[發(fā)明專利]一種電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110685526.8
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113552486A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國棟;陳宇;周鵬;徐利民;奚玲;趙成萬;師新月;潘靚涵;張鼎航
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/3842
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 林楊

本發(fā)明公開了一種電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)，涉及電動(dòng)自行車領(lǐng)域，該電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)，包括：電池模塊，用于存儲(chǔ)電能；電源模塊，用于提供合適的電壓供給各個(gè)模塊；監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測電池模塊充電時(shí)的溫度、電壓、電流狀況；保護(hù)控制模塊，用于在電池模塊充電出現(xiàn)故障時(shí)切斷電路；藍(lán)牙模塊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以有效預(yù)防電動(dòng)自行車在日常使用過程中出現(xiàn)的突發(fā)火災(zāi)事故的發(fā)生，增加電動(dòng)車在靜止無人值守充電過程中的安全性能；使電動(dòng)自行車更加智能化，使用戶在使用過程中能夠時(shí)刻準(zhǔn)確掌握電動(dòng)自行車的電池健康狀態(tài)，增加電動(dòng)自行車使用過程中的舒適感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)自行車領(lǐng)域，具體是一種電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電動(dòng)自行車具有出行便捷、低碳環(huán)保等優(yōu)勢，已經(jīng)成為當(dāng)前人們的重要交通工具。但在日常使用過程中，人們通常容易忽略安全常識而導(dǎo)致電動(dòng)車火災(zāi)時(shí)有發(fā)生。電動(dòng)自行車的起火通常是在充電過程中發(fā)生。鋰電池是整車的動(dòng)力能量來源，絕大多數(shù)電動(dòng)自行車火災(zāi)與鋰電池都有著密不可分的關(guān)系。鋰電池在過充電、高溫或者意外原因發(fā)生短路等情況下，容易引起安全事故。

當(dāng)前電動(dòng)自行車在充電過程的保護(hù)管理功能主要依靠充電器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前使用最普遍的是三段式充電器，此類充電器智能化程度低，故障率高。在使用此類充電器充電過程中，主要是通過人為操作來控制電池的充電時(shí)間。如果充電器發(fā)生故障，將會(huì)導(dǎo)致鋰電池的充電狀態(tài)異常。最常見的問題是電芯過充電。當(dāng)電芯過充時(shí)，電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體，將會(huì)大大增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。此外，電動(dòng)車鋰電池水份含量過高、內(nèi)部老化、內(nèi)部或者外部短路，都是電動(dòng)自行車發(fā)生火災(zāi)的重要原因。

由于在充電過程中智能化程度低，充電裝置無法準(zhǔn)確判斷電池的電壓、電流、溫度以及剩余電量等狀態(tài)，主要通過人為觀察或者操作對自行車充電過程的狀態(tài)進(jìn)行控制。如果鋰電池在充電過程中發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，不能夠得到及時(shí)的處理，進(jìn)而導(dǎo)致起火或爆炸等惡性事故，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電動(dòng)自行車電池監(jiān)測與管理系統(tǒng)，包括：

電池模塊，用于存儲(chǔ)電能；

電源模塊，用于提供合適的電壓供給各個(gè)模塊；

監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測電池模塊充電時(shí)的溫度、電壓、電流狀況；

保護(hù)控制模塊，用于在電池模塊充電出現(xiàn)故障時(shí)切斷電路；

藍(lán)牙模塊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，短距離內(nèi)可使用手機(jī)對電動(dòng)自行車電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；

顯示模塊，用于顯示電池模塊充電時(shí)電壓、電流、溫度以及剩余電量等參數(shù)；

STM32單片機(jī)模塊，用于對監(jiān)測模塊得到的電壓、電流以及溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，如果數(shù)據(jù)狀態(tài)正常，主控制器將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊發(fā)送至手機(jī)端，并通過顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；如果數(shù)據(jù)狀態(tài)異常，主控制器將立即做出決策并反饋至保護(hù)控制模塊進(jìn)行斷電處理；主控制器采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法實(shí)現(xiàn)電池剩余電量的實(shí)時(shí)估計(jì)，并將電池剩余電量通過顯示屏及進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；

電池模塊連接監(jiān)測模塊、電源模塊，電源模塊連接監(jiān)測模塊、STM32單片機(jī)模塊、藍(lán)牙模塊、顯示模塊，監(jiān)測模塊連接STM32單片機(jī)模塊，STM32單片機(jī)模塊連接藍(lán)牙模塊、顯示模塊、保護(hù)控制模塊，保護(hù)控制模塊連接電池模塊。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：STM32單片機(jī)模塊包括STM32F103C8T6芯片。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：監(jiān)測模塊包括BQ76930芯片，BQ76930芯片的4號引腳連接STM32F103C8T6芯片的46號引腳，BQ76930芯片的5號引腳連接STM32F103C8T6芯片的45號引腳。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：監(jiān)測模塊包括NTC熱敏電阻。