CN114172229A - 一种新能源汽车的电池智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的电池智能管理系统，涉及新能源汽车技术领域，其技术方案是：包括用户远程无线终端、电池管理系统、中央处理模块、电池参数检测模块、电池状态估计模块、智能警示模块、电池安全与报警模块、电池均衡检测模块、在线症状诊断模块和电池信息分类处理模块，本发明提供的该新能源汽车的电池智能管理系统，可大大方便人们对电池的故障进行检测和维护，很好的避免了当电池组内部的电池单体出现故障时，维修人员需要花费大量的时间来锁定电池单体进行维修的情况发生，实现了在每个电池单体上均设置电池信息采集模块，来对每个电池单体进行实时性能检测，达到了方便维修人员进行快速故障检查和维护的目的。

Description

一种新能源汽车的电池智能管理系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车的电池智能管理系统。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，新能源汽车包括有：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等，纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶，混合动力汽车是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供，因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车有多种形式，于纯电动车辆，动力电池及其管理是其关键核心技术，电池管理系统负责动力电池电压、温度及充放电流的采集，高低压继电器控制，SOC和SOH的计算，电池系统的监测及故障诊断，电池单体的均衡管理等，是整车控制策略中不可或缺的一部分。
目前在对新能源电池进行管理过程中，大多是直接将整个电池组与电池监控设备进行连接，来对电池组的各个性能参数进行检测，然而，这样的电池管理方式十分不利于电池的故障检测和维护，当电池组内部的电池单体出现故障时，维修人员需要花费大量的时间来锁定电池单体进行维修，不能实现在每个电池单体上均设置电池信息采集模块，来对每个电池单体进行实时性能检测，无法达到方便维修人员进行快速故障检查和维护的目的，从而给人们对电池的管理带来了极大的不便。
因此，发明一种新能源汽车的电池智能管理系统很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种新能源汽车的电池智能管理系统，解决了现有的电池管理方式十分不利于电池的故障检测和维护，当电池组内部的电池单体出现故障时，维修人员需要花费大量的时间来锁定电池单体进行维修，不能实现在每个电池单体上均设置电池信息采集模块，来对每个电池单体进行实时性能检测，无法达到方便维修人员进行快速故障检查和维护目的的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车的电池智能管理系统，包括用户远程无线终端、电池管理系统、中央处理模块、电池参数检测模块、电池状态估计模块、智能警示模块、电池安全与报警模块、电池均衡检测模块、在线症状诊断模块和电池信息分类处理模块，所述中央处理模块用于控制整个电池管理系统，所述中央处理模块电性连接电池参数检测模块、电池状态估计模块、智能警示模块、电池安全与报警模块、电池均衡检测模块和在线症状诊断模块，所述智能警示模块通讯连接在线症状诊断模块。
优选的，所述中央处理模块包括智能指示灯闪烁单元、网络通信单元和信息储存单元，所述用户远程无线终端通讯连接网络通信单元，所述智能指示灯闪烁单元包括电压指示灯闪烁模块、电流指示灯闪烁模块、电量指示灯闪烁模块、内阻指示灯闪烁模块和温度指示灯闪烁模块。
优选的，所述电池参数检测模块包括电压电流检测单元、温度检测单元、烟雾探测单元和绝缘检测单元。
优选的，所述电池状态估计模块包括荷电状态计算单元、放电深度计算单元。
优选的，所述智能警示模块包括智能语音播报单元、电池正常指示单元。
优选的，所述电池安全与报警模块包括热系统报警控制单元、高压电安全报警控制单元。
优选的，所述电池均衡检测模块包括主动均衡单元、被动均衡单元、耗散均衡单元、非耗散均衡单元。
优选的，所述在线症状诊断模块包括故障检测单元、故障类型判断单元、故障定位单元、故障信息输出单元、故障信息输出单元。
优选的，所述电池信息分类处理模块包括电压数据分析单元、电流数据分析单元、电量数据分析单元、内阻数据分析单元、温度数据分析单元和温度数据分析单元。
本发明的有益效果是：
1、该新能源汽车的电池智能管理系统，通过在中央处理模块与电池信息分类处理系统实现双向连接，且电池信息分类处理系统包括电压数据分析模块、电流数据分析模块、电量数据分析模块、内阻数据分析模块、温度数据分析模块和数据整合模块，再分别通过智能警示系统、智能语音播报模块、电池正常指示模块、智能指示灯闪烁单元、电压指示灯闪烁模块、电流指示灯闪烁模块、电量指示灯闪烁模块、内阻指示灯闪烁模块、温度指示灯闪烁模块、电池组、电池单体、电池信息采集单元和电池采集模块的配合设置，可大大方便人们对电池的故障进行检测和维护，很好的避免了当电池组内部的电池单体出现故障时，维修人员需要花费大量的时间来锁定电池单体进行维修的情况发生，实现了在每个电池单体上均设置电池信息采集模块，来对每个电池单体进行实时性能检测，达到了方便维修人员进行快速故障检查和维护的目的，从而保证了人们对电池的正常管理。
2、该新能源汽车的电池智能管理系统，通过在中央处理模块分别与电量均衡模块和总线连接器实现双向连接，再通过在中央处理模块分别与时间戳服务器和人机交互单元实现双向连接，可实现对每个电池单体的电量进行均衡利用，避免出现长期使用一个电池单体，而使电池单体利用率不均一的情况发生，同时也方便人们对电池检测的参数信息进行实时更新，从而保证了电池管理的实时性。
3、该新能源汽车的电池智能管理系统，通过在中央处理模块与无线通讯模块实现双向连接，再通过在无线通讯模块与用户远程无线终端实现双向连接，可实现将电池检测的数据信息进行无线传输，可无线发送至车主的远程移动终端上，从而实现对车辆电池的远程监控。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图。
图2为本发明提供的智能指示灯闪烁单元原理框图。
图3为本发明提供的电池参数检测模块原理框图。
图4为本发明提供的电池状态估计模块原理框图。
图5为本发明提供的智能语音播报单元原理框图。
图6为本发明提供的电池安全与报警模块原理框图。
图7为本发明提供的电池均衡检测模块原理框图。
图8为本发明提供的在线症状诊断模块原理框图。
图9为本发明系统的实施例2结构原理框图。
图10为本发明提供的实施例2电池信息分类处理模块原理框图。
图中：用户远程无线终端10、电池管理系统50、中央处理模块100、智能指示灯闪烁单元101、电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107、温度指示灯闪烁模块108、网络通信单元102、信息储存单元103、电池参数检测模块200、电压电流检测单元201、温度检测单元202、烟雾探测单元203、绝缘检测单元204、电池状态估计模块300、荷电状态计算单元301、放电深度计算单元302、智能警示模块400、智能语音播报单元401、电池正常指示单元402、在线症状诊断模块700、故障检测单元701、故障类型判断单元702、故障定位单元703、故障信息输出单元703、故障信息输出单元704、电池安全与报警模块500、热系统报警控制单元501、高压电安全报警控制单元502、电池均衡检测模块600、主动均衡单元601、被动均衡单元602、耗散均衡单元603、非耗散均衡单元604、电池信息分类处理模块800、电压数据分析单元801、电流数据分析单元802、电量数据分析单元803、内阻数据分析单元804、温度数据分析单元805、温度数据分析单元806。
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1：
参照附图1-8，本发明提供的一种新能源汽车的电池智能管理系统，包括用户远程无线终端10、电池管理系统50、中央处理模块100、电池参数检测模块200、电池状态估计模块300、智能警示模块400、电池安全与报警模块500、电池均衡检测模块600、在线症状诊断模块700和电池信息分类处理模块800，中央处理模块100用于控制整个电池管理系统50，中央处理模块100电性连接电池参数检测模块200、电池状态估计模块300、智能警示模块400、电池安全与报警模块500、电池均衡检测模块600和在线症状诊断模块700，智能警示模块400通讯连接在线症状诊断模块700。
进一步地，中央处理模块100包括智能指示灯闪烁单元101、网络通信单元102和信息储存单元103，用户远程无线终端10通讯连接网络通信单元102，智能指示灯闪烁单元101包括电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107和温度指示灯闪烁模块108，当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块100可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭，智能指示灯闪烁单元101内的电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107和温度指示灯闪烁模块108根据分析出的故障进行对应的亮起，人们可通过观察指示灯实现给人们进行电池故障提示，同时中央处理模块100可通过网络通信单元102将电池检测的各个参数数据无线传送至用户远程无线终端10上，方便当电池出现故障时，人们能快速找出故障原因采取应对措施并记录电池故障位置。
进一步地，电池参数检测模块200包括电压电流检测单元201、温度检测单元202、烟雾探测单元203和绝缘检测单元204，电压电流检测单元201用于对电池组的总电压和总电流以及单体电池的电压和电流进行检测，目的是防止出现过充、过放甚至反极现象；温度检测单元202用于监测电池组的实时温度，温度检测单元202在每串单体电池和电缆接头位置均有温度传感器，目的是防止电池组在充放电过程中温度过高从而造成安全隐患；烟雾探测单元203用于监测电池组的电解液泄漏；缘检测单元204用于监测漏电。
进一步地，电池状态估计模块300包括荷电状态计算单元301、放电深度计算单元302，荷电状态计算单元301用于对电池的实时荷电状态进行计算，并将计算结果显示在显示设备上；放电深度计算单元302用于对电池的实时放电深度进行计算，并将计算结果显示在显示设备上。
进一步地，智能警示模块400包括智能语音播报单元401、电池正常指示单元402，当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块100可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭通过语音播报和指示灯方便提醒人们电池出现故障。
进一步地，电池安全与报警模块500包括热系统报警控制单元501、高压电安全报警控制单元502，热系统报警控制单元501用于对电池组中出现的高温和低温安全状况进行报警；高压电安全报警控制单元502用于对电池组中出现的过充、过放和漏电的安全状况进行报警。
进一步地，电池均衡检测模块600包括主动均衡单元601、被动均衡单元602、耗散均衡单元603、非耗散均衡单元604，主动均衡单元601、被动均衡单元602、耗散均衡单元603和非耗散均衡604到单元是指根据单体电池信息，分别采用主动、被动、耗散和非耗散的均衡方式，将电池组容量均衡至接近于最小单体的容量。
进一步地，在线症状诊断模块700包括故障检测单元701、故障类型判断单元702、故障定位单元703、故障信息输出单元703、故障信息输出单元704，故障检测单元701为通过采集设置在电池组中的传感器信号来检测是否出现故障；故障类型判断单元702为采用诊断算法诊断故障类型；故障定位单元703是指实时定位故障发生的位置；故障信息输出单元704是指将故障信息实时显示在显示设备上。
本发明的使用过程如下：当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块100可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭，智能指示灯闪烁单元101内的电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107和温度指示灯闪烁模块108根据分析出的故障进行对应的亮起，人们可通过观察指示灯实现给人们进行电池故障提示，同时中央处理模块100可通过网络通信单元102将电池检测的各个参数数据无线传送至用户远程无线终端10上，方便当电池出现故障时，人们能快速找出故障原因采取应对措施并记录电池故障位置，电池参数检测模块200包括电压电流检测单元201、温度检测单元202、烟雾探测单元203和绝缘检测单元204，电压电流检测单元201用于对电池组的总电压和总电流以及单体电池的电压和电流进行检测，目的是防止出现过充、过放甚至反极现象；温度检测单元202用于监测电池组的实时温度，温度检测单元202在每串单体电池和电缆接头位置均有温度传感器，目的是防止电池组在充放电过程中温度过高从而造成安全隐患；烟雾探测单元203用于监测电池组的电解液泄漏；缘检测单元204用于监测漏电，荷电状态计算单元301用于对电池的实时荷电状态进行计算，并将计算结果显示在显示设备上；放电深度计算单元302用于对电池的实时放电深度进行计算，并将计算结果显示在显示设备上，当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块100可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭通过语音播报和指示灯方便提醒人们电池出现故障，热系统报警控制单元501用于对电池组中出现的高温和低温安全状况进行报警；高压电安全报警控制单元502用于对电池组中出现的过充、过放和漏电的安全状况进行报警，主动均衡单元601、被动均衡单元602、耗散均衡单元603和非耗散均衡604到单元是指根据单体电池信息，分别采用主动、被动、耗散和非耗散的均衡方式，将电池组容量均衡至接近于最小单体的容量，故障检测单元701为通过采集设置在电池组中的传感器信号来检测是否出现故障；故障类型判断单元702为采用诊断算法诊断故障类型；故障定位单元703是指实时定位故障发生的位置；故障信息输出单元704是指将故障信息实时显示在显示设备上。
实施例2：
参照附图9-10，本发明提供的一种新能源汽车的电池智能管理系统，包括进一步地，电池信息分类处理模块800、电压数据分析单元801、电流数据分析单元802、电量数据分析单元803、内阻数据分析单元804、温度数据分析单元805和温度数据分析单元806，具体的，电池信息分类处理模块800包括电压数据分析单元801、电流数据分析单元802、电量数据分析单元803、内阻数据分析单元804、温度数据分析单元805和温度数据分析单元806，中央处理模块100可控制电池信息分类处理模块800内的电压数据分析单元801、电流数据分析单元802、电量数据分析单元803、内阻数据分析单元804、温度数据分析单元805和温度数据分析单元806，分别对电池内部的电压、电流、电量、内阻和温度数据进行快速分析，然后中央处理模块100可将电压、电流、电量、内阻和温度数据分析的结果进行整合，并将整合后的结果传送至智能警示模块400内，当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块1可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭，智能指示灯闪烁单元101内的电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107、温度指示灯闪烁模块108根据分析出的故障进行对应的亮起，人们可通过观察指示灯和智能语音播报单元401的语音提示，从而实现给人们进行电池故障提示。
本发明的使用过程如下：中央处理模块100可控制电池信息分类处理模块800内的电压数据分析单元801、电流数据分析单元802、电量数据分析单元803、内阻数据分析单元804、温度数据分析单元805和温度数据分析单元806，分别对电池内部的电压、电流、电量、内阻和温度数据进行快速分析，然后中央处理模块100可将电压、电流、电量、内阻和温度数据分析的结果进行整合，并将整合后的结果传送至智能警示模块400内，当中央处理模块100分析出电池出现故障时，中央处理模块1可控制智能警示模块400内的智能语音播报单元401进行语音提示，电池正常指示单元402熄灭，智能指示灯闪烁单元101内的电压指示灯闪烁模块104、电流指示灯闪烁模块105、电量指示灯闪烁模块106、内阻指示灯闪烁模块107、温度指示灯闪烁模块108根据分析出的故障进行对应的亮起，人们可通过观察指示灯和智能语音播报单元401的语音提示，从而实现给人们进行电池故障提示。
以上，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种新能源汽车的电池智能管理系统，包括用户远程无线终端（10）、电池管理系统（50）、中央处理模块（100）、电池参数检测模块（200）、电池状态估计模块（300）、智能警示模块（400）、电池安全与报警模块（500）、电池均衡检测模块（600）、在线症状诊断模块（700）和电池信息分类处理模块（800），其特征在于：所述中央处理模块（100）用于控制整个电池管理系统（50），所述中央处理模块（100）电性连接电池参数检测模块（200）、电池状态估计模块（300）、智能警示模块（400）、电池安全与报警模块（500）、电池均衡检测模块（600）和在线症状诊断模块（700），所述智能警示模块（400）通讯连接在线症状诊断模块（700）。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述中央处理模块（100）包括智能指示灯闪烁单元（101）、网络通信单元（102）和信息储存单元（103），所述用户远程无线终端（10）通讯连接网络通信单元（102），所述智能指示灯闪烁单元（101）包括电压指示灯闪烁模块（104）、电流指示灯闪烁模块（105）、电量指示灯闪烁模块（106）、内阻指示灯闪烁模块（107）和温度指示灯闪烁模块（108）。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述电池参数检测模块（200）包括电压电流检测单元（201）、温度检测单元（202）、烟雾探测单元（203）和绝缘检测单元（204）。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述电池状态估计模块（300）包括荷电状态计算单元（301）、放电深度计算单元（302）。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述智能警示模块（400）包括智能语音播报单元（401）、电池正常指示单元（402）。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述电池安全与报警模块（500）包括热系统报警控制单元（501）、高压电安全报警控制单元（502）。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述电池均衡检测模块（600）包括主动均衡单元（601）、被动均衡单元（602）、耗散均衡单元（603）、非耗散均衡单元（604）。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述在线症状诊断模块（700）包括故障检测单元（701）、故障类型判断单元（702）、故障定位单元（703）、故障信息输出单元（703）、故障信息输出单元（704）。
9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池智能管理系统，其特征在于：所述电池信息分类处理模块（800）包括电压数据分析单元（801）、电流数据分析单元（802）、电量数据分析单元（803）、内阻数据分析单元（804）、温度数据分析单元（805）和温度数据分析单元（806）。
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