CN117577975A - 一种锂电池bms远程管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池BMS远程管理系统，涉及锂电池远程管理系统技术领域；包括：数据采集模块：用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据；具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器，通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；数据处理模块：用于对采集到的数据进行处理，包括数据滤波、数据分析等；具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理。本发明通过采用物联网技术，实现了锂电池BMS系统的远程监控和管理，提高了数据传输的实时性和便捷性；采用卡尔曼滤波算法和阈值判断法对数据进行处理，提高了数据的准确性和可靠性，能量平衡和温度补偿功能，提高电池组的整体效率和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池远程管理系统技术领域，尤其涉及一种锂电池BMS远程管理系统。
背景技术
随着电动汽车、储能系统等新能源应用的普及，锂电池的性能和安全性越来越受到关注。电池管理系统(BMS)作为锂电池的核心部件，负责监控和管理电池的充放电过程，保证电池的安全运行。然而，传统的BMS系统主要依赖于本地控制器进行数据采集和处理，存在数据传输不便、实时性差等问题。因此，开发一种基于物联网技术的锂电池BMS远程管理系统具有重要的实际意义。
经检索，中国专利申请号为CN201711173249.2的专利，公开了一种动力锂电池管理系统，包括:锂电池组，其由若干个锂电池组成；子管理系统，其与单个所述锂电池电性连接，用于监控锂电池的工作状态，其包括电流检测子模块、电压检测子模块、电池稳压器、断路控制器以及温度调节模块；主管理系统，用于接收子管理系统的检测信息，并管理锂电池组的工作状态，其包括电压监控模块、电流检测模块；温度检测模块以及主稳压器。上述专利中的锂电池管理系统存在以下不足：虽具备一定的功能性，但是对于智能充电管理、能量平衡以及辅助决策方面还有待提升。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种锂电池BMS远程管理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种锂电池BMS远程管理系统，包括：
数据采集模块：用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据；具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器，通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
数据处理模块：用于对采集到的数据进行处理，包括数据滤波、数据分析等；具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理，以提高数据的准确性；采用阈值判断法对温度数据进行分析，以实现过温保护功能；
通信模块：用于将处理后的数据发送至远程服务器；具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块，实现数据的远程传输；
远程监控模块：用于接收并处理来自通信模块的数据，实现对锂电池的远程监控；具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元，其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据；数据处理单元用于对接收到的数据进行处理，包括数据解析、数据存储；数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户；
智能充电模块：用于实现锂电池的智能充电管理；具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制功能，通过调整充电参数，实现对锂电池的快速、安全和高效充电；
能量平衡模块：用于实现锂电池组内的能量平衡；具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡功能，通过动态调整充放电电流，实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡，提高电池组的整体性能和寿命；
故障诊断模块：用于对锂电池的故障进行诊断；具体采用基于机器学习的故障诊断算法，通过对历史故障数据的学习，实现对锂电池故障的自动识别和预警；
控制策略模块：用于根据电池状态制定相应的控制策略；具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略，通过调整充电/放电电流、电压参数，实现对锂电池的优化管理。
优选的：还包括：
故障预警模块：用于实现锂电池故障的预警功能；具体采用基于机器学习的故障预测算法，通过对历史故障数据和实时运行数据的分析，实现对锂电池故障的提前预警，提高电池的安全性能；
温度补偿模块：用于实现锂电池温度补偿功能；具体采用数字信号处理技术，对采集到的温度数据进行补偿处理，消除温度对电池性能的影响，提高电池的充放电效率和安全性。
优选的：还包括：
用户界面模块：用于为用户提供操作界面；具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置功能，用户可以通过网页或移动设备访问该界面，实现对锂电池BMS系统的远程操作和管理。
优选的：所述远程监控模块包括：
实时数据显示单元：将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上，包括电压、电流、温度信息；
历史数据查询单元：提供电池历史数据的查询功能，支持按照时间、参数条件进行筛选和分析；
报警提示单元：当电池状态异常或达到预设阈值时，发出声光报警信号，提醒操作人员及时处理。
优选的：所述故障诊断模块包括：
故障检测单元：通过监测电池的电流、电压、温度参数，判断是否存在故障情况；
故障分类单元：根据故障特征和类型，对故障进行分类和识别，包括过充、过放、短路状态；
故障记录单元：将故障发生的时间、类型、持续时间的信息记录下来，供后续分析和处理使用。
优选的：所述控制策略模块包括：
充电控制单元：根据电池状态和目标充电容量，控制充电电流和电压，实现快速、安全的充电过程；
放电控制单元：根据负载需求和电池状态，控制放电电流和电压，保证电池的稳定供电；
温度控制单元：监测电池温度，并根据设定的温度范围，采取相应的散热或加热措施，保持电池温度在合理范围内。
优选的：所述智能充电模块包括：
充电电流控制单元：根据电池SOC和目标充电容量，动态调整充电电流，实现快速充电和延长电池寿命；
充电电压控制单元：根据电池电压和温度，调整充电电压，避免过充和过放现象的发生；
充电时间控制单元：根据电池容量和目标充电量，计算充电时间，并根据实际情况进行调整，提高充电效率。
优选的：所述能量平衡模块包括：
单体能量均衡单元：监测每个电池单体的SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的SOC趋于一致；
组内能量均衡单元：监测整个电池组的总SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的能量分配更加均匀。
优选的：所述故障预警模块包括：
故障预测单元：基于历史数据和机器学习算法，预测电池可能出现的故障类型和时间，提前采取措施进行预防；
预警等级划分单元：根据故障的严重程度和影响范围，将故障划分为不同的预警等级，以便操作人员能够及时响应；
所述温度补偿模块包括：
温度测量单元：实时监测电池的温度，并将温度值传递给温度补偿单元进行处理；
温度补偿算法单元：根据温度变化和电池特性，采用特定的算法对电池的SOC、容量参数进行修正，提高温度补偿的准确性。
优选的：还包括：
数据分析与优化模块：用于对锂电池的运行数据进行分析和优化；具体采用数据挖掘和机器学习技术，对电池的运行数据进行深入分析，发现潜在的问题和改进空间，为电池的优化管理提供决策支持；
云端存储与备份模块：用于实现锂电池BMS系统的云端存储和备份功能；具体采用云存储技术，将电池的运行数据、故障记录信息存储在云端，实现数据的远程访问和备份，提高数据的安全性和可靠性。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过采用物联网技术，实现了锂电池BMS系统的远程监控和管理，提高了数据传输的实时性和便捷性；采用卡尔曼滤波算法和阈值判断法对数据进行处理，提高了数据的准确性和可靠性；能量平衡和温度补偿功能，提高电池组的整体效率和稳定性。
2.本发明采用基于机器学习的故障诊断算法，实现了对锂电池故障的自动识别和预警，提高了电池的安全性能；提供了丰富的用户界面功能，方便用户对锂电池BMS系统进行操作和管理。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂电池BMS远程管理系统的框架图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1：
一种锂电池BMS远程管理系统，包括：
数据采集模块：用于实时采集锂电池的电压、电流、温度等参数数据；具体包括电压传感器、电流传感器、温度传感器等设备，通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
数据处理模块：用于对采集到的数据进行处理，包括数据滤波、数据分析等；具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理，以提高数据的准确性；采用阈值判断法对温度数据进行分析，以实现过温保护功能；
通信模块：用于将处理后的数据发送至远程服务器；具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块，实现数据的远程传输；
远程监控模块：用于接收并处理来自通信模块的数据，实现对锂电池的远程监控；具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元，其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据；数据处理单元用于对接收到的数据进行处理，如数据解析、数据存储等；数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户；
智能充电模块：用于实现锂电池的智能充电管理；具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制等功能，通过调整充电参数，实现对锂电池的快速、安全和高效充电；
能量平衡模块：用于实现锂电池组内的能量平衡；具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡等功能，通过动态调整充放电电流，实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡，提高电池组的整体性能和寿命；
故障诊断模块：用于对锂电池的故障进行诊断；具体采用基于机器学习的故障诊断算法，通过对历史故障数据的学习，实现对锂电池故障的自动识别和预警；
控制策略模块：用于根据电池状态制定相应的控制策略；具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略等，通过调整充电/放电电流、电压等参数，实现对锂电池的优化管理。
所述锂电池BMS远程管理系统，还包括：
故障预警模块：用于实现锂电池故障的预警功能；具体采用基于机器学习的故障预测算法，通过对历史故障数据和实时运行数据的分析，实现对锂电池故障的提前预警，提高电池的安全性能；
温度补偿模块：用于实现锂电池温度补偿功能；具体采用数字信号处理技术，对采集到的温度数据进行补偿处理，消除温度对电池性能的影响，提高电池的充放电效率和安全性。
所述锂电池BMS远程管理系统，还包括：
用户界面模块：用于为用户提供操作界面；具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置等功能，用户可以通过网页或移动设备访问该界面，实现对锂电池BMS系统的远程操作和管理。
其中，所述远程监控模块包括：
实时数据显示单元：将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上，包括电压、电流、温度等信息；
历史数据查询单元：提供电池历史数据的查询功能，支持按照时间、参数等条件进行筛选和分析；
报警提示单元：当电池状态异常或达到预设阈值时，发出声光报警信号，提醒操作人员及时处理。
其中，所述故障诊断模块包括：
故障检测单元：通过监测电池的电流、电压、温度等参数，判断是否存在故障情况；
故障分类单元：根据故障特征和类型，对故障进行分类和识别，如过充、过放、短路等；
故障记录单元：将故障发生的时间、类型、持续时间等信息记录下来，供后续分析和处理使用。
其中，所述控制策略模块包括：
充电控制单元：根据电池状态和目标充电容量，控制充电电流和电压，实现快速、安全的充电过程；
放电控制单元：根据负载需求和电池状态，控制放电电流和电压，保证电池的稳定供电；
温度控制单元：监测电池温度，并根据设定的温度范围，采取相应的散热或加热措施，保持电池温度在合理范围内。
其中，所述智能充电模块包括：
充电电流控制单元：根据电池SOC(State of Charge)和目标充电容量，动态调整充电电流，实现快速充电和延长电池寿命；
充电电压控制单元：根据电池电压和温度，调整充电电压，避免过充和过放现象的发生；
充电时间控制单元：根据电池容量和目标充电量，计算充电时间，并根据实际情况进行调整，提高充电效率。
其中，所述能量平衡模块包括：
单体能量均衡单元：监测每个电池单体的SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的SOC趋于一致；
组内能量均衡单元：监测整个电池组的总SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的能量分配更加均匀。
其中，所述故障预警模块包括：
故障预测单元：基于历史数据和机器学习算法，预测电池可能出现的故障类型和时间，提前采取措施进行预防；
预警等级划分单元：根据故障的严重程度和影响范围，将故障划分为不同的预警等级，以便操作人员能够及时响应；
所述温度补偿模块包括：
温度测量单元：实时监测电池的温度，并将温度值传递给温度补偿单元进行处理；
温度补偿算法单元：根据温度变化和电池特性，采用特定的算法对电池的SOC、容量等参数进行修正，提高温度补偿的准确性。
实施例2：
一种锂电池BMS远程管理系统，还包括：
数据分析与优化模块：用于对锂电池的运行数据进行分析和优化；具体采用数据挖掘和机器学习技术，对电池的运行数据进行深入分析，发现潜在的问题和改进空间，为电池的优化管理提供决策支持；
云端存储与备份模块：用于实现锂电池BMS系统的云端存储和备份功能；具体采用云存储技术，将电池的运行数据、故障记录等重要信息存储在云端，实现数据的远程访问和备份，提高数据的安全性和可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，包括：
数据采集模块：用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据；具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器，通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
数据处理模块：用于对采集到的数据进行处理，包括数据滤波、数据分析等；具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理，以提高数据的准确性；采用阈值判断法对温度数据进行分析，以实现过温保护功能；
通信模块：用于将处理后的数据发送至远程服务器；具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块，实现数据的远程传输；
远程监控模块：用于接收并处理来自通信模块的数据，实现对锂电池的远程监控；具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元，其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据；数据处理单元用于对接收到的数据进行处理，包括数据解析、数据存储；数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户；
智能充电模块：用于实现锂电池的智能充电管理；具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制功能，通过调整充电参数，实现对锂电池的快速、安全和高效充电；
能量平衡模块：用于实现锂电池组内的能量平衡；具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡功能，通过动态调整充放电电流，实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡，提高电池组的整体性能和寿命；
故障诊断模块：用于对锂电池的故障进行诊断；具体采用基于机器学习的故障诊断算法，通过对历史故障数据的学习，实现对锂电池故障的自动识别和预警；
控制策略模块：用于根据电池状态制定相应的控制策略；具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略，通过调整充电/放电电流、电压参数，实现对锂电池的优化管理。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，还包括：
故障预警模块：用于实现锂电池故障的预警功能；具体采用基于机器学习的故障预测算法，通过对历史故障数据和实时运行数据的分析，实现对锂电池故障的提前预警，提高电池的安全性能；
温度补偿模块：用于实现锂电池温度补偿功能；具体采用数字信号处理技术，对采集到的温度数据进行补偿处理，消除温度对电池性能的影响，提高电池的充放电效率和安全性。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，还包括：
用户界面模块：用于为用户提供操作界面；具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置功能，用户可以通过网页或移动设备访问该界面，实现对锂电池BMS系统的远程操作和管理。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述远程监控模块包括：
实时数据显示单元：将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上，包括电压、电流、温度信息；
历史数据查询单元：提供电池历史数据的查询功能，支持按照时间、参数条件进行筛选和分析；
报警提示单元：当电池状态异常或达到预设阈值时，发出声光报警信号，提醒操作人员及时处理。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括：
故障检测单元：通过监测电池的电流、电压、温度参数，判断是否存在故障情况；
故障分类单元：根据故障特征和类型，对故障进行分类和识别，包括过充、过放、短路状态；
故障记录单元：将故障发生的时间、类型、持续时间的信息记录下来，供后续分析和处理使用。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述控制策略模块包括：
充电控制单元：根据电池状态和目标充电容量，控制充电电流和电压，实现快速、安全的充电过程；
放电控制单元：根据负载需求和电池状态，控制放电电流和电压，保证电池的稳定供电；
温度控制单元：监测电池温度，并根据设定的温度范围，采取相应的散热或加热措施，保持电池温度在合理范围内。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述智能充电模块包括：
充电电流控制单元：根据电池SOC和目标充电容量，动态调整充电电流，实现快速充电和延长电池寿命；
充电电压控制单元：根据电池电压和温度，调整充电电压，避免过充和过放现象的发生；
充电时间控制单元：根据电池容量和目标充电量，计算充电时间，并根据实际情况进行调整，提高充电效率。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述能量平衡模块包括：
单体能量均衡单元：监测每个电池单体的SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的SOC趋于一致；
组内能量均衡单元：监测整个电池组的总SOC，并通过均衡电路或控制策略，使各电池单体的能量分配更加均匀。
9.根据权利要求2所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，所述故障预警模块包括：
故障预测单元：基于历史数据和机器学习算法，预测电池可能出现的故障类型和时间，提前采取措施进行预防；
预警等级划分单元：根据故障的严重程度和影响范围，将故障划分为不同的预警等级，以便操作人员能够及时响应；
所述温度补偿模块包括：
温度测量单元：实时监测电池的温度，并将温度值传递给温度补偿单元进行处理；
温度补偿算法单元：根据温度变化和电池特性，采用特定的算法对电池的SOC、容量参数进行修正，提高温度补偿的准确性。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种锂电池BMS远程管理系统，其特征在于，还包括：
数据分析与优化模块：用于对锂电池的运行数据进行分析和优化；具体采用数据挖掘和机器学习技术，对电池的运行数据进行深入分析，发现潜在的问题和改进空间，为电池的优化管理提供决策支持；
云端存储与备份模块：用于实现锂电池BMS系统的云端存储和备份功能；具体采用云存储技术，将电池的运行数据、故障记录信息存储在云端，实现数据的远程访问和备份，提高数据的安全性和可靠性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311584206.9A CN117577975A (zh) | 2023-11-25 | 2023-11-25 | 一种锂电池bms远程管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311584206.9A CN117577975A (zh) | 2023-11-25 | 2023-11-25 | 一种锂电池bms远程管理系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117577975A true CN117577975A (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89860443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311584206.9A Pending CN117577975A (zh) | 2023-11-25 | 2023-11-25 | 一种锂电池bms远程管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117577975A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117799498A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 湘潭南方电机车制造有限公司 | 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护系统 |
| CN117799498B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-06-11 | 湘潭南方电机车制造有限公司 | 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护系统 |
-
2023
- 2023-11-25 CN CN202311584206.9A patent/CN117577975A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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