电动车充放电状态监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动车充放电状态监测系统，包括蓄电池、充电器和控制器，系统还包括充放电保护装置，该充放电保护装置设于蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器之间，包括电流采样模块、电压采样模块、单总线通信模块，以及与上述各模块连接的主控模块；所述电流采样模块串接在蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器的连接线上，所述电压采样模块与蓄电池连接，所述单总线通讯模块一端连接所述主控模块，另一端连接外部设备，外部设备包括充电器和/或控制器。本实用新型专利技术通过电流、电压采样模块实时采集蓄电池参数；基于总线通讯、温度监测和预警模块，进一步保证了蓄电池的安全稳定使用，可有效防止高温天气出现过冲情况。

Electric Vehicle Charge and Discharge Monitoring System

The utility model discloses a charging and discharging condition monitoring system for electric vehicles, which includes storage batteries, chargers and controllers. The system also includes charging and discharging protection devices. The charging and discharging protection devices are arranged between storage batteries and chargers, and between storage batteries and controllers, including current sampling module, voltage sampling module, single bus communication module, and the master connected with the above modules. The current sampling module is connected in series with the battery and charger, and the connection line between the battery and the controller. The voltage sampling module is connected with the battery. One end of the single bus communication module is connected with the main control module, the other end is connected with the external equipment, and the external equipment includes the charger and/or the controller. The utility model collects battery parameters in real time through current and voltage sampling module, and further ensures the safe and stable use of the battery based on bus communication, temperature monitoring and early warning module, which can effectively prevent the occurrence of overshoot in high temperature weather.

【技术实现步骤摘要】
电动车充放电状态监测系统
本技术涉及电动车蓄电池管理领域，尤其涉及一种电动车充放电状态监测系统。
技术介绍
当前蓄电池冲放电管理技术已较为成熟，目前市面上电动车蓄电池充电器的种类繁多，充电器性能参差不齐。并且同样一款电动车采用不同种类的充电器给其蓄电池进行充电的现象已经普遍存在，不同种类充电器的不同充电参数并不匹配蓄电池本身的性能参数，这就直接造成了蓄电池本身的使用寿命降低以及性能下降；更有可能造成严重的安全事故，由电动车充电过程引起的严重安全事故屡屡出现在媒体新闻上。为保证电动车蓄电池在不同类型充电器的充电环境下，以及在普通控制器的放电环境下工作安全稳定。普通充电器充电电路都是采用模拟电路原理来设计的，模拟电路原理设计下的充电器充电过程参数固定，无法根据蓄电池的实际情况进行智能匹配，而且普通充电器的温度补偿功能也只是依靠环境温度来进行补偿，无法获得蓄电池的表面温度。这种情况下的使用造成了蓄电池的过冲损坏或者过温损坏；其次，普通的电动车控制器采用专用无刷电动机控制芯片为主组成的纯硬件电路控制器，这种电路下的控制过程也较为简单，这种控制器在驱动电机运转过程采用简单的控制逻辑，对蓄电池的放电管理也采用较为简单。由此极大程度的造成了蓄电池过放或者不合理放电的可能性，降低了蓄电池的使用寿命以及性能。
技术实现思路
技术问题：针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种可在电动车充放电过程中对蓄电池状态进行实时监测和安全控制的充放电监测系统。技术方案：一种电动车充放电状态监测系统，包括蓄电池、充电器、用于驱动电动车电机运转并对所述蓄电池进行放电管理的控制器，系统还包括充放电保护装置，该充放电保护装置设于所述蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器之间，包括电流采样模块、电压采样模块、单总线通信模块，以及与上述各模块连接的主控模块；所述电流采样模块由电流采样芯片组成，采用两路采样结构，串接在蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器的连接线上，分别采集蓄电池的充电电流和放电电流，并将电流信号发送至主控模块分析处理；所述电压采样模块与蓄电池连接，对蓄电池的电压进行采样，并将电压信号发送至主控模块分析处理；所述单总线通讯模块一端连接所述主控模块，另一端连接外部设备，所述外部设备包括充电器和/或控制器；电流采样模块、电压采样模块采集蓄电池状态参数，并发送至主控模块，主控模块通过所述单总线通讯模块将蓄电池状态参数发送至外部设备。其次，所述外部设备还可包括用于显示蓄电池状态参数及用于监控充电器和/或控制器状态信息的手持终端。优选的，电保护装置还包括温度采集模块，该温度采集模块与主控模块电连接，用于采集蓄电池表面温度和/或周围环境温度，所采集到的温度信息由主控模块分析处理。所述温度采集模块为温度传感器或者热敏电阻，其贴附在蓄电池的表面。进一步优选的，所述充放电保护装置还包括声光报警模块，该声光报警模块与主控模块电连接，温度采集模块将采集的温度信号发送至主控模块，当温度信号高于安全温度时，主控模块控制所述声光报警模块报警。此外，所述充放电保护装置还包括用于防止电流短路的模拟比较电路，所述电流采样模块的输出端连接该模拟比较电路。当电动车自带报警器时，所述控制器与电动车自带报警器连接，温度采集模块将所采集的蓄电池温度实时发送至主控模块，并通过单总线通信模块将该温度信号上报至控制器，当温度信号高于安全温度时，电动车自带报警器报警。其次，主控模块还可以通过单总线通信模块将温度信号上报至控制器，当温度信号高于安全温度时，控制器通过继电器切断蓄电池的所有充放电线路。有益效果和现有技术相比，本技术的进步在于：有效地避免了电动车蓄电池在使用普通充电器充电过程中可能出现的过冲情况，保证了蓄电池充电过程的安全。基于增加总线通讯模块，在蓄电池与控制器之间，蓄电池与充电器之间建立数据传输，上报蓄电池的状态参数以及获取充放电指令，更好的保证了蓄电池的安全稳定使用。增加蓄电池本身的温度监测功能和温度预警功能，防止高温天气出现过冲情况。附图说明图1是本技术的系统结构示意图；图2是本技术充放电保护装置的内部模块连接示意图；图3是本技术单总线通信模块和外部设备的连接示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术中的关键技术和具体实现方法进行详细说明。如图1所示，本技术的电动车充放电状态监测系统包括包括蓄电池、充电器、控制器和充放电保护装置，充放电保护装置设于蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器之间。如图2所示，充放电保护装置包括电流采样模块、电压采样模块和主控模块。其中，主控模块优选为单片机，为微处理器的最小工作系统。电流采样模块为两路采样，采用专用的电流采样芯片组成电流采样电路，串接在蓄电池与充电器以及蓄电池与控制器的连接线上。实现蓄电池在充放电过程中的电流采样，采样数据发送至主控模块处理分析，为了防止电流短路，本技术在保护装置中还可以设置一模拟比较电路，通过比较器搭建的模拟比较电路对充放电电流进行实时检测，一旦电流值高于比较值，模拟电路将立即切断蓄电池的充放电线路，并通过锁相器锁定该断开状态。该方法相较于传统的软件方法更为实时、精准与安全。电压采样模块为单路采样，采用电压采样电路实现对蓄电池的电压进行采样，采样电压发送至控制模块处理分析。充放电保护装置还包括单总线通讯模块、温度采集模块和声光报警模块，各模块均与主控模块连接。温度采样模块优选为热敏电阻或者温度传感器，单路温度采样时，贴附在蓄电池表面，对其温度进行采样，采样温度信号发送至控制模块处理分析。其次，温度采样模块还可以采用双路温度采样，同时采集环境温度。如图3所示为单总线通讯模块和外部设备的连接示意图，图中，单总线通讯模块作为保护装置的一个部分，采用自定的协议帧格式与充电器、控制器以及外部设备相通讯，具体的，电流采样模块、电压采样模块采集蓄电池状态参数(温度、电压、充电电流、放电电流等)，将这些状态参数发送至主控模块，主控模块通过单总线通讯模块将状态参数发送到外部设备。本实施例中，外部设备还包括一手持终端——用于监控整个电动车的工作状态，除了可以显示蓄电池的状态参数外，还可以用于接收充电器、控制器的状态信息。目前许多电动车都自带有报警器，为实现及时的温度预警，可采取如下温度预警方式：控制器与电动车自带的报警器连接，温度采集模块将采集到的蓄电池温度实时发送至主控模块，再通过单总线通信模块将该温度信号上报至控制器，当温度信号高于安全温度时，控制器控制电动车自带报警器进行声/光报警，必要时，控制器还可以同时通过继电器切断蓄电池的所有充放电线路。若电动车自身没有报警器，那么本技术的充放电保护装置内部还可以集成一个或多个声光报警模块，该声光报警模块与主控模块连接，温度采集模块将所采集的温度实时发送至主控模块，当温度信号高于安全温度时，主控模块控制声光报警模块报警，当采用的充电器、控制器为与单总线通讯模块匹配的专用充电器、专用控制器时，专用充电器、专用控制器等外部设备可直接根据蓄电池参数和主控模块的指令，切断充放电线路，而当使用常规的充电器/控制器时(非专用充电器、控制器)，可通过声光报警模块来实现预警，声光报警模块可根据故障等级进行自身报警，并通过总线通讯模块对手持设备输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车充放电状态监测系统，包括蓄电池、充电器、用于驱动电动车电机运转并对所述蓄电池进行放电管理的控制器，其特征在于：系统还包括充放电保护装置，该充放电保护装置设于所述蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器之间，包括电流采样模块、电压采样模块、单总线通信模块，以及与上述各模块连接的主控模块；所述电流采样模块由电流采样芯片组成，采用两路采样结构，串接在蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器的连接线上，分别采集蓄电池的充电电流和放电电流，并将电流信号发送至主控模块分析处理；所述电压采样模块与蓄电池连接，对蓄电池的电压进行采样，并将电压信号发送至主控模块分析处理；所述单总线通信模块一端连接所述主控模块，另一端连接外部设备，所述外部设备包括充电器和/或控制器；所述电流采样模块、电压采样模块采集蓄电池状态参数，并发送至主控模块，主控模块通过所述单总线通信模块将蓄电池状态参数发送至外部设备。

【技术特征摘要】
1.一种电动车充放电状态监测系统，包括蓄电池、充电器、用于驱动电动车电机运转并对所述蓄电池进行放电管理的控制器，其特征在于：系统还包括充放电保护装置，该充放电保护装置设于所述蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器之间，包括电流采样模块、电压采样模块、单总线通信模块，以及与上述各模块连接的主控模块；所述电流采样模块由电流采样芯片组成，采用两路采样结构，串接在蓄电池与充电器、以及蓄电池与控制器的连接线上，分别采集蓄电池的充电电流和放电电流，并将电流信号发送至主控模块分析处理；所述电压采样模块与蓄电池连接，对蓄电池的电压进行采样，并将电压信号发送至主控模块分析处理；所述单总线通信模块一端连接所述主控模块，另一端连接外部设备，所述外部设备包括充电器和/或控制器；所述电流采样模块、电压采样模块采集蓄电池状态参数，并发送至主控模块，主控模块通过所述单总线通信模块将蓄电池状态参数发送至外部设备。2.根据权利要求1所述的电动车充放电状态监测系统，其特征在于：所述外部设备还包括用于显示蓄电池状态参数及用于监控充电器和/或控制器状态信息的手持终端。3.根据权利要求1或2所述的电动车充放电状态监测系统，其特征在于：所述充放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志兴，孙超祥，
申请(专利权)人：南京嗯哇智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32