CN204241659U - 电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，包含：电流检测及判断器、电压检测及判断器、内阻测试模块、寿命对比器、输出显示装置。本实用新型能够对电动车电池的使用状态进行监测，根据电池满电态电压值和直流内阻值判断电池的健康状态，在电池的健康状态不佳时进行警示，提示用户更换电池。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车电池控制装置，特别涉及一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置。
背景技术
电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车，随着电动汽车的普及，电池管理系统的功能要求逐渐广泛而全面，其中电池使用寿命的预测是其中重要的一个内容。
目前电池寿命预测通常通过电池使用容量的检测进行，但是这种方法存在一系列问题。首先在电动车上使用电池的模式和手机、电脑等不同，几乎不存在全部放完电的可能，因此电池的使用容量难以判断；其次，电动车的使用工况下，也存在着不完全充电的状况，因此电池的每次状态都可能不一致；另外，容量计算采用的安时积分法存在累积误差，使用时间越长预测越不准确。
由于存在上述原因，通过使用容量进行电动车电池的寿命预测精确度不佳，因此在应用中得不到广泛采用。对电动车而言，由于不可能频繁对电池进行较复杂的调试，因此利用可检测到的电压数据进行寿命预测成为了必然的选择。然而，单纯地进行电压判断可能会存在电池个体状态不同导致的误差，如有的电池电压高，但是衰减很快，有的电池电压略低但衰减很慢，这就需要通过检测电池的直流内阻进行区别，但是对动力电池的内阻检测不可能长期进行，需要在电池不工作的条件下进行专门控制，现有技术中，还没有出现在使用过程中对电动车电池寿命进行判断并提供更换提示的电池控制装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，能够对电动车电池的使用状态进行监测，根据电池满电态电压值和直流内阻值判断电池的健康状态，在电池的健康状态不佳时进行警示，提示用户更换电池。
为了实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，包含：
电流检测及判断器，所述的电流判断器通过电池数据检测端口读取电动车电池管理系统发送的电流数据，通过电流数据判断电动车电池的充放电状态；
电压检测及判断器，所述的电压判断器分别通过电路与电动车电池管理系统和电流判断器相连，电动车电池充满电后，该电压判断器持续接收电动车电池的电压及时间数据；
内阻测试模块，所述的内阻测试模块通过电路与电动车电池管理系统和电压检测及判断器相连，通过电动车电池管理系统控制充满电的电动车电池持续恒流对外部的负载放电一段时间后，所述的内阻测试模块读取该放电过程的电流、电压及时间，得出电动车电池的直流内阻；
寿命对比器，所述的寿命对比器与内阻测试模块相连，该寿命对比器中预先存储电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，根据该电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，对比内阻测试模块所得出的直流内阻，预测出电动车电池寿命；
输出显示装置，所述的输出显示装置与寿命对比器相连，将寿命对比器预测出的电动车电池寿命发送给电动车电池管理系统，并显示电动车电池寿命的数值。
电流检测及判断器包含通过电路连接的：电流信号处理器和电流传感器，所述的电流传感器采集电动车电池的电流数据并发送到电流信号处理器存储和数据处理。
电流信号处理器的信号同步到电压检测及判断器。
电压检测及判断器包含通过电路连接的：电压信号处理器和电压传感器，所述的电压传感器采集电动车电池的电流数据并发送到电压信号处理器存储和数据处理。
所述的电压传感器同时采集电动车电池中串联的若干个子电池。
还包含报警装置，若预测出的电动车电池寿命低于预设值，所述的报警装置报警。
所述的报警装置为蜂鸣器。
所述的报警装置为LED灯。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
能够对电动车电池的使用状态进行监测，根据电池满电态电压值和直流内阻值判断电池的健康状态，在电池的健康状态不佳时进行警示，提示用户更换电池。
附图说明
图1为本实用新型一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置的系统及原理框图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。
一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，如图1所示，包含电路连接的：电流检测及判断器1、电压检测及判断器2、内阻测试模块3、寿命对比器4、输出显示装置5。
其中，电流检测及判断器1包含通过电路连接的电流信号处理器11和电流传感器12，该电流传感器12采集电动车电池的电流信号，并将电流信号传输给电流信号处理器11，电流信号处理器11存储过去一段时间内的电流值。通过电流值，电流信号处理器11初步和简单判断电动车电池的充放电状态，当电流值为负，则为放电，电流传感器12将不再读取，当电流值为正，则为充电，则电流检测及判断器1将电流、电压和时间数据同步到电压检测及判断器2。在本实施例中，电流传感器12选用基于霍尔原理的型号为DHAB S/14的电流传感器，电流信号处理器11选用一款PIC单片机。在本实施例中，该电压检测及判断器2与电流检测及判断器1同步，当电流检测及判断器1检测到电流发生波动时，电压传感器22便采用高频采集电动车电池的电压信号。
电压检测及判断器2包含通过电路连接的电压信号处理器21和电压传感器22，电压传感器22采集电动车电池的电压信号，并将电压信号发送给电压信号处理器21。当电动车电池充满电后，即电流值为0时，电压传感器22采集电动车电池电压，根据采集到的最大电压，判断是否充满电，即电池荷电状态100%，若充满电，则电压传感器22持续采集电动车电池的电压及时间数据，在本实施例中，持续采集电压及时间数据的时间维持10分钟，电压变化小于1mV时，则达到判断标准，电压信号处理器21则将采集的最小电压作为平衡电压，并将触发信号发送至内阻测试模块3；若未充满电，则不再采集数据，直至下一次电流为正值，执行前述电路功能。在本实施例中，电压传感器22选用型号为LTC6803的高压电池监视器，由于电动车电池是由若干个子电池串联而成，因此，高压电池监视器LTC6803能够采集多个串联的电池电压，电压信号处理器21也选用一款 PIC单片机组成。
内阻测试模块3通过电路与电压检测及判断器2相连，其获得电压检测及判断器2的触发信号后，通过电动车电池管理系统控制充满电的电动车电池持续恒流对外部的负载放电一段时间后，在本实施例中，电池对负载放电的参数为恒流2C持续5s，内阻测试模块3从电流检测及判断模块1和电压检测及判断模块2读取该放电过程的电流、电压，通过电压终值和初值的差除以电流值的算法便能得出电动车电池中各个子电池的直流内阻。在本实施例中，内阻测试模块3选用型号为MC9S12XEP100的单片机。
寿命对比器4通过电路与内阻测试模块3相连，该寿命对比器4中预先存储电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，根据该电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，对比内阻测试模块3所得出的直流内阻，分别预测出电动车电池中各个子电池的寿命。在本实施例中，当前电压和内阻分别对应电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表中相应或最接近的寿命状态，从而预测出电动车电池寿命，若最接近的寿命状态有两个值，则选择寿命值较低的。寿命对比器4选用型号为TMS320C的数字信号处理器。
输出显示装置5通过与寿命对比器4相连，将寿命对比器4预测出的电动车电池寿命发送给电动车电池管理系统，并显示电动车电池寿命的数值。输出显示装置5采用型号为FM7843的四线电阻式显示芯片。
如图1所示，电池寿命预测装置还包含报警装置6，若预测出的电动车电池寿命低于预设值，则报警装置6报警，在本实施例中，电池寿命的预设值为电池初始状态时，寿命为100%，而电压检测及判断模块2采集的最小电压仅为初始状态的80%时，寿命则为0%，同时，报警装置6选用蜂鸣器或LED灯。当需要更换时，也只需要将寿命报警的子电池更换掉即可。
综上所述，本实用新型一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，能够对电动车电池的使用状态进行监测，根据电池满电态电压值和直流内阻值判断电池的健康状态，在电池的健康状态不佳时进行警示，提示用户更换电池，并且，可应用于各种类型、体系、规格的电动车电池管理系统。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，包含：
电流检测及判断器（1），所述的电流判断器（1）通过电池数据检测端口读取电动车电池管理系统发送的电流数据，通过电流数据判断电动车电池的充放电状态；
电压检测及判断器（2），所述的电压判断器（2）分别通过电路与电动车电池管理系统和电流判断器（1）相连，电动车电池充满电后，该电压判断器（2）持续接收电动车电池的电压及时间数据；
内阻测试模块（3），所述的内阻测试模块（3）通过电路与电动车电池管理系统和电压检测及判断器（2）相连，通过电动车电池管理系统控制充满电的电动车电池持续恒流对外部的负载放电一段时间后，所述的内阻测试模块（3）读取该放电过程的电流、电压及时间，得出电动车电池的直流内阻；
寿命对比器（4），所述的寿命对比器（4）与内阻测试模块（3）相连，该寿命对比器（4）中预先存储电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，根据该电压-寿命预测表和内阻-寿命预测表，对比内阻测试模块（3）所得出的直流内阻，预测出电动车电池寿命；
输出显示装置（5），所述的输出显示装置（5）与寿命对比器（4）相连，将寿命对比器（4）预测出的电动车电池寿命发送给电动车电池管理系统，并显示电动车电池寿命的数值。
2.如权利要求1所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，电流检测及判断器（1）包含通过电路连接的：电流信号处理器（11）和电流传感器（12），所述的电流传感器（12）采集电动车电池的电流数据并发送到电流信号处理器（11）存储和数据处理。
3.如权利要求2所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，电流信号处理器（11）的信号同步到电压检测及判断器（2）。
4.如权利要求1或3所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，电压检测及判断器（2）包含通过电路连接的：电压信号处理器（21）和电压传感器（22），所述的电压传感器（22）采集电动车电池的电流数据并发送到电压信号处理器（21）存储和数据处理。
5.如权利要求4所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，所述的电压传感器（22）同时采集电动车电池中串联的若干个子电池。
6.如权利要求1所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，还包含报警装置（6），若预测出的电动车电池寿命低于预设值，所述的报警装置（6）报警。
7.如权利要求6所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，所述的报警装置（6）为蜂鸣器。
8.如权利要求6所述的电动车电池管理系统用的电池寿命预测装置，其特征在于，所述的报警装置（6）为LED灯。
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