联电路上还设定检测器，用以检测单组内各个电池运行时的电压和电流的稳定情况；
并在单组电池组形成的回路上加装一个光电转换装置，在采样电路、检测器和采集传感器对单个电池的状态信息进行检测后，将单个电池的检测信息分别传输至光电转换装置，并通过光电转换装置向外界发送光波能量实现放电，并将对应的电池组内各个电池的检测信息以单个电池组为单位发送电池检测的状态信息，主要发送电池的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量的数据信息、温度和电池的形变系数。
基于上述技术方案，光电转换装置在将电池检测的状态信息传输至外界后，再利用无线通信单元将电池的状态信息输送至子控制器内；
无线通信单元的传输方式为无线传输，在无线通信单元将电池的状态信息进行传输之前，通过通信设备内部数据处理器来对传输的电池状态的信息进行数据处理，以此方便子控制器在接收到状态信息后能够及时对数据进行下一步的处理。
基于上述技术方案，子控制器在接收到电池的状态信息后，通过子控制器内部的分析处理单元来对电池的状态信息进行分析处理；
在分析处理过程中，主要将以组为单元的电池状态信息与子控制器内部的预定值数据进行对比，并通过对比分析该单元组内的各个电池是否存在异常问题。
基于上述技术方案，分析处理单元在对电池的状态信息进行分析对比时，包括以下两种情况：
（1）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据超过子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池存在异常问题；
（2）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据小于或等于子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池状态正常。
基于上述技术方案，分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态存在异常时，会将该异常信息通过无线通信单元传输至主控制模块；
当分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态正常时，则会将该单元组电池状态正常的信息输送至与之对应电池组的串联电路上的检测器，通过检测器来将该单元组电池状态正常的信息进行显示，检测器主要利用其内部的指示灯来指示。
基于上述技术方案，主控制模块在接收到对应单元组电池的异常状态信息后，通过主控制模块内部的数据分析处理单元来对各个单元组的电池异常状态信息进行汇总，并对各个单元组电池的异常状态信息进行分析和处理；
在数据分析处理单元处理过程中，设定电池单元组的总共组数为N，统计出现状态异常单元组的总数，并设定状态异常单元组的总的组数为M，则状态正常的单元组的总的组数为N-M；
当M/N的系数大于等于30%时，则判断整体电池组存在异常，需要对整体电池组进行维护；
当M/N的系数小于30%时，则说明整体电池组内的异常单元组电池的异常状态情况属于正常可控的范围之内，则不需要对整体电池组进行维护。
基于上述技术方案，数据分析处理单元在处理后，当数据分析处理单元判断整体电池组存在异常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的状态异常信息进行显示，实现及时提醒维护人员对电池组进行维护；
当数据分析处理单元判断整体电池组正常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的正常信息进行显示；
通过提示单元来对电池组的异常和正常状态信息进行显示，及时提醒维护人员对电池组进行维护，提示单元为警示器，警示器状态为红色时，说明该电池组为异常状态，警示器状态为绿色时，说明该电池组为正常状态。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：包括主控制模块和子管理模块；
所述主控制模块包括数据分析处理单元和提示单元，所述子管理模块包括数据采集单元、无线通信单元、分析处理单元和子控制器，所述主控制模块和子管理模块通过无线通信设备相连，且主控制模块包含若干个子管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述数据采集单元包括采样电路、检测芯片和采集传感器，所述采样电路与电池组的单个电池之间分别进行连接，主要配合检测芯片来检测电池组内单个电池的总电压、电压、电流、充放电容量和充放电能量的数据信息；
所述采集传感器主要连接于采样电路内，用以检测电池内部的温度和电池的形变系数，通过对电池的形变程度进行确定，用以判断电池的鼓包情况。
3.根据权利要求2所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述采样电路中，还包括一条串联电路，串联电路在工作时，将电池组内的电池以10个单个电池为一组进行分组形成单元电池组，使多个电池组内的单个电池形成组分，并将单组的10个电池之间通过串联电路连接，在电池组内形成回路；
其中在串联电路上还设定检测器，用以检测单组内各个电池运行时的电压和电流的稳定情况；
并在单组电池组形成的回路上加装一个光电转换装置，在采样电路、检测器和采集传感器对单个电池的状态信息进行检测后，将单个电池的检测信息分别传输至光电转换装置，并通过光电转换装置向外界发送光波能量实现放电，并将对应的电池组内各个电池的检测信息以单个电池组为单位发送电池检测的状态信息，主要发送电池的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量的数据信息、温度和电池的形变系数。
4.根据权利要求3所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述光电转换装置在将电池检测的状态信息传输至外界后，再利用无线通信单元将电池的状态信息输送至子控制器内；
无线通信单元的传输方式为无线传输，在无线通信单元将电池的状态信息进行传输之前，通过通信设备内部数据处理器来对传输的电池状态的信息进行数据处理，以此方便子控制器在接收到状态信息后能够及时对数据进行下一步的处理。
5.根据权利要求4所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述子控制器在接收到电池的状态信息后，通过子控制器内部的分析处理单元来对电池的状态信息进行分析处理；
在分析处理过程中，主要将以组为单元的电池状态信息与子控制器内部的预定值数据进行对比，并通过对比分析该单元组内的各个电池是否存在异常问题。
6.根据权利要求5所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述分析处理单元在对电池的状态信息进行分析对比时，包括以下两种情况：
（1）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据超过子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池存在异常问题；
（2）当电池状态信息内部的总电压、电压、电流、充放电容量、充放电能量、温度和电池的形变系数数据信息有一个或多个数据小于或等于子控制器内部的预定值数据时，则判断该单元组内的电池状态正常。
7.根据权利要求6所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态存在异常时，会将该异常信息通过无线通信单元传输至主控制模块；
当分析处理单元在检测到该单元组内的电池状态正常时，则会将该单元组电池状态正常的信息输送至与之对应电池组的串联电路上的检测器，通过检测器来将该单元组电池状态正常的信息进行显示，检测器主要利用其内部的指示灯来指示。
8.根据权利要求7所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述主控制模块在接收到对应单元组电池的异常状态信息后，通过主控制模块内部的数据分析处理单元来对各个单元组的电池异常状态信息进行汇总，并对各个单元组电池的异常状态信息进行分析和处理；
在数据分析处理单元处理过程中，设定电池单元组的总共组数为N，统计出现状态异常单元组的总数，并设定状态异常单元组的总的组数为M，则状态正常的单元组的总的组数为N-M；
当M/N的系数大于等于30%时，则判断整体电池组存在异常，需要对整体电池组进行维护；
当M/N的系数小于30%时，则说明整体电池组内的异常单元组电池的异常状态情况属于正常可控的范围之内，则不需要对整体电池组进行维护。
9.根据权利要求8所述的一种用于光电技术的电池管理系统，其特征在于：所述数据分析处理单元在处理后，当数据分析处理单元判断整体电池组存在异常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的状态异常信息进行显示，实现及时提醒维护人员对电池组进行维护；
当数据分析处理单元判断整体电池组正常时，通过主控制模块将该异常信息传输至提示单元，通过提示单元来对电池组的正常信息进行显示；
通过提示单元来对电池组的异常和正常状态信息进行显示，及时提醒维护人员对电池组进行维护，提示单元为警示器，警示器状态为红色时，说明该电池组为异常状态，警示器状态为绿色时，说明该电池组为正常状态。
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