动力电池的充放电管理系统

本发明属于电池管理技术领域，尤其涉及一种动力电池的充放电管理系统。

背景技术：

动力电池，即为工具提供动力来源的电源，通常指为电动汽车提供动力的蓄电池，其拥有高能量密度、高功率、性能稳定等特点。

为了保证汽车的性能稳定性及行驶安全性，需要对动力电池的状态进行管理，目前的管理方法通常是通过bms系统(电池管理系统)采集电池的运行参数并发送给车载终端，当电池的容量不足或者温度超出某个范围值时发出提示或限制电池的充放电功率。

这样的方式能够在一定程度上避免因电池问题而导致的车辆事故，但是，电池的参数变化是一个动态的过程，当电池达到提示状态时通常电池已经出现问题(如温度过高)，如果此时车辆处于行驶状态则存在因电池异常导致的安全隐患。即使采取立刻限制电池放电功率的策略，由于电池的温度并非仅由自身的工作状态决定，限制电池放电功率后电池的异常可能仍会持续存在，上述安全隐患仍然存在。

因此，需要一种动力电池的充放电管理系统，能够减少动力电池使用时的安全隐患，提高电动汽车的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种动力电池的充放电管理系统，能够减少动力电池使用时的安全隐患，提高电动汽车的安全性。

本发明提供的基础方案为：

动力电池的充放电管理系统，包括存储单元、采集单元、处理单元和散热单元；

存储单元内存储有理想高温、安全高温、安全速度及车辆维修点定位；采集单元用于采集电池的状态及参数，还用于采集环境温度、车辆速度及车辆定位；

处理单元用于根据电池的状态、参数及环境温度分析电池的温度变化趋势，还用于当分析结果为电池为放电状态且温度将超过理想高温时，给散热单元发送第一降温信号；散热单元用于接收到第一降温信号后进行散热；

处理单元还用于发送第一降温信号后，分析电池温度变化趋势的结果为已经超过理想温度且会超过安全温度时，给散热单元发送第二降温信号，同时控制电池的输出功率；散热单元还用于接收到第二降温信号后加强散热；

处理单元还用于发送第二降温信号后，分析电池温度变化趋势的结果为继续上升时，根据当前车辆定位获取最近的车辆维修点定位并生成检修导航；处理单元还用于生成检修导航后判断车辆速度是否大于安全速度，若大于，则发出警报。

名词解释：

理想高温，即电池充放电时的理想温度范围的最高值；

安全高温，即电池充放电时高于理想高温但在正常温度内的最高值。

基础方案工作原理及有益效果：

使用本系统，处理单元会根据电池的状态、参数及环境温度分析电池的温度变化趋势，可提前知道电池温度可能出现的状况，便于及时作出应对措施。

为了保证电池的使用寿命和稳定性，电池在车辆的行驶过程中应尽量处于理想温度范围内。电池为放电状态说明车辆在行驶中，此时，若电池的温度变化趋势分析结果为电池的温度将超过理想高温，则说明电池不能持续在理想温度范围内工作，因此处理单元给散热单元发送第一降温信号，散热单元进行散热处理，尽量使电池在理想温度范围内持续工作。

若散热单元进行散热处理后，电池温度变化趋势为已经超过理想温度且会超过安全温度，则说明当前的散热方式并不理想，若持续下去，可能会对电池造成损坏并且存在一定的安全隐患。因此，处理单元给散热单元发送第二降温信号，散热单元接收到第二降温信号后加强散热，同时，处理单元控制电池的输出功率，减少电池本身的发热量，从热量的产生和发散两方面同时进行处理，尽可能使电池的温度恢复到正常范围内，防止电池出现损坏的情况。

发送第二降温信号(即加强散热)后，若分析电池温度变化趋势的结果为继续上升，则说明电池的散热出现了异常情况需要进行检修，因此，处理单元根据当前车辆定位获取最近的车辆维修点定位并生成检修导航；车主可根据检修导航到最近的车辆维修点进行检修，及早清除安全隐患。同时，由于此时电池的散热存在异常情况，在车主行驶向车辆维修点的过程中，需要控制车速，若车速大于安全速度，电池的发热量难以有效控制，有可能会引发安全事故。因此，处理单元还判断车辆速度是否大于安全速度，若大于，则发出警报，让车主保持安全的行驶速度，避免出现安全事故。

综上，使用本系统，能够减少动力电池使用时的安全隐患，提高电动汽车的安全性。

进一步，存储单元内还存储有异常高温；处理单元还用于生成检修导航后，分析电池温度变化趋势的结果为继续上升且会超过安全温度时，发出紧急停车信号。

名词说明：异常高温，即电池易出现损坏的温度临界值。

车主向最近车辆维修点行驶的过程中，若电池温度变化趋势的分析结果为继续上升且会超过安全温度时，则说明电池散热的异常情况已经比较严重，需要尽快停止工作否则容易出现安全事故，因此，处理单元发出紧急停车信号，让车主了解情况后尽快找位置停车，防止出现安全事故。

进一步，还包括维修端；处理单元还用于发出紧急停车信号后，向最近车辆维修点的维修端发送第一维修信号，第一维修信号包括当前车辆定位。

这样的设置，当车主紧急停车后，最近车辆维修站的工作人员可及时赶到停车点。

进一步，处理单元还用于生成检修导航后，根据电池的参数分析剩余电量是否能够行驶到最近的车辆维修点，若否，则处理单元根据剩余电量及车辆的当前定位生成推荐停车定位，并分析到达推荐停车定位的预计时间，同时给维修端发送第二维修信号，第二维修信号包括推荐停车定位和预计时间。

这样的设置，当车主向最近的车量维修点行驶且当前的电量不足时，可以得到一个适合的停车位置。与直接就近停车相比，可以使车辆尽快得到检修，除此，如果车主不在市区而车辆又需要拖回修理点，由于拖行距离更短，可以为车主节省一定的拖车费用。对于维修点的工作人员而言，则可以根据预计时间和推荐停车定位选择出发时间。

进一步，还包括加热单元；存储单元内还存储有理想低温；处理单元还用于当电池为放电状态且温度变化趋势为将低于理想低温时，给加热单元发送加热信号；加热单元用于接收到加热信号后工作预设时长。

在行驶过程中，当电池的温度较低时可以及时对其进行加热升温，使其持续在理想温度范围内工作。

进一步，存储单元内还存储有启动低温；处理单元还用于当电池为充电状态且温度变化趋势为将低于启动低温时，给加热单元发送第二加热信号；加热单元还用于接收到加热信号后工作第二预设时长。

在某些温度特别低的地区，有时会出现电池不能充电的情况，这是因为电池有一个启动低温，若电池低于这个温度就不能充电。这样的设置，可以保证电池能够持续的充电。

进一步，电池的状态包括充电状态和放电状态；电池的参数包括电流、电压、电量及温度。

附图说明

图1为本发明实施例一的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一

如图1所示，动力电池的充放电管理系统，包括装载在电动车辆上的存储单元、采集单元、处理单元和散热单元。其中，处理单元和存储单元可集成在车辆的行车电脑ecu上，采集单元包括温度传感器和电流电压传感器，散热单元包括扇热风扇。还包括维修端，本实施例中，维修端为装载对应app的智能手机。

存储单元内存储有理想高温、安全高温、异常高温、安全速度及车辆维修点定位；采集单元用于采集电池的状态及参数，还用于采集环境温度、车辆速度及车辆定位。其中，电池的状态包括充电状态和放电状态；电池的参数包括电流、电压、电量及温度。

处理单元用于根据电池的状态、参数及环境温度分析电池的温度变化趋势，还用于当分析结果为电池为放电状态且温度将超过理想高温时，给散热单元发送第一降温信号；散热单元用于接收到第一降温信号后进行散热。

处理单元还用于发送第一降温信号后，分析电池温度变化趋势的结果为已经超过理想温度且会超过安全温度时，给散热单元发送第二降温信号，同时控制电池的输出功率，具体的，处理单元可通过电池bms系统控制电池的输出功率。散热单元还用于接收到第二降温信号后加强散热，即增大风力。控制的输出功率的具体数值，本领域技术人员可依据电池的型号具体设置。

处理单元还用于发送第二降温信号后，分析电池温度变化趋势的结果为继续上升时，根据当前车辆定位获取最近的车辆维修点定位并生成检修导航；处理单元还用于生成检修导航后判断车辆速度是否大于安全速度，若大于，则发出警报。

处理单元还用于生成检修导航后，分析电池温度变化趋势的结果为继续上升且会超过安全温度时，发出紧急停车信号。处理单元还用于发出紧急停车信号后，向最近车辆维修点的维修端发送第一维修信号，第一维修信号包括当前车辆定位。当车主紧急停车后，最近车辆维修站的工作人员可以根据第一维修信号及时赶到停车点。处理单元向维修端发送信号的具体方式，可使用通过后台服务器作为信号中转站的方式。

处理单元还用于生成检修导航后，根据电池的参数分析剩余电量是否能够行驶到最近的车辆维修点，若否，则处理单元根据剩余电量及车辆的当前定位生成推荐停车定位，并分析到达推荐停车定位的预计时间，同时给维修端发送第二维修信号，第二维修信号包括推荐停车定位和预计时间。

使用本系统，当电池不能持续在理想温度范围内工作，因此，处理单元给散热单元发送第一降温信号，散热单元进行散热处理，尽量使电池在理想温度范围内持续工作。若第一降温信号后的散热不理想，处理单元会给散热单元发送第二降温信号，散热单元接收到第二降温信号后加强散热，同时，处理单元控制电池的输出功率，减少电池本身的发热量，从热量的产生和发散两方面同时进行处理，尽可能使电池的温度恢复到正常范围内，防止电池出现损坏。

加强散热后，若分析电池温度变化趋势的结果为继续上升，则说明电池的散热出现了异常情况需要及时进行检修，因此，处理单元根据当前车辆定位获取最近的车辆维修点定位并生成检修导航；车主可根据检修导航到最近的车辆维修点进行检修，及早清除安全隐患。同时，由于此时电池的散热存在异常情况，在车主行驶向车辆维修点的过程中，需要控制车速，若车速大于安全速度，电池的发热量难以有效控制，有可能会引发安全事故。因此，处理单元还判断车辆速度是否大于安全速度，若大于，则发出警报，让车主保持安全的行驶速度，避免出现安全事故。

实施例二

与实施例一不同的是，本实施例中，还包括装载在车辆上的加热单元，加热单元可以为加热片或者加热管，本实施例中为加热管。

存储单元内还存储有理想低温和启动低温。处理单元还用于当电池为放电状态且温度变化趋势为将低于理想低温时，给加热单元发送加热信号；加热单元用于接收到加热信号后工作预设时长。在行驶过程中，当电池的温度较低时可以及时对其进行加热升温，使其持续在理想温度范围内工作。

处理单元还用于当电池为充电状态且温度变化趋势为将低于启动低温时，给加热单元发送第二加热信号；加热单元还用于接收到加热信号后工作第二预设时长。这样，可以保证电池能够持续的充电。

实施例三

与实施例二不同的是，采集单元还包括设置在车内座位的压力传感器；还包括车主端，本实施例中车主端为装载对应app的智能手机。

处理单元还用于当电池为充电状态且温度变化趋势为将低于启动低温时，根据压力传感器的数据分析车内是否有人，若分析结果为某位置有人且持续时间超过x分钟，则处理单元调取车门状态数据，若车门状态为开启且持续时间超过y分钟，则处理单元给车主端发送报警信号；车主端用于接收到报警信号后，通过语音、闪光加震动的方式进行提醒。

其中，x、y的具体数值，本领域技术人员可依据具体地区具体设置。

当电池为充电状态且温度变化趋势为将低于启动低温时，说明外界温度很低且车辆在充电桩进行充电，此时，处理单元根据压力传感器的数据分析车内是否有人，如果分析结果为某位置有人且持续时间超过x分钟，则说明可能有人正在车内休息。正在休息的人由于处于迷糊状态，即使温度很低也只会下意识的做蜷曲身体之类的措施。由于外界温度很低，如果此时车门未关好，外部冷空气进入车内，可能会导致休息的人生病，因此，处理单元调取车门状态数据，若车门状态为开启且持续时间超过y分钟，则说明此事车内休息的人处于容易生病的环境。

通常造成这种情况的可能有两种，一种是车主下车充电再回到车上休息时忘了关车门，另一种情况是车辆充电时车主下车去办事或溜达但忘了关门，其家属(如小孩)在车上休息。无论哪种情况车内的人都存在生病的风险，因此，处理单元给车主端发送报警信号。车主端接收到报警信号后，通过语音、闪光加震动的方式进行提醒，确保车主了解情况。如果是车主自己在车上，可顺手将车门关上并进行保温措施；如果是家属在车上，距离较近时可立即赶到车上关门并查看家属情况，距离较远时可以通过电话的方式提醒家属，如果家属年纪较小没有电话或者电话没有联系上，至少也可以尽快赶到充电处，查看家属情况。

这样，可以尽可能减小充电时由于车主粗心导致的生病风险。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。