一種基于Lab VIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池管理系統(tǒng)，具體涉及一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]世界能源危機(jī)，環(huán)境污染和氣候變化問(wèn)題越來(lái)越影響到世界經(jīng)濟(jì)和人類(lèi)生存的環(huán)境，電動(dòng)汽車(chē)以其獨(dú)特的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到越來(lái)越多人們的重視。蓄電池組作為電動(dòng)汽車(chē)主要的動(dòng)力來(lái)源，其性能的好壞直接決定電動(dòng)汽車(chē)的使用性能和壽命。由于電動(dòng)車(chē)運(yùn)行工況比較復(fù)雜如環(huán)境溫度變化，輸入輸出功率的驟變導(dǎo)致電池的工況也比較復(fù)雜，電池的過(guò)充電，過(guò)放電，過(guò)熱，過(guò)流等因素都可能導(dǎo)致電池壽命的衰減，甚至出現(xiàn)電池著火爆炸等極端情況。并且在電池使用過(guò)程，單體之間的差異也會(huì)逐步擴(kuò)大，影響電池組整體性能，導(dǎo)致壽命大為減少。因此，一個(gè)有效電池管理系統(tǒng)尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]在下文中給出了關(guān)于本實(shí)用新型的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0004]鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，以至少解決電池的過(guò)充電，過(guò)放電，過(guò)熱，過(guò)流等因素都可能導(dǎo)致電池壽命的衰減，甚至出現(xiàn)電池著火爆炸的問(wèn)題；以及在電池使用過(guò)程，單體之間的差異也會(huì)逐步擴(kuò)大，影響電池組整體性能，導(dǎo)致壽命大為減少的問(wèn)題。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，包括串聯(lián)電池組、系統(tǒng)供電單元、單體電池電壓測(cè)量單元、充放電電流測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元、均衡充電單元、風(fēng)扇、風(fēng)扇模塊、微處理器和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)；所述串聯(lián)電池組分別連接系統(tǒng)供電單元、單體電池電壓測(cè)量單元、充放電電流測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元和均衡充電單元;所述微處理器連接系統(tǒng)供電單元、單體電池電壓測(cè)量單元、充放電電流測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元、均衡充電單元、風(fēng)扇模塊和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)；所述上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)連接系統(tǒng)供電單元，風(fēng)扇模塊連接風(fēng)扇。
[0006]進(jìn)一步地:所述微處理器的外部通訊為CAN通信;微處理器和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)之間采用周立功USBCAN進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
[0007]進(jìn)一步地:所述的上位機(jī)LabVIEW平臺(tái)包括顯示模塊、故障處理策略模塊、SOC估算策略模塊、均衡策略模塊、熱管理策略模塊和CAN通信模塊。
[0008]本實(shí)用新型提出的一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)所達(dá)到的效果為:
[0009]本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集整個(gè)電池組的工作狀態(tài)參數(shù)，具有實(shí)時(shí)顯示電池參數(shù)、均衡管理、熱管理、SOC估算功能；可以防止電池組過(guò)充過(guò)放，保證電池組工作在合適的溫度范圍之內(nèi)，提高工作效率，延長(zhǎng)使用壽命;可以根據(jù)電池在不同的使用階段實(shí)時(shí)改變均衡管理策略，熱管理策略；可以使駕駛?cè)藛T實(shí)時(shí)了解電池運(yùn)行狀態(tài)，保障安全行駛;還可以保存歷史數(shù)據(jù)，方便維修人員對(duì)電池信息進(jìn)行離線(xiàn)處理并分析。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型上位機(jī)LabVIEW平臺(tái)框圖；
[0012]圖中:1-串聯(lián)電池組;2-系統(tǒng)供電單元;3-單體電池電壓測(cè)量單元;4-充放電電流測(cè)量單元;5-溫度測(cè)量單元;6-均衡充電單元;7-風(fēng)扇;8-風(fēng)扇模塊;9-微處理器；10-上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在說(shuō)明書(shū)中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過(guò)程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開(kāi)發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本實(shí)用新型公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0014]在此，還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)包括串聯(lián)電池組1、系統(tǒng)供電單元2、單體電池電壓測(cè)量單元3、充放電電流測(cè)量單元4、溫度測(cè)量單元5、均衡充電單元6、風(fēng)扇7、風(fēng)扇模塊8、微處理器9和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10;所述串聯(lián)電池組1分別連接系統(tǒng)供電單元2、單體電池電壓測(cè)量單元3、充放電電流測(cè)量單元4、溫度測(cè)量單元5和均衡充電單元6;所述微處理器9連接系統(tǒng)供電單元2、單體電池電壓測(cè)量單元3、充放電電流測(cè)量單元4、溫度測(cè)量單元5、均衡充電單元6、風(fēng)扇模塊8和上位機(jī)LabVIEW平臺(tái)10;所述上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10連接系統(tǒng)供電單元2，風(fēng)扇模塊8連接風(fēng)扇7。
[0016]所述微處理器9的外部通訊為CAN通信;微處理器9和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10之間采用周立功USBCAN進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
[0017]如圖2所示，所述上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10包括顯示模塊、故障處理策略模塊、S0C估算策略模塊、均衡策略模塊、熱管理策略模塊和CAN通信模塊。
[0018]微處理器9把采集到的溫度信息上傳上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10，在上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10的熱管理策略模塊中進(jìn)行處理，向微處理器9發(fā)出指令，控制風(fēng)扇模塊8動(dòng)作，風(fēng)扇模塊8驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇7，對(duì)串聯(lián)電池組1升降溫。在熱管理策略模塊中預(yù)設(shè)電池的最佳工作溫度范圍為25?40攝氏度，當(dāng)溫度低于最低溫度或是高于最高溫度時(shí)，熱管理策略模塊發(fā)揮作用，上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)向微處理器發(fā)送指令，微處理器控制風(fēng)扇模塊，控制風(fēng)扇吹出熱風(fēng)還是冷風(fēng)，保證電池處于最佳工作溫度范圍內(nèi)。
[0019]微處理器9把采集到的電壓電流信號(hào)，上傳上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10，經(jīng)過(guò)上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10的均衡策略模塊處理，向微處理器9發(fā)送的控制指令和參數(shù)修改指令，微處理器9控制均衡充電單元6對(duì)串聯(lián)電池組1進(jìn)行操作，保證各單體電池電壓一致。具體地:均衡策略模塊的輸入為微處理器傳至上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)的電池電壓電流信息和SOC估算策略模塊的得的電池SOC值。當(dāng)電池組之間差異過(guò)大時(shí)，啟動(dòng)上位機(jī)應(yīng)用程序中均衡策略模塊，上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)向微處理器發(fā)送指令，微處理器驅(qū)動(dòng)均衡充電單元將能量從能量高的單體轉(zhuǎn)移到能量低的單體，從而實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)單體電池的電量均衡。
[0020]所述S0C估算策略模塊，根據(jù)輸入上位機(jī)LabVIEW平臺(tái)的電池電壓電流信息，基于電池的S0C估算技術(shù)，估算電池S0C值。
[0021]所述故障處理策略模塊，是在準(zhǔn)確采集得到電池狀態(tài)的基礎(chǔ)上，判斷電池是否處于正常狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)故障處理策略模塊預(yù)置的故障類(lèi)型，及其故障類(lèi)型對(duì)應(yīng)的控制策略，發(fā)出相應(yīng)指令指揮微處理器9處理故障。如果所發(fā)生故障不在故障處理策略預(yù)置的故障類(lèi)型中，則發(fā)出報(bào)警信息，提醒駕駛?cè)藛T，同時(shí)限制對(duì)電池的使用，保證電池的安全。
[0022]電池管理系統(tǒng)將電池信息和故障信息通過(guò)CAN總線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，然后在上位機(jī)LabVIEW上實(shí)時(shí)顯示。
[0023]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，所述系統(tǒng)供電單元2為DC/DC電源模塊，由串聯(lián)電池組1給DC/DC電源模塊供電，輸出不同檔位的供電電壓，供電給單體電池電壓測(cè)量單元3、充放電電流測(cè)量單元4、溫度測(cè)量單元5、均衡充電單元6、風(fēng)扇模塊8、微處理器9和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10。所述單體電池電壓測(cè)量單元3、充放電電流測(cè)量單元4、溫度測(cè)量單元5采集串聯(lián)電池組1中各單體電壓，電池充放電電流，電池溫度。并將電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)送至微處理器9，微處理器9把電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)通過(guò)CAN通信送至上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10，在上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10界面上顯示和處理。微處理器與上位機(jī)之間采用周立功USBCAN進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，通過(guò)在Lab VIEW環(huán)境設(shè)置通訊設(shè)備的設(shè)備類(lèi)型、驗(yàn)收碼、屏蔽碼、波特率、幀類(lèi)型、幀格式和發(fā)送格式，上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)10可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微處理器9實(shí)時(shí)在線(xiàn)訪問(wèn)，監(jiān)測(cè)行車(chē)動(dòng)態(tài)過(guò)程。
[0024]雖然本實(shí)用新型所揭示的實(shí)施方式如上，但其內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案而采用的實(shí)施方式，并非用于限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭示的核心技術(shù)方案的前提下，可以在實(shí)施的形式和細(xì)節(jié)上做任何修改與變化，但本實(shí)用新型所限定的保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，其特征在于:包括串聯(lián)電池組(1)、系統(tǒng)供電單元(2)、單體電池電壓測(cè)量單元(3)、充放電電流測(cè)量單元(4)、溫度測(cè)量單元(5)、均衡充電單元(6)、風(fēng)扇(7)、風(fēng)扇模塊(8)、微處理器(9)和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)(10);所述串聯(lián)電池組(1)分別連接系統(tǒng)供電單元(2)、單體電池電壓測(cè)量單元(3)、充放電電流測(cè)量單元(4)、溫度測(cè)量單元(5)和均衡充電單元(6);所述微處理器(9)連接系統(tǒng)供電單元(2)、單體電池電壓測(cè)量單元(3)、充放電電流測(cè)量單元(4)、溫度測(cè)量單元(5)、均衡充電單元(6)、風(fēng)扇模塊(8)和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)(10);所述上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)(10)連接系統(tǒng)供電單元(2)，風(fēng)扇模塊(8)連接風(fēng)扇(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器(9)的外部通訊為CAN通信;微處理器(9)和上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)(10)之間采用周立功USBCAN進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于LabVIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機(jī)Lab VIEW平臺(tái)(10)包括顯示模塊、故障處理策略模塊、SOC估算策略模塊、均衡策略模塊、熱管理策略模塊和CAN通信模塊。
【專(zhuān)利摘要】一種基于Lab？VIEW的電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，涉及一種電池管理系統(tǒng)。本實(shí)用新型為了解決電池的過(guò)充電，過(guò)放電，過(guò)熱，過(guò)流因素可能導(dǎo)致電池壽命的衰減，甚至出現(xiàn)電池著火爆炸的問(wèn)題；以及在電池使用過(guò)程，單體之間的差異也會(huì)逐步擴(kuò)大，影響電池組整體性能，導(dǎo)致壽命大為減少的問(wèn)題。串聯(lián)電池組分別連接系統(tǒng)供電單元、單體電池電壓測(cè)量單元、充放電電流測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元和均衡充電單元；微處理器連接系統(tǒng)供電單元、單體電池電壓測(cè)量單元、充放電電流測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元、均衡充電單元、風(fēng)扇模塊和上位機(jī)Lab？VIEW平臺(tái)；上位機(jī)Lab？VIEW平臺(tái)連接系統(tǒng)供電單元，風(fēng)扇模塊連接風(fēng)扇。本實(shí)用新型用于純電動(dòng)汽車(chē)的電池管理中。
【IPC分類(lèi)】B60L11/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205059308
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520873501
【發(fā)明人】周美蘭, 胡玲玲, 張宇, 吳磊磊, 張小明
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日