CN117577975A - 一种锂电池bms远程管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池BMS远程管理***,涉及锂电池远程管理***技术领域;包括:数据采集模块:用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据;具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器,通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号;数据处理模块:用于对采集到的数据进行处理,包括数据滤波、数据分析等;具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理。本发明通过采用物联网技术,实现了锂电池BMS***的远程监控和管理,提高了数据传输的实时性和便捷性;采用卡尔曼滤波算法和阈值判断法对数据进行处理,提高了数据的准确性和可靠性,能量平衡和温度补偿功能,提高电池组的整体效率和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池远程管理***技术领域,尤其涉及一种锂电池BMS远程管理***。
背景技术
随着电动汽车、储能***等新能源应用的普及,锂电池的性能和安全性越来越受到关注。电池管理***(BMS)作为锂电池的核心部件,负责监控和管理电池的充放电过程,保证电池的安全运行。然而,传统的BMS***主要依赖于本地控制器进行数据采集和处理,存在数据传输不便、实时性差等问题。因此,开发一种基于物联网技术的锂电池BMS远程管理***具有重要的实际意义。
经检索,中国专利申请号为CN201711173249.2的专利,公开了一种动力锂电池管理***,包括:锂电池组,其由若干个锂电池组成;子管理***,其与单个所述锂电池电性连接,用于监控锂电池的工作状态,其包括电流检测子模块、电压检测子模块、电池稳压器、断路控制器以及温度调节模块;主管理***,用于接收子管理***的检测信息,并管理锂电池组的工作状态,其包括电压监控模块、电流检测模块;温度检测模块以及主稳压器。上述专利中的锂电池管理***存在以下不足:虽具备一定的功能性,但是对于智能充电管理、能量平衡以及辅助决策方面还有待提升。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种锂电池BMS远程管理***。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种锂电池BMS远程管理***,包括:
数据采集模块:用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据;具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器,通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号;
数据处理模块:用于对采集到的数据进行处理,包括数据滤波、数据分析等;具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理,以提高数据的准确性;采用阈值判断法对温度数据进行分析,以实现过温保护功能;
通信模块:用于将处理后的数据发送至远程服务器;具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块,实现数据的远程传输;
远程监控模块:用于接收并处理来自通信模块的数据,实现对锂电池的远程监控;具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元,其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据;数据处理单元用于对接收到的数据进行处理,包括数据解析、数据存储;数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户;
智能充电模块:用于实现锂电池的智能充电管理;具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制功能,通过调整充电参数,实现对锂电池的快速、安全和高效充电;
能量平衡模块:用于实现锂电池组内的能量平衡;具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡功能,通过动态调整充放电电流,实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡,提高电池组的整体性能和寿命;
故障诊断模块:用于对锂电池的故障进行诊断;具体采用基于机器学习的故障诊断算法,通过对历史故障数据的学习,实现对锂电池故障的自动识别和预警;
控制策略模块:用于根据电池状态制定相应的控制策略;具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略,通过调整充电/放电电流、电压参数,实现对锂电池的优化管理。
优选的:还包括:
故障预警模块:用于实现锂电池故障的预警功能;具体采用基于机器学习的故障预测算法,通过对历史故障数据和实时运行数据的分析,实现对锂电池故障的提前预警,提高电池的安全性能;
温度补偿模块:用于实现锂电池温度补偿功能;具体采用数字信号处理技术,对采集到的温度数据进行补偿处理,消除温度对电池性能的影响,提高电池的充放电效率和安全性。
优选的:还包括:
用户界面模块:用于为用户提供操作界面;具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置功能,用户可以通过网页或移动设备访问该界面,实现对锂电池BMS***的远程操作和管理。
优选的:所述远程监控模块包括:
实时数据显示单元:将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上,包括电压、电流、温度信息;
历史数据查询单元:提供电池历史数据的查询功能,支持按照时间、参数条件进行筛选和分析;
报警提示单元:当电池状态异常或达到预设阈值时,发出声光报警信号,提醒操作人员及时处理。
优选的:所述故障诊断模块包括:
故障检测单元:通过监测电池的电流、电压、温度参数,判断是否存在故障情况;
故障分类单元:根据故障特征和类型,对故障进行分类和识别,包括过充、过放、短路状态;
故障记录单元:将故障发生的时间、类型、持续时间的信息记录下来,供后续分析和处理使用。
优选的:所述控制策略模块包括:
充电控制单元:根据电池状态和目标充电容量,控制充电电流和电压,实现快速、安全的充电过程;
放电控制单元:根据负载需求和电池状态,控制放电电流和电压,保证电池的稳定供电;
温度控制单元:监测电池温度,并根据设定的温度范围,采取相应的散热或加热措施,保持电池温度在合理范围内。
优选的:所述智能充电模块包括:
充电电流控制单元:根据电池SOC和目标充电容量,动态调整充电电流,实现快速充电和延长电池寿命;
充电电压控制单元:根据电池电压和温度,调整充电电压,避免过充和过放现象的发生;
充电时间控制单元:根据电池容量和目标充电量,计算充电时间,并根据实际情况进行调整,提高充电效率。
优选的:所述能量平衡模块包括:
单体能量均衡单元:监测每个电池单体的SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的SOC趋于一致;
组内能量均衡单元:监测整个电池组的总SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的能量分配更加均匀。
优选的:所述故障预警模块包括:
故障预测单元:基于历史数据和机器学习算法,预测电池可能出现的故障类型和时间,提前采取措施进行预防;
预警等级划分单元:根据故障的严重程度和影响范围,将故障划分为不同的预警等级,以便操作人员能够及时响应;
所述温度补偿模块包括:
温度测量单元:实时监测电池的温度,并将温度值传递给温度补偿单元进行处理;
温度补偿算法单元:根据温度变化和电池特性,采用特定的算法对电池的SOC、容量参数进行修正,提高温度补偿的准确性。
优选的:还包括:
数据分析与优化模块:用于对锂电池的运行数据进行分析和优化;具体采用数据挖掘和机器学习技术,对电池的运行数据进行深入分析,发现潜在的问题和改进空间,为电池的优化管理提供决策支持;
云端存储与备份模块:用于实现锂电池BMS***的云端存储和备份功能;具体采用云存储技术,将电池的运行数据、故障记录信息存储在云端,实现数据的远程访问和备份,提高数据的安全性和可靠性。
本发明的有益效果为:
1.本发明通过采用物联网技术,实现了锂电池BMS***的远程监控和管理,提高了数据传输的实时性和便捷性;采用卡尔曼滤波算法和阈值判断法对数据进行处理,提高了数据的准确性和可靠性;能量平衡和温度补偿功能,提高电池组的整体效率和稳定性。
2.本发明采用基于机器学习的故障诊断算法,实现了对锂电池故障的自动识别和预警,提高了电池的安全性能;提供了丰富的用户界面功能,方便用户对锂电池BMS***进行操作和管理。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂电池BMS远程管理***的框架图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1:
一种锂电池BMS远程管理***,包括:
数据采集模块:用于实时采集锂电池的电压、电流、温度等参数数据;具体包括电压传感器、电流传感器、温度传感器等设备,通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号;
数据处理模块:用于对采集到的数据进行处理,包括数据滤波、数据分析等;具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理,以提高数据的准确性;采用阈值判断法对温度数据进行分析,以实现过温保护功能;
通信模块:用于将处理后的数据发送至远程服务器;具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块,实现数据的远程传输;
远程监控模块:用于接收并处理来自通信模块的数据,实现对锂电池的远程监控;具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元,其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据;数据处理单元用于对接收到的数据进行处理,如数据解析、数据存储等;数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户;
智能充电模块:用于实现锂电池的智能充电管理;具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制等功能,通过调整充电参数,实现对锂电池的快速、安全和高效充电;
能量平衡模块:用于实现锂电池组内的能量平衡;具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡等功能,通过动态调整充放电电流,实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡,提高电池组的整体性能和寿命;
故障诊断模块:用于对锂电池的故障进行诊断;具体采用基于机器学习的故障诊断算法,通过对历史故障数据的学习,实现对锂电池故障的自动识别和预警;
控制策略模块:用于根据电池状态制定相应的控制策略;具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略等,通过调整充电/放电电流、电压等参数,实现对锂电池的优化管理。
所述锂电池BMS远程管理***,还包括:
故障预警模块:用于实现锂电池故障的预警功能;具体采用基于机器学习的故障预测算法,通过对历史故障数据和实时运行数据的分析,实现对锂电池故障的提前预警,提高电池的安全性能;
温度补偿模块:用于实现锂电池温度补偿功能;具体采用数字信号处理技术,对采集到的温度数据进行补偿处理,消除温度对电池性能的影响,提高电池的充放电效率和安全性。
所述锂电池BMS远程管理***,还包括:
用户界面模块:用于为用户提供操作界面;具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置等功能,用户可以通过网页或移动设备访问该界面,实现对锂电池BMS***的远程操作和管理。
其中,所述远程监控模块包括:
实时数据显示单元:将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上,包括电压、电流、温度等信息;
历史数据查询单元:提供电池历史数据的查询功能,支持按照时间、参数等条件进行筛选和分析;
报警提示单元:当电池状态异常或达到预设阈值时,发出声光报警信号,提醒操作人员及时处理。
其中,所述故障诊断模块包括:
故障检测单元:通过监测电池的电流、电压、温度等参数,判断是否存在故障情况;
故障分类单元:根据故障特征和类型,对故障进行分类和识别,如过充、过放、短路等;
故障记录单元:将故障发生的时间、类型、持续时间等信息记录下来,供后续分析和处理使用。
其中,所述控制策略模块包括:
充电控制单元:根据电池状态和目标充电容量,控制充电电流和电压,实现快速、安全的充电过程;
放电控制单元:根据负载需求和电池状态,控制放电电流和电压,保证电池的稳定供电;
温度控制单元:监测电池温度,并根据设定的温度范围,采取相应的散热或加热措施,保持电池温度在合理范围内。
其中,所述智能充电模块包括:
充电电流控制单元:根据电池SOC(State of Charge)和目标充电容量,动态调整充电电流,实现快速充电和延长电池寿命;
充电电压控制单元:根据电池电压和温度,调整充电电压,避免过充和过放现象的发生;
充电时间控制单元:根据电池容量和目标充电量,计算充电时间,并根据实际情况进行调整,提高充电效率。
其中,所述能量平衡模块包括:
单体能量均衡单元:监测每个电池单体的SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的SOC趋于一致;
组内能量均衡单元:监测整个电池组的总SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的能量分配更加均匀。
其中,所述故障预警模块包括:
故障预测单元:基于历史数据和机器学习算法,预测电池可能出现的故障类型和时间,提前采取措施进行预防;
预警等级划分单元:根据故障的严重程度和影响范围,将故障划分为不同的预警等级,以便操作人员能够及时响应;
所述温度补偿模块包括:
温度测量单元:实时监测电池的温度,并将温度值传递给温度补偿单元进行处理;
温度补偿算法单元:根据温度变化和电池特性,采用特定的算法对电池的SOC、容量等参数进行修正,提高温度补偿的准确性。
实施例2:
一种锂电池BMS远程管理***,还包括:
数据分析与优化模块:用于对锂电池的运行数据进行分析和优化;具体采用数据挖掘和机器学习技术,对电池的运行数据进行深入分析,发现潜在的问题和改进空间,为电池的优化管理提供决策支持;
云端存储与备份模块:用于实现锂电池BMS***的云端存储和备份功能;具体采用云存储技术,将电池的运行数据、故障记录等重要信息存储在云端,实现数据的远程访问和备份,提高数据的安全性和可靠性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,包括:
数据采集模块:用于实时采集锂电池的电压、电流、温度参数数据;具体采用电压传感器、电流传感器、温度传感器,通过模拟/数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号;
数据处理模块:用于对采集到的数据进行处理,包括数据滤波、数据分析等;具体采用卡尔曼滤波算法对电压、电流数据进行滤波处理,以提高数据的准确性;采用阈值判断法对温度数据进行分析,以实现过温保护功能;
通信模块:用于将处理后的数据发送至远程服务器;具体采用基于NB-IoT或LoRa技术的无线通信模块,实现数据的远程传输;
远程监控模块:用于接收并处理来自通信模块的数据,实现对锂电池的远程监控;具体包括数据接收单元、数据处理单元和数据显示单元,其中数据接收单元用于接收来自通信模块的数据;数据处理单元用于对接收到的数据进行处理,包括数据解析、数据存储;数据显示单元用于将处理后的数据以图形或表格的形式展示给用户;
智能充电模块:用于实现锂电池的智能充电管理;具体包括充电电流控制、充电电压控制和充电时间控制功能,通过调整充电参数,实现对锂电池的快速、安全和高效充电;
能量平衡模块:用于实现锂电池组内的能量平衡;具体包括电池单体间的能量均衡和电池组整体的能量均衡功能,通过动态调整充放电电流,实现对锂电池组内各电池单体的能量平衡,提高电池组的整体性能和寿命;
故障诊断模块:用于对锂电池的故障进行诊断;具体采用基于机器学习的故障诊断算法,通过对历史故障数据的学习,实现对锂电池故障的自动识别和预警;
控制策略模块:用于根据电池状态制定相应的控制策略;具体包括充电控制策略、放电控制策略和温度控制策略,通过调整充电/放电电流、电压参数,实现对锂电池的优化管理。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,还包括:
故障预警模块:用于实现锂电池故障的预警功能;具体采用基于机器学习的故障预测算法,通过对历史故障数据和实时运行数据的分析,实现对锂电池故障的提前预警,提高电池的安全性能;
温度补偿模块:用于实现锂电池温度补偿功能;具体采用数字信号处理技术,对采集到的温度数据进行补偿处理,消除温度对电池性能的影响,提高电池的充放电效率和安全性。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,还包括:
用户界面模块:用于为用户提供操作界面;具体包括数据查询、故障诊断、控制策略设置功能,用户可以通过网页或移动设备访问该界面,实现对锂电池BMS***的远程操作和管理。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述远程监控模块包括:
实时数据显示单元:将接收到的电池状态数据以图形或数字形式展示在监控界面上,包括电压、电流、温度信息;
历史数据查询单元:提供电池历史数据的查询功能,支持按照时间、参数条件进行筛选和分析;
报警提示单元:当电池状态异常或达到预设阈值时,发出声光报警信号,提醒操作人员及时处理。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述故障诊断模块包括:
故障检测单元:通过监测电池的电流、电压、温度参数,判断是否存在故障情况;
故障分类单元:根据故障特征和类型,对故障进行分类和识别,包括过充、过放、短路状态;
故障记录单元:将故障发生的时间、类型、持续时间的信息记录下来,供后续分析和处理使用。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述控制策略模块包括:
充电控制单元:根据电池状态和目标充电容量,控制充电电流和电压,实现快速、安全的充电过程;
放电控制单元:根据负载需求和电池状态,控制放电电流和电压,保证电池的稳定供电;
温度控制单元:监测电池温度,并根据设定的温度范围,采取相应的散热或加热措施,保持电池温度在合理范围内。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述智能充电模块包括:
充电电流控制单元:根据电池SOC和目标充电容量,动态调整充电电流,实现快速充电和延长电池寿命;
充电电压控制单元:根据电池电压和温度,调整充电电压,避免过充和过放现象的发生;
充电时间控制单元:根据电池容量和目标充电量,计算充电时间,并根据实际情况进行调整,提高充电效率。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述能量平衡模块包括:
单体能量均衡单元:监测每个电池单体的SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的SOC趋于一致;
组内能量均衡单元:监测整个电池组的总SOC,并通过均衡电路或控制策略,使各电池单体的能量分配更加均匀。
9.根据权利要求2所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,所述故障预警模块包括:
故障预测单元:基于历史数据和机器学习算法,预测电池可能出现的故障类型和时间,提前采取措施进行预防;
预警等级划分单元:根据故障的严重程度和影响范围,将故障划分为不同的预警等级,以便操作人员能够及时响应;
所述温度补偿模块包括:
温度测量单元:实时监测电池的温度,并将温度值传递给温度补偿单元进行处理;
温度补偿算法单元:根据温度变化和电池特性,采用特定的算法对电池的SOC、容量参数进行修正,提高温度补偿的准确性。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种锂电池BMS远程管理***,其特征在于,还包括:
数据分析与优化模块:用于对锂电池的运行数据进行分析和优化;具体采用数据挖掘和机器学习技术,对电池的运行数据进行深入分析,发现潜在的问题和改进空间,为电池的优化管理提供决策支持;
云端存储与备份模块:用于实现锂电池BMS***的云端存储和备份功能;具体采用云存储技术,将电池的运行数据、故障记录信息存储在云端,实现数据的远程访问和备份,提高数据的安全性和可靠性。
Priority Applications (1)
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CN202311584206.9A CN117577975A (zh) | 2023-11-25 | 2023-11-25 | 一种锂电池bms远程管理*** |
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2023
- 2023-11-25 CN CN202311584206.9A patent/CN117577975A/zh active Pending
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CN117799498A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 湘潭南方电机车制造有限公司 | 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护*** |
CN117799498B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-06-11 | 湘潭南方电机车制造有限公司 | 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护*** |
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