專利名稱：一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動汽車動力電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是一種電動汽車用動力電池包管理系統(tǒng)的工作狀態(tài)實(shí)時記錄裝置。
背景技術(shù)：
近年來新能源汽車日益升溫，具有高效節(jié)能、低排放或零排放優(yōu)勢的電動汽車重新獲得了生機(jī)，并受到世界各國的廣泛重視，是國際節(jié)能環(huán)保汽車發(fā)展的主攻方向。動力電池作為電動汽車的核心零部件之一，其產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用越來越受到關(guān)注，對動力電池管理系統(tǒng)的要求也越來越高。鉛酸、鎳氫、鋰電池的應(yīng)用都還處于起步期或者發(fā)展期，具有很大完善提高的空間的同時也還存在很多問題。目前動力電池的應(yīng)用還有很多方面亟待解決與提高，主要表現(xiàn)為電池的一致性、電性能、安全性等幾個方面。其中一致性是制約電動汽車動力電池質(zhì)量的關(guān)鍵因素，由于電動汽車用動力電池的工況受溫度、濕度、充放電條件、擱置時間等諸多因素影響，目前對于改進(jìn)電池一致性問題還需要大量的數(shù)據(jù)積累作為依據(jù)。電性能作為動力電池的基本性能，其壽命衰減，電池極化等問題的研究也是需要一個逐步的衰變信息積累，而不是短時間的數(shù)據(jù)累計就能解決的。安全性尤其重要，因?yàn)檫@直接關(guān)系到人身和財產(chǎn)安全，目前電動汽車自燃現(xiàn)象偶有發(fā)生，一旦起火，電池包中所有信息不能保留，技術(shù)人員很難分析故障原因，對于解決問題缺乏數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，迫切需要類似飛機(jī)黑匣子功能的裝置，能夠?qū)崟r記錄動力電池包的工作狀態(tài)信息。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置及方法。通過該裝置可以實(shí)時記錄動力電池包工作狀態(tài)信息，不僅為故障狀態(tài)下的動力電池提供分析原因的依據(jù)，同時也為正常狀態(tài)下的動力電池包管理系統(tǒng)提供改進(jìn)完善的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提出的一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置，該裝置安裝于電池包內(nèi)部，包括微處理器、信息存儲模塊、CAN收發(fā)器、電源模塊、時鐘模塊，所述電池包的電池管理系統(tǒng)、信息存儲模塊分別通過CAN收發(fā)器與所述微處理器進(jìn)行通訊，電源模塊和時鐘模塊分別與所述微處理器連接，該裝置可以實(shí)時存取電池包總電壓、電流、S0C、電池包中各模塊的最小電壓和最大電壓、充放電參數(shù)、溫度、電池內(nèi)阻以及故障代碼信息。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，所述微處理器、信息存儲模塊、CAN收發(fā)器、電源模塊、時鐘模塊設(shè)置在一防護(hù)罩內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，還包括一個具有CAN通訊接口的上位機(jī)界面，當(dāng)使用CAN總線將PC與所述裝置連接時，可以通過上位機(jī)界面進(jìn)行信息的讀取、保存與打印。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，所述信息存儲模塊由SD存儲卡和讀寫裝置組成。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征，所述電源模塊與電池管理系統(tǒng)共用外部電源，由電池管理系統(tǒng)控制該電源的通斷。由于采用以上技術(shù)方案，通過本實(shí)用新型的電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置可以對電池管理系統(tǒng)(BMS)信息進(jìn)行實(shí)時記錄，包括動力電池包總電壓、電流、S0C、各模塊最大最小電壓、充放電參數(shù)、溫度、電池內(nèi)阻以及故障代碼等信息。通過這些信息，可以全面了解特定時刻電池包的工作狀態(tài)；也可以通過多條記錄縱向觀察整個電池包工作壽命周期中的變化過程。該裝置作為電池管理系統(tǒng)的一個子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，通過CAN總線對數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)，當(dāng)需要調(diào)用所記錄的數(shù)據(jù)信息時，可以通過上位機(jī)界面讀取、保存、打印，使用方便。本實(shí)用新型的裝置在工作過程中可以對存儲卡狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)存儲卡滿時，會提前通過CAN總線向BMS發(fā)送存儲卡滿的報警信息，便于用戶及時對信息進(jìn)行保存或其他處理；當(dāng)存儲卡讀取信息異常時，會通過CAN總線向BMS發(fā)送存儲卡通訊故障的報警信息，便于用戶及時排除故障，以免漏掉必需的數(shù)據(jù)信息，這樣保證了數(shù)據(jù)信息的完整性。

圖1為本實(shí)用新型的電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置的軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1為本實(shí)用新型的電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該裝置安裝在電池包內(nèi)部，主要由7個部分組成微處理器10、信息存儲模塊20、電源模塊30、CAN收發(fā)器40、時鐘模塊50、防護(hù)罩60以及與該裝置配套使用的具有CAN通訊接口的上位機(jī)界面，微處理器10、信息存儲模塊20、電源模塊30、CAN收發(fā)器40、時鐘模塊50設(shè)置在防護(hù)罩60內(nèi)，所述電池包的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)、信息存儲模塊20分別通過CAN收發(fā)器40與微處理器10進(jìn)行通訊，電源模塊30和時鐘模塊50分別與微處理器10連接。該裝置可以實(shí)時存取電池包總電壓、電流、SOC (State of Charge，S0C，電池的荷電狀態(tài))、電池包(電池包由多個電池模塊組成，電池模塊由多個電池單體組成)中各模塊的最小電壓和最大電壓、充放電參數(shù)、溫度、電池內(nèi)阻以及故障代碼信息。微處理器10是整個記錄裝置的中央處理器，負(fù)責(zé)整體資源的調(diào)配；信息存儲模塊20由大容量存儲卡和讀寫裝置組成，用于存儲電池包信息，本實(shí)施例中，使用SD卡，S D卡存儲滿后會有報警提示，通過CAN總線傳送至BMS，用戶做出是否保存存儲卡信息的判定，讀寫接口與普通電腦所帶讀寫接口兼容，便于SD卡的通用性；電源模塊30與BMS系統(tǒng)共用12V電源，當(dāng)BMS停止工作時所述記錄裝置電源會自動切斷，確保BMS與所述記錄裝置工作同步；時鐘模塊50為所述記錄裝置提供時鐘信號；CAN收發(fā)器40是按照標(biāo)準(zhǔn)CAN通訊協(xié)議，便于與整車網(wǎng)絡(luò)的兼容，主要用于電池管理系統(tǒng)與所述記錄裝置之間的通訊，采用了抗干擾的屏蔽雙絞線，通訊速度快且網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定；防護(hù)罩60是經(jīng)過特殊材料處理的，具有耐高濕熱性能，保證了裝置的抗干擾性，即使是在故障中電池包損壞的情況下，保證了所述記錄裝置的信息可靠性。所述裝置具有兩種途徑調(diào)用存儲的電池包信息在不拆卸電池包前提下，直接通
4過預(yù)留的CAN通訊接口與PC相連，通過上位機(jī)界面進(jìn)行讀取和保存，需要時可以打印輸出，讀取信息的長度可以根據(jù)需要自己定義，靈活方便。在出現(xiàn)故障時，可以拆開電池包，直接取出SD卡進(jìn)行信息讀取。本實(shí)用新型還提出一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)信息記錄方法，包括以下步驟1) 把設(shè)置在防護(hù)罩60內(nèi)的并包含有CAN收發(fā)器40、信息存儲模塊20、微處理器10、電源模塊30、時鐘模塊50的信息記錄裝置安裝在電池包內(nèi)部；2) 根據(jù)用戶需要，周期性采集通過電池管理系統(tǒng)(BMS)發(fā)送的電池包總電壓、電流、S0C、電池包中各模塊最大最小電壓、充放電參數(shù)、溫度、電池內(nèi)阻以及故障代碼信息，并通過CAN總線發(fā)送到信息存儲模塊20存儲；3) 信息存儲模塊20實(shí)時做出存儲容量的判斷，當(dāng)信息存儲模塊20中的SD存儲卡滿時，提前通過CAN總線向電池管理系統(tǒng)發(fā)出存儲卡滿報警信息。4) 將所述信息記錄裝置的CAN通訊接口與PC相連對SD存儲卡的信息進(jìn)行讀取，并通過上位機(jī)界面對信息進(jìn)行存儲，打印處理，或拆開電池包，直接取出SD存儲卡進(jìn)行信息的存儲。5) 實(shí)時監(jiān)測與電池管理系統(tǒng)的通訊異常問題，當(dāng)出現(xiàn)通訊故障時通過CAN總線向電池管理系統(tǒng)發(fā)出存儲卡通訊異常報警信息。圖2為本實(shí)用新型的電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置的軟件流程圖。BMS開始工作的同時，該系統(tǒng)12V電源接入，系統(tǒng)上電后先進(jìn)行參數(shù)和狀態(tài)的初始化，自檢無誤后，進(jìn)入正常工作模式狀態(tài)。首先判斷存儲卡滿時會提前通過CAN總線向BMS發(fā)出報警信息，通知用戶是否存儲信息，若需要存儲信息可以通過標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線與PC機(jī)連接，通過上位機(jī)界面對信息進(jìn)行保存或打印，如果不需要保存，所述裝置會自動更新所存儲的數(shù)據(jù)信息，這樣就確保了信息的實(shí)時性。系統(tǒng)可以跟據(jù)用戶需要自定義保存信息的間隔時間，從而周期性的讀取BMS發(fā)過來的電池包信息。電池包信息在存儲卡中被打包為多條記錄，每條記錄包含了某一記錄時刻的電池包的所有信息。為了區(qū)別和調(diào)用各條記錄，各條記錄在存儲卡中占用同樣的地址空間，通過信息頭來區(qū)分各條記錄。這樣用戶通過上位機(jī)界面既可以一次讀取多條記錄，又可以選擇性的讀取想要的記錄。但是，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求1.一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)信息記錄裝置，該裝置安裝于電池包內(nèi)部，其特征在于包括微處理器、信息存儲模塊、CAN收發(fā)器、電源模塊、時鐘模塊，所述電池包的電池管理系統(tǒng)、信息存儲模塊分別通過CAN收發(fā)器與所述微處理器進(jìn)行通訊，電源模塊和時鐘模塊分別與所述微處理器連接，該裝置可以實(shí)時存取電池包總電壓、電流、S0C、電池包中各模塊的最小電壓和最大電壓、充放電參數(shù)、溫度、電池內(nèi)阻以及故障代碼信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述微處理器、信息存儲模塊、CAN收發(fā)器、電源模塊、時鐘模塊設(shè)置在一防護(hù)罩內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于還包括一個具有CAN通訊接口的上位機(jī)界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述信息存儲模塊由SD存儲卡和讀寫裝置組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述電源模塊與電池管理系統(tǒng)共用外部電源，由電池管理系統(tǒng)控制該電源的通斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述電源為12V。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電動汽車用電池管理系統(tǒng)行車記錄裝置，能夠?qū)崟r記錄動力電池包的工作狀態(tài)信息，該裝置包括微處理器、信息存儲模塊、CAN收發(fā)器、電源模塊、時鐘模塊。該裝置采取了良好的隔熱防水措施，既可以在正常工作狀況下為電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)的完善提供完備的數(shù)據(jù)信息，又可以在發(fā)生故障時為分析電動汽車故障提供可靠的數(shù)據(jù)資料，其通過CAN(Controller Area Network，CAN)總線對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，對電池包的電壓、電流等信息進(jìn)行周期存儲，當(dāng)存儲卡寫滿之后，新的記錄會更新之前的記錄，所存儲的電池包信息可以根據(jù)需要，通過上位機(jī)界面實(shí)時讀取，并且具有保存打印等功能。
文檔編號B60R16/02GK202319953SQ20112040439
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者陸宏斌, 陳金干, 韓豫萍, 魏學(xué)哲 申請人:上海恒動汽車電池有限公司