一種電池控制電路、汽車電池裝置及管理系統的製作方法

2023-05-03 02:09:31

本實用新型涉及電池領域，尤其涉及一種電池控制電路、汽車電池裝置及管理系統。

背景技術：

目前，國內外市場上的以燃油發動機為動力來源的汽車上都配置了汽車電池，汽車電池主要有以下作用：為汽車啟動時提供瞬間大電流；發動機正常工作以後，持續為點火線圈、音響等用電設備供電壓，目前，汽車蓄電池多採用鉛酸電池，但鉛酸蓄電池的缺點非常多，例如充放電比率低，浮充狀態下持續消耗能量，浪費能源；能量密度低,過於笨重增加耗油量；循環壽命短,約為300-500次,可靠性差；低溫啟動性能差；鉛的汙染等。

隨著鋰離子電池的製造技術不斷成熟，產品性能和質量穩步提升，同時生產成本逐漸降低，鋰離子電池在電動交通工具領域對鎳氫電池、鉛酸電池的替代效應逐步顯現，技術日趨成熟，市場初具規模。但是，現在的汽車鋰電池的管理不夠智能化，而且不能適應不同環境溫度。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種電池控制電路、汽車電池裝置及汽車電池管理系統,旨在解決現有的汽車鋰電池的管理不夠智能化，而且不能適應不同環境溫度等問題。

為了解決上述技術問題，第一方面，本實用新型提供一種電池控制電路，所述電池控制電路包括電池單元、主控單元、溫控單元、信號採集單元、打火控制單元和無線通訊單元，其中，所述信號採集單元、溫控單元、打火控制單元和無線通訊單元均與所述主控單元連接；

所述溫控單元根據所述主控單元的第一控制信號控制所述電池單元的電池溫度；所述信號採集單元和所述電池單元連接用於採集所述電池單元的電池信息，並將所述電池信息傳輸給所述主控單元；

所述主控單元根據所述電池信息判斷是否生成第二控制信號，若是，將所述第二控制信號傳輸給所述打火控制單元並控制所述打火控制單元輸出啟動電流，所述啟動電流用於啟動汽車；所述無線通訊單元與所述主控單元連接用於與伺服器建立通訊連接。

優選地，所述電池控制電路還包括顯示單元，所述顯示單元與所述主控單元連接，用於接收並顯示電池的狀態信息，其中，所述電池的狀態信息包括當前工作信息和健康狀態信息。

優選地，所述電池控制電路還包括與所述主控單元連接的電子開關，所述電子開關用於控制所述電池單元給所述汽車供電電路的通斷。

優選地，所述採集所述電池單元的電池信息包括：採集所述電池單元的電池溫度、電壓、電量、電流和內阻；

所述主控單元根據所述電池信息判斷是否生成第二控制信號包括：所述主控單元判斷所述電池溫度是否高於第一預設電池溫度，若所述電池溫度高於所述第一預設電池溫度，則生成第二控制信號。

優選地，所述溫控單元還與汽車發電機的電路連接；

所述生成第二控制信號之後包括：所述主控單元判斷所述電池溫度是否低於第二預設電池溫度，若所述電池溫度低於第二預設電池溫度，則所述主控單元控制所述溫控單元由汽車發電機提供電壓用於給所述電池加熱。

優選地，所述主控單元根據所述電池電壓和電池電流計算所述電池的剩餘電量，並判斷所述剩餘電量是否低於第一預設電量值，若所述剩餘電量低於第一預設電量值，所述主控單元控制所述電子開關斷開所述電池單元給所述汽車供電電路。

優選地，若所述電池溫度低於所述第一預設電池溫度，所述主控單元控制所述溫控單元給所述電池加熱。

優選地，所述信號採集單元還包括與所述主控單元連接的電流檢測子單元和溫度檢測子單元，所述電流檢測子單元用於檢測所述電池的輸出電流；所述溫度檢測子單元包括溫度傳感器，所述溫度傳感器用於檢測所述電池溫度。

第二方面，一種汽車電池裝置，該汽車電池裝置包括電池殼體和設置電池殼體內的電池組件，所述電池組件包括上述的電池控制電路。

優選地，所述電池殼體包括上蓋件和下殼體，所述上蓋件和所述下殼體配合固定連接，所述電池組件固定設置所述下殼體內。

優選地，所述電池組件包括至少一個電池組，所述電池組包括多個串聯的電芯組件，所述電芯組件包括多個並聯的單體電芯，其中，所述單體電芯為鋰電池電芯。

優選地，所述下殼體內還設有一支架，所述支架包括多層電芯盒體，所述電芯盒體用於固定放置所述單體電芯。

優選地，所述上蓋件上設有一LCD顯示屏，所述LCD顯示屏用於顯示所述汽車電池裝置的當前工作信息和健康狀態信息。

第三方面，一種汽車電池管理系統，該汽車電池管理系統包括智能終端、伺服器和上述的汽車電池裝置；

所述智能終端通過所述伺服器與所述汽車電池裝置建立遠程通訊連接，實現對所述汽車電池裝置查看和管理。

優選地，所述智能終端包括手機，所述汽車電池裝置的無線通訊單元包括GPRS模塊，其中，所述手機安裝有用於管理所述汽車電池裝置的應用程式；

所述伺服器還用於獲取所述汽車電池裝置的電池信息，通過所述電池信息計算出所述汽車電池裝置的健康狀況信息，並將所述健康狀況信息發送給所述手機或所述汽車電池裝置。

有益效果:本實用新型的實施例提供了一種電池控制電路，該電池控制電路應用於汽車打火，與現有技術相比，該電池控制電路包括電池單元、主控單元、溫控單元、信號採集單元、打火控制單元和無線通訊單元，其中，所述信號採集單元、溫控單元、打火控制單元和無線通訊單元均與所述主控單元連接；所述溫控單元根據所述主控單元的第一控制信號控制所述電池單元的電池溫度；所述信號採集單元和所述電池單元連接用於採集所述電池單元的電池信息，並將所述電池信息傳輸給所述主控單元；所述主控單元根據所述電池信息是否生成第二控制信號，若是，將所述第二控制信號傳輸給所述打火控制單元並控制所述打火控制單元輸出啟動電流，所述啟動電流用於啟動汽車；所述無線通訊單元與所述主控單元連接用於與伺服器建立通訊連接。使用該電池控制電路的汽車電池可以適應不同溫度環境，同時還可以智能化管理該汽車電池。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型一實施例提供的電池控制電路的結構示意圖；

圖2是本實用新型一實施例提供的主控單元的電路結構圖；

圖3是本實用新型一實施例提供的信號採集單元的電路結構圖；

圖4是本實用新型一實施例提供的打火控制單元的電路結構圖；

圖5是本實用新型一實施例提供的汽車電池裝置的結構示意圖；

圖6是本實用新型一實施例提供的汽車電池裝置的電池組的結構示意圖；

圖7是本實用新型一實施例提供的汽車電池管理系統的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

圖1示出了本實用新型一實施例提供的電池控制電路的結構，如圖1所示，該電池控制電路包括電池單元11、主控單元12、溫控單元13、信號採集單元14、打火控制單元15和無線通訊單元16，其中，溫控單元13、信號採集單元14、打火控制單元15和無線通訊單元16均與主控單元12連接。信號採集單元13和電池單元11連接，本實施例中，電池單元11中的電池為鋰電池，應用於汽車，信號採集單元14用於採集電池單元11的電池信息，該電池信息包括電池的溫度、電壓、電量、電流和內阻，信號採集單元14將該電池信息傳輸給主控單元12；溫控單元13根據主控單元12的第一控制信號控制電池單元11的電池溫度，其中，第一控制信號為主控單元12收到汽車啟動信號後生成的第一控制信號，第一控制信號觸發信號採集單元14採集電池單元11的電池信息，並將該電池信息傳輸給主控單元12；主控單元12根據所述電池信息判斷是否生成第二控制信號，尤其是電池溫度，當電池溫度過低，則控制溫控單元13給電池加熱，若所述電池信息滿足預設條件後則主控單元12生成第二控制信號，並將第二控制信號傳輸給打火控制單元15並控制打火控制單元15輸出啟動電流，所述啟動電流用於啟動汽車，判斷電池信息是否符合一定條件，不僅可以使該電池工作在不同的溫度範圍，還可更好地保護該電池；無線通訊單元16與主控單元12連接用於與伺服器通訊連接，該伺服器與智能終端建立通訊連接，該智能終端包括手機或平板電腦等，可以使用手機遠程查詢該電池的信息，同時還可以遠程管理該電池，比如遠程定位該汽車所處的位置，通過手機操作關閉該電池是汽車無法啟動等，因此又可以實現防盜。該電池控制電路不僅可以用於汽車啟動，還可以為汽車的其他用電裝置使用，比如汽車車燈和音箱等。在本優選的實施例中，該電池控制電路還包括顯示單元17，顯示單元17包括顯示屏和用於驅動該顯示屏的驅動電路，該驅動電路和主控單元12連接，顯示單元17用於接收並顯示電池的狀態信息，其中，所述電池的狀態信息包括當前工作信息和健康狀態信息，顯示單元17可以隨時了解該電池當前狀況，便於管理和保養等，為管理該電池提供了便捷。優選地，該電池控制電路還包括與主控單元12連接的電子開關，該電子開關用於控制電池單元11給汽車供電電路的通斷，使得主控單元12可以通過電子開關實現是否給汽車提供啟動電壓，當主控單元檢測到用戶忘記關閉車輛時，主控單元12回自動檢測電量電平，並通過該電子開關自動在電量極低時切斷電池輸出，為電池儲備預留啟動電量，在用戶需要時可靠地啟動汽車，確保汽車永遠不會因為電池耗盡，無法啟動車輛。

在本優選的實施例中，主控單元12根據所述電池信息判斷是否生成第二控制信號包括：主控單元12判斷所述電池溫度是否高於第一預設電池溫度，比如第一預設電池溫度為-20℃，若電池溫度低於所述第一預設電池溫度-20℃，主控單元12控制溫控單元13給汽車電池加熱；若電池溫度高於所述第一預設電池溫度-20℃，則生成第二控制信號，將第二控制信號傳輸給打火控制單元15並控制打火控制單元15輸出啟動電流，該啟動電流用給汽車打火啟動。溫控單元13還與汽車發電機的電路連接；在主控單元12生成第二控制信號，啟動汽車之後包括：主控單元12判斷該電池溫度(電池溫度以及其他電池信息均是由信號採集單元實時採集並發送給主控單元12)是否低於第二預設電池溫度，比如第二預設電池溫度0℃，若所述電池溫度低於第二預設電池溫度0℃，則主控單元12控制溫控單元13由汽車發電機提供電壓用於給汽車電池繼續加熱，直到汽車電池溫度達到0℃以上為止，不僅保證了電池可以適應不同溫度範圍，同時還可更節省電池電量。主控單元12根據所述電池信息(電壓和電流)計算該電池的剩餘電量，並判斷所述剩餘電量是否低於第一預設電量值，第一預設電量值的電池電量可以滿足啟動汽車需求，若所述剩餘電量低于于第一預設電量值，主控單元12控制該電子開關斷開電池單元11給汽車供電電路，因此，可以保證汽車電池具有備用啟動功能，確保汽車永遠不會因為電池耗盡，無法啟動汽車的現象出現。優選地，信號採集單元14還包括與主控單元12連接的電流檢測子單元和溫度檢測子單元，該電流檢測子單元用於檢測電池的輸出電流，並將電池的輸出電流發送給主控單元12，由主控單元判斷電池的輸出電流是否滿足一定的電流預設值，進一步地，還根據該輸出電流判斷是否啟動汽車；該溫度檢測子單元包括溫度傳感器，溫度傳感器用於檢測該電池溫度。因此，該電池控制電路可以更為安全地控制汽車使用電池，避免了汽車電池因受到撞擊、穿刺而造成的火災等事故，從而進一步地提高了電池的安全性。

結合圖2、圖3和圖4介紹主控單元12、信號採集單元14和打火控制單元15優選的實現方式。如圖2所示，主控單元12主要包括一主控晶片U1(即主處理器)，溫控單元13、信號採集單元14、打火控制單元15和無線通訊單元16均與主控晶片U1連接，由該主控晶片U1控制工作。如圖3所示，信號採集單元14主要包括電池監控晶片U2，監控晶片U2與主控晶片U1連接，將採集的電池信息傳輸給主控晶片U1，電池監控晶片U2的引腳通過電阻和場效應管與電池單元的電池連接，電池如圖3中BT1-BT4，其中PACK+為該電池控制電路的電壓輸出端，信號採集單元14包括電流檢測子單元141，電流檢測子單元141包括電流檢測晶片U3，電流檢測晶片U3與主控晶片U1連接，將檢測電流值發送給主控晶片U1；具體地，電流檢測晶片U3通過兩個並聯的繼電器與電池連接，該繼電器還與監控晶片U2連接，由監控晶片U2控制器動作。電流檢測晶片U3的第五引腳U3_5與打火控制單元15連接，打火控制單元15的具體電路結構如圖4所示，打火控制單元15是由多個場效應管組成的電路，該電路與主控晶片U1連接，由主控晶片U1控制其是否輸出大電流用於啟動汽車。主控單元12、信號採集單元14和打火控制單元15在此不做詳細描述，具體的連接關係如圖2、3和4所示，溫控單元14主要包括用於加熱的電加熱膜和用於檢測溫度的熱敏電阻，其電路圖是容易想到且易於實現的，在此不做詳細描述。無線通訊單元優選GPRS模塊，GPRS模塊還可以實現遠程定位功能。

圖5示出了本實用新型一實施例提供的汽車電池裝置的結構，如圖5所示，該汽車電池裝置使用上述實施例中的電池控制電路，汽車電池裝置為鋰電池，採用電池控制電路可以實現上述管理方法，同時，汽車電池裝置包括電池殼體和設置電池殼體內的電池組件，電池殼體包括下殼體21和上蓋件22，下殼體21和上蓋件22配合固定連接，該電池殼體和目前汽車上使用的鉛蓄電池的外殼相同，從而保證了客戶可以用該汽車電池裝置直接替換傳統的鉛蓄電池，電路板23設置上蓋件22內，電池組件24固定設置下殼體21內，電路板23集成了上述實施例提供的電池控制電路。如圖6所示，電池組件24包括至少一個電池組，該電池組包括多個串聯的電芯組件，電芯組件包括多個並聯的單體電芯242，其中，所述單體電芯為鋰電池電芯；下殼體21內固定設有一支架241，支架241為鋁板支架，支架241包括多層電芯盒體，該電芯盒體用於固定放置單體電芯240，還包括用於固定單體電芯240的擋板242，當單體電芯240放入到支架241的電芯盒體內時，擋板242和支架241固定連接。同時，上蓋件22上還設有電壓輸出旋鈕，分別為正電壓輸出旋鈕221和負電壓輸出旋鈕222，電壓輸出旋鈕與汽車電性連接用於給汽車啟動打火；上蓋件22上設有一LCD顯示屏223，LCD顯示屏223是上述實施例中顯示單元17的一部分，由顯示單元17驅動顯示，LCD顯示屏223用於顯示該汽車電池裝置的當前工作信息和健康狀態信息。該汽車電池裝置不僅可以直接代替傳統的鉛蓄電池裝置，還可以工作在不同的溫度範圍內，尤其是在低溫範圍，可以自動加溫，同時該汽車電池裝置可以檢測電池信息並將電池信息通過無線通訊單元或顯示屏告知用戶，使得用戶時刻知悉該汽車電池裝置的使用狀況和健康狀況；還可計算電池剩餘電量，因此具有備用啟動功能。

圖7示出了本實用新型一實施例提供的汽車電池管理系統的結構，如圖7所示，汽車電池管理系統包括智能終端31、伺服器32和上述實施例中的汽車電池裝置33，智能終端31通過伺服器32與汽車電池裝置33建立遠程通訊連接，實現對汽車電池裝置查看和管理。智能終端31包括手機或平板電腦等，汽車電池裝置33的無線通訊單元包括GPRS模塊，其中，手機安裝有用於管理該汽車電池裝置33的應用程式，即APP軟體；伺服器32還用於獲取汽車電池裝置33的電池信息，通過電池信息計算出汽車電池裝置33的健康狀況信息，並將所述健康狀況信息發送給手機或汽車電池裝置33，汽車電池裝置33通過LCD顯示屏顯示。通過該汽車電池管理系統還可以遠程管理該汽車電池裝置33，例如進行遠程定位或者遠程關閉汽車電池裝置33使得汽車無法啟動，從而實現防盜功能。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。