一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，包括車體狀態(tài)采集電路、電池組狀態(tài)采集電路、DSP單元、數(shù)據(jù)存儲器、安全控制單元、車載儀表單元、無線模塊和遠程監(jiān)測中心。本發(fā)明能夠?qū)崟r監(jiān)測、保存和顯示電動汽車動力電池的關(guān)鍵參數(shù)和運行數(shù)據(jù)，同時根據(jù)電池數(shù)據(jù)計算荷電狀態(tài)（SOC），并將這些信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到遠程監(jiān)測管理中心，實現(xiàn)對電動汽車動力電池狀態(tài)的遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)保存和顯示。
【專利說明】一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遠程監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電動汽車是一個新興事物，而頻頻發(fā)生的電池自燃事故使人們心理產(chǎn)生恐懼，在其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，動力電池安全問題很現(xiàn)實地擺到廣大消費者面前，因此生產(chǎn)企業(yè)對電動汽車動力電池進行遠程實時數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量跟蹤是十分有必要的。同時，電動汽車動力電池的荷電狀態(tài)(SOC)預(yù)測一直以來是電池管理系統(tǒng)(BMS)的關(guān)鍵部分，而BMS是電池技術(shù)的重要組成部分，起著防止動力電池過充過放、優(yōu)化電池性能、延長電池使用壽命的作用。電動汽車要求準確預(yù)測動力電池的S0C，從充分發(fā)揮動力電池效能和提高安全性能兩個方面對動力電池進行有效管理，以進一步提高整車的性能；另外，電動汽車動力電池在使用過程中表現(xiàn)出來的高度非線性，使準確預(yù)測SOC具有相當(dāng)?shù)碾y度。而SOC的預(yù)測需要電動汽車動力電池實時準確的信息，所以SOC預(yù)測和動力電池狀態(tài)在線監(jiān)測是密不可分緊密相關(guān)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)測、保存和顯示電動汽車動力電池的關(guān)鍵參數(shù)和運行數(shù)據(jù)，同時根據(jù)電池數(shù)據(jù)計算荷電狀態(tài)(S0C)，并將這些信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到遠程監(jiān)測管理中心，實現(xiàn)對電動汽車動力電池狀態(tài)的遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)保存和顯示。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，包括車體狀態(tài)采集電路、電池組狀態(tài)采集電路、DSP單元、數(shù)據(jù)存儲器、安全控制單元、車載儀表單元、無線模塊和遠程監(jiān)測中心；車體狀態(tài)采集電路的輸出端與DSP的第一 A/D引腳相連，電池組狀態(tài)采集電路的三個輸出端分別與DSP的第二 A/D引腳、第三A/D引腳、第四A/D引腳相連，DSP與數(shù)據(jù)存儲器相連，DSP通過汽車CAN總線與安全控制單元和車載儀表單元相連，DSP與無線模塊通過SPI接口連接，無線模塊通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測中心進行通信。
[0006]作為優(yōu)選，所述的車體狀態(tài)采集電路由供電電路、MEMS加速度傳感器、濾波電路和調(diào)理電路組成；供電電路和MEMS加速度傳感器連接，MEMS加速度傳感器和濾波電路連接，濾波電路和調(diào)理電路連接，調(diào)理電路和DSP的第一 A/D引腳連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的電池組狀態(tài)采集電路由第一供電電路、電壓隔離傳感器、第一濾波電路、第一調(diào)理電路、第二供電電路、電流霍爾傳感器、第二濾波電路、第二調(diào)理電路、第三供電電路、溫度傳感器、第三濾波電路和第三調(diào)理電路組成；第一供電電路、電壓隔離傳感器、第一濾波電路和第一調(diào)理電路依次連接，第一調(diào)理電路和DSP的第二 A/D引腳連接；第二供電電路、電流霍爾傳感器、第二濾波電路、第二調(diào)理電路依次連接，第二調(diào)理電路和DSP的第三A/D引腳連接；第三供電電路、溫度傳感器、第三濾波電路、第三調(diào)理電路依次連接，第三調(diào)理電路和DSP的第四A/D引腳連接。[0008]本發(fā)明的有益效果為:
[0009]本發(fā)明包括信息采集電路、DSP單元、車載儀表單元、無線模塊和遠程監(jiān)測中心，本裝置安裝于電動汽車車體中，在電動汽車運行時，能夠?qū)崟r監(jiān)測、保存和顯示電動汽車動力電池的關(guān)鍵參數(shù)和運行數(shù)據(jù)，同時根據(jù)電池數(shù)據(jù)計算荷電狀態(tài)(S0C)，并將這些信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到遠程監(jiān)測管理中心，實現(xiàn)對電動汽車動力電池狀態(tài)的遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)保存和顯示。
[0010]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書或者附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0012]圖2為本發(fā)明車體狀態(tài)采集電路I的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0013]圖3為本發(fā)明電池組狀態(tài)采集電路2的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0014]圖4本發(fā)明的SOC計算流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過【具體實施方式】并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述:
[0016]參照圖1，本裝置包括車體狀態(tài)采集電路1、電池組狀態(tài)采集電路2、DSP單元3、數(shù)據(jù)存儲器4、安全控制單元5、車載儀表單元6、無線模塊7和遠程監(jiān)測中心8。車體狀態(tài)采集電路I的輸出端與DSP3的第一 A/D引腳相連，電池組狀態(tài)采集電路2的三個輸出端分別與DSP3的第二 A/D引腳、第三A/D引腳、第四A/D引腳相連，DSP3與數(shù)據(jù)存儲器4相連，DSP3通過汽車CAN總線與安全控制單元5和車載儀表單元6相連，DSP3與無線模塊7通過SPI接口連接，無線模塊7通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測中心8進行通信。
[0017]參照圖2，所述的車體狀態(tài)采集電路I由供電電路9、MEMS加速度傳感器10、濾波電路11和調(diào)理電路12組成。供電電路9和MEMS加速度傳感器10連接，MEMS加速度傳感器10和濾波電路11連接，濾波電路11和調(diào)理電路12連接，調(diào)理電路12和DSP3的第一 A/D引腳連接。車體運行時，車體狀態(tài)采集電路I中的MEMS加速度傳感器10實時監(jiān)測電動汽車的加速度，加速度信號經(jīng)過濾波電路11和調(diào)理電路12達到DSP3的第一 A/D引腳，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換計算得出電動汽車的實時加速度。
[0018]參照圖3，所述的電池組狀態(tài)采集電路2由供電電路13、電壓隔離傳感器14、濾波電路15、調(diào)理電路16、供電電路17、電流霍爾傳感器18、濾波電路19、調(diào)理電路20、供電電路21、溫度傳感器22、濾波電路23和調(diào)理電路24組成。供電電路13和電壓隔離傳感器14連接，電壓隔離傳感器14和濾波電路15連接，濾波電路15和調(diào)理電路16連接，調(diào)理電路16和DSP3的第二 A/D引腳連接，供電電路17和電流霍爾傳感器18連接，電流霍爾傳感器18和濾波電路19連接，濾波電路19和調(diào)理電路20連接，調(diào)理電路20和DSP3的第三A/D引腳連接，供電電路21和溫度傳感器22連接，溫度傳感器22和濾波電路23連接，濾波電路23和調(diào)理電路24連接，調(diào)理電路24和DSP3的第四A/D引腳連接。電池組狀態(tài)采集電路2中的電壓隔離傳感器14、電流霍爾傳感器18和溫度傳感器22分別實時的監(jiān)測著電動汽車電池組的電壓、電流和溫度，電壓隔離傳感器14輸出的電壓信號通過濾波電路15和調(diào)理電路16到達DSP3的第二 A/D引腳，電流霍爾傳感器18輸出的電壓信號通過濾波電路19和調(diào)理電路20到達DSP3的第三A/D引腳，溫度傳感器22輸出的電壓信號通過濾波電路23和調(diào)理電路24到達DSP3的第四A/D引腳，DSP3實時的將三路電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換，計算得出實際的電池組電壓值、電流值和溫度值。
[0019]本發(fā)明的工作原理為:
[0020]本裝置安裝于電動汽車的車體中，車體運行時，車體狀態(tài)采集電路I中的MEMS加速度傳感器10實時監(jiān)測電動汽車的加速度，加速度信號經(jīng)過濾波電路11和調(diào)理電路12達到DSP3的第一 A/D引腳，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換計算得出電動汽車的實時加速度，當(dāng)電動汽車瞬時減速的加速度值超過預(yù)設(shè)的值時，判定發(fā)生車體碰撞，DSP3立即輸出一個使能信號通過車體CAN總線到達安全控制單元5，將電動汽車電池組的斷路器斷開，防止漏電觸電事故的發(fā)生。
[0021]電池組狀態(tài)采集電路2中的電壓隔離傳感器14、電流霍爾傳感器18和溫度傳感器22分別實時的監(jiān)測著電動汽車電池組的電壓、電流和溫度，電壓隔離傳感器14輸出的電壓信號通過濾波電路15和調(diào)理電路16到達DSP3的第二 A/D引腳，電流霍爾傳感器18輸出的電壓信號通過濾波電路19和調(diào)理電路20到達DSP3的第三A/D引腳，溫度傳感器22輸出的電壓信號通過濾波電路23和調(diào)理電路24到達DSP3的第四A/D引腳，DSP3實時的將三路電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換，計算得出實際的電池組電壓值、電流值和溫度值。當(dāng)電池組溫度值超過預(yù)設(shè)的范圍時，DSP3立即輸出一個使能信號通過車體CAN總線到達安全控制單元5，將電動汽車電池組的斷路器斷開，防止電池組自燃或爆炸事故的發(fā)生。DSP3根據(jù)計算得出的電壓值和電流值采用卡爾曼濾波法進行荷電狀態(tài)(SOC)的計算，得出此時電動汽車電池組的剩余電量比值。DS P3將包含電池組電壓值、電流值、溫度值和SOC值的一組數(shù)據(jù)通過I/O接口儲存在數(shù)據(jù)存儲器4中，防止數(shù)據(jù)丟失。DSP3同時將這組數(shù)據(jù)通過電動汽車CAN總線傳輸?shù)杰囕d儀表單兀6,實時的在車載儀表盤中顯不出電池組的電壓、電流、溫度和SOC值，使得駕駛員能根據(jù)這些信息作出準確的駕駛操作。DSP3還同時將這組數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸?shù)綗o線模塊7，無線模塊7將數(shù)據(jù)打包利用GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠程監(jiān)測中心8的主機中，遠程監(jiān)測中心8的主機對數(shù)據(jù)進行解碼并實時的保存，同時可以在顯示器中顯示該電動汽車電池組的電壓、電流、溫度和SOC值，實現(xiàn)對電動汽車動力電池的遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)保存和顯示功能。
[0022]如圖4所示，本發(fā)明采用卡爾曼濾波法計算動力電池的SOC值，SOC是個相對量，是對電池可逆變化量的估計，表示電池目前的剩余電量與電池額定容量的比值，可表示為:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:包括車體狀態(tài)采集電路、電池組狀態(tài)采集電路、DSP單元、數(shù)據(jù)存儲器、安全控制單元、車載儀表單元、無線模塊和遠程監(jiān)測中心；車體狀態(tài)采集電路的輸出端與DSP的第一A/D引腳相連，電池組狀態(tài)采集電路的三個輸出端分別與DSP的第二 A/D引腳、第三A/D引腳、第四A/D引腳相連，DSP與數(shù)據(jù)存儲器相連，DSP通過汽車CAN總線與安全控制單元和車載儀表單元相連，DSP與無線模塊通過SPI接口連接，無線模塊通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測中心進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的車體狀態(tài)采集電路由供電電路、MEMS加速度傳感器、濾波電路和調(diào)理電路組成；供電電路和MEMS加速度傳感器連接，MEMS加速度傳感器和濾波電路連接，濾波電路和調(diào)理電路連接，調(diào)理電路和DSP的第一 A/D引腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動汽車動力電池遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的電池組狀態(tài)采集電路由第一供電電路、電壓隔離傳感器、第一濾波電路、第一調(diào)理電路、第二供電電路、電流霍爾傳感器、第二濾波電路、第二調(diào)理電路、第三供電電路、溫度傳感器、第三濾波電路和第三調(diào)理電路組成；第一供電電路、電壓隔離傳感器、第一濾波電路和第一調(diào)理電路依次連接，第一調(diào)理電路和DSP的第二 A/D引腳連接；第二供電電路、電流霍爾傳感器、第二濾波電路、第二調(diào)理電路依次連接，第二調(diào)理電路和DSP的第三A/D引腳連接；第三供電電路、溫度傳感器、第三濾波電路、第三調(diào)理電路依次連接，第三調(diào)理電路和DSP的第四A/D引腳連接。
【文檔編號】H04L29/08GK103763381SQ201410038939
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】曹軍義, 鄒忠月, 饒彬, 曹秉剛, 郝永輝, 陳輝 申請人:河南速達電動汽車科技有限公司