CN112161712B - 一种电动汽车全天候温度监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车全天候温度监控系统。系统包括数个温度传感器，微控制器，声音发生器，显示屏幕，存储模块，BMS系统，云端与电源。微控制器接收温度传感器的温度信号，与对应传感器编号的温度阈值对比，分辨出异常温度，将发现异常温度的传感器器编号、异常温度值、探测时间点存储在存储模块中。使用温度预测算法预测下一次采集的温度，当出现温度预测值或测量的当前温度值大于阈值时使用声音传感器警示驾驶员注意安全，远离车辆，并报告温度异常位置，若存在多处温度预测值或测量的当前温度值高于对应的温度阈值，将汽车定位信号和火灾报警信号上传至云端。当发现多处温度传感器数据大于对应的温度阈值时将存储中记录的异常温度传感器编号、异常温度值、异常温度时间轴以及汽车ID上传至云端。

Description

一种电动汽车全天候温度监控系统
技术领域：
本发明属于电动汽车安全技术领域，特别涉及一种电动汽车全天候温度监控系统。
背景技术：
电动汽车普及率逐年上升，出现的问题也逐渐变多，由于电动汽车使用电池作为能量来源，且目前大多为锂离子电池，由于性质比较活跃，这种电池在遭受到物理变形、过充过放或者不当操作的时候容易出现问题，一旦发生燃烧，可能会释放出氧气，造成在短时间内出现大量的燃烧，所以不仅需要在结构上优化，也需要有电池管理系统BMS（BatteryManagement System）对电池的充放情况、电池温度进行监测，并调节各个电池的输入输出和温度。虽然电池管理系统的技术不断在发展，但是电动汽车自燃的问题仍然会出现，有些是在使用时发生了碰撞，有些是因为环境温度过高在未启动时发生了自燃，也有些并非是电池出现问题产生的燃烧，但无一例外电池都会加大事故的损失。由于缺少监测手段，难以确定燃烧发生的位置和起因，对于开发人员来说，无法准确得对出现问题的部件进行优化，而在无人知晓的情况下发生自燃，现有技术无法在事故发生时通知有关人员，可能会造成更大的损失，再者由于不清楚燃烧的起因，对事故的现场无法做到准确的还原，也无法进行准确的追责。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种电动汽车全天候温度监控系统，用以全天候监控整车的温度，识别燃烧事故产生的具体位置和原因。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车全天候温度监控系统，包括：数个温度传感器、微控制器、声音发生器、显示屏、存储模块、BMS系统、云端和车载电源，
数个温度传感器，主要分布在电动汽车的预设部位，如电池内、充电座等，同时测量整车各个部位的温度；每一个温度传感器都有特定的编号，在安装的时候将编号和温度传感器所在的位置对应起来；
微控制器，用于接收温度传感器测量的温度值，并使用温度预测算法预测各个温度传感器下一次采集的温度，与相应的温度阈值对比判断出是否有某处的温度即将会出现异常；
电池内的温度数据由微控制器发送给BMS系统，使其能够执行自带的电池温度调节功能；
存储模块，用于保存发现温度异常的传感器编号、异常温度值和异常发生的时间；
云端，用于线上保存存储模块中的数据，防止存储模块失效，并能上传火灾报警信号；
显示屏，用于在汽车启动时能够显示汽车各个部位的温度是否正常与异常的温度值；
声音发生器，用于能够发出提示音提醒驾驶员注意安全，并报告温度异常的位置。
优选地，上述技术方案中，温度传感器位置分布包括电池内与电池外，电池内温度传感器分布相对于电池外较为密集，用于满足BMS系统温度控制功能的需求；电池外的温度传感器负责测量大功率线路的温度、刹车处的温度、电机处的温度、充电座的温度等。
优选地，上述技术方案中，微控制器中，各个传感器的温度阈值的设定根据传感器所在的环境和周围材料的燃点而定。
优选地，上述技术方案中，微控制器，在分析数据时将各个位置的当前温度和温度阈值进行比对，若某处超过温度阈值，则将其传感器编号、温度值和异常的时间点记录下来并存储。
优选地，上述技术方案中，当汽车启动时，屏幕上显示当前各个部位的温度，若未超过温度阈值则显示“正常”字样，若超过则显示具体数值。
优选地，上述技术方案中，存储模块使用耐高温材料外壳，尽量保证在发生燃烧事故时不会烧坏。
优选地，上述技术方案中，电源使用电动汽车的电池供电。
优选地，上述技术方案中，述声音发生器使用条件为，若存在当前温度值或温度预测值高于对应温度阈值，当汽车正在使用时，声音发生器报告驾驶员温度异常的位置，并提醒驾驶员靠边停车，将车熄火，离开车内。
优选地，上述技术方案中，温度监控系统，若存在多处当前温度值或温度预测值高于对应的温度阈值，将汽车定位信号和火灾报警信号上传至云端。
优选地，上述技术方案中，温度预测算法，使用BP神经网络算法进行预测；各个温度传感器数据使用各自的神经网络预测；对于电池内的温度传感器使用的神经网络，输入数据为环境温度、充电倍率、充电时间、冷却液温、电池内温度传感器数据，输出数据为温度预测值；对于电池外的温度传感器使用的神经网络，输入数据为环境温度、车速、自身即附近温度传感器数据，输出数据为温度预测值；将各个温度传感器下一次采集的温度值作为温度预测值，采集这些实验数据对神经网络进行训练，预测温度与实际下一次采集温度误差收敛于不超过0.5即可认为已经训练完成，将每个传感器对应的神经网络预测训练完成即可用于预测下一次采集的温度。
优选地，上述技术方案中，温度监控系统，若发现存在多处温度传感器数据超过温度阈值的情况，将存储的异常温度值、发生位置、各个异常温度采集时间点和汽车ID上传云端。
优选地，上述技术方案中，温度监控系统，事故后工作人员可以从云端或者未烧毁的存储模块中获取车辆温度异常信息。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
微控制器接收温度传感器的温度信号，与对应传感器编号的温度阈值对比，分辨出异常温度，将发现异常温度的传感器器编号、异常温度值、探测时间点存储在存储模块中。使用温度预测算法预测下一次采集的温度，当出现温度预测值或测量的当前温度值大于阈值时使用声音传感器警示驾驶员注意安全，远离车辆，并报告温度异常位置，若存在多处温度预测值或测量的当前温度值高于对应的温度阈值，将汽车定位信号和火灾报警信号上传至云端。当发现多处温度传感器数据大于对应的温度阈值时将存储中记录的异常温度传感器编号、异常温度值、异常温度时间轴以及汽车ID上传至云端，本发明能够记录温度异常的具体位置和变化情况，解决了开发人员无法确定燃烧事故的准确起因的问题。能够将温度异常的变化情况时间线上传至云端保存，使得在电动汽车发生燃烧事故后工作人员能够依此推断出事故的起因，便于还原现场，使得事故后的追责更加准确。能够在燃烧事故发生前提醒驾驶员，能够在电动汽车自燃时发送报警信息，减少了燃烧事故的损失。
附图说明：
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的控制策略流程示意图。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护 范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包 括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或 组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
下面结合图1和图2以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示的温度监控系统框图，本发明的系统包括数个温度传感器，微控制器，声音发生器，显示屏幕，存储模块，BMS系统，云端与电源。
其中，数个温度传感器分布在电动汽车的不同部位，如电池内、充电座处等，测量整车各个部分的温度。每一个温度传感器都有特定的编号，在安装的时候将编号和温度传感器所在的位置对应起来。微控制器负责接收温度传感器测量的温度值，并使用温度预测算法预测各个温度传感器下一次采集的温度，与相应的温度阈值对比判断出是否有某处的温度即将会出现异常。电池内的温度数据由微控制器发送给BMS系统，使其能够执行自带的电池温度调节功能。存储模块负责保存发现温度异常的传感器编号、异常温度值和异常发生的时间。云端负责线上保存存储模块中的数据防止存储模块失效，并能上传火灾报警信号。显示屏在汽车启动时能够显示汽车各个部位的温度是否正常与异常的温度值。声音发生器能够发出提示音提醒驾驶员注意安全，并报告温度异常的位置。
进一步的，所述温度传感器位置分布，包括电池内与电池外，电池内温度传感器分布较为密集，满足BMS系统温度控制功能的需求。电池外的温度传感器负责测量大功率线路的温度、刹车处的温度、电机处的温度、充电座的温度等。
进一步的，所述微控制器，各个传感器的温度阈值的设定根据传感器所在的环境和周围材料的燃点而定。
进一步的，所述微控制器，在分析数据时将各个位置的当前温度和温度阈值进行比对，若某处超过温度阈值，则将其传感器编号、温度值和异常的时间点记录下来并存储。
进一步的，所述显示屏，当汽车启动时，屏幕上显示当前各个部分的温度，若未超过温度阈值则显示“正常”字样，若超过则显示具体数值。
进一步的，所述存储模块，使用耐高温材料外壳，尽量保证在发生燃烧事故时不会烧坏。
进一步的，其特征在于，所述电源，使用电动汽车的电池供电。
进一步的，所述声音发生器，使用条件为，若存在当前温度值或温度预测值，高于温度阈值，当汽车正在使用时，声音发生器报告驾驶员温度异常的位置，并提醒驾驶员靠边停车，将车熄火，离开车内。
进一步的，所述温度监控系统，若存在多处当前温度值或温度预测值高于对应的温度阈值，将汽车定位信号和火灾报警信号上传至云端。
进一步的，所述温度预测算法，使用BP神经网络算法进行预测。各个温度传感器数据使用各自的神经网络预测。对于电池内的温度传感器使用的神经网络，输入数据为归一化的环境温度、充电倍率、充电时间、冷却液温、电池内温度传感器数据，输出数据为归一化的温度预测值。对于电池外的温度传感器使用的神经网络，输入数据为归一化的环境温度、车速、自身即附近温度传感器数据，输出数据为归一化的温度预测值。将各个温度传感器下一次采集的温度值作为温度预测值，采集这些实验数据对神经网络进行训练，预测温度与实际采集温度误差收敛于不超过0.5 即可认为已经训练完成，将每个传感器对应的神经网络预测训练完成即可用于预测下一次采集的温度。
进一步的，所述温度监控系统，若发现存在多处温度传感器存在检测温度长时间超过温度阈值的情况，将存储的异常温度值、发生位置、各个异常温度采集时间点和汽车ID上传云端。
进一步的，所述温度监控系统，事故后工作人员可以从云端或者未烧毁的存储模块中获取车辆温度异常信息。
如图2所示的温度监控系统控制策略，若发现存在温度异常或预测温度值异常的情况就提醒驾驶员。若发现存在温度异常的情况就将温度异常的传感器编号、异常温度值和测量时间点保存。若发现存在多处温度异常或多处温度预测值异常的情况，汽车定位信息和火灾警报发送给云端。若发现存在多处温度异常的情况将存储的信息与汽车ID上传云端。
通过前述的设计，本发明能够记录温度异常的具体位置和变化情况，解决了开发人员无法确定燃烧事故的准确起因的问题。能够将温度异常的变化情况时间线上传至云端保存，使得在电动汽车发生燃烧事故后工作人员能够依此推断出事故的起因，便于还原现场，使得事故后的追责更加准确。能够在燃烧事故发生前提醒驾驶员，在电动汽车自燃前发送报警信息，减少了燃烧事故的损失。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。 这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述 教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在 于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实 现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。 本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种电动汽车全天候温度监控系统，包括：数个温度传感器、微控制器、声音发生器、显示屏、存储模块、BMS系统、云端和车载电源，其特征在于：
数个温度传感器，主要分布在电动汽车的预设部位，同时测量整车各个部位的温度；每一个温度传感器都有特定的编号，在安装的时候将编号和温度传感器所在的位置对应起来；
微控制器，用于接收温度传感器测量的温度值，并使用温度预测算法预测各个温度传感器下一次采集的温度，与相应的温度阈值对比判断出是否有某处的温度即将会出现异常；
电池内的温度数据由微控制器发送给BMS系统，使其能够执行自带的电池温度调节功能；
存储模块，用于保存发现温度异常的传感器编号、异常温度值和异常发生的时间；
云端，用于线上保存存储模块中的数据，防止存储模块失效，并能上传火灾报警信号；
显示屏，用于在汽车启动时能够显示汽车各个部位的温度是否正常与异常的温度值；
声音发生器，用于能够发出提示音提醒驾驶员注意安全，并报告温度异常的位置；
所述微控制器，在分析数据时将各个位置的当前温度和温度阈值进行比对，若某处超过温度阈值，则将其传感器编号、温度值和异常的时间点记录下来并存储；
所述声音发生器使用条件为，若存在当前温度值或温度预测值高于对应温度阈值，当汽车正在使用时，声音发生器报告驾驶员温度异常的位置，并提醒驾驶员靠边停车，将车熄火，离开车内；
所述温度预测算法，使用BP神经网络算法进行预测；各个温度传感器数据使用各自的神经网络预测；对于电池内的温度传感器使用的神经网络，输入数据为环境温度、充电倍率、充电时间、冷却液温、电池内温度传感器数据，输出数据为温度预测值；对于电池外的温度传感器使用的神经网络，输入数据为环境温度、车速、自身即附近温度传感器数据，输出数据为温度预测值；将各个温度传感器下一次采集的温度值作为温度预测值，采集这些实验数据对神经网络进行训练，预测温度与实际下一次采集温度误差收敛于不超过0.5即可认为已经训练完成，将每个传感器对应的神经网络预测训练完成即可用于预测下一次采集的温度。
2.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述温度传感器位置分布包括电池内与电池外，电池内温度传感器分布相对于电池外较为密集，用于满足BMS系统温度控制功能的需求；电池外的温度传感器负责测量大功率线路的温度、刹车处的温度、电机处的温度、充电座的温度。
3.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：微控制器中，各个传感器的温度阈值的设定根据传感器所在的环境和周围材料的燃点而定。
4.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：当汽车启动时，屏幕上显示当前各个部位的温度，若未超过温度阈值则显示“正常”字样，若超过则显示具体数值。
5.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述存储模块使用耐高温材料外壳，尽量保证在发生燃烧事故时不会烧坏。
6.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述电源使用电动汽车的电池供电。
7.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述温度监控系统，若存在多处当前温度值或温度预测值高于对应的温度阈值，将汽车定位信号和火灾报警信号上传至云端。
8.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述温度监控系统，若发现存在多处温度传感器数据超过温度阈值的情况，将存储的异常温度值、发生位置、各个异常温度采集时间点和汽车ID上传云端。
9.如权利要求1所述的电动汽车全天候温度监控系统，其特征在于：所述温度监控系统，事故后工作人员可以从云端或者未烧毁的存储模块中获取车辆温度异常信息。
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