CN107634277A - 一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***，包括电池组、与电池组连接的云端电池管理***、以及与云端电池管理***连接的用户终端。所述电池组包括至少一个无线通讯电芯。所述云端电池管理***包括相互连接的汽车内部云电池管理***、汽车行业云电池管理***、及汽车公共云电池管理***。本发明技术方案取代了电池组和电池管理***之间的传统有线连接，解决了由于汽车线束连接线所引起并长期存在的可靠性问题，并简化了BMS设计和制造，实现了汽车可靠性等级的无线电池管理，使用户可以通过远程监控中心软件平台获取电池管理***采集的电池运行状态数据。

Description

一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***

技术领域

本发明涉及电池管理***技术领域，特别涉及一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***。

背景技术

电动汽车动力电池作为电动汽车的核心部件，由于汽车电池包内部的设备很多，不能满足设备扩展的需求。电动汽车实际运行过程中，研究人员如果想获取电池管理***的电池运行状态参数，只有通过专人跟车操作，在电动汽车上使用笔记本分析软件或者其他CAN总线数据分析***来实现。目前的电动汽车的实时监控完全依靠车载终端完成，从现在使用的车载终端看，各个厂家均把车载终端作为完整功能的主体，但车载终端的硬件配置水平、运算速度、可靠性、发热量等因素均制约着车载终端的功能设置及扩展，同时随着电动汽车的发展，对车载终端的业务需求也越来越多，按照现有的车载终端的设计模式，必须通过提供硬件性能才能完成更多的功能和运算。而部分电动汽车的车载终端在某些功能中使用了类似于云的服务端处理的功能，但仅限于某个业务，无法发挥出云的综合所有数据运算的优势。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***，旨在提供一种高效、快速、高精度、鲁棒性好且易于实现的云端电池管理***。

为实现上述目的，本发明提出的基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***，包括电池组、与电池组连接的云端电池管理***、以及与云端电池管理***连接的用户终端。所述电池组包括至少一个无线通讯电芯。所述云端电池管理***包括相互连接的汽车内部云电池管理***、汽车行业云电池管理***、及汽车公共云电池管理***。

优选地，所述电池组包括若干个无线通讯电芯，所述无线通讯电芯之间串联、并联或级联。

优选地，每一所述无线通讯电芯包括一电池本体，所述电池本体上设有一正极柱和一负极柱，还包括一PCB板，所述PCB板与所述电池本体连接，且通过两固定销安装在所述电池本体上。

优选地，所述PCB板包括一主控芯片、通过***管理总线与所述主控芯片连接的无线通讯模块、温度传感器、电流采集模块、电压采集模块、充电控制MOSFET管、及放电控制MOSFET管。

优选地，所述汽车内部云电池管理***、汽车行业云电池管理***、及所述汽车公共云电池管理***均通过无线传输的方式与一云计算后台服务器进行数据交互。所述汽车内部云电池管理***通过无线传输的方式与所述无线通讯电芯进行数据交互。所述汽车行业云电池管理***通过无线传输的方式与所述汽车内部云电池管理***进行数据交互。所述汽车公共云电池管理***通过无线传输的方式与所述汽车行业云电池管理***进行数据交互。所述无线传输方式包括GPRS、3G、4G、及5G无线传输网络。

优选地，所述汽车内部云电池管理***通过车载CAN总线与汽车自带的汽车中控平台连接。

优选地，所述用户终端包括汽车终端、平板电脑、PC电脑、共享电脑或智能手机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：取代了电池组和电池管理***之间的传统有线连接，解决了由于汽车线束连接线所引起并长期存在的可靠性问题，并简化了BMS设计和制造，实现了汽车可靠性等级的无线电池管理，使用户可以通过远程监控中心软件平台获取电池管理***采集的电池运行状态数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明汽车云端电池管理***架构图；

图2为本发明无线通讯电芯剖面示意图；

图3为本发明PCB板的模块图；

图4为为本发明多级汽车云端管理及监控示意图；

图5本发明另一实施例汽车云端电池管理***架构图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实施例提出的一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***，如图1所示，包括电池组1、与电池组连接的云端电池管理***2、以及与云端电池管理***连接的用户终端。所述电池组1包括至少一个无线通讯电芯。电池组1内的无线通讯电芯可以将电池的数据通过无线传输的方式发送至云端电池管理***2，所述云端电池管理***2包括相互连接的汽车内部云电池管理***201、汽车行业云电池管理***202、及汽车公共云电池管理***203三级管理***，分别对某一新能源汽车的电池组、某一公司所有新能源汽车的电池组、及社会新能源汽车的新能源汽车电池组进行数据储存和管理。用户终端可以通过无线的方式访问云端电池管理***，实时管理和监控新能源汽车电池组的数据。

进一步地，电池组包括若干个无线通讯电芯，且无线通讯电芯之间通过串联、并联或级联的方式构成一电池组。无线通讯电芯可以利用内部电路来检测、计算、存储电池数据，具有保护电路和实现通讯的功能。具体地，如图2所示，每一无线通讯电芯包括一电池本体11，所述电池本体11上设有一正极柱12和一负极柱13，还包括一PCB板14，所述PCB板14与所述电池本体11连接，且通过两固定销15安装在所述电池本体11上。应当说明的是，所述电池本体11设置为现有技术中的三元锂离子电池。

进一步地，如图3所示，PCB板14包括一主控芯片141、通过***管理总线与所述主控芯片141连接的无线通讯模块142、温度传感器143、电流采集模块144、电压采集模块147、充电控制MOSFET管145、及放电控制MOSFET管146。

应当说明的是，所述主控芯片141采用现有技术中无线通讯电芯常用的控制芯片，包括SOC/SOH/SOP核心状态估算算法，可以对无线通讯电芯的充电状态，功率状态、及健康状态进行估算预测，保护电池，防止过冲、过放的发生。温度传感器143设置为单个热敏电阻，可以对无线通讯电芯的温度进行实时检测，并发送至主控芯片141。电流采集模块144和电压采集模块147可以对无线通讯电芯的整体电流信息、电压信息进行采集，对无线通讯电芯的过电压、过电流进行检测，并发送至主控芯片141。进一步地，充电控制MOSFET管145和放电控制MOSFET管146设置为一种金属氧化物半导体场效应晶体管，当主控芯片141检测到电池本体11处于欠压状态时，导通充电控制MOSFET管145，对无线通讯电芯进行充电，当主控芯片141检测到电池本体11处于过压状态时，导通放电控制MOSFET管146，对无线通讯电芯进行放电处理。

每一无线通讯电芯通过设置在PCB板14上的主控芯片141采集电池本体11的工作信息，包括无线通讯电芯正常工作时电池本体11的电压、通电次数和工作的静态、动态电池次数及时间进行记录，从而，监控和记录无线通讯电芯的工作过程，使无线通讯电芯具备可读、存储和记忆功能。当无线通讯电芯停止工作时，PCB板14上的电量计147和电流采集模块144可以测量电池本体11的剩余容量并估算电池主体的剩余使用时间，并将该信息发送至主控芯片141，为无线通讯电芯的正常工作提供重要的技术参数。

进一步地，如图4所示，汽车内部云电池管理***201、汽车行业云电池管理***202、及所述汽车公共云电池管理***203均通过无线传输的方式与一云计算后台服务器5进行数据交互。汽车内部云电池管理***201通过无线传输的方式与无线通讯电芯进行数据交互。汽车行业云电池管理***202通过无线传输的方式与汽车内部云电池管理***201进行数据交互。汽车公共云电池管理***203通过无线传输的方式与汽车行业云电池管理***202进行数据交互。所述无线传输方式包括GPRS、3G、4G、及5G无线传输网络。

应当说明的是，每一新能源电动汽车上设有一电池组，每一电池组内的无线通讯电芯将采集到的电池组的实时数据通过无线传输的方式发送至该新能源电动汽车的汽车内部云电池管理***201内，而某一行业或某一新能源汽车公司设有自己的汽车行业云电池管理***202，该行业或公司的每一新能源汽车内的汽车内部云电池管理***201可以将该新能源汽车的电池组工作的实时数据发送至该汽车行业云电池管理***202，方便公司对其所有新能源洗车的电池组的工作状态进行实时监控和数据记录。进一步地，政府或社会可以设置一汽车公共云电池管理***203，可以将不同公司或行业的新能源汽车进行管理，每一公司的汽车行业云电池管理***202可以通过无线传输的方式将该公司的新能源汽车的电池组的工作实时状态发送至汽车公共云电池管理***203，方便政府对新能源汽车的监管。同时，设置的三级云电池管理***均通过无线传输的方式与一云计算后台服务器5进行数据交互，云计算后台服务器5可以将采集到的电池组的数据在云端对电池组的SOC、SOH和SOP进行估算，当参数超过正常范围时，云数据中心会通过无线传输的方式向用户终端3发送信号，让电动汽车用户能实时监控电池的状态，当发现异常时会向用户终端3发送告警信息，用户可以根据告警信息对电动汽车的采取下一步操作。

进一步地，用户终端3包括汽车终端、平板电脑、PC电脑、共享电脑或智能手机，实现数据接收多样化，方便用户的使用。

进一步地，如图5所示，汽车内部云电池管理***201通过车载CAN总线与汽车自带的汽车中控平台6连接，汽车中控平台6可以通过无线传输的方式与汽车行业云电池管理***202进行数据交互。应当说明的是，汽车中控平台6为汽车自带的主控***，汽车中控平台6设有可扩展汽车行业标准CAN通讯接口，可以与汽车内部的其他测试设备进行连接，接收和处理各种接口输入、输出的信息、电池模块电压检测、温度检测以及风机控制、均衡控制和故障信息等，通过微控制器完成网络协议的解析，再通过无线传输方式将数据传送至汽车行业云电池管理***202，增加数据采集的多样性，方便对新能源汽车的全方位监测，功能更加强大。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于无线通讯电芯的汽车云端电池管理***，其特征在于，包括电池组、与电池组连接的云端电池管理***、以及与云端电池管理***连接的用户终端；所述电池组包括至少一个无线通讯电芯；所述云端电池管理***包括相互连接的汽车内部云电池管理***、汽车行业云电池管理***、及汽车公共云电池管理***。

2.如权利要求1所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，所述电池组包括若干个无线通讯电芯，所述无线通讯电芯之间串联、并联或级联。

3.如权利要求2所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，每一所述无线通讯电芯包括一电池本体，所述电池本体上设有一正极柱和一负极柱，还包括一PCB板，所述PCB板与所述电池本体连接，且通过两固定销安装在所述电池本体上。

4.如权利要求3所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，所述PCB板包括一主控芯片、通过***管理总线与所述主控芯片连接的无线通讯模块、温度传感器、电流采集模块、电压采集模块、充电控制MOSFET管、及放电控制MOSFET管。

5.如权利要求1所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，所述汽车内部云电池管理***、汽车行业云电池管理***、及所述汽车公共云电池管理***均通过无线传输的方式与一云计算后台服务器进行数据交互；所述汽车内部云电池管理***通过无线传输的方式与所述无线通讯电芯进行数据交互；所述汽车行业云电池管理***通过无线传输的方式与所述汽车内部云电池管理***进行数据交互；所述汽车公共云电池管理***通过无线传输的方式与所述汽车行业云电池管理***进行数据交互；所述无线传输方式包括GPRS、3G、4G、及5G无线传输网络。

6.如权利要求1所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，所述汽车内部云电池管理***通过车载CAN总线与汽车自带的汽车中控平台连接。

7.如权利要求1所述的汽车云端电池管理***，其特征在于，所述用户终端包括汽车终端、平板电脑、PC电脑、共享电脑或智能手机。