一种锂电池电芯集成采集系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯集成采集系统。

背景技术

在新能源汽车中，锂电池作为储能和动力部件，其具有重要的地位，锂电池是由多个电芯集成，实际使用中，锂电池必须配备电池管理系统，以确保锂电池的安全及其使用寿命。

例如，经检索，中国专利公开号为CN101228659B的专利，公开了一种用于对具有多个单元的锂电池系统进行管理的系统，包括：可变阻抗元件，该可变阻抗元件与单元电连接并且位于与单元的一部分临近的位置上；设备，用于利用可变阻抗元件来确定单元的温度是否超过预定门限值；以及放电电阻器，该放电电阻器与该单元有选择地电连接以消耗该单元的电压，并且在该设备检测到单元温度超过该预定门限值的情况下有效地使该锂电池系统均衡。

上述专利存在以下不足：其简单的利用预定门限值的方法进行控制，无法监测电芯的充放电过程，从而无法实现预先调控的功能。

为此，本发明提出一种锂电池电芯集成采集系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种锂电池电芯集成采集系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锂电池电芯集成采集系统，其包括：

数据采集模块，其利用传感器采集锂电池电芯的各项参数，参数包括电池充放电电压和电流、电池温度、电池电量；

数据处理模块，其用于对采集的数据进行处理；

执行控制模块，其用于对锂电池的充放电状态进行控制；

数据传输模块，其用于对采集的数据进行传输，其传输方式可以为串口通信、网络通信或者蓝牙通信。

优选地：充电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

A1：当充电口接入电源时，系统根据规则确定充电时间t；

A2：数据采集模块采集锂电池电芯的电池电量a％；

A3：根据电池电量a％与充电时间Δt确定充电功率p，

A4：设定冗余功率Δp，然后执行控制模块根据p+Δp的功率进行充电；

A5：当电量达到100％或者达到充电时间Δt后，断开充电电源。

进一步地：所述A1步骤中，充电时间的确定规则可以为用户自主设定，也可以为由系统采集用户充电习惯确定。

在前述方案的基础上：所述A1步骤中，系统采集用户充电习惯确定充电时间Δt的方法包括以下步骤：

A11：获取用于既往对充电头的插拔时间t、t′，计算每次的插拔时间间隔εt，εt＝t′-t；

A12：按照时间顺序，将εt进行排序，其分别为εt

A13：根据公式计算充电时间Δt，

在前述方案中更佳的方案是：所述A13步骤中，p

作为本发明进一步的方案：所述A13步骤中，p

同时，所述A4步骤中，冗余功率Δp可以为用户自主设定，也可以由系统根据电池容量确定。

作为本发明的一种优选的：所述A4步骤中，充电过程中，实时对电芯温度进行监控，若出现异常则进行操作，其具体包括以下步骤：

A41：在充电过程中，进行电芯温度监测，并确定两次数据获取的时间间隔δt；

A42：设定温度增加幅度阈值τt和温度上限阈值τt′；

A43：若在时间间隔δt内采集到的两次温度变化大于温度增加幅度阈值τt时，则降低充电功率，若实时采集的温度大于温度上限阈值τt′时，则断开充电。

同时，放电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

B1：在放电过程中，根据最大电压阈值U

B2：在放电过程中，对电芯的温度进监测，并确定两次数据获取的时间间隔δt；

B3：设定温度增加幅度阈值τt和温度上限阈值τt′；

B4：若在时间间隔δt内采集到的两次温度变化大于温度增加幅度阈值τt时，则比例式限制输出功率，若实时采集的温度大于温度上限阈值τt′时，提醒驾驶员温度异常，并断开放电。

本发明的有益效果为：

1.本发明，在充放电过程中，采用双阈值的控制方法，其不仅可是实现状态阈值监控，还可在过程中进行过程阈值监控，从而可根据过程检测数据进行预先调控，增加安全性和使用寿命。

2.本发明，通过根据充电时间、电池电量对充电时的充电功率确定，并且配合冗余功率同步进行充电功率控制，从而一方面能保证相对较小的充电电流、电压，保护电池性能，另一方面也能保证充电电量足够。

3.本发明，对于充电时间的确定采用用户习惯的分析方法，并且采用根据时间节点不同权重的计算形式来计算确定当次充电时间，从而能更有效的贴合用户的近期充电习惯。

附图说明

图1为本发明提出的一种锂电池电芯集成采集系统的系统架构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1：

一种锂电池电芯集成采集系统，如图1所示，其包括：

数据采集模块，其利用传感器采集锂电池电芯的各项参数，参数包括电池充放电电压和电流、电池温度、电池电量；

数据处理模块，其用于对采集的数据进行处理；

执行控制模块，其用于对锂电池的充放电状态进行控制；

数据传输模块，其用于对采集的数据进行传输，其传输方式可以为串口通信、网络通信或者蓝牙通信。

充电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

A1：当充电口接入电源时，系统根据规则确定充电时间t；

A2：数据采集模块采集锂电池电芯的电池电量a％；

A3：根据电池电量a％与充电时间Δt确定充电功率p，

A4：设定冗余功率Δp，然后执行控制模块根据p+Δp的功率进行充电；

A5：当电量达到100％或者达到充电时间Δt后，断开充电电源。

所述A1步骤中，充电时间的确定规则可以为用户自主设定，也可以为由系统采集用户充电习惯确定。

所述A1步骤中，系统采集用户充电习惯确定充电时间Δt的方法包括以下步骤：

A11：获取用于既往对充电头的插拔时间t、t′，计算每次的插拔时间间隔εt，εt＝t′-t；

A12：按照时间顺序，将εt进行排序，其分别为εt

A13：根据公式计算充电时间Δt，

所述A13步骤中，p

实施例2：

一种锂电池电芯集成采集系统，其包括：

数据采集模块，其利用传感器采集锂电池电芯的各项参数，参数包括电池充放电电压和电流、电池温度、电池电量；

数据处理模块，其用于对采集的数据进行处理；

执行控制模块，其用于对锂电池的充放电状态进行控制；

数据传输模块，其用于对采集的数据进行传输，其传输方式可以为串口通信、网络通信或者蓝牙通信。

充电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

A1：当充电口接入电源时，系统根据规则确定充电时间t；

A2：数据采集模块采集锂电池电芯的电池电量a％；

A3：根据电池电量a％与充电时间Δt确定充电功率p，

A4：设定冗余功率Δp，然后执行控制模块根据p+Δp的功率进行充电；

A5：当电量达到100％或者达到充电时间Δt后，断开充电电源。

所述A1步骤中，充电时间的确定规则可以为用户自主设定，也可以为由系统采集用户充电习惯确定。

所述A1步骤中，系统采集用户充电习惯确定充电时间Δt的方法包括以下步骤：

A11：获取用于既往对充电头的插拔时间t、t′，计算每次的插拔时间间隔εt，εt＝t′-t；

A12：按照时间顺序，将εt进行排序，其分别为εt

A13：根据公式计算充电时间Δt，

所述A13步骤中，p

实施例3：

其包括：

数据采集模块，其利用传感器采集锂电池电芯的各项参数，参数包括电池充放电电压和电流、电池温度、电池电量；

数据处理模块，其用于对采集的数据进行处理；

执行控制模块，其用于对锂电池的充放电状态进行控制；

数据传输模块，其用于对采集的数据进行传输，其传输方式可以为串口通信、网络通信或者蓝牙通信。

充电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

A1：当充电口接入电源时，系统根据规则确定充电时间t；

A2：数据采集模块采集锂电池电芯的电池电量a％；

A3：根据电池电量a％与充电时间Δt确定充电功率p，

A4：设定冗余功率Δp，然后执行控制模块根据p+Δp的功率进行充电；

A5：当电量达到100％或者达到充电时间Δt后，断开充电电源。

所述A1步骤中，充电时间的确定规则可以为用户自主设定，也可以为由系统采集用户充电习惯确定。

所述A1步骤中，系统采集用户充电习惯确定充电时间Δt的方法包括以下步骤：

A11：获取用于既往对充电头的插拔时间t、t′，计算每次的插拔时间间隔εt，εt＝t′-t；

A12：按照时间顺序，将εt进行排序，其分别为εt

A13：根据公式计算充电时间Δt，

所述A4步骤中，冗余功率Δp可以为用户自主设定，也可以由系统根据电池容量确定。

所述A4步骤中，充电过程中，实时对电芯温度进行监控，若出现异常则进行操作，其具体包括以下步骤：

A41：在充电过程中，进行电芯温度监测，并确定两次数据获取的时间间隔δt；

A42：设定温度增加幅度阈值τt和温度上限阈值τt′；

A43：若在时间间隔δt内采集到的两次温度变化大于温度增加幅度阈值τt时，则降低充电功率，若实时采集的温度大于温度上限阈值τt′时，则断开充电。

放电过程中，所述锂电池电芯集成采集系统的工作逻辑为：

B1：在放电过程中，根据最大电压阈值U

B2：在放电过程中，对电芯的温度进监测，并确定两次数据获取的时间间隔δt；

B3：设定温度增加幅度阈值τt和温度上限阈值τt′；

B4：若在时间间隔δt内采集到的两次温度变化大于温度增加幅度阈值τt时，则比例式限制输出功率，若实时采集的温度大于温度上限阈值τt′时，提醒驾驶员温度异常，并断开放电。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。