本發(fā)明屬于智能監(jiān)控領(lǐng)域，涉及一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，除鋰離子電池上有所謂的被動(dòng)均衡BMS管理外，鉛酸蓄電池動(dòng)力車輛現(xiàn)在還沒有采用BMS來做電源管理。鋰離子BMS被動(dòng)均衡管理中，對(duì)SOC管理僅采用了電流積分和電壓測(cè)量來擬合滿足SOC，對(duì)電池進(jìn)行充電、放電電流積分，可以得出剩余電量。前提是蓄電池組正好充滿電且是完全充電的。如果蓄電池充電放置一段時(shí)間且使用一段時(shí)間后，或使用不完全，對(duì)蓄電池總電量往往存在估值不準(zhǔn)確現(xiàn)象。采用電壓測(cè)量方法，在空載情況下是準(zhǔn)確的，但一旦加上負(fù)載以后，電池正負(fù)極端電壓變化較大，在電池放電平臺(tái)上，蓄電池是處于放電平臺(tái)前端、中端或是末端；鉛酸蓄電池在放置一段時(shí)間后，蓄電池電壓有回升現(xiàn)象，但一加負(fù)載，電壓變化達(dá)到3V以上，靠單純電壓是無法判定的。故此，我們必須要對(duì)蓄電池自放電預(yù)定義方程式對(duì)電池容量進(jìn)行校正；基于電池內(nèi)部阻抗予以校正；從而采用新的即插即用SOC自適應(yīng)算法：空載時(shí)的SOC+溫度放電曲線特征點(diǎn)；市價(jià)負(fù)載時(shí)采用電流積分計(jì)算負(fù)載后的SOC特征點(diǎn)；電池溫度與內(nèi)阻特征點(diǎn)。

上述方案僅僅局限于單個(gè)車輛自身內(nèi)部控制：即一輛車只與自身裝配的BMS關(guān)聯(lián)，除動(dòng)力電池剩余電量、剩余騎行里程、電池溫度可以通過儀表顯示出來外，其余均需要借助第三方工具來讀取動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)。一旦動(dòng)力自身或外界有不可控質(zhì)量或異常，使用用戶完全不知道動(dòng)力電池可能產(chǎn)生的破壞及次生災(zāi)害，輕者容易給使用者個(gè)人造成人身、財(cái)產(chǎn)損失。重者給消費(fèi)使用者周邊造成損失，特別是在夜晚發(fā)生異常時(shí)，即易給公眾造成危及生命安全事故。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)的不足提供了一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有動(dòng)力電池?zé)o管理或管理不全存在各種安全使用的缺陷。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)，其特征在于：包含用于電池組數(shù)據(jù)采集終端、云端服務(wù)器、手持終端、車場(chǎng)服務(wù)器，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端與云端服務(wù)器連接，所述云端服務(wù)器分別與手持終端、車場(chǎng)服務(wù)器連接；所述電池組數(shù)據(jù)采集終端包含蓄電池組以及與其連接的均衡控制器；所述均衡控制器包含電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、故障檢測(cè)單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、SOC管理器、溫度補(bǔ)償單元、無線通訊模塊，所述電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、故障檢測(cè)單元分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接SOC管理器，所述溫度補(bǔ)償單元、無線通訊模塊分別與SOC管理器連接；

電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組的電流參數(shù)；

電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組的電壓參數(shù)；

溫度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組周邊環(huán)境的溫度參數(shù)；

故障檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組是否正常工作；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將采集的各項(xiàng)參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)進(jìn)而上傳至SOC管理器；

溫度補(bǔ)償單元，用于實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蓄電池組周邊的環(huán)境溫度；

SOC管理器，用于根據(jù)接收的電子信號(hào)，通過溫度補(bǔ)償單元保證蓄電池組在不同環(huán)境溫度下充放電均衡;

無線通訊模塊，用于將電池組數(shù)據(jù)采集終端采集的參數(shù)上傳至云端服務(wù)器。

作為本發(fā)明一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述手持終端采用安卓智能手機(jī)。

作為本發(fā)明一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述故障檢測(cè)單元所檢測(cè)的故障包含動(dòng)力電池故障、電池通訊故障和BMS控制故障。

作為本發(fā)明一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端封裝在PCB板中，并用螺釘緊固在電池的匯流排上。

作為本發(fā)明一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端采用環(huán)氧樹脂封裝在PCB板中

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明克服現(xiàn)有動(dòng)力電池?zé)o管理或管理不全存在各種安全使用的缺陷，提供了一種適用于電動(dòng)車輛動(dòng)力電池自身健康偵測(cè)與平衡、不同環(huán)境溫度充電均衡、不同環(huán)境溫度放電均衡、針對(duì)不同環(huán)境溫度對(duì)充電放電的溫度補(bǔ)償、以及數(shù)據(jù)收集并經(jīng)通訊上傳云端服務(wù)器，收集記錄用戶使用經(jīng)典數(shù)據(jù)信息、動(dòng)力電池在復(fù)雜溫度條件下自身容量電化學(xué)反應(yīng)引起的異常狀態(tài)及該異常狀態(tài)通過上傳至云端，再由云端通訊到用戶手持終端設(shè)備，便于用戶、后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理異常狀態(tài)及異常狀態(tài)告警，減少因不可控因素造成的次生災(zāi)害綜合管理；

2、本發(fā)明充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓車輛動(dòng)力電池、充電、放電運(yùn)行均能夠滿足客戶需求，體驗(yàn)科技帶來的便捷同時(shí)享受物聯(lián)網(wǎng)帶來的安全實(shí)惠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明將電池組數(shù)據(jù)采集終端封裝在PCB板中的示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)具體如下：1-蓄電池箱蓋，2-PCB板，3-緊固螺釘，4-蓄電池箱。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于SOC的動(dòng)力電池充放電控制系統(tǒng)，包含用于電池組數(shù)據(jù)采集終端、云端服務(wù)器、手持終端、車場(chǎng)服務(wù)器，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端與云端服務(wù)器連接，所述云端服務(wù)器分別與手持終端、車場(chǎng)服務(wù)器連接；所述電池組數(shù)據(jù)采集終端包含蓄電池組以及與其連接的均衡控制器；所述均衡控制器包含電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、故障檢測(cè)單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、SOC管理器、溫度補(bǔ)償單元、無線通訊模塊，所述電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、故障檢測(cè)單元分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接SOC管理器，所述溫度補(bǔ)償單元、無線通訊模塊分別與SOC管理器連接。

電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組的電流參數(shù)；

電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組的電壓參數(shù)；

溫度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組周邊環(huán)境的溫度參數(shù)；

故障檢測(cè)單元，用于檢測(cè)蓄電池組是否正常工作；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將采集的各項(xiàng)參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)進(jìn)而上傳至SOC管理器；

溫度補(bǔ)償單元，用于實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蓄電池組周邊的環(huán)境溫度；

SOC管理器，用于根據(jù)接收的電子信號(hào)，通過溫度補(bǔ)償單元保證蓄電池組在不同環(huán)境溫度下充放電均衡;

無線通訊模塊，用于將電池組數(shù)據(jù)采集終端采集的參數(shù)上傳至云端服務(wù)器。

本發(fā)明克服現(xiàn)有動(dòng)力電池?zé)o管理或管理不全存在各種安全使用的缺陷，提供了一種適用于電動(dòng)車輛動(dòng)力電池自身健康偵測(cè)與平衡、不同環(huán)境溫度充電均衡、不同環(huán)境溫度放電均衡、針對(duì)不同環(huán)境溫度對(duì)充電放電的溫度補(bǔ)償、以及數(shù)據(jù)收集并經(jīng)通訊上傳云端服務(wù)器，收集記錄用戶使用經(jīng)典數(shù)據(jù)信息、動(dòng)力電池在復(fù)雜溫度條件下自身容量電化學(xué)反應(yīng)引起的異常狀態(tài)及該異常狀態(tài)通過上傳至云端，再由云端通訊到用戶手持終端設(shè)備，便于用戶、后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理異常狀態(tài)及異常狀態(tài)告警，減少因不可控因素造成的次生災(zāi)害綜合管理。

其中，所述手持終端采用安卓智能手機(jī)，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端在蓄電池箱內(nèi)，通過均衡控制器將采集數(shù)據(jù)上傳云端服務(wù)器，所述故障檢測(cè)單元所檢測(cè)的故障包含動(dòng)力電池故障、電池通訊故障和BMS控制故障，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端封裝在PCB板中，并用螺釘緊固在電池的匯流排上，所述電池組數(shù)據(jù)采集終端采用環(huán)氧樹脂封裝在PCB板中。

完善動(dòng)力電池自身電流、電壓、溫度采集，在動(dòng)力電池充電、放電使用過程中達(dá)到自身均衡；實(shí)現(xiàn)SOC管理；通過車身內(nèi)部通訊，顯示剩余電量、一次騎行里程、剩余可騎行里程、動(dòng)力電池溫度、環(huán)境溫度、動(dòng)力電池故障、電池通訊故障、BMS控制故障等信息。

采用車身通訊，利用通訊終端將信息發(fā)送至云端服務(wù)器，然后運(yùn)用同步技術(shù)，將云端服務(wù)器數(shù)據(jù)同步到消費(fèi)者手持終端與車廠后臺(tái)服務(wù)器，一旦動(dòng)力電池異常，由后臺(tái)服務(wù)器直接將告警信息發(fā)送至消費(fèi)者手持終端，達(dá)到提前告知異常，減少消費(fèi)者個(gè)人財(cái)產(chǎn)、人身?yè)p失，避免二次事故發(fā)生。

上述功能封裝在PCB板中，并用螺釘（或焊接）緊固在電池的匯流排上，從而完成電池自身電流、電壓、溫度采集，在動(dòng)力電池充電、放電使用過程中達(dá)到自身均衡；實(shí)現(xiàn)SOC管理；通過車身內(nèi)部通訊，顯示剩余電量、一次騎行里程、剩余可騎行里程、動(dòng)力電池溫度、環(huán)境溫度、動(dòng)力電池故障、電池通訊故障、BMS控制故障等信息。并采用環(huán)氧樹脂密封，防止酸液對(duì)PCB板及電子元器件腐蝕造成功能失效。

本發(fā)明充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓車輛動(dòng)力電池、充電、放電運(yùn)行均能夠滿足客戶需求，體驗(yàn)科技帶來的便捷同時(shí)享受物聯(lián)網(wǎng)帶來的安全實(shí)惠。電動(dòng)車車主可以通過APP軟件實(shí)施蓄電池組充電放電監(jiān)控與管理，并在動(dòng)力蓄電池發(fā)生異常時(shí)能提前告警，特別是發(fā)生在夜晚大家都休息狀況下，讓車主的財(cái)產(chǎn)損失降到最低限度，最大限度保障車輛周圍人身安全。

如圖2所示,將上述電氣功能做成PCB后實(shí)現(xiàn)功能的優(yōu)選實(shí)施案例，圖2中：1為蓄電池箱蓋，2為PCB板，3為緊固螺釘，4為蓄電池箱，是將實(shí)現(xiàn)電氣功能的PCB經(jīng)電氣調(diào)試后，再采用環(huán)氧樹脂密封，達(dá)到防止PCB板上電子元器件及銅皮走線被蓄電池酸液腐蝕，縮短電氣器件壽命目的。圖2中3為緊固螺釘，連接PCB走線與電池匯流排電氣連接。當(dāng)然，該螺釘也可以用鉛焊焊接。

本發(fā)明從而從根本上解決了蓄電池組中各單元電池單體是簡(jiǎn)單串聯(lián)，組成了一個(gè)過程不受控的發(fā)散系統(tǒng)，認(rèn)為各電池單元電池單體初始一致就永遠(yuǎn)無差異。各電池單體工作狀態(tài)沒有監(jiān)控，使用過程中的偶然影響和輕微不良不能得到及時(shí)糾正，問題逐步擴(kuò)大而一發(fā)不可收拾。這導(dǎo)致了鉛酸蓄電池組的使用效果和壽命大打折扣，能力無法充分發(fā)揮。同時(shí)，采用通訊SOC方式可以讓消費(fèi)者便于查看電池充放電管理自適應(yīng)控制當(dāng)前所處工作狀態(tài)以及動(dòng)力電池剩余電量，規(guī)劃騎行路線距離。特別的是實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)力電池的各種綜合管理同時(shí)。將動(dòng)力電池自身的健康狀態(tài)、循環(huán)次數(shù)、用戶使用習(xí)慣經(jīng)通訊上傳至云端服務(wù)平臺(tái)，便于用戶、后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理異常狀態(tài)及異常狀態(tài)告警，減少因不可控因素造成的次生災(zāi)害。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明專利，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。