電動汽車電池的監控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動汽車電池的監控裝置。該監控裝置包括：電池管理系統BMS，設置在電動汽車的電池箱體內，其中，BMS具有溫度探針，溫度探針用于采集電池箱體的內部溫度；溫度傳感器，設置在電動汽車的電池箱體的外側，用于采集電池箱體的外部溫度；以及處理器，與BMS和溫度傳感器均相連接，用于根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組的實際溫度。通過本實用新型，解決了現有技術中對電動汽車電池的監控可靠性較低的問題，進而達到了提高電動汽車電池的監控可靠性的效果。
【專利說明】電動汽車電池的監控裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池領域，具體而言，涉及一種電動汽車電池的監控裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的推廣，如何提高電池本身的安全，如何提高電池的使用安全，成為電池研究的一個新方向。但是，發明人發現:當前對電池溫度的監測，都是針對電池箱體內部基于電池管理系統(Battery Management System,簡稱BMS)所采集的電池組溫度的結果進行，然而由于汽車內部的封閉環境，使得電池箱體外部的溫度，很大程度上會對電池箱產生不利的影響，危害電池與汽車的安全。
[0003]針對相關技術中對電動汽車電池的監控可靠性較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內容
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種電動汽車電池的監控裝置，以解決現有技術中對電動汽車電池的監控可靠性較低的問題。
[0005]為了實現上述目的，根據本實用新型，提供了一種電動汽車電池的監控裝置，包括:電池管理系統BMS，設置在電動汽車的電池箱體內，其中，BMS具有溫度探針，溫度探針用于采集電池箱體的內部溫度；溫度傳感器，設置在電池箱體的外側，用于采集電池箱體的外部溫度；以及處理器，與BMS和溫度傳感器均相連接，用于根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組的實際溫度。
[0006]進一步地，溫度傳感器為接觸式無線空氣溫度傳感器，其中，BMS通過車載CAN總線與處理器相連接，溫度傳感器與處理器通過無線射頻識別RFID相連接。
[0007]進一步地，溫度傳感器設置在電池箱體室壁的外表面上。
[0008]進一步地，BMS包括:電流采集器，與處理器相連接，用于采集電池組內每個單體電池的電流，并將每個單體電池的電流傳輸至處理器；以及電壓采集器，與處理器相連接，用于采集每個單體電池的電壓，并將每個單體電池的電壓傳輸至處理器，監控裝置還包括:顯示器，與處理器相連接。
[0009]進一步地，顯示器為電動汽車的車載顯示終端，其中，顯示器與處理器之間的連接方式為Zigbee。
[0010]本實用新型采用以下結構的電動汽車電池的監控裝置:電池管理系統BMS，設置在電動汽車的電池箱體內，其中，BMS具有溫度探針，溫度探針用于采集電池箱體的內部溫度；溫度傳感器，設置在電動汽車的電池箱體的外側，用于采集電池箱體的外部溫度；以及處理器，與BMS和溫度傳感器均相連接，用于根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組的實際溫度。通過設置能夠采集電池箱體外部溫度的溫度傳感器，根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組實際溫度的處理器，實現了基于采集到的內、外溫度確定電池組的實際溫度，為更加全面、安全的確定電池的實際工作情況提供了數據基礎，解決了現有技術中對電動汽車電池的監控可靠性較低的問題，進而達到了提高電動汽車電池的監控可靠性的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0012]圖1是根據本實用新型實施例的電動汽車電池的監控裝置的示意圖；
[0013]圖2是根據本實用新型優選實施例的電動汽車電池的監控裝置的示意圖；
[0014]圖3是根據本實用新型實施例的電動汽車電池的監控裝置中處理器的工作原理圖；
[0015]圖4是根據本實用新型實施例的電動汽車電池的監控裝置控制電池組工作狀態顯示的原理圖；
[0016]圖5是按照圖4示出的工作原理所顯示的剩余電量的顯示圖；
[0017]圖6是按照圖4示出的工作原理所顯示的電池組溫度的顯示圖；
[0018]圖7是按照圖4示出的工作原理所顯示的單體電池電壓的顯示圖；以及
[0019]圖8是根據本實用新型實施例的電動汽車電池的監控方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0021]本實用新型實施例提供了一種電動汽車電池的監控裝置，以下對本實用新型實施例所提供的電動汽車電池的監控裝置進行具體介紹:
[0022]圖1是根據本實用新型實施例的電動汽車電池的監控裝置的示意圖，如圖1所示，該監控裝置主要包括電池管理系統BMS10、溫度傳感器20和處理器30，其中:
[0023]電池管理系統BMSlO設置在電動汽車的電池箱體內，其中，BMS具有溫度探針，溫度探針用于采集電池箱體的內部溫度。
[0024]溫度傳感器20設置在電動汽車的電池箱體的外側，用于采集電池箱體的外部溫度，具體地，在本實用新型實施例中，溫度傳感器20可以設置在電池箱體室壁的外表面上，且可以采用后裝式，在實際安裝過程中，充分考慮到電動汽車內防塵、防震和抗電磁干擾等問題，來準確確定溫度傳感器20的具體安裝位置。
[0025]處理器30與BMSlO和溫度傳感器20均相連接，用于根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組的實際溫度，具體地，在本實用新型實施例中，處理器30可以對內部溫度和外部溫度進行加權計算，來確定電池組的實際溫度。
[0026]本實用新型實施例的電動汽車電池的監控裝置，通過設置能夠采集電池箱體外部溫度的溫度傳感器，根據內部溫度和外部溫度確定電池箱體內電池組實際溫度的處理器，實現了基于采集到的內、外溫度確定電池組的實際溫度，為更加全面、安全的確定電池的實際工作情況提供了數據基礎，解決了現有技術中對電動汽車電池的監控可靠性較低的問題，進而達到了提高電動汽車電池的監控可靠性的效果。[0027]優選地，溫度傳感器20可以為接觸式無線空氣溫度傳感器，其中，BMSlO通過車載CAN總線(控制器局域網Controller Area Network,簡稱CAN)與處理器30相連接，溫度傳感器20與處理器30通過無線射頻識別(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)相連接，接觸式無線空氣溫度傳感器的個數可以為多個，分別設置在電池箱體室壁的外表面的不同位置處，處理器30可以將多個接觸式無線空氣溫度傳感器檢測到的溫度的平均值作為外部溫度。
[0028]由于CAN網絡屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通訊網絡，其總線規范已被ISO國際標準化組織制定為國際標準，并被公認為是最有前途的現場總線之一。CAN總線的應用范圍遍及從高速網絡到低成本的多線路網絡，廣泛應用于控制系統中的各監測和執行機構之間的數據通信。由于其設計成本低，通訊可靠，在電力系統中得到了廣泛的應用，尤其是在早期的變電站綜合自動化系統建設中起了很大作用。通過將BMS10與處理器30之間的連接方式設置為CAN總線的連接方式，使得監控裝置具有以下優點:
[0029]1、網絡各節點之間的數據通信實時性強:CAN控制器工作于多種方式，網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權(取決于報文標識符)采用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線發送數據，且CAN協議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。
[0030]2、縮短了開發周期:系統的開發難度降低，導致開發周期縮短。
[0031]3、通信速率高、容易實現、性價比高。
[0032]射頻識別即RFID技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，通過將溫度傳感器20與處理器30之間的連接方式設置為無線射頻識別方式，實現了無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。在本實用新型實施例中，可以采用的射頻頻率包括低頻(125k?134.2K)、高頻(13.56Mhz)、超高頻，無源等。
[0033]圖2是根據本實用新型優選實施例的電動汽車電池的監控裝置的示意圖，如圖2所示，本實用新型實施例所提供的監控裝置中BMS10還包括電流采集器和電壓采集器，電流采集器和電壓采集器均與處理器30相連接，監控裝置還包括與處理器30相連接的顯示器，具體地，該顯示器可以為電動汽車的車載顯示終端，在本實用新型實施例中，顯示器與處理器30之間的連接方式可以為Zigbee方式。其中，電流采集器用于采集電池組內每個單體電池的電流，并將每個單體電池的電流傳輸至處理器30，電壓采集器用于采集每個單體電池的電壓，并將每個單體電池的電壓傳輸至處理器30。
[0034]通過對每個單體電池的電流、電壓進行采集，并設置顯示器，實現在對電池實際溫度監控的同時，還能夠對電池的電流、電壓進行監控，并能夠將相應的監控信息在顯示器上顯示，實現了直觀地向電動汽車用戶提供監控信息。同時，由于Zigbee通訊方式具有近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本的優點，所以，通過將顯示器與處理器30之間的連接方式設置為Zigbee方式，實現了降低監控裝置的成本和功耗。
[0035]進一步地，處理器30主要包括判斷單元和執行單元，其中，判斷單元和執行單元的工作原理在圖3中示出，如圖3所示，判斷單元用于判斷接收到的采集數據的類型。執行單元與判斷單元相連接，用于根據判斷出的采集數據的類型，執行相應的處理步驟，具體地，在判斷出采集數據為溫度數據的情況下，執行溫度處理步驟，在判斷出采集數據為電流數據的情況下，執行電流處理步驟，在判斷出采集數據為電壓數據的情況下，執行電壓處理步驟。
[0036]具體地，執行單元主要包括解析模塊、輸出模塊和控制模塊，其中，解析模塊用于解析采集數據，獲取電池組的工作狀態，下表I示意性示出了解析模塊從電池管理系統BMSlO傳輸過來的廣播報文所解析出的表示電池組工作狀態的相關信息。輸出模塊用于輸出解析模塊所解析出的表示電池組工作狀態的相關信息，控制模塊與解析模塊和輸出模塊均相連接，用于控制輸出模塊的輸出，在解析模塊獲取到的工作狀態表示電池組故障的情況下，控制模塊控制輸出模塊輸出故障信息。并且，控制模塊還與顯示器相連接，用于表示電池組工作狀態的相關信息按照預定方式在顯示器上顯示，圖4中示出了控制模塊控制相關信息中剩余電量、電池箱內溫度、電池組總電壓和單體最高電壓的顯示方式，如圖4所示，控制模塊控制剩余電量、電池箱內溫度、電池組總電壓和單體最高電壓依次間隔2秒鐘顯示，其中，剩余電量的具體顯示圖如圖5所示，電池組溫度的顯示圖如圖6所示，單體電池電壓的顯示圖如圖7所示。
[0037]圖4中還示出了控制模塊控制解析出的相關信息進行存儲，以及重新打包發送。其中，通過設置解析模塊與BMSlO通信，實現了獲取動力電池當前的運行信息及狀態。通過對采集數據進行分類、解包，實現對數據的處理任務。通過將本次獲取的數據進行分類并存儲，實現歷史數據存儲任務。通過本次獲取的電池狀態判斷電池工作狀態是否正常。若電池工作正常則在平臺LED上每隔兩秒分別顯示當前剩余電量(百分比形式)及當前電池工作溫度。若電池工作發生異常，則通過報文內容判斷異常種類并予以顯示。將本次數據按照與采集設備的通信協議重新組包。通過安全芯片將重新組包后的數據進行加密。通過實驗平臺的ZigBee短程無線模塊將加密后的數據包發送至相應采集設備。
[0038]表I
【權利要求】
1.一種電動汽車電池的監控裝置，其特征在于，包括: 電池管理系統BMS，設置在所述電動汽車的電池箱體內，其中，所述BMS具有溫度探針，所述溫度探針用于采集所述電池箱體的內部溫度； 溫度傳感器，設置在所述電池箱體的外側，用于采集所述電池箱體的外部溫度；以及處理器，與所述BMS和所述溫度傳感器均相連接，用于根據所述內部溫度和所述外部溫度確定所述電池箱體內電池組的實際溫度。
2.根據權利要求1所述的監控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器為接觸式無線空氣溫度傳感器，其中， 所述BMS通過車載CAN總線與所述處理器相連接， 所述溫度傳感器與所述處理器通過無線射頻識別RFID相連接。
3.根據權利要求1所述的監控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器設置在所述電池箱體室壁的外表面上。
4.根據權利要求1所述的監控裝置，其特征在于: 所述BMS包括: 電流采集器，與所述處理器相連接，用于采集所述電池組內每個單體電池的電流，并將每個所述單體電池的電流傳輸至所述處理器；以及 電壓采集器，與所述處理器相連接，用于采集每個所述單體電池的電壓，并將每個所述單體電池的電壓傳輸至所述處理器， 所述監控裝置還包括: 顯示器，與所述處理器相連接。
5.根據權利要求4所述的監控裝置，其特征在于，所述顯示器為所述電動汽車的車載顯示終端，其中，所述顯示器與所述處理器之間的連接方式為Zigbee。
【文檔編號】B60L11/18GK203601033SQ201320776118
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】潘鳴宇, 焦然, 張寶群, 時銳, 曾爽, 孫舟, 賀家勝 申請人:國家電網公司, 國網北京市電力公司