CN114801877A - 电动车辆动力电池组的监控系统及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电动车辆动力电池组的监控系统及电动车辆。该监控系统包括：动力电池组，用于为电源模块和外接的电动车辆供电；电源模块，用于将动力电池组的高压转换成低压为监控电路提供所需的运行电压；监控电路，用于采集动力电池组的状态数据与温度信息，各种故障告警监测，外部通讯与程序烧录以及控制动力电池组充电和放电开关的闭合及断开；显示模块，用于实时显示状态数据、温度信息及各种故障告警。通过本发明，解决了相关技术中无法有效监控电动车辆的动力电池组，导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少的问题，达到了有效监控电动车辆动力电池组的运行状态，降低电池故障率，提高电池安全性与使用寿命的技术效果。

Description

电动车辆动力电池组的监控系统及电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆的监控技术领域，尤其涉及一种电动车辆动力电池组的监控系统及电动车辆。
背景技术
在两轮电动车市场领域中，动力电池组因其体积小、能量密度大、放电功率大、自放电缓慢以及循环寿命较长等优点，使其逐渐成为越来越多消费者使用的主流。动力电池组在使用过程中会由于本身材料一致性等问题导致电池组中单体电芯差异性变大，继续使用会进一步使差异增大，进而无法对电动车辆的动力电池组进行有效的监控，以至于导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少等问题的发生。
针对相关技术中无法有效监控电动车辆的动力电池组，导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少的问题，尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电动车辆动力电池组的监控系统及电动车辆，以至少解决相关技术中无法有效监控电动车辆的动力电池组，导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动车辆动力电池组的监控系统，包括：动力电池组，用于为电源模块和外接的电动车辆供电；所述电源模块，分别与所述动力电池组、监控电路电性连接，用于将所述动力电池组的高压转换成低压为所述监控电路提供所需的运行电压；所述监控电路，与所述动力电池组通信连接，用于采集所述动力电池组的状态数据与温度信息，各种故障告警监测，外部通讯与程序烧录以及控制所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开，其中，所述动力电池组的状态数据包括以下至少之一：所述动力电池组中所有单体电芯的电压、所述动力电池组放电/充电过程中的实时电流信息；显示模块，与所述监控电路通信连接，用于实时显示所述状态数据、所述温度信息及各种所述故障告警。
可选地，所述监控电路包括：温度采集模块，用于采集所述动力电池组与所述监控电路的温度信息；数据采集模块，与所述温度采集模块连接，用于采集所述动力电池组的状态数据，并将所述动力电池组的状态数据、所述温度采集模块采集的所述温度信息转换为所述动力电池组的数字化数据，以及各种故障告警监测；控制模块，与所述数据采集模块连接，用于获取所述动力电池组的数字化数据，通过自身逻辑判断，控制所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开，其中，采用目标网络识别模型对所述数字化数据进行处理，得到所述数字化数据对应的控制指令，其中，所述目标网络识别模型为使用多组训练数据通过机器学习训练得到的，所述多组训练数据中的每组训练数据均包括：所述数字化数据和所述数字化数据对应的控制指令，所述控制指令为用于指示所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开的命令；通讯模块，与所述控制模块连接，用于外部通讯和程序烧录。
可选地，所述温度采集模块与所述数据采集模块之间以电压形式传输所述温度信息。
可选地，所述温度采集模块包括：第一温感探头，用于采集所述动力电池组的温度信息，其中，所述动力电池组的温度信息包括以下至少之一：所述动力电池组使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管温度；第二温感探头，用于采集所述监控电路的温度信息，其中，所述监控电路的温度信息包括以下至少之一：所述监控电路的环境温度、各模块温度。
可选地，所述动力电池组包括多个单体电芯以及与多个所述单体电芯连接的至少一个负载接口，其中，多个所述单体电芯串联且相邻两个所述单体电芯的正极与负极连接，所述负载接口用于为所述电源模块供电和/或为所述电动车辆供电提供所需的连接接口。
可选地，所述电源模块，还用于为动力电池保护板的电路提供电源。
可选地，所述控制模块，还用于动力电池保护板的充放电、预充金氧半场效晶体管控制，各模块电源输入控制。
可选地，所述通讯模块包括：RS485通讯模组，用于连接电脑与上位机软件进行通讯，将所述动力电池组的数字化数据上传至上位机，以使上位机查询所述动力电池组的数字化数据，并进行开关控制；TTL串口通讯模组，用于外接4G-DTU（Data TransmissionUnit）模块，将所述动力电池组的数字化数据通过传输控制协议（Transmission ControlProtocol，TCP）链路上传至服务器，以使手机APP通过TCP链路访问服务器，并进行所述动力电池组的数字化数据的监测与控制；低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，BLE）通讯模组，用于通过蓝牙连接所述手机APP，以使手机APP进行所述动力电池组的数字化数据的查看、控制与运行参数写入。
可选地，所述TTL串口通讯模组与外接的所述4G-DTU模块之间采用可拆卸的连接方式。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括上述中任意一项所述的电动车辆动力电池组的监控系统。
本发明实施例中，该电动车辆动力电池组的监控系统包括：动力电池组，用于为电源模块和外接的电动车辆供电；电源模块，分别与动力电池组、监控电路电性连接，用于将动力电池组的高压转换成低压为监控电路提供所需的运行电压；监控电路，与动力电池组通信连接，用于采集动力电池组的状态数据与温度信息，各种故障告警监测，外部通讯与程序烧录以及控制动力电池组充电和放电开关的闭合及断开；显示模块，与监控电路通信连接，用于实时显示状态数据、温度信息及各种故障告警。也就是说，本发明实施例的电动车辆动力电池组的监控系统能够有效降低监控电路整体功耗，该监控系统能够随时监测动力电池组中单体电芯数据，以及根据需要禁止动力电池充放电，能够在电池过程中根据单体电芯数据开启均衡来使动力电池组中各个电芯的电压趋于一致，延长动力电池组的使用寿命，进而解决了相关技术中无法有效监控电动车辆的动力电池组，导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少的问题，达到了有效监控电动车辆动力电池组的运行状态，降低电池故障率，提高电池安全性与使用寿命的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图；
图3为本发明实施例提供的再一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电动车辆动力电池组的监控系统通讯模块的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。
本发明实施例提供一种电动车辆动力电池组的监控系统，图1为本发明实施例提供的一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图，如图1所示，该基于动力电池组的监控电路包括：动力电池组10、监控电路20、电源模块30及显示模块40，其中，动力电池组10，用于为电源模块30和外接的电动车辆供电；电源模块30，分别与动力电池组10、监控电路20电性连接，用于将动力电池组10的高压转换成低压为监控电路20提供所需的运行电压；监控电路20，与动力电池组10通信连接，用于采集动力电池组10的状态数据与温度信息，各种故障告警监测，外部通讯与程序烧录以及控制动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开，其中，动力电池组10的状态数据包括以下至少之一：动力电池组10中所有单体电芯的电压、动力电池组10放电/充电过程中的实时电流信息；显示模块40，与监控电路20通信连接，用于实时显示状态数据、温度信息及各种故障告警。
上述动力电池组10外接的电动车辆，可以根据需要为电动车辆提供电源，使得电动车辆运行。上述显示模块40按照功能需求划分多个显示区域，并基于不同的显示区域实时显示状态数据、温度信息及各种故障告警等数据，使得用户更加直观地了解地动力电池组的运行状态。
本发明实施例中，该电动车辆动力电池组的监控系统能够有效降低监控电路整体功耗，该监控系统能够随时监测动力电池组中单体电芯数据，以及根据需要禁止动力电池充放电，能够在电池过程中根据单体电芯数据开启均衡来使动力电池组中各个电芯的电压趋于一致，延长动力电池组的使用寿命，进而解决了相关技术中无法有效监控电动车辆的动力电池组，导致电池故障频发、安全性低及使用寿命减少的问题，达到了有效监控电动车辆动力电池组的运行状态，降低电池故障率，提高电池安全性与使用寿命的技术效果。
图2为本发明实施例提供的又一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图，如图2所示，上述监控系统的监控电路20包括：温度采集模块201，用于采集动力电池组10与监控电路20的温度信息；数据采集模块202，与温度采集模块201连接，用于采集动力电池组10的状态数据，并将动力电池组10的状态数据、温度采集模块201采集的温度信息转换为动力电池组10的数字化数据，以及各种故障告警监测；控制模块203，与数据采集模块202连接，用于获取动力电池组10的数字化数据，通过自身逻辑判断，控制动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开，其中，采用目标网络识别模型对数字化数据进行处理，得到数字化数据对应的控制指令，其中，目标网络识别模型为使用多组训练数据通过机器学习训练得到的，多组训练数据中的每组训练数据均包括：数字化数据和数字化数据对应的控制指令，控制指令为用于指示动力电池组充电和放电开关的闭合及断开的命令；通讯模块204，与控制模块203连接，用于外部通讯和程序烧录。
可选地，上述控制模块203可以预先构建网络识别模型，并基于机器学习的方式使用大量的训练数据对该网络识别模型进行训练，得到最终能够识别动力电池组10的数字化数据的目标网络识别模型，进而使用该目标网络识别模型对获取动力电池组10的数字化数据进行识别，得到该数字化数据对应的控制指令，其中，控制指令为用于指示动力电池组充电和放电开关的闭合及断开的命令。通过上述实施方式能够快速、准确地识别出数字化数据对应的控制指令，并根据该控制指令实现动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开的控制。
需要说明的是，上述网络识别模型是根据神经元按照不同的层级组织起来的网络，每一层的输出变量作为下一层的输入变量，该网络识别模型的第一层为输入层，最后一层为输出层，中间的一层为隐藏层。另外，在对该网络识别模型进行训练的过程中，可以将训练数据划分为正样本与负样本，正样本、负样本分别表示不同类型的训练数据，同时使用正样本与负样本对网络识别模型继续进行训练并迭代优化，直至模型收敛，使得训练后得到的目标网络识别模型更具有针对性且识别误差更低。需要说明的是，上述训练数据中的每一组数据包括一组数字化数据与该组数字化数据对应的控制指令。
上述控制模块203作为监控电路的微控制单元，能够实时读取数据采集模块202数据判断动力电池组是否满足充电及放电条件，判断动力电池组是否允许充放电，实现充放电控制，其中，上述充放电控制为控制动力电池组充电和放电开关的闭合及断开的操作。
可选地，上述数据采集模块202可以将动力电池组10中每一串锂电池的电压，动力电池组10输出或输入的总电流，温度采集模块201的温度信息转换为数字化数据传递给控制模块203，以及各种故障告警监测。另外，数据采集模块202还可以采集监控系统的位置数据，控制模块将该位置数据与预定位置数据进行比较，并根据比较结果判断电动车辆的位置是否为安全区域，若位置数据在预定位置数据范围内，则说明电动车辆处于安全区域内；若位置数据不在预定位置数据范围内，则说明电动车辆并未处于安全区域内。进一步地，若电动车辆的位置未在安全区域内，则可以通过通讯模块204将该信息发送至目标设备进行报警。通过上述实施方式利用监控系统的位置数据来确定电动车辆的位置是否在安全区域内，可以有效提高对电动车辆的位置监控，避免车辆丢失。
上述各种故障告警包括但不限于动力电池组无输出、动力电池组容量不足及动力电池组不能充电等，其中，动力电池组无输出包括但不限于动力电池组发生过放保护、过流/短路保护、保险丝熔断、保护板失效及电芯失效等；动力电池组容量不足包括但不限于充电器异常、电芯异常、保护板异常、动力电池组未充满及容量测试未按标准方法要求测试等；动力电池组不能充电包括但不限于充电器失效、保险丝熔断、保护板失效及电芯失效等。
上述通讯模块204用于外部通讯使用，可连接至电脑传输当前采集及控制信息到上位机，也可用于软件程序下载。
需要说明的是，上述监控电路20所包含的各模块可以集成到包含蓝牙芯片的电路板上，蓝牙芯片作为监控电路的微控制单元。
在一种可选的实施方式中，上述温度采集模块201与数据采集模块202之间以电压形式传输温度信息。也就是说，温度采集模块201用于采集动力电池组10及监控电路的温度以电压形式传输至数据采集模块202。
图3为本发明实施例提供的再一种电动车辆动力电池组的监控系统的示意图，如图3所示，该基于动力电池组的监控电路包括：动力电池组10、监控电路20以及电源模块30，其中，动力电池组10与监控电路20通信连接，电源模块30分别与动力电池组10、监控电路20电连接，监控电路20至少包括：温度采集模块201，用于采集动力电池组10与监控电路20的温度信息；数据采集模块202，与温度采集模块201连接，用于采集动力电池组10的状态数据，并将动力电池组10的状态数据、温度采集模块201采集的温度信息转换为动力电池组10的数字化数据，以及各种故障告警监测；控制模块203，与数据采集模块202连接，用于获取动力电池组10的数字化数据，通过自身逻辑判断，控制动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开；通讯模块204，与蓝牙芯片控制模块203连接，用于外部通讯和程序烧录。另外，温度采集模块201包括：第一温感探头205，用于采集动力电池组10的温度信息，其中，动力电池组10的温度信息包括以下至少之一：动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管温度；第二温感探头206，用于采集监控电路20的温度信息，其中，监控电路20的温度信息包括以下至少之一：监控电路20的环境温度、各模块温度。
需要说明的是，在具体实施过程中，上述第一温感探头205能够采集动力电池组10的温度信息包括但不限于动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管温度；上述第二温感探头206能够采集监控电路20的温度信息包括但不限于监控电路20的环境温度、各模块温度。
上述各模块温度为监控电路20所包含的模块的温度，例如，温度采集模块201、数据采集模块202、控制模块203、通讯模块204等模块。
在一种可选的实施方式中，上述动力电池组10包括多个单体电芯以及与多个单体电芯连接的至少一个负载接口，其中，多个单体电芯串联且相邻两个单体电芯的正极与负极连接，负载接口用于为电源模块供电和/或为电动车辆供电提供所需的连接接口。此外，除了负载接口之外，上述动力电池组10包括充电接口，该充电接口外接外部电源，用于为动力电池组10提供电能补充，外部电源包括但不限于市电、发电机发电等电力提供方式。
需要说明的是，上述动力电池组10包括多个串联的单体电芯，例如，多个单体电芯为第一单体电芯、第二单体电芯，……，第N单体电芯，那么第二单体电芯的正极与第一单体电芯的负极连接，依次类推，直至第N单体电芯的正极与第N-1单体电芯的负极连接，其中，第一单体电芯的正极与第N单体电芯的负极作为多个串联的单体电芯整体的正极与负极。另外，上述动力电池组10还可以提供一个或者多个负载接口，在负载接口为一个时，动力电池组10为电源模块供电以及为电动车辆供电均使用该连接接口，在负载接口为多个时，动力电池组10除了为电源模块供电提供一个连接接口外，其他的负载接口均作为为电动车辆供电提供的连接接口。另外，上述动力电池组10设置在壳体内部，在负载接口为多个时，多个负载接口采用分布式布局，设置在动力电池组10壳体上的多个不同位置。若每个负载接口提供不同的输出电压，可以采用不同的颜色加以区分，有效防止电动车辆的误接入，例如，5V采用绿色、10V采用橙色等。
可选地，该基于动力电池组的监控电路包括：动力电池组10以及与动力电池组10连接的监控电路20，其中，监控电路20至少包括：温度采集模块201，用于采集动力电池组10与监控电路20的温度信息；数据采集模块202，与温度采集模块201连接，用于采集动力电池组10的状态数据，并将动力电池组10的状态数据、温度采集模块201采集的温度信息转换为动力电池组10的数字化数据，以及各种故障告警监测；控制模块203，与数据采集模块202连接，用于获取动力电池组10的数字化数据，通过自身逻辑判断，控制动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开；通讯模块204，与控制模块203连接，用于外部通讯和程序烧录。另外，温度采集模块201包括：第一温感探头205，用于采集动力电池组10的温度信息，其中，动力电池组10的温度信息包括以下至少之一：动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管温度；第二温感探头206，用于采集监控电路20的温度信息，其中，监控电路20的温度信息包括以下至少之一：监控电路20的环境温度、各模块温度。此外，电源模块30，用于将动力电池组10的高压转换为低压为监控电路20提供运行电源。
上述电源模块30的第一端与动力电池组10连接，上述电源模块30的第二端与监控电路20连接；上述高压可以为30-90V，低压可以为3.3-5V，例如，电源模块将动力电池组的高压（30-90V）转换为低压(3.3-5V)为监控电路20提供运行电源。
上述数据采集模块202可以实现动力电池电压采集及各种故障监测；上述通讯模块用于监控电路20与外部通讯。例如，上述电池管理芯片作为数据采集模块202用于采集动力电池组中所有单体电芯的电压，采集动力电池组放电/充电过程中的实时电流信息，采集动力电池组使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管MOS温度。根据电压、电流及温度信息判断动力电池组是否发生故障，及时断开充/放电MOS，起到保护动力电池组使用寿命的作用。
上述控制模块203用于判断到动力电池组10发生异常，如过温，低温，欠压，过压，短路，过流及电芯压差过大时断开充/放电MOS。
上述基于动力电池组的监控电路可以实现的功能包括但不限于充电总电压高保护、充电单体电压高保护、充电限流保护、放电总电压低保护、放电单体电压低保护、高/低温保护以及电路板充放电温升保护等。
例如，在动力电池组充满电后，逐步增大充电电压，记录电压高告警电压和保护动作电压，当总电压下降到恢复点时恢复充电，记录恢复充电电压。在具体实施过程中，可以根据需要设置充电总电压高的告警值范围、保护值范围、恢复值范围及各自对应的默认值。
在动力电池组充满电后，逐步增大充电电压，记录单体电压高告警电压和保护动作电压，电压下降到恢复点时恢复正常状态。在具体实施过程中，可以根据需要设置充电单体电压高的告警值范围、保护值范围以及恢复值范围。
在工作范围内的电压输入时，动力电池组能够正常充电。在具体实施过程中，可以根据需要设置充电电流范围、充电电流默认值。
在开放环境下对动力电池组进行放电，使其进入放电截止状态，动力电池管理系统应切断放电电路并告警。连接外部电源对动力电池组进行充电，使其电压升高到恢复极限，动力电池管理系统应能自动消除告警，并自行恢复到正常工作状态。在具体实施过程中，可以根据需要设置放电总电压低的告警值范围及默认值。
在动力电池组充满电后，以预定电流放电，记录单体电压低告警电压和保护动作电压，放电后充电到电压设定值恢复工作状态。在具体实施过程中，可以根据需要设置放电单体电压低保护的告警值范围、保护值的范围、恢复值的范围以及各自对应的默认值。
在具体实施过程中，可以根据需要设置动力电池组低温、高温保护正常工作温度范围，当动力电池组用于低温保护最小值及以下的场景时，使用直流电加热设备对动力电池组加热，使其正常工作。动力电池组还设置散热设备，以保证加热均匀使得设备正常工作。
上述温度采集模块201用于采集动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电MOS温度。
需要说明的是，上述动力电池组10可以为电动车辆提供工作电源，进而使得电动车辆运行；
在一种可选的实施方式中，上述电源模块30，还用于为动力电池保护板的电路提供电源。
在一种可选的实施方式中，上述控制模块203，还用于动力电池保护板的充放电、预充金氧半场效晶体管控制，各模块电源输入控制。
上述各模块为监控电路20所包含的模块，例如，温度采集模块201、数据采集模块202、控制模块203、通讯模块204等模块。
上述动力电池保护板包括软/硬件保护板。
图4为本发明实施例提供的一种电动车辆动力电池组的监控系统通讯模块的示意图，如图4所示，该电动车辆动力电池组的监控系统的通讯模块204包括：RS485通讯模组，用于连接电脑与上位机软件进行通讯，将动力电池组10的数字化数据上传至上位机，以使上位机查询动力电池组10的数字化数据，并进行开关控制；TTL串口通讯模组，用于外接4G-DTU模块，将动力电池组10的数字化数据通过TCP链路上传至服务器，以使手机APP通过TCP链路访问服务器，并进行动力电池组10的数字化数据的监测与控制；低功耗蓝牙BLE通讯模组，用于通过蓝牙连接手机APP，以使手机APP进行动力电池组10的数字化数据的查看、控制与运行参数写入。
需要说明的是，上述RS485通讯模组、TTL串口通讯模组及低功耗蓝牙BLE通讯模组的数量、安装位置可以根据应用场景的需要而设定。例如，RS485通讯模组、TTL串口通讯模组及低功耗蓝牙BLE通讯模组采用分布式布局，分散安装在电路板上，避免各模组之间相关影响。此外，在通讯模块204的各模组布局中，上述TTL串口通讯模组与其外接的4G-DTU模块还可以是可拆卸连接且安装位置自定，上述RS485通讯模组与BLE通讯模组可以集成到同一电路板上且位置固定。
上述4G-DTU模块是用于将串行端口数据转换为IP数据、将IP数据转换为串行端口数据并通过无线通信网络进行传输的无线终端装置。需要说明的是，在上述实施方式中，该4G-DTU模块支持自动心跳，始终保持在线状态，4G通信网络支持持久的在线4G终端设备，所以典型的4G-DTU被修改为支持持久的在线功能。需要使用心跳数据包来维持持持久联机。断开连接前的DTU和数据中心将发送一个小数据包以防止断开连接，并支持断开连接后的自动重新连接、自动重拨等功能；该4G-DTU模块内部集成的TCP/IP协议栈，4G-DTU模块封装了PPP拨号协议和TCP/IP协议栈，并具有嵌入式操作系统，可以视为嵌入式PC和无线4G调制解调器的组合，具有GPRS拨号网络和TCP/IP数据通信功能；该4G-DTU模块支持参数配置，永久存储，可以将配置的参数存储在内部永久存储设备中；另外，该4G-DTU模块提供串行数据的双向转换功能，4G-DTU模块提供串行通信接口，包括通用的串行通信方法，例如RS232、RS485、RS422等，也就是说，4GDTU可以将串行端口上的原始数据转换为TCP/IP数据包进行传输，而不会改变原始数据通信内容。因此，可以使用串行通信将4GDTU连接到各种用户设备，而无需更改用户设备。
下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。
实施例1：
本实施例中电动车辆动力电池组的监控系统是由控制模块203，数据采集模块202，动力电池组10，温度采集模块201及通讯模块204组成。
控制模块203用于读取采集模块202测量到的动力电池组10信息，通过自身逻辑判断，控制动力电池组10充电和放电开关的闭合及断开。
数据采集模块202用于将动力电池组10中每一串锂电池的电压，动力电池组10输出或输入的总电流，温度采集模块201的温度信息转换为数字信息传递给控制模块203，以及各种故障告警监测。
动力电池组10用于向监控电路20及电动车辆提供电源。
温度采集模块201用于采集动力电池组10及监控电路20的温度以电压形式传输至采集模块。
通讯模块204用于外部通讯使用，可连接至电脑传输当前采集及控制信息到上位机，也可用于软件程序下载。
实施例2：
本实施例中电动车辆动力电池组的监控系统可以由电源模块30，控制模块203，数据采集模块202，动力电池组10/负载接口，通讯模块204构成。
数据采集模块202用于动力电池组10的电压采集及各种故障监测。
电源模块30用于向软件保护板各路电路提供电源。
控制模块203用于软件保护板的充放电、预充MOS控制，其他模块电源输入控制。
通讯模块204用于电动车辆动力电池组的监控系统与外部通讯。
实施例3：
本实施例中电动车辆动力电池组的监控系统可以由动力电池组10，温度采集模块201，数据采集模块202，控制模块203，负载接口构成。
数据采集模块202用于采集动力电池组10中所有单体电芯的电压，采集动力电池组10放电/充电过程中的实时电流信息，采集动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电MOS温度。根据电压、电流及温度信息判断动力电池组10是否发生故障，及时断开充/放电MOS，起到保护动力电池组10使用寿命的作用。
控制模块203用于判断到动力电池组10发生异常如过温，低温，欠压，过压，短路，过流及电芯压差过大时断开充/放电MOS。
温度采集模块201用于采集动力电池组10使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电MOS温度。
负载接口用于给电源模块供电及为电动车辆提供电源。
本实施中通讯模块204可以包括1路RS485通讯，1路TTL串口通讯，1路BLE通讯。
RS485通讯模组用于连接电脑与上位机软件进行通讯，将动力电池数据实时上传至上位机，实现动力电池数据查看与开关控制。
TTL串口通讯模组用于外接4G-DTU模块，可将动力电池数据通过TCP链路上传至服务器，从而实现远程电池数据监测与控制。
BLE通讯模组用于通过蓝牙连接手机APP，实现动力电池数据查看、控制与相关运行参数写入。
与已有技术相比，本发明的上述实施例存在以下有益效果：
本发明使用低功耗蓝牙芯片作为控制模块203能够有效降低电动车辆动力电池组的监控系统整体功耗，能够在电池存储时提供更长时间的有效防护。
本发明使用时可以直接使用手机APP连接电动车辆动力电池组的监控系统的BLE通讯模组，能够实时查看动力电池组10的运行数据、告警状态、保护状态、运行相关参数修改和充放电控制等。关闭充放电后可拥有效防盗功能。
本发明预留4G-DTU接口，可使用4G-DTU无视距离查看电池数据、状态及位置等信息。支持远程空中下载技术（Over-the-Air Technology，OTA）功能，可以通过移动通信(GSM或CDMA)网络的空中接口对移动数据及应用进行远程管理，而空中接口可以采用WAP、GPRS、CDMA1X以及短消息(SMS)技术，通过无线下载方式来进行软件程序下载。
本发明使用时遇到动力电池组10故障时能够有效关闭动力电池组10的充放电功能，防止动力电池组10因为无人看管而过度充电和过度放电导致的危险发生。有异常存在是，可发出提示音提醒用户及时查看处理异常。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括上述中任意一项的电动车辆动力电池组的监控系统。
需要说明的是，上述电动车辆动力电池组的监控系统包括各种传感器（用于测量电压、电流和温度等）和一个带微处理器的控制单元等部件。其主要任务是保证动力电池组工作在安全区间内，为电动车辆提供控制所需的必要信息，在动力电池组出现异常时能及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及电动车辆需求等决定动力电池组的充放电功率等。
上述电动车辆动力电池组的监控系统有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电放电控制、自动均衡及热管理等功能。
上述电动车辆包括但不限于电动自行车、电动汽车、电动三轮车以及其他采用电力驱动的车辆等。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动车辆动力电池组的监控系统，其特征在于，包括：
动力电池组，用于为电源模块和外接的电动车辆供电；
所述电源模块，分别与所述动力电池组、监控电路电性连接，用于将所述动力电池组的高压转换成低压为所述监控电路提供所需的运行电压；
所述监控电路，与所述动力电池组通信连接，用于采集所述动力电池组的状态数据与温度信息，各种故障告警监测，外部通讯与程序烧录以及控制所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开，其中，所述动力电池组的状态数据包括以下至少之一：所述动力电池组中所有单体电芯的电压、所述动力电池组放电/充电过程中的实时电流信息；
显示模块，与所述监控电路通信连接，用于实时显示所述状态数据、所述温度信息及各种所述故障告警。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控电路包括：
温度采集模块，用于采集所述动力电池组与所述监控电路的温度信息；
数据采集模块，与所述温度采集模块连接，用于采集所述动力电池组的状态数据，并将所述动力电池组的状态数据、所述温度采集模块采集的所述温度信息转换为所述动力电池组的数字化数据，以及各种故障告警监测；
控制模块，与所述数据采集模块连接，用于获取所述动力电池组的数字化数据，通过自身逻辑判断，控制所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开，其中，采用目标网络识别模型对所述数字化数据进行处理，得到所述数字化数据对应的控制指令，其中，所述目标网络识别模型为使用多组训练数据通过机器学习训练得到的，所述多组训练数据中的每组训练数据均包括：所述数字化数据和所述数字化数据对应的控制指令，所述控制指令为用于指示所述动力电池组充电和放电开关的闭合及断开的命令；
通讯模块，与所述控制模块连接，用于外部通讯和程序烧录。
3.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述温度采集模块与所述数据采集模块之间以电压形式传输所述温度信息。
4.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述温度采集模块包括：
第一温感探头，用于采集所述动力电池组的温度信息，其中，所述动力电池组的温度信息包括以下至少之一：所述动力电池组使用过程中的环境温度、电芯温度、充放电金氧半场效晶体管温度；
第二温感探头，用于采集所述监控电路的温度信息，其中，所述监控电路的温度信息包括以下至少之一：所述监控电路的环境温度、各模块温度。
5.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述动力电池组包括多个单体电芯以及与多个所述单体电芯连接的至少一个负载接口，其中，多个所述单体电芯串联且相邻两个所述单体电芯的正极与负极连接，所述负载接口用于为所述电源模块供电和/或为所述电动车辆供电提供所需的连接接口。
6.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述电源模块，还用于为动力电池保护板的电路提供电源。
7.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述控制模块，还用于动力电池保护板的充放电、预充金氧半场效晶体管控制，各模块电源输入控制。
8.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述通讯模块包括：
RS485通讯模组，用于连接电脑与上位机软件进行通讯，将所述动力电池组的数字化数据上传至上位机，以使上位机查询所述动力电池组的数字化数据，并进行开关控制；
TTL串口通讯模组，用于外接4G-DTU模块，将所述动力电池组的数字化数据通过传输控制协议TCP链路上传至服务器，以使手机APP通过TCP链路访问服务器，并进行所述动力电池组的数字化数据的监测与控制；
低功耗蓝牙BLE通讯模组，用于通过蓝牙连接所述手机APP，以使手机APP进行所述动力电池组的数字化数据的查看、控制与运行参数写入。
9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述TTL串口通讯模组与外接的所述4G-DTU模块之间采用可拆卸的连接方式。
10.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括权利要求1至9中任意一项所述的电动车辆动力电池组的监控系统。
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