CN111993891B - 电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统 - Google Patents

电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统；包括CAN总线以及与CAN总线连接的远程通信模块、电池管理系统、整车控制器和汽车仪表；电池管理系统用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号；整车控制器用于根据电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行控制指令；远程通信模块用于根据电池故障信号获取整车数据，并存储整车数据以及将整车数据传输至服务器；汽车仪表设置于汽车乘员舱中，其用于根据电池故障信号进行故障提示。本发明用于在整车发生特定故障时刻储存整车数据和上传整车数据至服务器，为后续故障分析和故障定责提供数据支撑。

Description

电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统。
背景技术
随着电动汽车的普及与应用，电动汽车逐渐被大家所接收，市场保有量也逐渐增加。电动汽车也会发生各种故障，其中有些严重故障甚至会危及人员和财产安全，例如：电池起火等。这就需要我们对故障时刻做详细分析查明故障原因，甚至故障追责。
虽然我们有一些手段，如：故障码、冻结帧、故障快照等，可以快速地给大部分故障进行定位和定性。但是，对于像动力蓄电池电池热失控导致起火等渐变型的严重故障(故障过程可能是长时间、缓慢的)，故障码、冻结帧等短时间内的数据，难以真实定位具体故障原因，不利于后续故障排查和追责故障件(如动力蓄电池电池内部有很多组件，分别由不同供应商提供，难以追责是哪一类器件不合格导致故障)。
由此，引出有一个部件能够记录和储存整车数据；同时能将整车数据上传服务器和通知车主整车故障，并采取一些应对措施(例如，发生某类故障时，不要用车，甚至靠近汽车)的需求。这样，既方便为后续故障排查和追责提供数据支持，又为及时通知车主采取适当措施，保护人员财产安全。
发明内容
本发明的目的在于提出电动汽车数据存储装置及其控制方法、监控系统，用于在整车发生特定故障时刻储存整车数据和上传整车数据至服务器，为后续故障分析和故障定责提供数据支撑。
为了实现本发明目的，根据本发明第一方面，本发明实施例提供一种电动汽车数据存储装置，包括CAN总线以及与所述CAN总线连接的远程通信模块、电池管理系统、整车控制器和汽车仪表；
所述电池管理系统用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线传输给所述远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
所述整车控制器用于根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令；
所述远程通信模块用于根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器；
所述汽车仪表设置于汽车乘员舱中，其用于根据所述电池故障信号进行故障提示。
本实施例所述装置通过实时检测汽车动力蓄电池状态信息来确定汽车动力蓄电池是否出现故障；当发生汽车动力蓄电池热失控等故障时，本实施例装置能够记录汽车故障和储存整车数据，同时能将整车数据上传服务器和通知车主整车处于故障，并采取一些应对措施，例如发生某类故障时不要用车，甚至不要靠近车辆。由此，既方便为后续故障排查和追责提供数据支持，又为及时通知车主采取适当措施，保护人员财产安全。
优选地，所述电池管理系统包括传感单元和处理单元，所述传感单元用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息并将检测到的汽车动力蓄电池状态信息传输给所述处理单元，所述处理单元用于处理所述汽车动力蓄电池状态信息并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号。
优选地，所述远程通信模块包括数据获取单元、数据发送单元和数据存储单元，所述数据获取单元用于获取所述电池故障信号并根据所述电池故障信号获取整车数据，所述数据发送单元用于将所述整车数据传输至服务器，所述数据存储单元用于存储所述整车数据。
优选地，所述远程通信模块还包括定位单元，所述定位单元用于获取汽车定位信息；所述整车数据包括所述汽车定位信息。
根据本发明第二方面，本发明实施例提供一种如第一方面实施例所述的电动汽车数据存储装置的控制方法，包括如下步骤：
电池管理系统实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线传输给所述远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令；
远程通信模块根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器；
汽车仪表根据所述电池故障信号进行故障提示。
优选地，其中，所述整车状态包括上高压电状态、未上高压电状态、充电状态和行驶状态；
所述整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令包括：
若整车处于上高压电状态，则整车控制器生成紧急下电指令；其中，所述紧急下电指令用于控制整车紧急下高压电；
若整车处于充电状态，则整车控制器生成停止充电指令；其中，所述充电指令用于控制整车停止充电；
若整车处于行驶状态，则整车控制器生成告警指令；其中，所述告警指令用于控制整车进行告警提示；
若整车处于未上高压状态，则整车控制器生成禁止上高压电指令；其中，所述禁止上高压电指令用于控制整车控制器停止响应任何上高压电的请求。
优选地，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述停止充电指令时，当所述汽车动力蓄电池的充电电流小于等于预设阈值时，则所述整车控制器生成断高压电指令，并控制汽车执行机构执行所述断高压电指令。
优选地，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述告警指令时，汽车仪表接收所述告警指令并根据所述告警指令进行告警提示。
根据本发明第三方面，本发明实施例提供一种汽车监控系统，包括服务器以及本发明第二方面实施例所述电动汽车数据存储装置；
所述服务器用于接收所述远程通信模块发出的整车数据，并对整车数据进行分析得到分析结果以及在分析结果为汽车故障时生成车主告警信息；所述车主告警信息用于通知车主汽车处于故障。
优选地，所述整车数据包括汽车定位信息，所述服务器还用于根据所述汽车定位信息和所述分析结果生成故障定位排除信息，所述故障定位排除信息用于通知第三方进行汽车故障排除。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一所述一种电动汽车数据存储装置结构示意图。
图2为本发明实施例二所述一种电动汽车数据存储装置的控制方法的流程示意图。
图3为本发明实施例三所述汽车监控系统结构框架示意图。
附图标记：
CAN总线1，远程通信模块2，数据获取单元21，数据发送单元22，数据存储单元23，定位单元24，电池管理系统3，传感单元31，处理单元32，整车控制器4，汽车仪表5，服务器6，车主移动终端7，第三方8。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
如图1所示，本发明实施例提供一种电动汽车数据存储装置，包括CAN总线1以及与所述CAN总线1连接的远程通信模块2、电池管理系统3、整车控制器4和汽车仪表5；具体而言，所述远程通信模块2、电池管理系统3、整车控制器4和汽车仪表5均具有一CAN通信模块，所述远程通信模块2、电池管理系统3、整车控制器4和汽车仪表5相互之间可以通过CAN通信模块和所述CAN总线1进行交互和数据传输。
其中，所述电池管理系统3(BMS,Battery Management System)用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线1传输给所述远程通信模块2、整车控制器4和汽车仪表5。具体而言，所述电池管理系统3为汽车动力蓄电池的控制系统，所述汽车动力蓄电池状态信息包括电池单体、模组的电压、电流、温度等参数。所述电池管理系统3除了进行实时检测汽车动力蓄电池状态信息，同时也用于控制和协调动力蓄电池内部组件的各项工作。
其中，所述整车控制器4(VCU，Vehicle Control Unit)用于根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令。具体而言，所述整车控制器4为整车多个功能的控制中枢，对多个功能进行逻辑判断，向整车众多部件发出指令并进行控制。
其中，所述远程通信模块2(TEL，Telematics system)用于根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器6；具体而言，所述服务器6可以设置于车企的数据监控中心，服务器6在收到整车数据之后，能够对整车数据进行分析，当分析结果为汽车故障时，可以联系第三方8，例如车辆救援小组和应急事故小组处理车辆故障等事宜；也可以通知车主汽车故障，例如通过发短信到车主移动终端7上的方式通知车主。
其中，所述汽车仪表5(ICM，Instrument Cluster Module)设置于汽车乘员舱中，其用于根据所述电池故障信号进行故障提示。具体而言，所述汽车仪表5还用于向司机显示车辆状态。
本实施例所述装置通过实时检测汽车动力蓄电池状态信息来确定汽车动力蓄电池是否出现故障；当发生汽车动力蓄电池热失控等故障时，本实施例装置能够记录汽车故障和储存整车数据，同时能将整车数据上传服务器6和通知车主整车处于故障，并采取一些应对措施，例如发生某类故障时不要用车，甚至不要靠近车辆。由此，既方便为后续故障排查和追责提供数据支持，又为及时通知车主采取适当措施，保护人员财产安全。
在一实施例中，所述电池管理系统3包括传感单元31和处理单元32，所述传感单元31用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息并将检测到的汽车动力蓄电池状态信息传输给所述处理单元32，所述处理单元32用于处理所述汽车动力蓄电池状态信息并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号。更具体地，本实施例中当动力蓄电池出现故障时，电池管理系统3还将采集的动力蓄电池状态信息中有利于排出故障的信息发送给所述远程通信模块2，所述有利于排出故障的信息包括但不限于热失控故障信号、电池故障等级、电池单体电压状态信号、电池单体温度状态信号、电池模组温升变化信号、电池绝缘状态信号、以及故障时间信号、故障发生前后工作模式信号、故障发生前后整车需求状态信号等。
在一实施例中，所述远程通信模块2包括数据获取单元21、数据发送单元22和数据存储单元23，所述数据获取单元21用于获取所述电池故障信号并根据所述电池故障信号获取整车数据，所述数据发送单元22用于将所述整车数据传输至服务器6，所述数据存储单元23用于存储所述整车数据。
具体而言，所述数据存储单元23的储存空间要足够大，至少能满足故障排查和追责的需求。例如储存空间为10M，可采集并保存整车数据5小时以上。而实际电动汽车在不上高压的情况下，整车部件无法正常工作5小时。即不到5小时，整车就亏电了。其中，本实施例中数据存储单元23采用堆栈式储存，可保留最新采集的10M数据。该数据空间非专业售后维修人员操作，不得自行清除。
其中，所述数据存储单元23主要存储整车故障相关数据，包括可有助于故障排查的数据。以上热失控故障为例，当远程通信模块2接收到电池管理系统3的热失控故障信号为起始，开始本地数据储存，当接收到电池管理系统3的热失控故障信号变回“无故障”或电池管理系统3信号丢失持续1段时间为止，远程通信模块2停止数据储存，此时电池管理系统3可能已经烧毁，发不出数据了。
在一实施例中，所述远程通信模块2还包括定位单元，所述定位单元用于获取汽车定位信息；所述整车数据包括所述汽车定位信息。
其中，本实施例将整车数据存储于服务器6比将整车数据存储于汽车上更安全，防止某些原因导致数据丢失，例如汽车部件损坏。同时，便于快速排查故障，工程师可通过服务器6快充查找数据，根据所述定位信息进行定位故障，快速给出应对方案。再者，汽车故障数据量可能会很大，例如热失控故障，其故障变化可能会是一个很缓慢过程，可能长达几个小时，车上部件资源有限，储存空间有限，实际情况不一定能储存如此大量数据。
其中，所述远程通信模块2采用实时上传数据至服务器6，但因为某些情况可能会导致数据上传失败，比如：车辆停在信号不好的地下停车场、无线信号受附近环境影响干扰导致交互失败等。因此，本实施例中所述远程通信模块2会在与服务器6的通讯恢复后，重新连接交互实时上传数据，并较快上传数据周期补发之前上传失败的数据。
其中，如上所述，所述远程通信模块2上传数据有失败的可能性，存在关键数据丢失的风险。因此，本实施例中为防止重要数据丢失，在汽车动力蓄电池故障时将故障数据存储于所述数据存储单元23，这些重要故障数据便于后续故障排查和追责。
需说明的是，本实施例中将数据存储单元23集成于所述远程通信模块2中，这是从两方面考虑的，第一方面是从部件功能性考虑的，所述远程通信模块2具备同服务器6交互功能，其他部件不具备，且采集整车数据，数据最完备，且本身具备一定的储存空间和能力。第二方面是从安全性考虑，如上述举例动力蓄电池热失控故障，在高压电池起火后，BMS会被烧毁。所述远程通信模块2布置位置很安全，车辆碰撞(前碰、侧碰、后碰)都不会伤及所述远程通信模块2，所述远程通信模块2具备一定的防火、防水、防撞击性能。
如图2所示，本发明实施例二提供一种如实施例一所述的电动汽车数据存储装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1、电池管理系统实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线传输给所述远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
步骤S2、整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令；
步骤S3、远程通信模块根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器；
步骤S4、汽车仪表根据所述电池故障信号进行故障提示。
在一实施例中，所述整车状态包括上高压电状态、未上高压电状态、充电状态和行驶状态；
所述整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令包括：
若整车处于上高压电状态，则整车控制器生成紧急下电指令；其中，所述紧急下电指令用于控制整车紧急下高压电；
若整车处于充电状态，则整车控制器生成停止充电指令；其中，所述充电指令用于控制整车停止充电；
若整车处于行驶状态，则整车控制器生成告警指令；其中，所述告警指令用于控制整车进行告警提示；
若整车处于未上高压状态，则整车控制器生成禁止上高压电指令；其中，所述禁止上高压电指令用于控制整车控制器停止响应任何上高压电的请求。
在一实施例中，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述停止充电指令时，当所述汽车动力蓄电池的充电电流小于等于预设阈值时，则所述整车控制器生成断高压电指令，并控制汽车执行机构执行所述断高压电指令。
在一实施例中，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述告警指令时，汽车仪表接收所述告警指令并根据所述告警指令进行告警提示。
需说明的是，本实施例二所述方法为实施例一所述装置的控制方法，因此，关于本实施例二所述方法未详述的有关部分可以参阅实施例一所述装置得到，此处不再赘述。
下面以动力蓄电池发生的热失控故障的数据储存为例对本实施例二所述方法进行详细介绍。
1)对于电池管理系统而言：
1.1)电池管理系统检测动力蓄电池，发现并确认动力蓄电池发生热失控故障，此时故障可能为初期，高压电池内部温度缓慢上升；
1.2)电池管理系统发出唤醒信号，唤醒远程通信模块、整车控制器和汽车仪表，若这些部件本身已经处于唤醒工作状态，则不需要电池管理系统的唤醒信号；
1.3)电池管理系统将热失控故障信号发给远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
1.4)电池管理系统将采集的动力蓄电池状态信息中所有有利于排查热失控故障的信号发给远程通信模块。
2)对于整车控制器而言：
2.1)整车控制器收到电池管理系统的热失控故障信号，将其作为整车是否上高压电或紧急下高压电的重要判断条件。
A、整车处于已经上高压电状态(例如：车辆为key on状态，未行驶)：整车控制器发出紧急下电指令，整车紧急下高压电。
B、整车处于充电状态(例如：直流充电或者交流充电等)：整车控制器发出停止充电指令，当充电电流降低到一定阈值，发出断高压电指令，使整车快速的停止充电并切断高压。
C、整车处于行驶状态：整车控制器向汽车仪表发出严重故障信号，向司机给出警告，并提示靠边停车。当车速小于一定阈值时，整车紧急下电，切断整车高压。
D、整车处于未上高压状态(例如：车辆静止，未启动)：整车控制器不响应任何上高压电的请求(例如：按钥匙key on上高压电需求、远程上高压电使某些高压部件工作的需求等)
3)对于远程通信模块而言：
3.1)远程通信模块收到电池管理系统的热失控故障信号，采集整车数据包括电池管理系统的故障相关数据，实时上传给服务器；
3.2)远程通信模块开启使用所述数据存储单元，将故障数据储存，便于后续分析。
4)对于汽车仪表而言：
汽车仪表收到电池管理系统的热失控故障信号和整车控制器的指令信号，汽车仪表给予相对应的蜂鸣和文字警告提示，例如提示车主不要用车，并远离。
5)对于服务器而言：
5.1)收到远程通信模块的请求信号，储存远程通信模块上传的数据；
5.2)收到远程通信模块的故障信号，通知应急小组汽车故障以及汽车定位信息，便于紧急处理故障事态；
5.3)服务器向车主移动终端7发出警告提示，例如不要使用车辆，提醒人员安全。
如图3所示，本发明实施例三提供一种汽车监控系统，包括服务器以及本发明第二方面实施例所述电动汽车数据存储装置；
所述服务器用于接收所述远程通信模块发出的整车数据，并对整车数据进行分析得到分析结果以及在分析结果为汽车故障时生成车主告警信息；所述车主告警信息用于通知车主汽车处于故障。
优选地，所述整车数据包括汽车定位信息，所述服务器还用于根据所述汽车定位信息和所述分析结果生成故障定位排除信息，所述故障定位排除信息用于通知第三方进行汽车故障排除。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种电动汽车数据存储装置，其特征在于，包括CAN总线以及与所述CAN总线连接的远程通信模块、电池管理系统、整车控制器和汽车仪表；
所述电池管理系统用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线传输给所述远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
所述整车控制器用于根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令；其中，所述整车状态包括上高压电状态、未上高压电状态、充电状态和行驶状态；
所述远程通信模块用于根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器；
所述汽车仪表设置于汽车乘员舱中，其用于根据所述电池故障信号进行故障提示。
2.根据权利要求1所述的电动汽车数据存储装置，其特征在于，所述电池管理系统包括传感单元和处理单元，所述传感单元用于实时检测汽车动力蓄电池状态信息并将检测到的汽车动力蓄电池状态信息传输给所述处理单元，所述处理单元用于处理所述汽车动力蓄电池状态信息并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号。
3.根据权利要求1所述的电动汽车数据存储装置，其特征在于，所述远程通信模块包括数据获取单元、数据发送单元和数据存储单元，所述数据获取单元用于获取所述电池故障信号并根据所述电池故障信号获取整车数据，所述数据发送单元用于将所述整车数据传输至服务器，所述数据存储单元用于存储所述整车数据。
4.根据权利要求3所述的电动汽车数据存储装置，其特征在于，所述远程通信模块还包括定位单元，所述定位单元用于获取汽车定位信息；所述整车数据包括所述汽车定位信息。
5.一种如权利要求1所述的电动汽车数据存储装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
电池管理系统实时检测汽车动力蓄电池状态信息，并在汽车动力蓄电池状态为故障时生成电池故障信号以及将电池故障信号通过所述CAN总线传输给所述远程通信模块、整车控制器和汽车仪表；
整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令，并控制汽车执行机构执行所述控制指令；其中，所述整车状态包括上高压电状态、未上高压电状态、充电状态和行驶状态；
远程通信模块根据所述电池故障信号获取整车数据，并存储所述整车数据以及将所述整车数据传输至服务器；
汽车仪表根据所述电池故障信号进行故障提示。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述电池故障信号以及整车状态生成控制指令包括：
若整车处于上高压电状态，则整车控制器生成紧急下电指令；其中，所述紧急下电指令用于控制整车紧急下高压电；
若整车处于充电状态，则整车控制器生成停止充电指令；其中，所述充电指令用于控制整车停止充电；
若整车处于行驶状态，则整车控制器生成告警指令；其中，所述告警指令用于控制整车进行告警提示；
若整车处于未上高压状态，则整车控制器生成禁止上高压电指令；其中，所述禁止上高压电指令用于控制整车控制器停止响应任何上高压电的请求。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述停止充电指令时，当所述汽车动力蓄电池的充电电流小于等于预设阈值时，则所述整车控制器生成断高压电指令，并控制汽车执行机构执行所述断高压电指令。
8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制汽车执行机构执行所述控制指令包括：
执行所述告警指令时，汽车仪表接收所述告警指令并根据所述告警指令进行告警提示。
9.一种汽车监控系统，其特征在于，包括服务器以及权利要求1-3任一项所述的电动汽车数据存储装置；
所述服务器用于接收所述远程通信模块发出的整车数据，并对整车数据进行分析得到分析结果以及在分析结果为汽车故障时生成车主告警信息；所述车主告警信息用于通知车主汽车处于故障。
10.如权利要求9所述的汽车监控系统，其特征在于，所述整车数据包括汽车定位信息，所述服务器还用于根据所述汽车定位信息和所述分析结果生成故障定位排除信息，所述故障定位排除信息用于通知第三方进行汽车故障排除。
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