本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子動(dòng)力電池預(yù)警與診斷方法。

背景技術(shù)：

鋰電池具有體積小、質(zhì)量輕、綠色環(huán)保、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。伴隨著數(shù)字化社會(huì)的深度發(fā)展，它的應(yīng)用趨于廣泛，小到筆記本、手機(jī)、手持GPS等設(shè)備，大到電動(dòng)自行車，甚至電動(dòng)汽車等交通工具。在實(shí)際應(yīng)用中，鋰電池有時(shí)會(huì)發(fā)生過流、過壓、過溫等情況而導(dǎo)致其性能下降、使用壽命大幅縮短；情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈爆炸等事故，危及人身安全并造成財(cái)產(chǎn)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種能夠?qū)︿囯姵剡M(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、保護(hù)、故障預(yù)警、故障診斷的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鋰離子動(dòng)力電池預(yù)警與診斷方法，所述方法包括依次連接的RFID(Radio Frequency Identification,射頻識(shí)別)保護(hù)板，RFID閱讀器以及服務(wù)器應(yīng)用模塊，所述RFID保護(hù)板設(shè)在動(dòng)力電池內(nèi)，所述RFID保護(hù)板包括主控模塊、電池保護(hù)模塊、高頻通信模塊、低頻激活喚醒模塊，所述RFID閱讀器包括網(wǎng)絡(luò)接入模塊、RF射頻通信模塊以及低頻激活喚醒模塊。

進(jìn)一步地，所述RFID保護(hù)板和RFID閱讀器在射頻通信時(shí)采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)通訊過程采用RFID保護(hù)板被動(dòng)——RFID閱讀器主動(dòng)的方式。

進(jìn)一步地，RFID閱讀器在網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需實(shí)現(xiàn)TCP客戶端功能，同時(shí)采用帶有ACK返回確認(rèn)機(jī)制的TCP/IP套接字方式。

進(jìn)一步地，服務(wù)器應(yīng)用模塊包括服務(wù)器端軟件與管理應(yīng)用軟件，所述服務(wù)器端軟件包括通信軟件和知識(shí)庫(kù)，用于實(shí)現(xiàn)鋰電池參數(shù)指標(biāo)的存儲(chǔ)、分析、故障診斷功能；所述管理應(yīng)用軟件是面向用戶的客戶端，用于和服務(wù)器建立通信的軟件。

進(jìn)一步地，所述主控模塊包括時(shí)鐘芯片、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、MCU單元，所述時(shí)鐘芯片用于同步脈沖信號(hào)、同時(shí)指示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間；所述EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)與修改電池使用過程中的數(shù)據(jù)；所述MCU單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池。

進(jìn)一步地，所述通信軟件為TCP/IP結(jié)合socket套接字技術(shù)。

進(jìn)一步地，所述知識(shí)庫(kù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)與診斷規(guī)則庫(kù)。

進(jìn)一步地，所述RFID保護(hù)板和RFID閱讀器在RF通信時(shí)采用自定義通信協(xié)議，所述自定義通信協(xié)議包括包括幀的結(jié)構(gòu)與格式、幀的存儲(chǔ)內(nèi)容、操作指令、保護(hù)板與閱讀器的通信流程。

本方法由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)部分組成。感知層完成鋰電池保護(hù)和數(shù)據(jù)采集功能，包括RFID保護(hù)板和RFID閱讀器的軟硬件設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)層通過Internet完成動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層完成鋰電池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理功能。

本發(fā)明的有益效果是：當(dāng)電池出現(xiàn)故障時(shí)，動(dòng)力電池的RFID保護(hù)板會(huì)主動(dòng)發(fā)送故障信息給系統(tǒng)，用戶可通過管理系統(tǒng)查詢對(duì)應(yīng)的故障信息，開展基于數(shù)據(jù)的故障診斷，找出故障根源，維修后維修記錄寫入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；本方法可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池生命周期管理，當(dāng)電池壽命到期或電池故障不可維修，則進(jìn)入自動(dòng)回收模式，通過系統(tǒng)找出電池類型和對(duì)應(yīng)供應(yīng)商，從而進(jìn)入電池回收流程，并將回收記錄寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。本方法可解決鋰動(dòng)力電池的安全保護(hù)、故障分析診斷等問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)與RFID保護(hù)板通訊交互流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，為本發(fā)明一較佳實(shí)施例，一種鋰離子動(dòng)力電池預(yù)警與診斷方法，方法包括依次連接的RFID保護(hù)板，RFID閱讀器以及服務(wù)器應(yīng)用模塊，RFID保護(hù)板設(shè)在動(dòng)力電池內(nèi)，RFID保護(hù)板包括主控模塊、電池保護(hù)模塊、高頻通信模塊、低頻激活喚醒模塊，RFID閱讀器包括網(wǎng)絡(luò)接入模塊、RF射頻通信模塊以及低頻激活喚醒模塊。RFID閱讀器相當(dāng)于服務(wù)器應(yīng)用模塊與RFID保護(hù)板之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸?/p>

如圖2所示，RFID保護(hù)板和RFID閱讀器在射頻通信時(shí)采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)通訊過程采用RFID保護(hù)板被動(dòng)——RFID閱讀器主動(dòng)的方式，RFID保護(hù)板被喚醒之后快速讀取來自RFID閱讀器的激活喚醒碼，即用于標(biāo)識(shí)RFID閱讀器ID的一組字節(jié)，然后獲取RFID閱讀器的模塊通信。

RFID閱讀器在網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需實(shí)現(xiàn)TCP客戶端功能，同時(shí)采用帶有ACK返回確認(rèn)機(jī)制的TCP/IP套接字方式。

服務(wù)器應(yīng)用模塊包括服務(wù)器端軟件與管理應(yīng)用軟件，服務(wù)器端軟件包括通信軟件和知識(shí)庫(kù)，用于實(shí)現(xiàn)鋰電池參數(shù)指標(biāo)的存儲(chǔ)、分析、故障診斷功能；管理應(yīng)用軟件是面向用戶的客戶端，用于和服務(wù)器建立通信的軟件。通信軟件為TCP/IP結(jié)合socket套接字技術(shù)。知識(shí)庫(kù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)與診斷規(guī)則庫(kù)。

主控模塊包括時(shí)鐘芯片、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、MCU單元，時(shí)鐘芯片用于同步脈沖信號(hào)、同時(shí)指示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間；EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)與修改電池使用過程中的數(shù)據(jù)；MCU單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池。RFID閱讀器發(fā)射出的低頻信號(hào)，激活處于休眠狀態(tài)的主控芯片，從而實(shí)現(xiàn)RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)與RFID保護(hù)板之間數(shù)據(jù)傳輸。RFID保護(hù)板通過讀取激活碼便能獲知RFID閱讀器通信地址。

RFID保護(hù)板和RFID閱讀器在RF通信時(shí)采用自定義通信協(xié)議，自定義通信協(xié)議包括包括幀的結(jié)構(gòu)與格式、幀的存儲(chǔ)內(nèi)容、操作指令、保護(hù)板與閱讀器的通信流程。

RFID技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID能夠滿足較大的數(shù)據(jù)記憶容量,可以實(shí)現(xiàn)無屏障的交換數(shù)據(jù)、識(shí)別對(duì)象信息。射頻標(biāo)簽可以在高溫環(huán)境或粉塵環(huán)境下工作，且使用壽命長(zhǎng)，并可循環(huán)使用，與傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)比較，無需人工操作，可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化控制。

本方法由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)部分組成。感知層完成鋰電池保護(hù)和數(shù)據(jù)采集功能，包括RFID保護(hù)板和RFID閱讀器的軟硬件設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)層通過Internet完成動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層完成鋰電池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理功能。

動(dòng)力電池在運(yùn)行過程中產(chǎn)生相關(guān)參數(shù)指標(biāo)都會(huì)寄存在RFID保護(hù)板中，當(dāng)RFID保護(hù)板被RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)信號(hào)激活喚醒后，RFID保護(hù)板通過無線電通信將數(shù)據(jù)上傳至RFID閱讀器存儲(chǔ)器中，然后RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)再利用網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng)、GRRS或者第三方ISP)將數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)故障診斷規(guī)則庫(kù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最后將分析報(bào)告提供給用戶。

RFID保護(hù)板中記錄著電池組運(yùn)行過程中各類事件與電池參數(shù)指標(biāo)信息等。這些數(shù)據(jù)信息按照幀的結(jié)構(gòu)與格式要求存儲(chǔ)進(jìn)EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，為后期數(shù)據(jù)處理加工提供原始依據(jù)。

EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊除記錄上述信息外，EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中也存儲(chǔ)者動(dòng)力電池的相關(guān)信息，如電池組出廠時(shí)間、生產(chǎn)廠商、使用時(shí)間、序列號(hào)、車輛車牌號(hào)等信息。EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的信息將為動(dòng)力電池的在線監(jiān)測(cè)、保護(hù)、管理與故障預(yù)警診斷等應(yīng)用提供依據(jù)。動(dòng)力電池在使用過程中，平臺(tái)通過射頻閱讀器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)在線采集電池各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)并上傳存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后依據(jù)診斷知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)的模糊矩陣與推理規(guī)則實(shí)現(xiàn)在線故障診斷。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、觀光車等低速電動(dòng)車領(lǐng)域。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。