CN202059188U - 一种动力电池信息采集和交互系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种动力电池信息采集和交互系统，包括动力电池和充电站；所述动力电池内设有存储单元和第一NFC通信模块，存储单元与第一NFC通信模块相连；所述充电站内设有第一读取/写入模块、通信模块、网络接入模块和控制模块；所述第一读取/写入模块与所述通信模块相连，通信模块与所述网络接入模块相连，所述控制模块与所述第一读取/写入模块相连；所述第一读取/写入模块通过通信模块、网络接入模块及第一NFC通信模块与存储单元通信相连。本实用新型可以在纯电动汽车、换电站、驾驶者之间方便的构建无线传输的体系，可以应用在对换电池模式纯电动汽车的换电、维修等工作工程中的无线传输、监控和管理。

Description

一种动力电池信息采集和交互系统
技术领域
本实用新型属于电子通信技术领域，涉及一种动力电池信息采集和交互系统。
背景技术
新能源战略已经成为关系到国家安全和国家战略的重要方针政策。其中新能源汽车是能源战略的重要组成部分。新能源汽车的核心技术在于“电池、电机、电控”。随着纯电动汽车的种类多样化和应用场所的广泛化，对其动力电池电能再生的方便性和灵活性要求越来越高，但是目前，国内外现有的汽车与充电站之间信息交换装置的规格、参数、通讯协议及接口各有不同，且主要以单纯的电气连接为主。
另外随着新能源产业的不断发展进步，新能源汽车覆盖群体的日益庞大，其所用的动力电池存在着老化和回收的问题。目前电动车电池及车辆与充电站的信息交换装置尚未得到大规模应用。已经存在的国内的专利有：
1)将包含动力电池和车辆基本信息的RFID加密射频芯片集成在电动车电插头中，进行非接触式车辆及电池信息采集，但是该装置存在电池的信息更新不及时的缺点。
2)一种利用AD/DC或DC/DC驱动单元对充电站进行控制的附带通讯的充电装置，但是该装置不能提供第三方独立监测。
3)一种通过内嵌SIM卡、GPS加GSM/GPRS网络将车辆及动力电池状态发送给监控部门的方式，但是该方法对车辆所有者的安全性和隐私会带来困扰，不仅如此，GSM蜂窝通讯覆盖成本比较高昂，而且提供的带宽有限。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种动力电池信息采集和交互系统，该装置可以对换电池模式纯电动汽车的车辆动力电池的工作状态及健康状态进行方便快捷的查询。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。
一种动力电池信息采集和交互系统，包括动力电池和充电站；所述动力电池内设有存储单元和第一NFC通信模块，存储单元与第一NFC通信模块相连；所述充电站内设有第一读取/写入模块、通信模块、网络接入模块和控制模块；所述第一读取/写入模块与所述通信模块相连，通信模块与所述网络接入模块相连，所述控制模块与所述第一读取/写入模块相连；所述第一读取/写入模块通过通信模块、网络接入模块及第一NFC通信模块与存储单元通信相连。
作为本实用新型的一种优选方案，所述系统还包括终端，所述终端包括第二读取/写入模块、第二NFC通信模块；所述第二读取/写入模块与第二NFC通信模块相连，所述第二读取/写入模块通过第二NFC通信模块、网络及第一NFC通信模块与存储单元通信相连。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述系统还包括信息显示屏，所述信息显示屏包括第三NFC通信模块，所述第三NFC通信模块分别与第一NFC通信模块、第二NFC通信模块及所述通信模块通信相连。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型可以在纯电动汽车、换电站、驾驶者之间方便的构建无线传输的体系，可以应用在对换电池模式纯电动汽车的换电、维修等工作工程中的无线传输、监控和管理。
附图说明
图1为本实用新型所述的动力电池信息采集和交互系统的结构示意图；
图2为实施例一所述的动力电池的结构示意图；
图3为实施例一所述的充电站的结构示意图；
图4为实施例一所述的终端的结构示意图；
图5为实施例一所述的信息显示屏的结构示意图。
主要组件符号说明：
1、动力电池；              2、充电站；
3、终端；                  4、信息显示屏；
11、存储单元；             12、第一NFC通信模块；
21、第一读取/写入模块；    22、通信模块；
23、网络接入模块；         24、控制模块；
31、第二读取/写入模块；    32、第二NFC通信模块；
41、第三NFC通信模块。
具体实施方式
为了解决电动汽车用户、电动汽车与充电站之间的通讯问题以及车辆性能检测问题，本实用新型提供一种基于NFC技术上的换电池模式的电动汽车电池信息采集和交互装置及其方法，可以对换电池模式纯电动汽车的车辆动力电池的工作状态及健康状态进行方便快捷的查询。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例一
本实施例提供一种动力电池信息采集和交互系统，如图1所示，包括动力电池1、充电站2、终端3。下面分别对三者进行详细描述：
【动力电池1】
动力电池1内设有存储单元11，存储单元11中记录有该动力电池的基本信息，如电池品牌、型号、种类、出厂日期、编组信息、总使用时长、充电时间及时长、租出时间及地点、归还时间及地点、维修记录、当前SOC、当前SOH等；其分为两部分，一部分是固化信息，是固定不可擦除的，需要生产厂家或换电站才有权限进行内容的更改或擦除；另一部分是可更新信息，该部分在实际使用过程中不断写入，且只可写入，只有生产厂家或者授权单位才可以删除或更改。
动力电池1内还设有第一NFC通信模块12，该第一NFC通信模块12通过网络将存储单元11内的信息与其他通信装置进行交互。
【充电站2】
充电站2内设有第一读取/写入模块21，该第一读取/写入模块21用以读取存储单元11中的信息，或向存储单元11中写入新信息。
充电站2内还设有通讯模块22，该通讯模块22与第一读取/写入模块21通信相连，用以将读写信息输出。
充电站2内还设有网络接入模块23，该网络接入模块23与通讯模块22相连，用以将读写信息接入到网络上，并通过网络传输给存储单元11。
充电站2内还设有控制模块24，该控制模块24与第一读取/写入模块21相连，用以控制信息的读写；如将更换/收回电池的时间、地点(充电站代码或代号)、维修记录、电池节更换记录等信息，且存储单元11中的内容可以通过车载显示设备(或称车载信息终端CIS)或者手机(通过NFC技术)进行查询。
【终端3】
所述终端3包括第二读取/写入模块31、第二NFC通信模块32；所述第二读取/写入模块31与第二NFC通信模块32相连，所述第二读取/写入模块31通过第二NFC通信模块32、网络及第一NFC通信模块12与存储单元11通信相连。
所述终端可以为内置NFC芯片的智能手机。NFC是Near Field Communication缩写，即近场无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让使用者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点(Peer-to-Peer)功能整合进一块单芯片，这是一个开放接口平台，可以对无线网络进行快速、主动设置，也是虚拟连接器，服务于现有蜂窝状网络、蓝牙和无线802.11设备。
【信息显示屏4】
所述信息显示屏4包括第三NFC通信模块41，所述第三NFC通信模块41分别与第一NFC通信模块12、第二NFC通信模块32及所述通信模块22通信相连，用以实现存储单元11中的信息共享。
实施例二
本实施例提供一种动力电池信息采集和交互系统的工作方法，具体包括：
所述存储单元内置在规定规格的动力电池内，并与该动力电池的电池管理系统(以下简称BMS，Battery Management System)进行通讯。
所述存储单元存储的信息传输给车辆信息显示屏(DIC，Driver Information Center)进行显示，并同时将信息共享给装置在DIC内的NFC芯片(即第三NFC通信模块)。
内置NFC芯片(即第二NFC通信模块)的智能手机及安装在手机内的软件。使用时，可以将智能手机放置在DIC屏附近，既可以实现与车辆和动力电池的信息交换、内容访问和调用服务。
电动汽车制造厂商在车辆出厂的时候可以将以下信息通过内置在DIC中的NFC芯片与手机共享：车辆VIN编号、车牌信息(4S店或用户初始化)、车辆出厂日期、用户账户(用户初始化)等。如果该车辆经过维修，维修及零部件变更的信息可由4S店或者厂家指定或授权的机构进行更新。
动力电池厂商在上文中的存储芯片中固化信息有：公司名称、型号、种类、出厂日期、编组方式。动态显示的动力电池包的信息有：总使用时长(从充电起即被认为是工作状态，以年/月/日/时/分为单位，本次换电池地点及使用时长、当前SOC(BMS数据)、当前电池包温度(BMS数据)、电池SOH状态(良好Fine，弱化weak，需调校Calibrate，需更换Replace)。
手机客户端可以查看组织后的以上所有信息内容，并可以使用以下功能：保存相关信息到本地、上传至电动汽车厂接口(需SIM卡3G网络或其他联网功能支持)、与4S店进行数据交换、自行设置提醒功能(换电提醒、驾驶路程提醒、跛行模式设置提醒等)、设置车辆跛行(Limp)模式。
其他还可以通过手机与车辆NFC共享的数据：车辆GPS地理位置信息及电子地图、手机音乐及播放列表、收音机电台列表、防盗信息、其他车辆个性化设置。
本实用新型的有益效果是：
1)可以利用手机作为一个独立的可移动终端对车辆动力电池状态进行有效监控和检测，特别适用于换电池模式的电动汽车；
2)采用无线的、非接触式的信息NFC技术，在移动中进行信息采集和交换，速度更快更便捷，信息更简单直观；
3)采用NFC技术可以使车辆能利用日益增强的智能手机的计算和网络能力；
4)利用手机计算能力和网络功能可以控制车辆进入跛行(limp)模式；
5)可将车辆信息通过手机的联网功能进行上传，以方便进行监控、检测和统计；
6)可以通过对手机进行简单操作，对车辆实现个性化设置；
7)固化信息和更新记录综合显示，信息条理清晰，更加易读。
实施例三
本实施例提供一种本实用新型所述的电池信息采集和交互系统的具体应用示例。本实施例所述系统主要有三部分组成：车载移动部分、充电站部分和驾驶者智能手机终端。车载部分主要由动力电池信息存贮单元、NFC通讯模块组成；充电站部分主要有手持式读取/写入设备、VPN或WWW网络组成；其中手持式终端由手持式读取/写入设备及网络接入模块组成，可以将信息写入电池包内存贮单元、将读取到的信息通过VPN或者WWW进行信息的交互。手机端包含NFC通讯芯片、网络功能模块、客户端软件等。
厂家把车辆装配好以后，将固定信息存贮在车辆存储器中，该部分信息车辆拥有者和车辆使用者不能做更改(车牌信息和车主账户可以进行初始化，但是只有三次机会)。4S店或其他获得授权的机构可以在维修车辆后对该信息进行更改。
手机通过计算车辆当前位置(通过车辆或者手机本身GPS数据获取)距离下一个换电站的距离信息(里程根据电子地图获取)以及当前的车辆动力电池的SOC状态，则提醒驾驶者进入跛行(limp)模式。特别是可以利用手机的提醒功能通过振动以及闹铃对驾驶员进行提醒。跛行模式一般有以下特征：限速、限扭矩、关闭空调、关闭影音娱乐设施等。
如果车辆动力电池的SOH显示为需调校或需更换，则将该警示信息显示到DIC和手机屏幕上以提醒驾驶员注意。换电站可以通过手持式无线读取/写入设备进行读取该动力电池状态，进行维修，并将维修记录写入动力电池存贮单元。该维修记录驾驶员不可更改。
具体的，本实用新型所述的NFC芯片、数字信号处理器、通讯接口模块、控制输出驱动模块、显示设备、存储单元、通讯接口、AC/DC驱动单元和DC/DC驱动单元均可采用现有技术中的公知方案，有关这些技术的公知技术方案，本领域的技术人员已经了解，所以在此不再赘述。
本实用新型可以在纯电动汽车、换电站、驾驶者之间方便的构建无线传输的体系；可以应用在对换电池模式纯电动汽车的换电、维修等工作工程中的无线传输、监控和管理。
本实用新型是基于NFC技术上的无线传输装置及方法实现的，其定义了换电池模式纯电动汽车车辆信息及动力电池信息的内容和传输方式，及纯电动汽车、换电站和智能手机三种设备，该车辆及动力电池信息可以在三者之间进行采集和交换；将换电池模式纯电动汽车车辆信息和可更换型动力电池包信息独立开来；换电站将信息写入可更换型电池包并读取车辆信息以记录租赁及使用情况；包含NFC芯片的智能手机读取纯电动汽车及车载动力电池包信息并设置提醒；换电站、车辆4S店、获得授权或认证的机构可以在维修后更新不同的信息内容；采用NFC通讯技术链接的智能手机和纯电动汽车，智能手机可以增强车辆的计算能力、网络能力及对车辆进行个性化的设置。
总之，本实用新型具有安全便捷、高效直观的信息统计及管理方式，更简洁直观的数据交换能力，很好的满足了纯电动汽车驾驶者的驾驶体验、行驶安全和车辆管理的要求。
本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。

Claims (3)

1.一种动力电池信息采集和交互系统，其特征在于：包括动力电池和充电站；所述动力电池内设有存储单元和第一NFC通信模块，存储单元与第一NFC通信模块相连；所述充电站内设有第一读取/写入模块、通信模块、网络接入模块和控制模块；所述第一读取/写入模块与所述通信模块相连，通信模块与所述网络接入模块相连，所述控制模块与所述第一读取/写入模块相连；所述第一读取/写入模块通过通信模块、网络接入模块及第一NFC通信模块与存储单元通信相连。
2.根据权利要求1所述的电池信息采集和交互系统，其特征在于：所述系统还包括终端，所述终端包括第二读取/写入模块、第二NFC通信模块；所述第二读取/写入模块与第二NFC通信模块相连，所述第二读取/写入模块通过第二NFC通信模块、网络及第一NFC通信模块与存储单元通信相连。
3.根据权利要求1所述的电池信息采集和交互系统，其特征在于：所述系统还包括信息显示屏，所述信息显示屏包括第三NFC通信模块，所述第三NFC通信模块分别与第一NFC通信模块、第二NFC通信模块及所述通信模块通信相连。
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