电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法，系统包括一个或多个动力电池检测修复单元、主分析系统、显示系统和无线传输系统，每个动力电池检测修复单元均包括动力电池组以及检测修复终端，检测修复终端包括单体电池检测端、电池组修复开关控制端、电池检测控制模块以及与每节动力电池对应的能量转移电路和隔离电路，单体电池检测端与电池检测控制模块连接，电池组修复开关控制端与电池检测控制模块连接，电池检测控制模块还与主分析系统连接，显示系统和无线传输系统均与主分析系统连接。本发明能对动力电池的一致性进行检测且能自动修复、提高电动汽车动力电池的使用寿命。
【专利说明】
电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及动力电池检测领域，特别涉及一种电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法。
【背景技术】
[0002]最近几年电动汽车越来越多，同样电动汽车所有动力电池也越来越多，不久的将来动力电池将会频繁出现一致性不好，不方便检测等问题。汽车修理店等也在需要针对动力电池的一套完整的检测设备以及动力电池的修复设备。现有的动力电池检测系统只具有检测功能，不具有修复功能，当动力电池衰减后出现不一致时，由于不能对其进行自动修复，这样将会降低电动汽车动力电池的使用寿命。另外，现有的动力电池检测系统也不能判定动力电池组中的哪一节动力电池出现了损坏。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述只能对一致性进行检测不能自动修复、降低电动汽车动力电池的使用寿命的缺陷，提供一种能对动力电池的一致性进行检测且能自动修复、提高电动汽车动力电池的使用寿命的电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电动汽车动力电池自动检测与修复系统，包括一个或多个动力电池检测修复单元、主分析系统、显示系统和无线传输系统，每个所述动力电池检测修复单元均包括动力电池组以及与所述动力电池组连接、用于检测所述动力电池组的检测修复终端，所述动力电池组包括多节串联的动力电池，所述检测修复终端包括单体电池检测端、电池组修复开关控制端、电池检测控制模块以及与每节动力电池对应的能量转移电路和隔离电路，所述单体电池检测端与所述电池检测控制模块连接，所述能量转移电路的一端与对应的动力电池的正极连接，所述隔离电路的一端与对应的动力电池的负极连接，所述能量转移电路的另一端和隔离电路的另一端均与所述电池组修复开关控制端连接，所述电池组修复开关控制端与所述电池检测控制模块连接，所述电池组修复开关控制端还分别与电池组总线正极端和电池组总线负极端连接，所述电池检测控制模块还与所述主分析系统连接，所述显示系统和无线传输系统均与所述主分析系统连接。
[0005]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，所述单体电池检测端通过SPI接口与所述电池检测控制模块连接。
[0006]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，所述电池组修复开关控制端通过UART接口与所述电池检测控制模块连接。
[0007]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，所述电池检测控制模块通过CAN总线与所述主分析系统连接。
[0008]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，所述显示系统和无线传输系统均通过RS232接口或RS485接口与所述主分析系统连接。
[0009]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，每个所述动力电池组包括32节串联的动力电池。
[0010]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统中，所述检测修复终端上设有电源按键、菜单按键、扫描按键和修复按键。
[0011 ]本发明还涉及一种电动汽车动力电池自动检测与修复方法，包括如下步骤:
[0012]A)单体电池检测端对动力电池组中每节动力电池进行数据采集，并将采集到的电池数据通过SPI接口传输给电池检测控制模块，所述电池检测控制模块通过CAN总线将所述电池数据传送到主分析系统；
[0013]B)所述主分析系统对所述电池数据进行分析，判断所述动力电池组中各动力电池之间的电压差是否大于设定值，如是，所述显示系统显示当前所有动力电池的信息，并对一致性异常的动力电池进行标注，执行步骤C);否则，认为所述动力电池组正常；
[0014]C)维修员启动修复按键，电池检测控制模块收到所述主分析系统的命令后通过UART接口传送到电池组修复开关控制端，所述电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路和隔离电路进行动力电池之间的能量转移修复；
[0015]D)启动充电和放电循环测试，根据两次满充及满放的实际容量来判定当前动力电池组的实际容量。
[0016]在本发明所述的电动汽车动力电池自动检测与修复方法中，如果连续两次修复发现都是同一节动力电池的容量偏少，所述主分析系统会给出当前动力电池属于异常的信息。
[0017]实施本发明的电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法，具有以下有益效果:由于单体电池检测端将所采集到的电池数据通过SPI接口传输给电池检测控制模块，同时电池检测控制模块会通过CAN总线告知主分析系统，主分析系统会根据所得到的所有动力电池的信息来判定怎么进行能量转移补充，电池检测控制模块收到主分析系统的指令后，通过UART接口告诉电池组修复开关控制端，电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路和隔离电路进行动力电池之间能量的转移修复，所以其能对动力电池的一致性进行检测且能自动修复、提高电动汽车动力电池的使用寿命。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法一个实施例中系统的结构示意图；
[0020]图2为所述实施例中动力电池检测修复单元的结构示意图；
[0021]图3为所述实施例中显示系统显示各动力电池组的信息的示意图；
[0022]图4为所述实施例中方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]在本发明电动汽车动力电池自动检测与修复系统及方法实施例中，其电动汽车动力电池自动检测与修复系统的结构示意图如图1所示。本实施例中，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统包括一个或多个动力电池检测修复单元、主分析系统、显示系统和无线传输系统。图1中画出了多个动力电池检测修复单元，每个动力电池检测修复单元均通过CAN总线与主分析系统连接，显示系统和无线传输系统均与主分析系统连接。具体来讲，显示系统和无线传输系统均通过RS232接口或RS485接口与主分析系统连接。
[0025]图2为本实施例中动力电池检测修复单元的结构示意图，图2中，每个动力电池检测修复单元均包括动力电池组和检测修复终端，检测修复终端与动力电池组连接，用于检测动力电池组的实际数据，动力电池组包括多节动力电池，每节动力电池依次串联。本实施例中，动力电池组包括32节串联的动力电池，这样，单个检测修复终端可以检测32节动力电池。所有模块之间都是CAN总线通信。当然，在本实施例的一些情况下，动力电池组中所包含的动力电池的节数可以根据具体需求进行相应增减。
[0026]本实施例中，检测修复终端包括单体电池检测端、电池组修复开关控制端、电池检测控制模块、能量转移电路和隔离电路，其中，电池检测控制模块可以是MCU，能量转移电路和隔离电路的数量与动力电池组中动力电池的节数相等，例如:当动力电池组中含有32节动力电池时，能量转移电路和隔离电路的数目也均为32个，每一组能量转移电路和隔离电路均与一节动力电池相对应，并与该对应的动力电池连接。本实施例中，单体电池检测端与电池检测控制模块连接，具体的，单体电池检测端可以通过SPI接口与电池检测控制模块连接。
[0027]本实施例中，针对每一组能量转移电路和隔离电路，具体的，能量转移电路的一端与对应的动力电池的正极连接，隔离电路的一端与对应的动力电池的负极连接，能量转移电路的另一端和隔离电路的另一端均与电池组修复开关控制端连接，电池组修复开关控制端与电池检测控制模块连接，电池组修复开关控制端可以通过UART接口与电池检测控制模块连接。电池组修复开关控制端还分别与电池组总线正极端和电池组总线负极端连接，电池检测控制模块还与主分析系统连接，具体的，电池检测控制模块可以通过CAN总线与主分析系统连接。
[0028]本实施例中，单体电池检测端将所采集到的动力电池的实际数据通过SPI接口信传输给电池检测控制模块，同时电池检测控制模块会通过CAN总线告知主分析系统，主分析系统会根据所得到的动力电池的实际数据来判定怎么进行能量转移补充。电池检测控制模块收到主分析系统的指令后通过UART接口通知电池组修复开关控制端，电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路以及隔离电路主要是起到电池与电池之间能量转移的是安全控制。检测修复终端将所采集到的数据通过CAN总线告诉主分析系统。主分析系统根据对所有模块进行数据分析，判定整个动力电池组是否出现衰减后一致性偏低。例如:当单体动力电池的电压差超出50?10mV时，就属于衰减后一致性偏低(即动力电池的一致性变差)ο当然，实际应用中，可以根据具体情况来相应设置一致性偏低的临界范围值。
[0029]当该电动汽车动力电池自动检测与修复系统判定动力电池组一致性很差的情况时，显示系统会给出判断结果，同时会在显示界面上显示当前所有动力电池的信息，一致性异常的动力电池会用红色标注。图3为本实施例中显示系统显示各动力电池组的信息的示意图。
[0030]本实施例中，检测修复终端上设有电源按键POWER、菜单按键MENU、扫描按键SCAN和修复按键RESTORE。当按下扫描按键SCAN，各检测修复终端开始进行检测，如果显示系统显示正常，则表明动力电池组正常，当显示系统显示异常时，维修员启动修复按键RESTORE。当维修员启动修复按键RESTORE ο该电动汽车动力电池自动检测与修复系统会根据当前实际动力电池组的状态进行能量转移修复，也就是将电压高的动力电池向其他电压偏低的动力电池进行能量补充，也即是能量高的动力电池可以给任意一节能量低的动力电池进行能量补，使整个动力电池组的电压保持一致。通常情况下会在4?8个小时后完成能量转移修复。但实际应用中，根据具体容量的不同，修复时间也不一样。然后，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统同时会启动充电、放电循环测试，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统进行充电容量学习，并判定实际充入容量和实际放出容量。
[0031 ]本实施例中，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统会根据两次满充以及满放的实际容量来判断当前动力电池组的实际容量。例如:实际容量为lOOAh，经过两年使用，动力电池会衰减，此时通过该电动汽车动力电池自动检测与修复系统所得到的实际容量是两个循环实际充入容量。每次实际充入容量位80Ah，每次放出容量为80Ah，显示系统就会在显示界面显示当前动力电池组的实际容量只有80Ah。
[0032]另外，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统如果连续两次修复发现都是同一节动力电池容量偏少，该电动汽车动力电池自动检测与修复系统会给出当前动力电池属于异常的提示，表示当前动力电池已经不能修复，需要返厂更换电池。该电动汽车动力电池自动检测与修复系统的能量转移可以实现5?10A能量转移，通过将动力电池检测修复单元并联还可以实现电流翻倍。本发明能解决动力电池的检测、动力电池衰减后不一致性的修复，本发明能提高电动汽车动力电池的使用寿命，同时检测设备也能判定动力电池组某一节动力电池是否已经损坏。
[0033]本实施例还涉及一种电动汽车动力电池自动检测与修复方法，其流程图如图4所示。图4中，该方法包括如下步骤:
[0034]步骤SOl单体电池检测端对动力电池组中每节动力电池进行数据采集，并将采集到的电池数据通过SPI接口传输给电池检测控制模块，电池检测控制模块通过CAN总线将电池数据传送到主分析系统:本步骤中，单体电池检测端对动力电池组中每节动力电池进行数据采集，并将采集到的电池数据(实际电池数据)通过SPI接口传输给电池检测控制模块，电池检测控制模块通过CAN总线将电池数据传送到主分析系统。
[0035]步骤S02主分析系统对电池数据进行分析，判断动力电池组中各动力电池之间的电压差是否大于设定值:本步骤中，主分析系统对电池数据进行分析，判断动力电池组中各动力电池之间的电压差是否大于设定值，如果判断的结果为是，则执行步骤S04;否则，执行步骤S03。本实施例中，上述设定值为50?100mV，当动力电池组中各动力电池之间的电压差大于该设定值时，认为出现了衰减后一致性偏低。
[0036]步骤S03认为动力电池组正常:如果上述步骤S02的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，认为动力电池组正常。
[0037]步骤S04显示系统显示当前所有动力电池的信息，并对一致性异常的动力电池进行标注:如果上述步骤S02的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，显示系统显示当前所有动力电池的信息，并对一致性异常的动力电池进行标注，比如用红色标注或其他颜色标注。执行完本步骤，执行步骤S05。
[0038]步骤S05维修员启动修复按键，电池检测控制模块收到主分析系统的命令后通过UART接口传送到电池组修复开关控制端，电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路和隔离电路进行动力电池之间的能量转移修复:本步骤中，维修员启动修复按键，电池检测控制模块收到主分析系统发送的修复命令后，通过UART接口传送到电池组修复开关控制端，电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路和隔离电路进行动力电池之间的能量转移修复。将能量高的动力电池向能量偏低的动力电池进行能量转移，直到动力电池组中各动力电池之间的电压差达到10?20mV后，才算修复完成。
[0039 ]步骤S06启动充电和放电循环测试，根据两次满充及满放的实际容量来判定当前动力电池组的实际容量:本步骤中，启动充电和放电循环测试，根据两次满充及满放的实际容量来判定当前动力电池组的实际容量。如果连续两次修复发现都是同一节动力电池的容量偏少，例如:低于事先设定的容量值，主分析系统会给出当前动力电池属于异常的信息，这样就能判定动力电池组某一节动力电池是否已经损坏。
[0040]总之，本发明能解决动力电池的检测和动力电池衰减后不一致性的修复，提高电动汽车动力电池的使用寿命，同时检测设备也能判定动力电池组某一节动力电池是否已经损坏，便于及时采取相应的应对措施。
[0041]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，包括一个或多个动力电池检测修复单元、主分析系统、显示系统和无线传输系统，每个所述动力电池检测修复单元均包括动力电池组以及与所述动力电池组连接、用于检测所述动力电池组的检测修复终端，所述动力电池组包括多节串联的动力电池，所述检测修复终端包括单体电池检测端、电池组修复开关控制端、电池检测控制模块以及与每节动力电池对应的能量转移电路和隔离电路，所述单体电池检测端与所述电池检测控制模块连接，所述能量转移电路的一端与对应的动力电池的正极连接，所述隔离电路的一端与对应的动力电池的负极连接，所述能量转移电路的另一端和隔离电路的另一端均与所述电池组修复开关控制端连接，所述电池组修复开关控制端与所述电池检测控制模块连接，所述电池组修复开关控制端还分别与电池组总线正极端和电池组总线负极端连接，所述电池检测控制模块还与所述主分析系统连接，所述显示系统和无线传输系统均与所述主分析系统连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，所述单体电池检测端通过SPI接口与所述电池检测控制模块连接。3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，所述电池组修复开关控制端通过UART接口与所述电池检测控制模块连接。4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，所述电池检测控制模块通过CAN总线与所述主分析系统连接。5.根据权利要求1至4任意一项所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，所述显示系统和无线传输系统均通过RS232接口或RS485接口与所述主分析系统连接。6.根据权利要求5所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，每个所述动力电池组包括32节串联的动力电池。7.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池自动检测与修复系统，其特征在于，所述检测修复终端上设有电源按键、菜单按键、扫描按键和修复按键。8.—种电动汽车动力电池自动检测与修复方法，其特征在于，包括如下步骤: A)单体电池检测端对动力电池组中每节动力电池进行数据采集，并将采集到的电池数据通过SPI接口传输给电池检测控制模块，所述电池检测控制模块通过CAN总线将所述电池数据传送到主分析系统； B)所述主分析系统对所述电池数据进行分析，判断所述动力电池组中各动力电池之间的电压差是否大于设定值，如是，所述显示系统显示当前所有动力电池的信息，并对一致性异常的动力电池进行标注，执行步骤C);否则，认为所述动力电池组正常； C)维修员启动修复按键，电池检测控制模块收到所述主分析系统的命令后通过UART接口传送到电池组修复开关控制端，所述电池组修复开关控制端通过控制能量转移电路和隔离电路进行动力电池之间的能量转移修复； D)启动充电和放电循环测试，根据两次满充及满放的实际容量来判定当前动力电池组的实际容量。9.根据权利要求8所述的电动汽车动力电池自动检测与修复方法，其特征在于，如果连续两次修复发现都是同一节动力电池的容量偏少，所述主分析系统会给出当前动力电池属于异常的信息。
【文档编号】G01R31/36GK106099225SQ201610657715
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月10日 公开号201610657715.3, CN 106099225 A, CN 106099225A, CN 201610657715, CN-A-106099225, CN106099225 A, CN106099225A, CN201610657715, CN201610657715.3
【发明人】任焕, 李振文, 王艳
【申请人】深圳市智锂能源科技有限公司