CN114725546A - 一种基于电池组放电特性的管理系统 - Google Patents

一种基于电池组放电特性的管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电池组放电特性的管理系统，涉及电池组管理技术领域，解决了现有技术在电池组管理过程中，无法结合不同场景下电池组放电特性对蓄电池单体进行监测管理，使得蓄电池单体的管理存在延迟，导致电池组工作异常的技术问题；本申请通过数据采集模块或者分析控制模块获取电池组的工作场景和电池数据，对工作场景进行分析，将分析结果和电池数据结合，实现蓄电池单体之间的平衡，以提高蓄电池单体的寿命，进而保证电池组的工作效率；本发明通过对智能终端发送的工作规划或者分析控制模块存储的历史工作数据进行解析提取，获取若干工作子场景，再整合拼接获取工作场景，保证了工作场景的准确性，为精确监测蓄电池单体状态奠定了基础。

Description

一种基于电池组放电特性的管理系统
技术领域
本发明属于电池组管理领域，涉及基于放电特性的电池组管理技术，具体是一种基于电池组放电特性的管理系统。
背景技术
蓄电池单体容量有限，在作为动力能源时，一般采用串并联的形式组合成电池组。电池组中各蓄电池单体的容量及使用寿命等存在一定差异，容量相对较小的蓄电池单体容易过放电，且可能影响整个电池组的正常工作。
现有技术(公开号为CN102299529A的发明专利)公开了一种电池组管理系统、电动车及管理电池组的方法，通过与电池模块关联的均衡单元对电池模块之间的不均衡进行调节，提高电池组效率和寿命。现有技术在电池组管理过程中，无法结合不同场景下电池组放电特性对蓄电池单体进行监测管理，使得蓄电池单体的管理存在延迟，导致电池组工作异常；因此，亟须一种基于电池组放电特性的管理系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于电池组放电特性的管理系统，用于解决现有技术在电池组管理过程中，无法结合不同场景下电池组放电特性对蓄电池单体进行监测管理，使得蓄电池单体的管理存在延迟，导致电池组工作异常的技术问题。
本申请通过数据采集模块或者分析控制模块获取电池组的工作场景和电池数据，对工作场景进行分析，将分析结果和电池数据结合，实现蓄电池单体之间的平衡，以提高蓄电池单体的寿命，进而保证电池组的工作效率。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于电池组放电特性的管理系统，包括分析控制模块，以及与之相连接的数据采集模块和若干均衡单元，且每个所述均衡单元与电池组中的一个蓄电池单体进行关联；
数据采集模块：采集电池组以及其中若干蓄电池单体的电池数据；其中，所述电池数据包括电压和电流；以及
结合智能终端分析获取所述电池组的工作场景；其中，所述智能终端包括中控电脑和智能手机；
分析控制模块：对所述电池组的工作场景进行分析，将分析结果和所述电池数据结合，进行预警或者通过所述均衡单元对所述蓄电池单体进行预测调节。
优选的，所述分析控制模块与所述数据采集模块、若干所述均衡单元通信和/或电气连接，且所述数据采集模块与所述智能终端通信和/或电气连接；
每个所述均衡单元均与一个所述蓄电池单体相连接，并调节所述蓄电池单体的电池数据。
优选的，所述数据采集模块通过所述智能终端获取电池组的所述工作场景，包括：
在所述电池组工作前，通过所述智能终端发送工作规划至所述数据采集模块；其中，所述工作规划为通过所述电池组供电的工作主体的任务规划；
所述数据采集模块对所述工作规划进行解析整合，获取所述电池组的工作场景。
优选的，所述数据采集模块未接收到所述工作规划时，则通过所述分析控制模块分析所述电池组的历史工作数据获取对应的所述工作场景，包括：
提取存储在所述分析控制模块中的所述历史工作数据；
对所述历史工作数据进行概率分析，获取对应所述电池组的所述工作场景。
优选的，当所述工作规划或者所述历史工作数据对应若干工作子场景时，则按照所述工作规划或者所述历史工作数据中对应的时间顺序对若干所述工作子场景进行整合拼接，形成所述工作场景。
优选的，在所述电池组工作之前，所述分析控制模块根据所述工作场景对所述电池组的状态进行预警，包括：
提取存储在所述分析控制模块中的标准场景数据；其中，所述标准场景数据是所述电池组在不同工作场景下所述电池数据的变化曲线；
将所述工作场景和所述标准场景数据结合，获取所述电池组运行整个所述工作场景之后的所述电池数据；
当所述电池数据低于对应的数据阈值时，则生成预警信号，对所述电池组的状态进行预警；其中，所述数据阈值根据所述蓄电池单体的特性设定。
优选的，所述分析控制模块对所述电池数据进行分析，获取均衡调节标签，包括：
在所述电池组工作过程中，实时获取所述电池数据；
当任意两个所述蓄电池单体的电池数据差值大于差值阈值时，则生成所述均衡调节标签；其中，所述差值阈值根据所述蓄电池单体的特性设定。
优选的，所述分析控制模块将所述均衡调节标签发送至所述均衡单元；所述均衡单元基于所述均衡调节标签对所述蓄电池单体进行预测调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请通过数据采集模块或者分析控制模块获取电池组的工作场景和电池数据，对工作场景进行分析，将分析结果和电池数据结合，实现蓄电池单体之间的平衡，以提高蓄电池单体的寿命，进而保证电池组的工作效率。
2、本发明通过对智能终端发送的工作规划或者分析控制模块存储的历史工作数据进行解析提取，获取若干工作子场景，再对若干工作子场景进行整合拼接获取工作场景，保证了工作场景的准确性，为精确监测电池组和蓄电池单体奠定了基础。
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为本发明的工作步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术(公开号为CN102299529A的发明专利)公开了一种电池组管理系统、电动车及管理电池组的方法，通过与电池模块关联的均衡单元对电池模块之间的不均衡进行调节，提高电池组效率和寿命。现有技术在电池组管理过程中，无法结合不同场景下电池组放电特性对蓄电池单体进行监测管理，使得蓄电池单体的管理存在延迟，对各蓄电池单体之间的不平衡无法及时调节，导致电池组工作效率异常。
本申请通过数据采集模块或者分析控制模块获取电池组的工作场景和电池数据，对工作场景进行分析，将分析结果和电池数据结合，实现蓄电池单体之间的平衡，以提高蓄电池单体的寿命，进而保证电池组的工作效率。
请参阅图1，本申请第一方面实施例提供了一种基于电池组放电特性的管理系统，包括分析控制模块，以及与之相连接的数据采集模块和若干均衡单元，且每个均衡单元与电池组中的一个蓄电池单体进行关联；
数据采集模块：采集电池组以及其中若干蓄电池单体的电池数据；其中，电池数据包括电压和电流；以及结合智能终端分析获取电池组的工作场景；
分析控制模块：对电池组的工作场景进行分析，将分析结果和电池数据结合，进行预警或者通过均衡单元对蓄电池单体进行预测调节。
本申请中的分析控制模块与数据采集模块、若干均衡单元通信和/或电气连接，且数据采集模块与智能终端通信和/或电气连接；每个均衡单元均与一个蓄电池单体相连接，并调节蓄电池单体的电池数据。
数据采集模块具有一定的数据分析能力，相当于数据中转站，采集电池数据和工作规划，进行初步分析处理；均衡单元则用来调节电池组中蓄电池单体的电压或者电流，达到各蓄电池单体之间的平衡，参考公开号为CN102299529A的发明专利。
每个蓄电池单体均对应配置一个均衡单元，即每个均衡单元与一个蓄电池单体相连接。可以理解的是，数据采集模块与均衡单元相连接，是为了监测均衡单元的调节过程。
本申请中的智能终端包括中控电脑、智能手机等。当工作主体的状态可以通过智能手机监测控制时，则智能手机可以作为智能终端与数据采集模块相连接；当工作主体的状态集中在中控电脑时，则中控电脑可以作为智能终端与数据采集模块相连接。值得注意的是，智能手机和中控电脑联合起来也可以作为智能终端。
举例说明智能终端：现有的智能电动车(两轮电动车)可以通过智能手机进行控制，则智能电动车作为工作主体时，智能手机作为智能终端；现有的智能汽车可以通过内置的中控电脑和智能手机交互，完成智能汽车的控制，则智能手机和中控电脑结合起来作为智能终端。
在一个优选的实施例中，数据采集模块通过智能终端获取电池组的工作场景，包括：
在电池组工作前，通过智能终端发送工作规划至数据采集模块；数据采集模块对工作规划进行解析整合，获取电池组的工作场景。
本实施例通过解析智能终端发送的工作规划获取电池组的工作场景，工作规划为通过电池组供电的工作主体的任务规划。
工作主体通过电池组供电运行，或者通过电池组辅助运行，如汽车、电瓶车、光伏转换设备等，工作规划是工作主体在一定周期内的任务规划，根据任务规划可以获取电池组的工作安排。
举例说明如何通过智能终端获取电池组的工作场景：
通过智能汽车中控电脑进行路线导航，获取行驶路线；
对行驶路线的路况进行分析，将各种路况拼接起来形成工作场景。
可以理解的是，这里的路况包括长距离路况、山坡路况、堵车路况等，每种路况下电池组和蓄电池单体的电池数据均不相同，因此需要不同路径不同考虑。针对电池组在不同路况下的工作状态可参考博客进行理解：https://www.sohu.com/a/424585989_99926108#:～:text＝％E7％94％B5％E6％B1％A0％E7％BB％84％E4％BB％A5％E6％81％92％E6％B5％81％E8％BF％9B％E8％A1％8C,％E4％BD％BF％E7％94％A8％E5％AF％BF％E5％91％BD％E7％9A％84％E4％B8％8B％E9％99％8D％E3％80％82。
在另外一个优选的实施例中，数据采集模块未接收到工作规划时，则通过分析控制模块分析电池组的历史工作数据获取对应的工作场景，包括：
提取存储在分析控制模块中的历史工作数据；
对历史工作数据进行概率分析，获取对应电池组的工作场景。
本实施例的工作历史数据既可以是工作主体的历史工作数据，又可以是电池组的历史工作数据。结合时间对历史工作数据进行概率分析，获取概率最高的作为工作主体或者电池组的工作场景。可以理解的是，工作主体和电池组的工作场景可以相互转换，即在工作主体工作场景已知的情况下，可以获取电池组的工作场景。
举例说明通过历史工作数据获取电池组的工作场景：
用户每天七点至八点开车通勤，则用户的通勤路线作为工作主体的工作规划，将通勤路线进行转换，获取电池组的工作场景。
在一个可选的实施例中，当工作规划或者历史工作数据对应若干工作子场景时，则按照工作规划或者历史工作数据中对应的时间顺序对若干工作子场景进行整合拼接，形成工作场景。
如用户每天七点至八点的活动依次包括买早餐、送孩子上学、通勤上班，则将上述三个活动的路线进行拼接获取完整路线，将该完整路线作为工作主体(智能汽车)的工作规划，进而获取电池组的工作场景。
在一个优选的实施例中，在电池组工作之前，分析控制模块根据工作场景对电池组的状态进行预警，包括：
提取存储在分析控制模块中的标准场景数据；
将工作场景和标准场景数据结合，获取电池组运行整个工作场景之后的电池数据；
当电池数据低于对应的数据阈值时，则生成预警信号，对电池组的状态进行预警。
本实施例在工作主体工作前，也是电池组工作前，根据工作场景和标准场景数据预测电池组或者蓄电池单体能够支撑整个工作场景，如果不能支撑整个工作场景则应该生成预警信号，保证用户对电池组状态的了解。
可以理解的是，生成预警信号，但是不会阻止工作主体运行，当用户切实需要运行工作主体时，工作主体仍然会根据用户的控制进行运行，只不过及时提醒用户，如提醒用户更换电池组或者蓄电池单位、提醒用户寻找充电桩等。
本实施例中的标准场景数据是电池组在不同工作场景下电池数据的变化曲线；当工作场景包括若干工作子场景时，可以对标准场景数据进行拼接，生成新的标准场景数据。
可以理解的是，标准场景数据是在实验室模拟的工作主体在不同模拟场景下电池数据的变化曲线；在进行标准场景数据进行拼接时，以电池组或者蓄电池单体的电量作为基准。
本实施例中数据阈值根据蓄电池单体的特性设定，数据阈值对用包括电压阈值和电流阈值。当电池数据低于对应的数据阈值时，则说明电池组或者蓄电池单体出现异常，因此根据蓄电池单体的特性来设定数据阈值。
在一个优选的实施例中，分析控制模块对电池数据进行分析，获取均衡调节标签，包括：
在电池组工作过程中，实时获取电池数据；
当任意两个蓄电池单体的电池数据差值大于差值阈值时，则生成均衡调节标签。
本实施例在电池组工作过程中，对电池组中蓄电池单体的电池数据进行监测，当任意两个蓄电池单体的对应电池数据差值大于差值阈值时，则可以生成均衡调节标签。
本实施例中差值阈值根据蓄电池单体的特性设定，当差值阈值超过某个数值时，则蓄电池单体之间不平衡，影响电池组和蓄电池单体的寿命，则该数值可以设定为差值阈值。
值得注意的是，本申请需要对蓄电池单体进行预测调节，则实际设定的差值阈值要小于上述的数值，才能达到预测的作用，可以实现对蓄电池单体的及时调节。
分析控制模块将均衡调节标签发送至均衡单元；均衡单元基于均衡调节标签对蓄电池单体进行预测调节，避免蓄电池单体之间已经出现不平衡再进行调节，提高蓄电池单体以及电池组的效率和寿命。
本发明的工作原理：
数据采集模块采集电池组以及若干蓄电池单体的电池数据，并结合智能终端分析获取电池组的工作场景。
分析控制模块对电池组工作场景进行分析，将分析结果和电池数据联合分析进行预警或者生成均衡调节标签。
均衡单元根据生成的均衡调节标签对蓄电池单体进行预测调节。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于电池组放电特性的管理系统，包括分析控制模块，以及与之相连接的数据采集模块和若干均衡单元，且每个所述均衡单元与电池组中的一个蓄电池单体进行关联，其特征在于：
数据采集模块：采集电池组以及其中若干蓄电池单体的电池数据；其中，所述电池数据包括电压和电流；以及
结合智能终端分析获取所述电池组的工作场景；其中，所述智能终端包括中控电脑和智能手机；
分析控制模块：对所述电池组的工作场景进行分析，将分析结果和所述电池数据结合，进行预警或者通过所述均衡单元对所述蓄电池单体进行预测调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，所述分析控制模块与所述数据采集模块、若干所述均衡单元通信和/或电气连接，且所述数据采集模块与所述智能终端通信和/或电气连接；
每个所述均衡单元均与一个所述蓄电池单体相连接，并调节所述蓄电池单体的电池数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，所述数据采集模块通过所述智能终端获取电池组的所述工作场景，包括：
在所述电池组工作前，通过所述智能终端发送工作规划至所述数据采集模块；其中，所述工作规划为通过所述电池组供电的工作主体的任务规划；
所述数据采集模块对所述工作规划进行解析整合，获取所述电池组的工作场景。
4.根据权利要求3所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，所述数据采集模块未接收到所述工作规划时，则通过所述分析控制模块分析所述电池组的历史工作数据获取对应的所述工作场景，包括：
提取存储在所述分析控制模块中的所述历史工作数据；
对所述历史工作数据进行概率分析，获取对应所述电池组的所述工作场景。
5.根据权利要求4所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，当所述工作规划或者所述历史工作数据对应若干工作子场景时，则按照所述工作规划或者所述历史工作数据中对应的时间顺序对若干所述工作子场景进行整合拼接，形成所述工作场景。
6.根据权利要求1所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，在所述电池组工作之前，所述分析控制模块根据所述工作场景对所述电池组的状态进行预警，包括：
提取存储在所述分析控制模块中的标准场景数据；其中，所述标准场景数据是所述电池组在不同工作场景下所述电池数据的变化曲线；
将所述工作场景和所述标准场景数据结合，获取所述电池组运行整个所述工作场景之后的所述电池数据；
当所述电池数据低于对应的数据阈值时，则生成预警信号，对所述电池组的状态进行预警；其中，所述数据阈值根据所述蓄电池单体的特性设定。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，所述分析控制模块对所述电池数据进行分析，获取均衡调节标签，包括：
在所述电池组工作过程中，实时获取所述电池数据；
当任意两个所述蓄电池单体的电池数据差值大于差值阈值时，则生成所述均衡调节标签；其中，所述差值阈值根据所述蓄电池单体的特性设定。
8.根据权利要求7所述的一种基于电池组放电特性的管理系统，其特征在于，所述分析控制模块将所述均衡调节标签发送至所述均衡单元；所述均衡单元基于所述均衡调节标签对所述蓄电池单体进行预测调节。
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