CN207440262U - 动力锂电池组实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力锂电池组实时监控系统，包括锂电池组、信息采集模块、数据监测模块、电池组控制模块和通讯模块，信息采集模块包括信息包括单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元，数据监测模块包括温度检测单元、电流检测单元和电压检测单元，电池组控制模块包括加热制冷管理单元、充放电保护控制单元和电芯均衡管理单元。本实用新型通过信息采集模块锂电池组进行各项数据采集，通过比对实现智能判断，实现了实时的电池组监控，当电池组出现故障时使用车载仪器即可进行简单问题的处理，提供了更好的用户体验和通过监控及时做出措施保证锂电池的安全。

Description

动力锂电池组实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及电子控制技术领域，具体为一种动力锂电池组实时监控系统。

背景技术

目前新能源汽车在汽车领域占据较多的热点，电动汽车的发展势必成为汽车行业中的一匹黑马，随着电动汽车动力系统的技术发展，整车系统的供电安全成为了进一步技术革新，特别是蓄电池的监控技术。

现有专利CN104638718A提供了一种电动车电池智能管理系统和方法。该系统包括移动手持终端、远程电脑终端和电池监控装置，电池监控装置包括中央处理单元、电池管理控制模块、单体电池电压采集接口、电流检测模块、开关模块、存储单元、无线通信模块和温度传感器，电动车电池、电流检测模块、开关模块和负载串联成一个回路，开关模块的控制端与电池管理控制模块电连接，电流检测模块与电池管理控制模块电连接，单体电池通过单体电池电压采集接口与电池管理控制模块电连接，中央处理单元分别与存储单元、无线通信模块、温度传感器和电池管理控制模块电连接。该技术优点在于通过移动手持终端能实时连接到电动车电池的情况，对电动车电池的监控较为简单，但是该技术在于电动车电池监控中，更多的适用于静止中的电动汽车，在于行驶中的车辆仅能提供预先了解或指导电池的问题所在，因为电池属于电子系统领域，一般的手工操作无法解决部分问题，包括无法解除电池因为简单的原因出现的问题，导致电池组完全损坏。

现有技术CN106025399A提供了一种汽车蓄电池监控方法及系统，该方法包括：亏电数据记录过程和亏电原因确定过程，当车辆上电时，获取蓄电池的电压值，并根据蓄电池的电压值判断当前蓄电池是否亏电，如果蓄电池处于亏电状态，存储当前时间及电压值；当车辆状态发生改变时，获取当前时间和蓄电池的剩余电量值，并进行存储；根据存储的相关数据确定亏电原因。该技术优点在于由于存储不同车辆状态下的亏电数据，根据记录的亏电数据确定蓄电池发生亏电的原因。但是该技术相对于汽车蓄电池的监控，仅限于蓄电池的亏电状态，对于电池组的温度异常、电流电压异常没有系统的判断和处理方法。

实用新型内容

为了克服现有背景技术中电池监控系统不完善，监控方法不全面导致电池组损耗率高，忽视了监控和调试相结合技术带来的更为便利的用户体验的问题，本实用新型提供了一种动力锂电池组实时监控系统，包括：

锂电池组、信息采集模块、数据监测模块、电池组控制模块和通讯模块，其特征在于：

所述信息采集模块电性连接所述锂电池组，用于采集所述锂电池组各项数据特征，其包括信息包括单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元；

所述数据监测模块电性连接所述信息采集模块，用于将所述锂电池组各项数据与预设标注数据进行比对分析，其包括温度检测单元、电流检测单元和电压检测单元；

所述电池组控制模块电性连接所述数据监测模块，用于根据数据信息对所述锂电池组相应数据进行调节，其包括加热制冷管理单元、充放电保护控制单元和电芯均衡管理单元；

所述通讯模块包括CAN通讯模块和RS485通讯模块，所述电池组控制模块分别通过CAN通讯模块通讯连接显示屏和通过RS485通讯模块通讯连接上位机，用于显示锂电池组数据信息及使用上位机对锂电池组进行数据调节。

优选的，所述锂电池组电性连接所述单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元。

优选的，所述电压检测单元电性连接所述单体电芯电压采集单元，所述电流检测单元电性连接所述电池组充放电电流采集单元，所述温度检测单元电性连接所述电芯温度采集单元。

优选的，所述加热制冷管理单元电性连接所述温度检测单元，用于调节电芯温度，所述充放电保护控制单元电性连接所述电流检测单元，用于调节电池组充放电电流，所述电芯均衡管理单元电性连接所述电压检测单元，用于调节单体电芯电压。

优选的，所述CAN通讯模块电性连接温度检测单元、电流检测单元、电压检测单元和显示屏，用于将锂电池的温度、电流和电压信息显示在显示屏上，所述RS485通讯模块电性连接加热制冷管理单元、充放电保护控制单元、电芯均衡管理单元和上位机，用于通过上位机发送指令至电池组控制模块对锂电池组的温度、电流和电压数据进行相应的调节,其中，所述上位机包括车载仪器。

本发明提供的动力锂电池组实时监控系统的监控方法是：

建立锂电池管理系统；

信息采集模块对锂电池进行各项数据的检测；

数据监测模块根据信息采集模块的检测结果进行数据比对分析；

显示屏显示信息采集模块的检测结果和数据监测模块的分析结果；

根据显示屏上的信息通过上位机对相关数据进行相应的处理。

优选的，所述信息采集模块对锂电池进行各项数据的检测包括通过单体电芯电压采集单元对锂电池组中的单个锂电池进行电压数据采集，通过电池组充放电电流采集单元对锂电池组充放电过程中的电流数据进行采集，通过电芯温度采集单元对锂电池组单个锂电池温度数据进行采集。

优选的，所述数据监测模块根据信息采集模块的检测结果进行数据比对分析包括数据监测模块调取预设的标准数据与信息采集模块采集到的数据进行比对，并将比对结果通过CAN通讯模块发送到显示屏上。

优选的，所述显示屏显示信息采集模块的检测结果和数据监测模块的分析结果包括当数据检测模块调取的预设数据与采集到的数据有一定数值差别时，显示屏显示提醒用户的警报信息。

优选的，所述据显示屏上的信息通过上位机对相关数据进行相应的处理包括上位机通过RS485通讯模块发送调节指令到电池组控制模块进行相应的数据调节。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过信息采集模块对单体电芯电压、电池组充放电电流和电芯温度分别进行数据采集，并通过预设的数据标准进行比对实现智能判断，根据判断结果自动发出警报，即使在行车过程中也能及时发现电池故障信息，实现了实时的电池组监控。在智能判断后，使用车载仪器即可对局部电池温度异常等简单的问题进行处理，提供了更好的用户体验和通过监控及时做出措施保证锂电池的安全。

附图说明

图1为本实用新型动力锂电池组实时监控系统的系统框图；

图2为本实用新型动力锂电池组实时监控系统信息采集模块的结构示意图；

图3为本实用新型动力锂电池组实时监控系统数据监测模块的结构示意图；

图4为本实用新型动力锂电池组实时监控系统电池组控制模块的结构示意图；

图5为本实用新型动力锂电池组实时监控系统的结构示意图；

图6为本实用新型动力锂电池组实时监控系统的监控方法框图；

图7为本实用新型动力锂电池组实时监控系统的监控方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、和图5所示，一种动力锂电池组实时监控系统，包括锂电池组、信息采集模块、数据监测模块、电池组控制模块和通讯模块。

信息采集模块电性连接锂电池组，用于采集锂电池组各项数据特征，其包括信息包括单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元。

数据监测模块电性连接信息采集模块，用于将锂电池组各项数据与预设标注数据进行比对分析，其包括温度检测单元、电流检测单元和电压检测单元。

电池组控制模块电性连接数据监测模块，用于根据数据信息对锂电池组相应数据进行调节，其包括加热制冷管理单元、充放电保护控制单元和电芯均衡管理单元。

通讯模块包括CAN通讯模块和RS485通讯模块，电池组控制模块分别通过CAN通讯模块通讯连接显示屏和通过RS485通讯模块通讯连接上位机，用于显示锂电池组数据信息及使用上位机对锂电池组进行数据调节。

如图2和图5所示，锂电池组电性连接单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元。

如图3和图5所示，电压检测单元电性连接单体电芯电压采集单元，电流检测单元电性连接电池组充放电电流采集单元，温度检测单元电性连接电芯温度采集单元。

如图4和图5所示，加热制冷管理单元电性连接温度检测单元，用于调节电芯温度，充放电保护控制单元电性连接电流检测单元，用于调节电池组充放电电流，电芯均衡管理单元电性连接电压检测单元，用于调节单体电芯电压。

如图5所示，CAN通讯模块电性连接温度检测单元、电流检测单元、电压检测单元和显示屏，用于将锂电池的温度、电流和电压信息显示在显示屏上，RS485通讯模块电性连接加热制冷管理单元、充放电保护控制单元、电芯均衡管理单元和上位机，用于通过上位机发送指令至电池组控制模块对锂电池组的温度、电流和电压数据进行相应的调节，上位机包括车载仪器。

如图6和图7所示，一种动力锂电池组实时监控系统的监控方法包括以下步骤：

建立锂电池管理系统；

信息采集模块对锂电池进行各项数据的检测；

数据监测模块根据信息采集模块的检测结果进行数据比对分析；

显示屏显示信息采集模块的检测结果和数据监测模块的分析结果；

根据显示屏上的信息通过上位机对相关数据进行相应的处理。

信息采集模块对锂电池进行各项数据的检测包括通过单体电芯电压采集单元对锂电池组中的单个锂电池进行电压数据采集，通过电池组充放电电流采集单元对锂电池组充放电过程中的电流数据进行采集，通过电芯温度采集单元对锂电池组单个锂电池温度数据进行采集。

数据监测模块根据信息采集模块的检测结果进行数据比对分析包括数据监测模块调取预设的标准数据与信息采集模块采集到的数据进行比对，并将比对结果通过CAN通讯模块发送到显示屏上。

显示屏显示信息采集模块的检测结果和数据监测模块的分析结果包括当数据检测模块调取的预设数据与采集到的数据有一定数值差别时，显示屏显示提醒用户的警报信息。

据显示屏上的信息通过上位机对相关数据进行相应的处理包括上位机通过RS485通讯模块发送调节指令到电池组控制模块进行相应的数据调节。

当单体电芯电压采集单元采集到的单体电芯电压传递到电压检测单元后，电压检测单元将该数据与标准电压数据进行比对，当采集到的电压数据和标准电压之间的误差远超出预设的误差范围时，此时单体电芯电压出现异常，数据监测模块将异常情况和信息采集单元采集到的数据通过CAN通讯模块传送到显示屏进行显示，并且将异常情况在显示屏上显示警报信息。此时，根据显示屏上显示的异常电压数据，采用车载上位机进行简单的预处理，即上位机通过RS485传递指令至电池组控制模块的电芯均衡管理单元对该单体电芯进行断电处理，以确保动力系统依然可以工作且对该异常单体电芯进行保护，避免进一步的损伤。

当电池组充放电电流采集单元采集到的电池组充放电电流传递到电流检测单元后，电流检测单元将该数据与标准电流数据进行比对，当采集到的电流数据和标准电流之间的误差远超出预设的误差范围时，此时电池组充放电出现异常，数据监测模块将异常情况和信息采集单元采集到的数据通过CAN通讯模块传送到显示屏进行显示，并且将异常情况在显示屏上显示警报信息。此时，根据显示屏上显示的异常电流数据，采用车载上位机进行简单的预处理，即上位机通过RS485传递指令至电池组控制模块的充放电保护控制单元对锂电池组进行断电处理，以避免锂电池组的进一步的损伤。

当电芯温度采集单元采集到的单体电芯温度传递到温度检测单元后，温度检测单元将该数据与标准温度数据进行比对，当采集到的温度数据和标准温度之间的误差远超出预设的误差范围时，此时单体电芯温度出现异常，数据监测模块将异常情况和信息采集单元采集到的数据通过CAN通讯模块传送到显示屏进行显示，并且将异常情况在显示屏上显示警报信息。此时，根据显示屏上显示的异常温度数据，采用车载上位机进行简单的预处理，即上位机通过RS485传递指令至电池组控制模块的加热制冷管理单元对该单体电芯进行加热或制冷处理，促使该单体电芯达到正常工作温度并确保动力系统稳定工作。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力锂电池组实时监控系统，包括锂电池组、信息采集模块、数据监测模块、电池组控制模块和通讯模块，其特征在于：

所述信息采集模块电性连接所述锂电池组，用于采集所述锂电池组各项数据特征，其包括信息包括单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元；

所述数据监测模块电性连接所述信息采集模块，用于将所述锂电池组各项数据与预设标注数据进行比对分析，其包括温度检测单元、电流检测单元和电压检测单元；

所述电池组控制模块电性连接所述数据监测模块，用于根据数据信息对所述锂电池组相应数据进行调节，其包括加热制冷管理单元、充放电保护控制单元和电芯均衡管理单元；

所述通讯模块包括CAN通讯模块和RS485通讯模块，所述电池组控制模块分别通过CAN通讯模块通讯连接显示屏和通过RS485通讯模块通讯连接上位机，用于显示锂电池组数据信息及使用上位机对锂电池组进行数据调节。

2.根据权利要求1所述的一种动力锂电池组实时监控系统，其特征在于，所述锂电池组电性连接所述单体电芯电压采集单元、电池组充放电电流采集单元和电芯温度采集单元。

3.根据权利要求1所述的一种动力锂电池组实时监控系统，其特征在于，所述电压检测单元电性连接所述单体电芯电压采集单元，所述电流检测单元电性连接所述电池组充放电电流采集单元，所述温度检测单元电性连接所述电芯温度采集单元。

4.根据权利要求1所述的一种动力锂电池组实时监控系统，其特征在于，所述加热制冷管理单元电性连接所述温度检测单元，用于调节电芯温度，所述充放电保护控制单元电性连接所述电流检测单元，用于调节电池组充放电电流，所述电芯均衡管理单元电性连接所述电压检测单元，用于调节单体电芯电压。

5.根据权利要求1所述的一种动力锂电池组实时监控系统，其特征在于，所述CAN通讯模块电性连接温度检测单元、电流检测单元、电压检测单元和显示屏，用于将锂电池的温度、电流和电压信息显示在显示屏上，所述RS485通讯模块电性连接加热制冷管理单元、充放电保护控制单元、电芯均衡管理单元和上位机，用于通过上位机发送指令至电池组控制模块对锂电池组的温度、电流和电压数据进行相应的调节,其中，该上位机包括车载仪器。