动力电池云监控系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种动力电池云监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着可充电固态电池技术的发展，受电动汽车、无线基站、电池后备能源系统、电动工具、便携式电子设备、移动机器人等领域的应用驱动，对动力电池尤其是动力锂电池的市场需求正以前所未有的速度增长，可充电锂电池具有高能量密度、应用灵活方便、重量轻、寿命长等显著特性。但是锂电池的安全问题和快速老化一直是人们担心的核心所在，锂电池在充放电过程中往往由于过热而导致燃烧，不应该仅仅通过对锂电池的在线监测来进行保护系统设计，而应该通过对内部状态的渐变来对电池可能出现的状况进行预测和预估，这就是对电池充电状态(SOC)和健康状况(SOH)进行预估。
[0003]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种动力电池云监控系统及方法。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动力电池云监控系统及方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:
[0006]一种动力电池云监控系统，所述系统包括:
[0007]动力电池包，所述动力电池包中包括电池管理系统；
[0008]云服务器，用于存储动力电池包中的实时充放电参数；
[0009]数据终端，包括微控制器、及与微控制器相连的电池管理系统接口和无线通讯模块，所述微控制器与动力电池包通过电池管理系统接口相连并进行数据传输，所述微控制器与云服务器通过无线通讯模块相连并进行数据传输。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述微控制器为STM32F205VC控制器。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述数据终端还包括与微控制器相连的6轴加速度和转角传感器、串行快闪存储器、或GPS定位模块。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述6轴加速度和转角传感器为LSM6D53传感器，串行快闪存储器为64位的MX25L640存储器，GPS定位模块为通用的有源内置模块。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述无线通讯模块为移动数据通讯模块、蓝牙通讯模块、或W1-Fi通讯模块，所述移动数据通讯模块为GPRS通讯模块、3G通讯模块、或4G通讯模块。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述移动数据通讯模块为S頂800C GPRS通讯模块，蓝牙通讯模块为基于德州仪器CC254X设计的模块，W1-Fi通讯模块为GT202无线模块。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述电池管理系统接口为CAN接口、RS-232接口、或RS-485 接口。
[0016]相应地，一种动力电池云监控方法，所述方法包括以下步骤:
[0017]S1、电池管理系统获取动力电池包的电池数据；
[0018]S2、电池数据通过电池管理系统接口传输至微控制器；
[0019]S3、微控制器将电池数据通过无线传输模块传输至云服务器；
[0020]S4、云服务器根据接收的电池数据对动力电池的SOC和SOH进行预估。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为:
[0022]微控制器将电池数据通过GPRS或3G或4G移动数据传输至云服务器；或
[0023]微控制器将电池数据通过蓝牙传输至云服务器；或
[0024]微控制器将电池数据通过W1-Fi传输至云服务器。
[0025]作为本发明的进一步改进，所述电池管理系统接口为CAN接口、RS-232接口、或RS-485 接口。
[0026]本发明用于动力电池监控中的数据采集，使用移动通讯网络、低功耗蓝牙(BLE)或W1-Fi进行数据通讯，将电池管理系统获取的实时电池参数传入云中心的数据服务器，从而能够预测动力电池包的电池充电状态和健康状况。
【附图说明】
[0027]图1为本发明中动力电池云监控系统的模块结构示意图。
[0028]图2为本发明中动力电池云监控方法的具体流程图。
[0029]图3为本发明实施例一种基于移动数据通讯的数据终端的模块结构示意图。
[0030]图4为本发明实施例二种基于蓝牙通讯的数据终端的模块结构示意图。
[0031]图5为本发明实施例三种基于W1-Fi通讯的数据终端的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0033]参图1所示，本发明公开了一种动力电池云监控系统，包括:
[0034]动力电池包10，所述动力电池包中包括电池管理系统11 ；
[0035]云服务器20，用于存储动力电池包中的实时充放电参数；
[0036]数据终端30，包括微控制器31、及与微控制器相连的电池管理系统接口 32和无线通讯模块33，所述微控制器与动力电池包通过电池管理系统接口相连并进行数据传输，所述微控制器与云服务器通过无线通讯模块相连并进行数据传输。
[0037]相应地，参图2所示，本发明还公开了一种动力电池云监控方法，包括以下步骤:
[0038]S1、电池管理系统获取动力电池包的电池数据；
[0039]S2、电池数据通过电池管理系统接口传输至微控制器；
[0040]S3、微控制器将电池数据通过无线传输模块传输至云服务器；
[0041]S4、云服务器根据接收的电池数据对动力电池的SOC和SOH进行预估。
[0042]本发明为对动力电池包的实时充放电性能进行预测设计了一个完整的方案，它能预测动力电池包的电池充电状态(SOC)和健康状况(SOH)，能对电池包内部母线和接头的松动和老化锈蚀等进行监测，当电池内部出现短路时能给用户即时警报，并可即时报告一些极端情况发生，如过热、燃烧等，它的核心技术是借助于对锂电池的原始历史数据的采集、存储、分析，进而通过对大数据的处理和建模对电池的行为和状态进行模型化。该方案包含数据采集终端和运行于云服务器上的数据模型引擎，当然它也有和用户交互显示的WEB端人机界面和手机APP。数据采集终端通过CAN、RS-232或RS-485接口和动力电池包中的电池管理系统(BMS)进行通讯，获取动力电池包中的实时充放电参数，如电压、电流、温度等，这些数据再通过数据采集终端中的无线收发器传入云中心的数据存储服务器。基于不用的应用场合，本发明提出了三种不同的结构模型:即基于GPRS/3G/4G移动数据网的数据通讯、基于W1-Fi的数据通讯、基于低功耗蓝牙(蓝牙4.2)的数据通讯。
[0043]以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0044]实施例一:
[0045]在本发明的实施例一中，数据终端30为使用手机通讯服务的数据终端，从动力电池包内的电池管理系统BMS获取的数据通过移动通讯服务上传到云服务器内，数据终端内使用一个支持GPRS、3G或4G的手机模块。
[0046]图3所示为本实施例中数据终端内硬件的结构框图，使用基于ARMC