CN106114423A - 一种电池控制电路、汽车电池装置及管理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池控制电路，该电池控制电路包括电池单元、主控单元、信号采集单元、温控单元、打火控制单元和无线通讯单元，其中，所述信号采集单元、温控单元、打火控制单元和无线通讯单元均与所述主控单元连接；所述启动电流用于启动汽车；所述无线通讯单元与所述主控单元连接用于与智能终端建立通讯连接。使用该电池控制电路的汽车电池可以适应不同温度环境，同时还可以智能化管理该汽车电池。另外还提供了一种汽车电池管理***，该汽车电池管理***使得用户可以远程管理汽车，使得汽车电池管理更加智能化。

Description

一种电池控制电路、汽车电池装置及管理***

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池控制电路、汽车电池装置及管理***。

背景技术

目前，国内外市场上的以燃油发动机为动力来源的汽车上都配置了汽车电池，汽车电池主要有以下作用：为汽车启动时提供瞬间大电流；发动机正常工作以后，持续为点火线圈、音响等用电设备供电压，目前，汽车蓄电池多采用铅酸电池，但铅酸蓄电池的缺点非常多，例如充放电比率低，浮充状态下持续消耗能量，浪费能源；能量密度低,过于笨重增加耗油量；循环寿命短,约为300-500次,可靠性差；低温启动性能差；铅的污染等。

随着锂离子电池的制造技术不断成熟，产品性能和质量稳步提升，同时生产成本逐渐降低，锂离子电池在电动交通工具领域对镍氢电池、铅酸电池的替代效应逐步显现，技术日趋成熟，市场初具规模。但是，现在的汽车锂电池的管理不够智能化，而且不能适应不同环境温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池控制电路、汽车电池装置及汽车电池管理***,旨在解决现有的汽车锂电池的管理不够智能化，而且不能适应不同环境温度等问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种电池控制电路，所述电池控制电路包括电池单元、主控单元、温控单元、信号采集单元、打火控制单元和无线通讯单元，其中，所述信号采集单元、温控单元、打火控制单元和无线通讯单元均与所述主控单元连接；

所述温控单元根据所述主控单元的第一控制信号控制所述电池单元的电池温度；所述信号采集单元和所述电池单元连接用于采集所述电池单元的电池信息，并将所述电池信息传输给所述主控单元；

所述主控单元根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号，若是，将所述第二控制信号传输给所述打火控制单元并控制所述打火控制单元输出启动电流，所述启动电流用于启动汽车；所述无线通讯单元与所述主控单元连接用于与服务器建立通讯连接。

优选地，所述电池控制电路还包括显示单元，所述显示单元与所述主控单元连接，用于接收并显示电池的状态信息，其中，所述电池的状态信息包括当前工作信息和健康状态信息。

优选地，所述电池控制电路还包括与所述主控单元连接的电子开关，所述电子开关用于控制所述电池单元给所述汽车供电电路的通断。

优选地，所述采集所述电池单元的电池信息包括：采集所述电池单元的电池温度、电压、电量、电流和内阻；

所述主控单元根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号包括：所述主控单元判断所述电池温度是否高于第一预设电池温度，若所述电池温度高于所述第一预设电池温度，则生成第二控制信号。

优选地，所述温控单元还与汽车发电机的电路连接；

所述生成第二控制信号之后包括：所述主控单元判断所述电池温度是否低于第二预设电池温度，若所述电池温度低于第二预设电池温度，则所述主控单元控制所述温控单元由汽车发电机提供电压用于给所述电池加热。

优选地，所述主控单元还用于根据所述电池电压和电池电流计算所述电池的剩余电量，并判断所述剩余电量是否低于第一预设电量值，若所述剩余电量低于第一预设电量值，所述主控单元控制所述电子开关断开所述电池单元给所述汽车供电电路。

优选地，若所述电池温度低于所述第一预设电池温度，所述主控单元控制所述温控单元给所述电池加热。

优选地，所述信号采集单元还包括与所述主控单元连接的电流检测子单元和温度检测子单元，所述电流检测子单元用于检测所述电池的输出电流；所述温度检测子单元包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电池温度。

第二方面，一种汽车电池装置，该汽车电池装置包括电池壳体和设置电池壳体内的电池组件，所述电池组件包括上述的电池控制电路。

优选地，所述电池壳体包括上盖件和下壳体，所述上盖件和所述下壳体配合固定连接，所述电池组件固定设置所述下壳体内。

优选地，所述电池组件包括至少一个电池组，所述电池组包括多个串联的电芯组件，所述电芯组件包括多个并联的单体电芯，其中，所述单体电芯为锂电池电芯。

优选地，所述下壳体内还设有一支架，所述支架包括多层电芯盒体，所述电芯盒体用于固定放置所述单体电芯。

优选地，所述上盖件上设有一LCD显示屏，所述LCD显示屏用于显示所述汽车电池装置的当前工作信息和健康状态信息。

第三方面，一种汽车电池管理***，该汽车电池管理***包括智能终端、服务器和上述的汽车电池装置；

所述智能终端通过所述服务器与所述汽车电池装置建立远程通讯连接，实现对所述汽车电池装置查看和管理。

优选地，所述智能终端包括手机，所述汽车电池装置的无线通讯单元包括GPRS模块，其中，所述手机安装有用于管理所述汽车电池装置的应用程序；

所述服务器还用于获取所述汽车电池装置的电池信息，通过所述电池信息计算出所述汽车电池装置的健康状况信息，并将所述健康状况信息发送给所述手机或所述汽车电池装置。

有益效果:本发明的实施例提供了一种电池控制电路，该电池控制电路应用于汽车打火，与现有技术相比，该电池控制电路包括电池单元、主控单元、温控单元、信号采集单元、打火控制单元和无线通讯单元，其中，所述信号采集单元、温控单元、打火控制单元和无线通讯单元均与所述主控单元连接；所述温控单元根据所述主控单元的第一控制信号控制所述电池单元的电池温度；所述信号采集单元和所述电池单元连接用于采集所述电池单元的电池信息，并将所述电池信息传输给所述主控单元；所述主控单元根据所述电池信息是否生成第二控制信号，若是，将所述第二控制信号传输给所述打火控制单元并控制所述打火控制单元输出启动电流，所述启动电流用于启动汽车；所述无线通讯单元与所述主控单元连接用于与服务器建立通讯连接。使用该电池控制电路的汽车电池可以适应不同温度环境，同时还可以智能化管理该汽车电池。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的电池控制电路的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的主控单元的电路结构图；

图3是本发明一实施例提供的信号采集单元的电路结构图；

图4是本发明一实施例提供的打火控制单元的电路结构图；

图5是本发明一实施例提供的汽车电池装置的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的汽车电池装置的电池组的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的汽车电池管理***的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明一实施例提供的电池控制电路的结构，如图1所示，该电池控制电路包括电池单元11、主控单元12、温控单元13、信号采集单元14、打火控制单元15和无线通讯单元16，其中，温控单元13、信号采集单元14、打火控制单元15和无线通讯单元16均与主控单元12连接。信号采集单元13和电池单元11连接，本实施例中，电池单元11中的电池为锂电池，应用于汽车，信号采集单元14用于采集电池单元11的电池信息，该电池信息包括电池的温度、电压、电量、电流和内阻，信号采集单元14将该电池信息传输给主控单元12；温控单元13根据主控单元12的第一控制信号控制电池单元11的电池温度，其中，第一控制信号为主控单元12收到汽车启动信号后生成的第一控制信号，第一控制信号触发信号采集单元14采集电池单元11的电池信息，并将该电池信息传输给主控单元12；主控单元12根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号，尤其是电池温度，当电池温度过低，则控制温控单元13给电池加热，若所述电池信息满足预设条件后则主控单元12生成第二控制信号，并将第二控制信号传输给打火控制单元15并控制打火控制单元15输出启动电流，所述启动电流用于启动汽车，判断电池信息是否符合一定条件，不仅可以使该电池工作在不同的温度范围，还可更好滴保护该电池；无线通讯单元16与主控单元12连接用于与服务器通讯连接，该服务器与智能终端建立通讯连接，该智能终端包括手机或平板电脑等，可以使用手机远程查询该电池的信息，同时还可以远程管理该电池，比如远程定位该汽车所处的位置，通过手机操作关闭该电池是汽车无法启动等，因此又可以实现防盗。该电池控制电路不仅可以用于汽车启动，还可以为汽车的其他用电装置使用，比如汽车车灯和音箱等。在本优选的实施例中，该电池控制电路还包括显示单元17，显示单元17包括显示屏和用于驱动该显示屏的驱动电路，该驱动电路和主控单元12连接，显示单元17用于接收并显示电池的状态信息，其中，所述电池的状态信息包括当前工作信息和健康状态信息，显示单元17可以随时了解该电池当前状况，便于管理和保养等，为管理该电池提供了便捷。优选地，该电池控制电路还包括与主控单元12连接的电子开关，该电子开关用于控制电池单元11给汽车供电电路的通断，使得主控单元12可以通过电子开关实现是否给汽车提供启动电压，当主控单元检测到用户忘记关闭车辆时，主控单元12回自动检测电量电平，并通过该电子开关自动在电量极低时切断电池输出，为电池储备预留启动电量，在用户需要时可靠地启动汽车，确保汽车永远不会因为电池耗尽，无法启动车辆。

在本优选的实施例中，主控单元12根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号包括：主控单元12判断所述电池温度是否高于第一预设电池温度，比如第一预设电池温度为-20℃，若电池温度低于所述第一预设电池温度-20℃，主控单元12控制温控单元13给汽车电池加热；若电池温度高于所述第一预设电池温度-20℃，则生成第二控制信号，将第二控制信号传输给打火控制单元15并控制打火控制单元15输出启动电流，该启动电流用给汽车打火启动。温控单元13还与汽车发电机的电路连接；在主控单元12生成第二控制信号，启动汽车之后包括：主控单元12判断该电池温度(电池温度以及其他电池信息均是由信号采集单元实时采集并发送给主控单元12)是否低于第二预设电池温度，比如第二预设电池温度0℃，若所述电池温度低于第二预设电池温度0℃，则主控单元12控制温控单元13由汽车发电机提供电压用于给汽车电池继续加热，直到汽车电池温度达到0℃以上为止，不仅保证了电池可以适应不同温度范围，同时还可更节省电池电量。主控单元12根据所述电池信息(电压和电流)计算该电池的剩余电量，并判断所述剩余电量是否低于第一预设电量值，第一预设电量值的电池电量可以满足启动汽车需求，若所述剩余电量低于于第一预设电量值，主控单元12控制该电子开关断开电池单元11给汽车供电电路，因此，可以保证汽车电池具有备用启动功能，确保汽车永远不会因为电池耗尽，无法启动汽车的现象出现。优选地，信号采集单元14还包括与主控单元12连接的电流检测子单元和温度检测子单元，该电流检测子单元用于检测电池的输出电流，并将电池的输出电流发送给主控单元12，由主控单元判断电池的输出电流是否满足一定的电流预设值，进一步地，还根据该输出电流判断是否启动汽车；该温度检测子单元包括温度传感器，温度传感器用于检测该电池温度。因此，该电池控制电路可以更为安全地控制汽车使用电池，避免了汽车电池因受到撞击、穿刺而造成的火灾等事故，从而进一步地提高了电池的安全性。

结合图2、图3和图4介绍主控单元12、信号采集单元14和打火控制单元15优选的实现方式。如图2所示，主控单元12主要包括一主控芯片U1(即主处理器)，温控单元13、信号采集单元14、打火控制单元15和无线通讯单元16均与主控芯片U1连接，由该主控芯片U1控制工作。如图3所示，信号采集单元14主要包括电池监控芯片U2，监控芯片U2与主控芯片U1连接，将采集的电池信息传输给主控芯片U1，电池监控芯片U2的引脚通过电阻和场效应管与电池单元的电池连接，电池如图3中BT1-BT4，其中PACK+为该电池控制电路的电压输出端，信号采集单元14包括电流检测子单元141，电流检测子单元141包括电流检测芯片U3，电流检测芯片U3与主控芯片U1连接，将检测电流值发送给主控芯片U1；具体地，电流检测芯片U3通过两个并联的继电器与电池连接，该继电器还与监控芯片U2连接，由监控芯片U2控制器动作。电流检测芯片U3的第五引脚U3_5与打火控制单元15连接，打火控制单元15的具体电路结构如图4所示，打火控制单元15是由多个场效应管组成的电路，该电路与主控芯片U1连接，由主控芯片U1控制其是否输出大电流用于启动汽车。主控单元12、信号采集单元14和打火控制单元15在此不做详细描述，具体的连接关系如图2、3和4所示，温控单元14主要包括用于加热的电加热膜和用于检测温度的热敏电阻，其电路图是容易想到且易于实现的，在此不做详细描述。无线通讯单元优选GPRS模块，GPRS模块还可以实现远程定位功能。

图5示出了本发明一实施例提供的汽车电池装置的结构，如图5所示，该汽车电池装置使用上述实施例中的电池控制电路，汽车电池装置为锂电池，采用电池控制电路可以实现上述管理方法，同时，汽车电池装置包括电池壳体和设置电池壳体内的电池组件，电池壳体包括下壳体21和上盖件22，下壳体21和上盖件22配合固定连接，该电池壳体和目前汽车上使用的铅蓄电池的外壳相同，从而保证了客户可以用该汽车电池装置直接替换传统的铅蓄电池，电路板23设置上盖件22内，电池组件24固定设置下壳体21内，电路板23集成了上述实施例提供的电池控制电路。如图6所示，电池组件24包括至少一个电池组，该电池组包括多个串联的电芯组件，电芯组件包括多个并联的单体电芯242，其中，所述单体电芯为锂电池电芯；下壳体21内固定设有一支架241，支架241为铝板支架，支架241包括多层电芯盒体，该电芯盒体用于固定放置单体电芯240，还包括用于固定单体电芯240的挡板242，当单体电芯240放入到支架241的电芯盒体内时，挡板242和支架241固定连接。同时，上盖件22上还设有电压输出旋钮，分别为正电压输出旋钮221和负电压输出旋钮222，电压输出旋钮与汽车电性连接用于给汽车启动打火；上盖件22上设有一LCD显示屏223，LCD显示屏223是上述实施例中显示单元17的一部分，由显示单元17驱动显示，LCD显示屏223用于显示该汽车电池装置的当前工作信息和健康状态信息。该汽车电池装置不仅可以直接代替传统的铅蓄电池装置，还可以工作在不同的温度范围内，尤其是在低温范围，可以自动加温，同时该汽车电池装置可以检测电池信息并将电池信息通过无线通讯单元或显示屏告知用户，使得用户时刻知悉该汽车电池装置的使用状况和健康状况；还可计算电池剩余电量，因此具有备用启动功能。

图7示出了本发明一实施例提供的汽车电池管理***的结构，如图7所示，汽车电池管理***包括智能终端31、服务器32和上述实施例中的汽车电池装置33，智能终端31通过服务器32与汽车电池装置33建立远程通讯连接，实现对汽车电池装置查看和管理。智能终端31包括手机或平板电脑等，汽车电池装置33的无线通讯单元包括GPRS模块，其中，手机安装有用于管理该汽车电池装置33的应用程序，即APP软件；服务器32还用于获取汽车电池装置33的电池信息，通过电池信息计算出汽车电池装置33的健康状况信息，并将所述健康状况信息发送给手机或汽车电池装置33，汽车电池装置33通过LCD显示屏显示。通过该汽车电池管理***还可以远程管理该汽车电池装置33，例如进行远程定位或者远程关闭汽车电池装置33使得汽车无法启动，从而实现防盗功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池控制电路，其特征在于，包括电池单元、主控单元、温控单元、信号采集单元、打火控制单元和无线通讯单元，其中，所述信号采集单元、温控单元、打火控制单元和无线通讯单元均与所述主控单元连接；

所述温控单元根据所述主控单元的第一控制信号控制所述电池单元的电池温度；所述信号采集单元和所述电池单元连接用于采集所述电池单元的电池信息，并将所述电池信息传输给所述主控单元；

所述主控单元根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号，若是，将所述第二控制信号传输给所述打火控制单元并控制所述打火控制单元输出启动电流，所述启动电流用于启动汽车；所述无线通讯单元与所述主控单元连接用于与服务器建立通讯连接。

2.根据权利要求1所述的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路还包括显示单元，所述显示单元与所述主控单元连接，用于接收并显示电池的状态信息，其中，所述电池的状态信息包括当前工作信息和健康状态信息。

3.根据权利要求1或2所述的电池控制电路，其特征在于，所述电池控制电路还包括与所述主控单元连接的电子开关，所述电子开关用于控制所述电池单元给所述汽车供电电路的通断。

4.根据权利要求3所述的电池控制电路，其特征在于，所述采集所述电池单元的电池信息包括：采集所述电池单元的电池温度、电压、电量、电流和内阻；

所述主控单元根据所述电池信息判断是否生成第二控制信号包括：所述主控单元判断所述电池温度是否高于第一预设电池温度，若所述电池温度高于所述第一预设电池温度，则生成第二控制信号。

5.根据权利要求4所述的电池控制电路，其特征在于，所述温控单元还与汽车发电机的电路连接；

所述生成第二控制信号之后包括：所述主控单元判断所述电池温度是否低于第二预设电池温度，若所述电池温度低于第二预设电池温度，则所述主控单元控制所述温控单元由汽车发电机提供电压用于给所述电池加热。

6.根据权利要求4所述的电池控制电路，其特征在于，所述主控单元还用于根据所述电池电压和电池电流计算所述电池的剩余电量，并判断所述剩余电量是否低于第一预设电量值，若所述剩余电量低于第一预设电量值，所述主控单元控制所述电子开关断开所述电池单元给所述汽车供电电路。

7.根据权利要求4所述的电池控制电路，其特征在于，若所述电池温度低于所述第一预设电池温度，所述主控单元控制所述温控单元给所述电池加热。

8.根据权利要求3所述的电池控制电路，其特征在于，所述信号采集单元还包括与所述主控单元连接的电流检测子单元和温度检测子单元，所述电流检测子单元用于检测所述电池的输出电流；所述温度检测子单元包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电池温度。

9.一种汽车电池装置，其特征在于，包括电池壳体和设置电池壳体内的电池组件，所述电池组件包括如权利要求2-8中之一所述的电池控制电路。

10.根据权利要求9所述的汽车电池装置，其特征在于，所述电池壳体包括上盖件和下壳体，所述上盖件和所述下壳体配合固定连接，所述电池组件固定设置所述下壳体内。

11.根据权利要求10所述的汽车电池装置，其特征在于，所述电池组件包括至少一个电池组，所述电池组包括多个串联的电芯组件，所述电芯组件包括多个并联的单体电芯，其中，所述单体电芯为锂电池电芯。

12.根据权利要求11所述的汽车电池装置，其特征在于，所述下壳体内还设有一支架，所述支架包括多层电芯盒体，所述电芯盒体用于固定放置所述单体电芯。

13.根据权利要求12所述的汽车电池装置，其特征在于，所述上盖件上设有一LCD显示屏，所述LCD显示屏用于显示所述汽车电池装置的当前工作信息和健康状态信息。

14.一种汽车电池管理***，其特征在于，包括智能终端、服务器和如权利要求9-13之一所述的汽车电池装置；

所述智能终端通过所述服务器与所述汽车电池装置建立远程通讯连接，实现对所述汽车电池装置查看和管理。

15.根据权利要求14的汽车电池管理***，其特征在于，所述智能终端包括手机，所述汽车电池装置的无线通讯单元包括GPRS模块，其中，所述手机安装有用于管理所述汽车电池装置的应用程序；

所述服务器还用于获取所述汽车电池装置的电池信息，通过所述电池信息计算出所述汽车电池装置的健康状况信息，并将所述健康状况信息发送给所述手机或所述汽车电池装置。