專利名稱：鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車動力電池系統(tǒng)技術領域，特別與鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)有關。
背景技術：
隨著能源緊缺、石油漲價、城市環(huán)境污染的日益嚴重，調整汽車產(chǎn)業(yè)結構，發(fā)展新能源汽車已刻不容緩。隨著純電動汽車核心技術的突破，鋰離子電池以高能量密度和功率密度、循環(huán)壽命長、重量輕以及綠色環(huán)保等優(yōu)勢，成為全球電動汽車發(fā)展的熱點，發(fā)展純電動汽車已成為實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)轉型，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏、和汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵，也是我國汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展和占領未來汽車產(chǎn)業(yè)制高點的重要機會。目前動力電池系統(tǒng)的設計大多著眼于電氣方面的檢測和控制，機械結構的可靠和安全，而對電池系統(tǒng)的整體熱管理，包括熱環(huán)境的檢測，熱量的傳導和散熱結構的設計，溫度差的控制及均衡等方面，考慮的非常欠缺，電池內部的短路，目前幾乎沒有辦法控制，這些設計上的瑕疵直接影響到電池組的安全性。儲能是鋰離子電池另一個應用熱點，同樣設計上的瑕疵無法避免。傳統(tǒng)內燃機汽車常用的檢測診斷設備主要有發(fā)動機綜合分析儀、傳感器測試儀、 解碼器、故障診斷儀等，而由于電動汽車發(fā)展還不成熟，相應的檢測診斷設備發(fā)展便遭到了制約。就傳統(tǒng)內燃機汽車的檢測設備和維修方式來看，仍存在著較多的不足之處，比如檢測設備故障、維修工人技術老化，無法迅速地解決汽車所發(fā)生的故障；由于地域性的限制，無法快速、迅捷的滿足邊遠地區(qū)或高速公路上汽車應急診斷維修的需要等。Telematics即移動通信導航信息系統(tǒng)(簡稱移動信息系統(tǒng))，是無線通信技術、 衛(wèi)星導航系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信技術和車載電腦的綜合產(chǎn)物，是目前在汽車上應用的一種遠程監(jiān)控、故障診斷系統(tǒng)，全球各區(qū)域的主要發(fā)達國家都已經(jīng)推出了 Telematics業(yè)務?，F(xiàn)有的 Telematics應用以車輛導航裝置和交通信息服務為主，而在電動汽車鋰離子電池監(jiān)控上尚未有成熟技術。為了解決上述問題，本發(fā)明人結合Telematics，設計出鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，用戶終端的每一組動力電池組對應代碼，通過智能網(wǎng)絡包括hternet網(wǎng)絡、人機交互功能，實時遠程監(jiān)測電池組的SOC (電池組的荷電狀態(tài))、SOH (電池組的健康狀態(tài))和SOF (電池組的功能狀態(tài))，可實現(xiàn)對電池組的遠程通信、故障監(jiān)測、故障診斷，從而實現(xiàn)對每組電池的控制。為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)
鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，包括有數(shù)據(jù)采集單元和遠程服務中心； 其中數(shù)據(jù)采集單元包括故障碼單元、GPS定位信號單元、車輛狀態(tài)信號單元；遠程服務中心包括遠程服務工作站、遠程診斷服務器、數(shù)據(jù)庫和人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)；
故障碼單元采集電動汽車每組鋰離子電池代表的相應代碼，GPS定位信號采集汽車所在位置信號，車輛狀態(tài)信號單元采集汽車上工作狀態(tài)信號；
遠程服務工作站將數(shù)據(jù)采集單元的信號進行遠程傳輸，經(jīng)過遠程診斷服務器接收遠程服務工作站的信號數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)處理模塊結合數(shù)據(jù)庫進行處理分析，再將處理后分析后的結果顯示于人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)。所述故障碼單元采集的相應代碼由整車VIN碼、電池箱號、電池包條形碼、分選電芯所組成的模組號經(jīng)過編寫而組成。所述的數(shù)據(jù)采集單元從電動汽車VCU上采集。所述的數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)采用GPRS技術傳送至遠程服務工作站上。所述的遠程服務工作站包括異地遠程服務工作站、本地遠程服務工作站，兩者之間采用hternet網(wǎng)絡連接進行數(shù)據(jù)傳輸。所述的車輛狀態(tài)信號單元采集的工作狀態(tài)包括電池組的SOC、SOH和SOF三種狀態(tài)。所述的人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)將預判斷狀態(tài)提醒、診斷結果、遠程示教數(shù)據(jù)反饋至遠程服務工作站中進行傳輸至電動汽車VCU上。所述的數(shù)據(jù)庫與鋰離子電池組技術領域中的知識庫連接形成數(shù)據(jù)平臺，為電動汽車每組鋰離子電池進行故障分析檢測。采用上述方案后，本發(fā)明具有諸多有益效果
1、本系統(tǒng)具有開放式實時監(jiān)測診斷、反饋診斷結果等功能，具有強大生命力和廣闊應用前景。實時監(jiān)測診斷功能可以讓客戶終端隨時掌握鋰離子電池組的最新狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)車輛可能具有潛在故障，運用預判斷狀態(tài)提醒功能可及時告知用戶提前坐車應對措施。2、本系統(tǒng)可以集與鋰離子電池組各技術領域高端技術建立數(shù)據(jù)平臺，作為故障分析診斷中心，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)互聯(lián)共享，在快速迅捷為用戶診斷故障的同時不同程度的提高了鋰離子電池組的技術水平。3、本系統(tǒng)具有豐富的診斷數(shù)據(jù)庫和知識庫，通過多手段、多專家協(xié)作會診的方法， 不但提高了診斷效率，并且提高了故障診斷的準確性和可靠性
4、本系統(tǒng)具有預判斷狀態(tài)提醒功能，可有效的預防故障以減少故障發(fā)生帶來的危險。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的異地診斷原理圖； 圖2為本發(fā)明較佳實施例的本地診斷原理圖。
具體實施例方式
結合附圖，對本發(fā)明較佳實施例做進一步詳細說明。鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集單元和遠程服務中心兩個核心部件。數(shù)據(jù)采集單元主要是通過采集電動汽車V⑶(整車控制器)1上的信息，包括故障
4碼單元2、GPS定位信號單元3、車輛狀態(tài)信號單元4。每個電動汽車的鋰離子電池組都編有相應代碼，該代碼中是采用整車VIN碼、電池箱號、電池包條形碼、分選電芯所組成的模組號經(jīng)過編寫而組成，編寫方式可以根據(jù)不同設計人員而定，只要能形成對應代碼即可。故障碼單元2就是采集鋰離子電池組對應的代碼，掌握相應故障的鋰離子電池組。GPS定位信號單元3采集車輛實時地理位置，這個可以采用現(xiàn)有GPS (全球定位系統(tǒng))技術即可實現(xiàn)。車輛狀態(tài)信號單元4采集工作狀態(tài)包括電池組的SOC (電池組的荷電狀態(tài))、S0H (電池組的健康狀態(tài))和SOF (電池組的功能狀態(tài))三種狀態(tài)，從而全面掌握鋰離子電池組的工作信息。遠程服務中心主要將數(shù)據(jù)采集單元的信號進行遠程傳輸、分析并反饋在到人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14，給技術支持工程師真實反應車輛上鋰離子電池組的實際信息。遠程服務中心主要包括GPRS單元5、遠程服務工作站20，遠程診斷服務器9、數(shù)據(jù)處理模塊10、數(shù)據(jù)庫11、知識庫12、知識庫管理模塊13、人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14、推理機 18。GPRS單元5主要是把數(shù)據(jù)采集單元中采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS (通信分組無線服務技術)接入到遠程服務工作站20中，遠程服務工作站20可以根據(jù)實際情況組建，比如異地遠程時，遠程服務工作站20包括異地遠程服務工作站ejnternet網(wǎng)絡7、本地遠程服務工作站8，GPRS單元5先接入到異地遠程服務工作站6中，再轉由網(wǎng)絡傳輸方式傳輸?shù)奖镜剡h程服務工作站8中。推理機18、遠程診斷服務器9、數(shù)據(jù)處理模塊10、數(shù)據(jù)庫11、知識庫12、知識庫管理模塊13形成接收數(shù)據(jù)并進行處理分析的鏈路。本地遠程服務工作站8中的數(shù)據(jù)下行至遠程診斷服務器9，數(shù)據(jù)處理模塊10對遠程診斷服務器9進行訪問，對原始數(shù)據(jù)進行分析、整理、計算、編輯等的加工和處理。本實施例中數(shù)據(jù)處理模塊10與數(shù)據(jù)庫11對接，數(shù)據(jù)庫11 再可以與知識庫12掛接，知識庫12采集現(xiàn)有鋰離子電池組各技術領域里的專家、科學研究所、各大院校、大型維修企業(yè)、國內外鋰離子電池組生產(chǎn)制造廠家等權威技術，一個數(shù)據(jù)平臺，建立了故障分析診斷中心。推理機18是將電動汽車故障碼和車輛狀態(tài)信號，通過GPRS 等系統(tǒng)到達數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)庫中原有的相似故障及車輛狀態(tài)等比較，診斷電動汽車故障，或預判斷狀態(tài)提醒。
分析后形成的故障報告就反饋到人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14，技術支持工程師根據(jù)反饋信息就可以直接提供診斷結果16，診斷結果16通過人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14，然后再由遠程服務工作站20、GPRS單元5傳輸至電動汽車VCU (整車控制器)1上，另用戶及時了掌握相應解決方案以及狀態(tài)信息。同時人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14還可以將預判斷狀態(tài)提醒15 和遠程示教17都可以通過人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)14通過遠程服務工作站20、GPRS單元5 傳輸至電動汽車V⑶(整車控制器)1上。本實施例工作時，如圖1為異地診斷系統(tǒng)原理圖
當實施主動診斷時，由遠程服務中心的技術人員通過計算機輸入每一組鋰離子電池組的相應代碼，該鋰離子電池組便會將狀態(tài)信號和GPS定位信號通用遠程服務工作站20發(fā)送給遠程服務中心，完成主動診斷，若診斷中發(fā)現(xiàn)存在可能發(fā)生的潛在故障，遠程服務中心的技術支持工程師便會開啟預判斷狀態(tài)提醒功能并發(fā)送給用戶。
當實施被動診斷時，由發(fā)生故障的鋰離子電池組將故障碼和GPS定位信號通過 GPRS發(fā)送給異地遠程服務工作站6，再通過Internet 發(fā)送給本地遠程服務工作站8，遠程服務工作站8通過遠程診斷服務器9、數(shù)據(jù)處理模塊10、數(shù)據(jù)庫11進行數(shù)據(jù)處理后將故障顯示在人機交互實時監(jiān)測系統(tǒng)14的人機界面上，遠程服務中心的技術支持工程師通過討論或調用知識庫找到故障解決方法，并針對故障解決的難易程度和用戶對鋰離子電池組的知識水平?jīng)Q定是否啟用遠程示教功能，若啟動遠程示教后用戶仍無法解決故障，遠程服務中心便會安排專業(yè)鋰離子電池組維修工程師趕赴現(xiàn)場解決故障。圖2為本地診斷系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)工作原理較異地鋰離子電池組遠程故障診斷系統(tǒng)大體相同，只是比異地鋰離子電池組遠程故障診斷系統(tǒng)少了異地遠程服務工作站，節(jié)省了由異地向本地轉換的工作過程，這里就不再進行重復介紹了。值得一提的是利用異地鋰離子電池組遠程故障診斷系統(tǒng)也可以對本地的鋰離子電池組進行監(jiān)控和診斷。上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構思，而非對本發(fā)明權利保護的限定， 凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質性的改動，均應落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于包括有數(shù)據(jù)采集單元和遠程服務中心；其中數(shù)據(jù)采集單元包括故障碼單元、GPS定位信號單元、車輛狀態(tài)信號單元；遠程服務中心包括遠程服務工作站、遠程診斷服務器、數(shù)據(jù)庫和人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)；故障碼單元采集電動汽車每組鋰離子電池代表的相應代碼，GPS定位信號采集汽車所在位置信號，車輛狀態(tài)信號單元采集汽車上工作狀態(tài)信號；遠程服務工作站將數(shù)據(jù)采集單元的信號進行遠程傳輸，經(jīng)過遠程診斷服務器接收遠程服務工作站的信號數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)處理模塊結合數(shù)據(jù)庫進行處理分析，再將處理分析后的結果顯示于人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述故障碼單元采集的相應代碼由整車VIN碼、電池箱號、電池包條形碼、分選電芯所組成的模組號經(jīng)過編寫而組成。
3.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元從電動汽車VCU上采集。
4.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)采用GPRS技術傳送至遠程服務工作站上。
5.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的遠程服務工作站包括異地遠程服務工作站、本地遠程服務工作站，兩者之間采用hternet 網(wǎng)絡連接進行數(shù)據(jù)傳輸。
6.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛狀態(tài)信號單元采集的工作狀態(tài)包括電池組的SOC、SOH和SOF三種狀態(tài)。
7.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)將預判斷狀態(tài)提醒、診斷結果、遠程示教數(shù)據(jù)反饋至遠程服務工作站中進行傳輸至電動汽車V⑶上。
8.如權利要求1所述的鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)庫與鋰離子電池組技術領域中的知識庫連接形成數(shù)據(jù)平臺，為電動汽車每組鋰離子電池進行故障分析檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開鋰離子電池組遠程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，包括有數(shù)據(jù)采集單元和遠程服務中心。數(shù)據(jù)采集單元包括故障碼單元、GPS定位信號單元、車輛狀態(tài)信號單元。遠程服務中心包括遠程服務工作站、遠程診斷服務器、數(shù)據(jù)庫和人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)。故障碼單元采集電動汽車每組鋰離子電池相應代碼，GPS定位信號采集汽車所在位置信號，車輛狀態(tài)信號單元采集汽車上工作狀態(tài)信號。遠程服務工作站將數(shù)據(jù)采集單元的信號遠程傳輸，經(jīng)遠程診斷服務器接收遠程服務工作站的信號數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)處理模塊結合數(shù)據(jù)庫進行處理分析，再將處理后的結果顯示于人機交互實時監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)鋰離子電池組的遠程通信、故障監(jiān)測、故障診斷，從而實現(xiàn)對每組電池控制。
文檔編號G05B19/418GK102354179SQ201110219689
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權日2011年8月2日
發(fā)明者姜榮軍 申請人:廈門華戎能源科技有限公司