一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统的制作方法

本发明涉及机电技术领域，具体为一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统。

背景技术：

能源及环境问题的凸显，将电力作为清洁能源被广泛探索和关注。尤其近年来催生的电动汽车及混合动力汽车领域。电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟，电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池问题主要体现在两个方面，第一是动力电池的能量不高，影响电动汽车里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本，第二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本，电池使用的性能发挥如何除了鱼电池本身有关，还与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池在不太理想的条件下，电池电量管理系统的作用就更加突出，现有的电池电量管理系统功能不够齐全，管理方法单一，无法实现对电池的实时监测，无法预算出真实的剩余电量和续航里程，无法对电动汽车电池的情况实现远程终端的监控和传输，例如中国专利申请号为CN201310513808.5提出的一种一种估算电池电量的方法及电池电量管理系统，其内容包括：一种电池电量管理系统，包括电池数据监控模块、电池电量估算模块、电量均衡模块和控制单元，控制单元分别与各个部件相连，电池数据监控模块将采集到的各个电池的数据反馈给控制单元，控制单元通过电池电量估算单元估算出电量，若单个电池的最大电量和最小电量之差超过预设安全范围，则通过控制单元启动电量均衡模块，电量均衡模块控制该单个电池进行放电，使其电位差恢复到安全范围，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、精度高、实现起来不复杂，且所需时间较短，2、实时动态监控、适用范围广。以上专利虽然提出了对电动汽车剩余电量的较为准确的估算，但是无法预算出较为准确的续航里程，也无法实现对电动汽车电池的终端采集和监控，为此，我们提出一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统，以解决上述背景技术中提出的现有的电池电量管理系统功能不够齐全，管理方法单一，无法实现对电池的实时监测，无法预算出真实的剩余电量和续航里程，无法对电动汽车电池的情况实现远程终端的监控和传输的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统，包括前台数据采集系统和后台数据处理系统，所述前台数据采集系统和后台数据处理系统均通过中央控制系统双向电性连接；

所述前台数据采集系统包括电池状态监测子系统、电池绝缘检测子系统和行驶电压管理子系统；

所述后台数据处理系统包括电池电量管理子系统、电池综合评分子系统和数据终端传输子系统。

优选的，所述电池状态监测子系统包括电压传感器，所述电压传感器的输出端电性连接电压采集单元的输入端，所述电压采集单元的输出端电性连接A/D转换单元的输入端，所述A/D转换单元的输入端分别电性连接温度采集单元和电流采集单元的输出端，所述温度采集单元的输入端电性连接温度传感器的输出端，所述电流采集单元的输入端电性连接霍尔电流传感器的输出端，所述A/D转换单元的输出端电性连接信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出端电性连接电池状态监测中心系统的输入端，所述电池状态监测中心系统的输出端分别电性连接监测数据存储单元和数据分析处理单元的输入端。

优选的，所述电池绝缘检测子系统包括电池包，所述电池包的输出端电性连接电压测量芯片的输入端，所述电压测量芯片的输出端电性连接电池电压采集单元的输入端，所述电池电压采集单元的输出端电性连接电池绝缘检测中心系统的输入端，所述电池绝缘检测中心系统的输出端分别电性连接电压数据存储单元、绝缘检测处理单元和故障指示单元的输入端，所述故障指示单元的输出端电性连接驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端电性连接故障报警单元的输入端。

优选的，所述行驶电压管理子系统包括电量检测单元，所述电量检测单元的输出端电性连接电量信息传输单元的输入端，所述电量信息传输单元的输出端电性连接行驶电压管理中心系统，所述行驶电压管理中心系统的输出端分别电性连接行驶数据存储单元、电能计算单元和平均速度计算单元的输入端，所述行驶电压管理中心系统的输入端电性连接CAN通讯单元的输出端，所述CAN通讯单元的输入端分别电性连接转速数据处理单元和路程数据处理单元的输出端，所述转速数据处理单元的输入端电性连接转速信息采集单元的输出端，所述路程信息处理单元的输入端电性连接路程信息采集单元的输出端。

优选的，所述电池电量管理子系统包括坡度传感器、挡位传感器和加速度传感器，所述坡度传感器、挡位传感器和加速度传感器的输出端均电性连接数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端电性连接电池电量管理中心系统的输入端，所述电池电量管理中心系统的输出端分别电性连接电量信息存储单元和数学计算单元的输入端，所述数学计算单元的输出端电性连接续航里程生成单元的输入端，所述电池电量管理中心系统的输入端电性连接电量信息处理单元的输出端，所述电量信息处理单元的输入端电性连接剩余电量采集单元的输出端。

优选的，所述电池综合评分子系统包括评分信息采集单元，所述评分信息采集单元的输出端电性连接评分信息对比单元的输入端，所述评分信息对比单元的输出端电性连接评分信息统计单元的输入端，所述评分信息统计单元的输出端电性连接电池综合评分中心系统的输入端，所述电池综合评分中心系统的输出端分别电性连接评分信息存储单元和评分数据整合单元的输入端，所述评分数据整合单元的输出端电性连接评分数据分发单元的输入端。

优选的，所述数据终端传输子系统包括基础数据采集单元，所述基础数据采集单元的输出端电性连接基础数据统计单元的输入端，所述基础数据统计单元的输出端电性连接基础数据处理大单元的输入端，所述基础数据处理单元的输出端电信连接数据终端传输子系统的输入端，所述数据终端传输子系统的输入端电性连接基础数据更新单元的输出端，所述数据终端传输子系统的输出端分别电性连接基础数据存储单元和无线收发单元的输入端，所述无线收发单元的输出端电性连接互联网的输入端，所述互联网的输出端分别电性连接远程终端和移动终端的输入端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明提出的一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统，电池状态监测子系统可以时刻监测电池的电压、电流和温度，对电池的检测状态起到了实时监测的作用，电池绝缘检测子系统可以时刻进行电池的绝缘监测，防止电池的漏电，当电池出现故障时会发出报警，提醒人们注意安全和对电池的检测维修，行驶电压管理子系统可以通过采集电动汽车的转速、路程和电量计算出电动汽车在行驶时损耗的电能和计算电动汽车的平均速度，通过电池电量管理子系统可以较为准确的计算出电动汽车的电池续航里程，电池综合评分子系统对电池的综合评分，然后将评分信息分发下去，实现了数据的共享，通过数据终端传输子系统将电池基础数据传输至远程终端和移动终端，便于对电池远程监控，防止意外情况发生，提高安全系数。

附图说明

图1为本发明原理框图；

图2为本发明电池状态监测子系统原理框图；

图3为本发明电池绝缘检测子系统原理框图；

图4为本发明行驶电压管理子系统原理框图；

图5为本发明电池电量管理子系统原理框图；

图6为本发明电池综合评分子系统原理框图；

图7为本发明数据终端传输子系统原理框图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种电动汽车用电信息采集终端的电池电量管理系统，包括前台数据采集系统和后台数据处理系统，所述前台数据采集系统和后台数据处理系统均通过中央控制系统双向电性连接；

所述前台数据采集系统包括电池状态监测子系统、电池绝缘检测子系统和行驶电压管理子系统；

所述后台数据处理系统包括电池电量管理子系统、电池综合评分子系统和数据终端传输子系统。

其中，所述电池状态监测子系统包括电压传感器，所述电压传感器的输出端电性连接电压采集单元的输入端，所述电压采集单元的输出端电性连接A/D转换单元的输入端，所述A/D转换单元的输入端分别电性连接温度采集单元和电流采集单元的输出端，所述温度采集单元的输入端电性连接温度传感器的输出端，所述电流采集单元的输入端电性连接霍尔电流传感器的输出端，所述A/D转换单元的输出端电性连接信号放大单元的输入端，所述信号放大单元的输出端电性连接电池状态监测中心系统的输入端，所述电池状态监测中心系统的输出端分别电性连接监测数据存储单元和数据分析处理单元的输入端；

分别通过电压传感器、温度传感器和霍尔电流传感器来监测电池的电压、温度和电流，通过电压采集单元、温度采集单元和电流采集单元分别采集电压、温度和电流信息，通过A/D转换单元将模拟信号转换成数字信号，再通过信号放大单元将信号发送至电池状态监测中心系统，通过数据分析处理单元来对采集的电压、温度和电流信息进行分析处理，监测数据存储单元存储监测数据；

所述电池绝缘检测子系统包括电池包，所述电池包的输出端电性连接电压测量芯片的输入端，所述电压测量芯片的输出端电性连接电池电压采集单元的输入端，所述电池电压采集单元的输出端电性连接电池绝缘检测中心系统的输入端，所述电池绝缘检测中心系统的输出端分别电性连接电压数据存储单元、绝缘检测处理单元和故障指示单元的输入端，所述故障指示单元的输出端电性连接驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端电性连接故障报警单元的输入端；

通过电压测量芯片测量电池包电压，电池电压采集单元采集电池电压数据信息，并将数据信息传送至电池绝缘检测中心系统，通过绝缘检测处理单元对电池进行绝缘检测，若出现故障，通过故障指示单元指示故障，并通过驱动单元驱动故障报警单元进行报警，提醒驾驶者注意安全，及时对电池进行检测维修，电压数据存储单元用力啊存储电压数据信息；

所述行驶电压管理子系统包括电量检测单元，所述电量检测单元的输出端电性连接电量信息传输单元的输入端，所述电量信息传输单元的输出端电性连接行驶电压管理中心系统，所述行驶电压管理中心系统的输出端分别电性连接行驶数据存储单元、电能计算单元和平均速度计算单元的输入端，所述行驶电压管理中心系统的输入端电性连接CAN通讯单元的输出端，所述CAN通讯单元的输入端分别电性连接转速数据处理单元和路程数据处理单元的输出端，所述转速数据处理单元的输入端电性连接转速信息采集单元的输出端，所述路程信息处理单元的输入端电性连接路程信息采集单元的输出端；

通过转速信息采集单元采集电动汽车转速信息，路程信息采集单元采集电动汽车行驶的路程信息，分别通过转速数据处理单元和路程数据处理单元进行处理和分析，CAN通讯单元实现数据的传输，将数据传输至行驶电压管理中心系统，电量检测单元检测电池电量信息，电量信息传输单元将信息传输至行驶电压管理中心系统，电能计算单元可以计算出电动汽车行驶时所消耗的电能，平均速度计算单元可以计算出电动汽车行驶的平局速度，行驶数据存储单元用来存储行驶数据；

所述电池电量管理子系统包括坡度传感器、挡位传感器和加速度传感器，所述坡度传感器、挡位传感器和加速度传感器的输出端均电性连接数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端电性连接电池电量管理中心系统的输入端，所述电池电量管理中心系统的输出端分别电性连接电量信息存储单元和数学计算单元的输入端，所述数学计算单元的输出端电性连接续航里程生成单元的输入端，所述电池电量管理中心系统的输入端电性连接电量信息处理单元的输出端，所述电量信息处理单元的输入端电性连接剩余电量采集单元的输出端；

坡度传感器用来检测汽车在加速过程中所行驶的道路的坡度值，加速度传感器用于检测车辆提速过程的加速度，以记录操作者的驾驶习惯，挡位传感器记录驾驶者更换挡位的习惯，通过数据处理单元对坡度传感器、挡位传感器和加速度传感器记录和检测的数据进行分析和处理，将数据传输至电池电量管理中心系统，剩余电量采集单元采集电池剩余电量信息，电量信息处理单元对电量信息进行处理分析，将采集的信息数据通过数学计算单元进行模拟计算，从而可以较为准准确的计算出续航里程，电量信息存储单元存储电量信息；

所述电池综合评分子系统包括评分信息采集单元，所述评分信息采集单元的输出端电性连接评分信息对比单元的输入端，所述评分信息对比单元的输出端电性连接评分信息统计单元的输入端，所述评分信息统计单元的输出端电性连接电池综合评分中心系统的输入端，所述电池综合评分中心系统的输出端分别电性连接评分信息存储单元和评分数据整合单元的输入端，所述评分数据整合单元的输出端电性连接评分数据分发单元的输入端；

评分信息采集单元采集评分信息，通过评分信息对比单元对采集的评分信息进行对比，评分信息统计单元对评分信息进行统计并传输至电池综合评分中心系统，通过评分数据整合单元将评分数据进行整合，通过评分数据分发单元可以将评分信息分发至各个阶层，实现资源的共享，评分信息存储单元用来存储评分信息；

所述数据终端传输子系统包括基础数据采集单元，所述基础数据采集单元的输出端电性连接基础数据统计单元的输入端，所述基础数据统计单元的输出端电性连接基础数据处理大单元的输入端，所述基础数据处理单元的输出端电信连接数据终端传输子系统的输入端，所述数据终端传输子系统的输入端电性连接基础数据更新单元的输出端，所述数据终端传输子系统的输出端分别电性连接基础数据存储单元和无线收发单元的输入端，所述无线收发单元的输出端电性连接互联网的输入端，所述互联网的输出端分别电性连接远程终端和移动终端的输入端；

通过基础数据采集单元采集电池的基础数据，基础数据统计单元对采集的数据进行统计，基础数据处理单元将基础数据进行处理分析并传输至数据终端传输中心系统，通过基础数据更新单元实现基础数据的实时更新，基础数据存储单元用来存储基础数据，通过无线收发单元和互联网实现数据的快速高效和安全的传输，将数据传输至远程终端和移动终端，实现了对电池的终端监控，可以时刻了解电动汽车电池的各项信息，提高了电池的安全系数。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。