一种电动汽车充电过程中对BMS的安全防护装置的制作方法

一种电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置
技术领域
1.本实用新型涉及新能源充电技术领域，具体为一种电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置。


背景技术：

2.在能源危机和环境恶化的双重压力下，人类开始探索使用清洁能源，新能源电动汽车就在此背景下应运而生。电动汽车拥有高能效、低污染、环境友好等优势，电动汽车研发及大规模商业化推广应用也在各大城市如火如荼地展开。然而，目前频繁发生的充电事故是制约电动汽车产业发展的主要威胁，而电池热失控是电动汽车充电安全事故发生的主要原因，与此同时，文献也表明在充电过程中电动汽车起火、爆炸的主要原因是由电池故障引发热失控所导致。频繁发生的事故不仅会危及用户和运营商的人身财产安全，在一定程度上还制约了电动汽车产业的发展，因此对电动汽车bms的安全防护逐渐成为广大研究学者关注的焦点。


技术实现要素：

3.为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置，以保证电动汽车充电过程的安全性，避免电动汽车充电安全事故的发生。
4.本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
5.一种电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置，包括核心控制器，所述核心控制器设有can接口，所述can接口与充电桩can接口连接，can接口用于采集电动汽车与充电桩之间的通讯报文；所述核心控制器用于解析采集到的通讯报文并获得电池的电压数据、电流数据、温度数据，核心控制器还用于判断是否存在数据异常；核心控制器通过串口连接有断路器，所述断路器设置于充电桩进线端上，在核心控制器判定存在数据异常时，核心控制器通过串口向断路器发送断路控制信息，断路器根据接收到的断路控制信息断开电路。
6.在上述技术方案中，通过can接口采集电动汽车与充电桩之间的通讯报文，核心控制器解析核心报文得到电池相关数据，并判断电池数据是否存在异常，当数据出现异常时，即认为充电过程可能存在安全隐患，核心控制器向断路器发送控制信息，断路器断开，及时避免安全事故的发生。
7.进一步地，其特征在于，还包括通信单元和显示终端，所述通信单元与核心控制器连接，通信单元用于将电压数据、电流数据、温度数据和预警信息实时传输至显示终端，显示终端用于实时显示接收到的数据和信息。通信单元将数据实时传输至显示终端显示，便于车主或管理人员掌握充电过程中设备参数的实时状况。
8.进一步地，所述通信单元为3g/4g/5g芯片。采用3g/4g/5g芯片传输数据，使设备接入网络更加方便，且网络安全和稳定更能达到保障，确保了设备的工作稳定性。
9.进一步地，还包括金属防护箱，所述核心控制器和通信单元位于金属防护箱内。将电子器件放置与金属防护箱内，能对元器件起到较好的保护作用。
10.进一步地，所述金属防护箱外壁上设置有至少一个用于散热的翅片。金属防护箱内的电子元器件在工作时会产生热量，箱体内温度过高会影响设备的工作效率，设置散热用的翅片能避免箱体内温度过高，确保设备的工作效率。
11.进一步地，所述金属防护箱外壳上设置有至少一个安装耳，所述安装耳上设置有安装孔。安装耳方便设备的安装。
12.进一步地，还包括电源单元，所述电源单元通过电源适配器接入民用电中，电源单元用于给核心控制器供电。通过电源适配器从民用电中接入电能，使本装置的安装和使用更加方便。
13.进一步地，所述核心控制器解析通讯报文还能获得预警信息。预警信息能较为准确的反应充电过程存在的风险。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
15.(1)本实用新型提供的中电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置是以can接口采集电池组或者单体电池的电压、电流、温度等数据，再将数据以无线方式上传至云服务器，并实时在移动终端显示。在充电过程中，如若判定出bms数据异常，该装置会主动触发安全机制，驱动断路器直接切断充电桩供电电源，以减少甚至避免电动汽车充电事故的发生。相比于人工现场手动切断电源不仅提高了操作效率，还切实保障了用户及运营商的生命财产安全；
16.(2)本实用新型是基于3g/4g/5g无线通信方式与云服务器建立连接，使得充电桩所在区域只需覆盖移动信号，用户就可以通过所述显示终端看到实时数据，以便对自己车辆的安全程度有更直观的了解。
附图说明
17.图1为根据本技术实施例的电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置的示意图；
18.图2为本技术实施例的电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置金属防护箱结构示意图。
19.图中：1、核心控制器；2、车桩can总线；3、通信单元；4、电源单元；5、电源适配器；6、云服务器；7、显示终端；8、插座；9、充电桩；10、断电器；11、金属防护箱；1101、安装耳及安装孔；1102、天线接头；1103、can和rs485接线端子；1104、电源接线端子；1105、翅片。
具体实施方式
20.以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.如图1所示，本实施例提供一种电动汽车充电过程中对bms的安全防护装置，包括核心控制器1，核心控制器1为一款工业控制核心板，采用freescale-a7 528mhz主频的处理器，以先进的电源管理架构带来更低功耗。标配8路uart、2路usb otg、2路can-bus、2路以太网等接口；标配128/256mb ddr3和128/256mb nand flash、硬件看门狗；通过严格emc和高低温测试，确保核心板在严酷的环境下稳定工作。核心控制器1是基于arm-linux嵌入式架构，预装成熟的linux系统。其众多车规级外部接口均采用隔离设计，并且都通过了严格的抗干扰、抗静电、防浪涌测试，完全可以实现安全车辆、工业现场控制数据的可靠传输。
25.核心控制器1设置有can接口，can接口与车桩can总线2连接，并基于gb/t 27930-2011/2015通信规约采集通信报文，采集到的通信报文经由核心控制器解析，得到电池电压数据、电流数据、温度数据和预警信息，并判断是否存在异常数据。核心控制器1通过rs485总线与外部电源电路上的断路器10相配合，根据解析得到的bms异常数据，来主动执行切断电源动作，即如果发现存在异常数据，核心控制器1直接下发指令控制断路器10执行动作。断路器10为带有rs485总线接口的空气开关，并通过modbus协议与核心控制器1进行数据交互，具有通信延时低、响应快等优势，既可以直接控制火线分合，还能自行设定过流、过载、过压等参数。
26.通信单元3为gprs无线通信设备，具体为ml302-snlm 4g全网通模组lte cat.1系列模块，可实现串口设备与服务器之间的数据通信，使用时需插入sim卡。通信单元3用于将电池数据传输至云服务器6。
27.gprs英文全称为general packet radio service，中文名称为通用无线分组业务，是一种基于gsm系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线ip连接。相对原来gsm的拨号方式的电路交换数据传送方式，gprs是分组交换技术，具有“实时在线”“按量计费”“快捷登录”“高速传输”“自如切换”的优点。通俗地讲，gprs是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。gprs是gsm网络向第三代移动通信系统过
渡的一项2.5代通信技术，在许多方面都具有显著的优势。
28.显示终端7可以是移动终端、固定终端或其他便携式终端，例如计算机、手机或pad等。显示终端7作为实时显示装置，可以展示此次充电过程的充电电流、充电电压、电池温度及预警信息等。
29.电源模块4为jd系列模块，电源模块4用以给核心控制器1供电。实用场景中有220v电源的插座时，可将电源适配器5的输入端直接连接插座，输出端连接电源模块。若没有现有的插座，可从与主供电母线连接的断路器10的进线侧引出电源线并安装插座。电源适配器5为saw06系列，将交流输入转换为直流输出。本实施例中所使用的为12v电源适配器，其能为电源模块提供12v恒定直流电源。
30.如图2所示，通信单元3电性连接有天线接头1102，天线接头1102电性连接有4g天线，4g天线可选用4g-2901系列胶棒天线，能够适用于电脑路由通讯设备及物联网产品的无线通信，如lora设备、nb-iot设备、4g模块和wifi模块。通过外接的4g天线，能够使执行模块更稳定的与移动基站交互4g数据。
31.核心控制器1和通信单元3均安置于金属防护箱11内部，与天线接头1102连接的4g天线和电源适配器5均设置于金属防护箱11外部；将本实施例的系统器件安装于金属防护箱内能够避免由于外界不良条件所造成的损害，对整个系统起到保护作用的同时也为系统安装提供了方便。天线接头1102连接的4g天线安装于金属防护箱外部可保证其通信质量。而电源适配器5需要与外部的插座连接，所以也设置于金属防护箱的外部；天线接头1102为固定于金属防护箱11的sma接头或tnc接头；金属防护箱11安装有接线端子1103，接线端子1103包括can-bus、rs485接口，接线端子1104为电源接口。
32.为了安装接线端子1103、1104需要在金属防护箱11上开设矩形通孔，而为了保证金属防护箱11的整体密封性，需在接线端子1103、1104与金属防护箱11之间安装如橡胶垫片等密封件。
33.金属防护箱11还设有两个安装耳1101，且沿金属防护箱11对称设置；安装耳1101设有用于与紧固件配合的安装孔。
34.在安装时，使用螺钉等现有紧固件穿过安装孔后与合适的安装平面进行固定，当紧固件能够使安装耳1101与安装平面固定贴合后，金属防护箱11安装完成。
35.金属防护箱11的外壁间隔设有多个用于散热的翅片1105。翅片1105用于增大金属防护箱11的散热面积，提高散热效果，保证执行模块能够长时间稳定运行。
36.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。