专利名称：电动汽车电池感知装置、电动汽车电池及充放电方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车电池技术，尤其涉及一种电动汽车电池感知装置、电动汽车电池及充放电方法。
背景技术：
随着电动汽车的相关技术的发展，电动汽车逐渐走入了大众的工作和生活中。而在电动汽车的相关技术中，作为能源提供者的电动汽车的电池至关重要。在现有电动汽车的电池中已内设有电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)。BMS具有数据采集的功能，利用采集到的数据对电池作出合理有效的管理和控制。以锂离子电池为例，由于这种电池的安全性要求高，对电压敏感，所有需要采集每个单体电池的电压,监测每个电池的温度。BMS还需要对表示电池剩余容量的荷电状态(State Of Charge，简称S0C)进行确定，目前BMS通常采用的SOC确定方法包括开路电压法、内阻法、安时法等。BMS还具有电气控制、安全管理控制、电池温度管理以及数据通信等多个功能。但是，现有的BMS尚存在以下至少一种缺陷(I)无法对电池进行安全识别和防伪管理；(2)缺乏与智能电网之间的有效通信管理；(3)在SOC的估算方面，估算误差仍需改善；(4)缺乏对电池自身以及对人体的安全性的较全面的安全管理。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动汽车电池感知装置、电动汽车电池及充放电方法，能够有效地对电动汽车电池进行充放电管理。为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车电池感知装置，包括至少一个智能监控单元，设置在蓄电池组中，分别与所述蓄电池组中各个蓄电池单元相连，用于监测各个蓄电池单元的属性数据；电池管理单元，通过CAN总线与所述至少一个智能监控单元相连，用于控制蓄电池组的回路开关的开断、与电动汽车或充电站设备进行通信、向所述电动汽车或充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据以及对充电行为数据进行记录和处理。为实现上述目的，本发明还提供了一种包括前述电动汽车电池感知装置的电动汽车电池，还包括蓄电池组和备用蓄电池组，所述蓄电池组和备用蓄电池组中的各个蓄电池单元分别与所述电动汽车电池感知装置中的对应的智能监控单元相连。为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车电池充电方法，包括当蓄电池组连接到充电站设备，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据；
所述充电站设备根据接收到的所述蓄电池组的属性数据调整充电电压到电池开路电压，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关；所述充电站设备平稳增加充电电压，直到充电电流达到预设值；在充电过程中，所述电池管理单元实时计算充电量，根据所述充电量通知所述充电站设备调整充电电流。为实现上述目的，本发明还提供了一种电动汽车电池放电方法，包括当蓄电池组与电动汽车连接，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述电动汽车上报所述蓄电池组的属 性数据；所述电动汽车根据接收到的所述蓄电池组的属性数据以及当前油门位置调整起步速度，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关。基于上述技术方案，本发明采用传感器网络技术将每个蓄电池单元及智能监控单元作为传感器网络中的节点，电池管理单元成为汇聚节点，与电动汽车电池感知装置连接的充电站设备可以作为网关节点，从而与配电网、车联网、路联网等外部网络实现无缝连接；对于电动汽车电池感知装置自身，电池管理单元可以对蓄电池组进行整体的属性获取以及与外部通信，而各个蓄电池单元也分别由各自对应的智能监控单元进行实时监测和控制，这样就实现了更为全面的电动汽车电池的智能管理功能。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明电动汽车电池感知装置的一实施例的应用场景示意图。图2为本发明电动汽车电池感知装置的另一实施例的应用场景示意图。图3为本发明电动汽车电池充电方法的一实施例的流程示意图。图4为本发明电动汽车电池放电方法的一实施例的流程示意图。图5为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的智能监控单元的具体结构示意图。图6为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的均衡单元的具体结构示意图。图7为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的电池管理单元的具体结构示意图。图8为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的电池管理单元的一种电路实现的结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图I所示，为本发明电动汽车电池感知装置的一实施例的应用场景示意图。在本实施例的应用场景中，电动汽车电池感知装置和蓄电池组I 一同被设置在电动汽车电池内，蓄电池组I包括至少一个蓄电池单元11、12、…、IN，电动汽车电池感知装置包括至少一个智能监控单元21、22、…、2N和电池管理单元3，其中至少一个智能监控单元21、22、…、2N设置在蓄电池组I中，每个蓄电池单元均连接一个智能监控单元。智能监控单元可以对其所连接的蓄电池单元进行监测，获得该蓄电池单元的属性数据，例如当前电压、动态充电内阻、当前温度等。电池管理单元3通过CAN总线与蓄电池组I中的至少一个智能监控单元21、22、…、2N相连，电池管理单元3可以对蓄电池组I的充放电的回路开关6进行开断，并具有通信功能，能够与电动汽车或充电站设备7进行通信。电池管理单元3可以向电动汽车或充电站设备7上报其所管理的蓄电池组I的属性数据，该属性数据包括蓄电池组I的容量、标称电压、充电终止电压、标称充电电流、最大充电电流、剩余电量、使用循环次数、当前开路电压等，还可以包括所有蓄电池单元各自的内阻、容量、落后的蓄电池单元的数量以及评估权值等。电池管理单元3可以根据管理的需要上报上述属性数据中的一种或多种，也可包括未列出的其他的电池属性数据。电池管理单元3还可以对充电行为数据(例如充电时间、充电时长、充电站/桩名称、充电量、放电量等)进行记录和处理，这样就能够精确地对电池充电放电进行有效的计·量和能效管理。通过设置在电动汽车电池中的CAN总线结构，形成了以每个蓄电池单元及智能监控单元为传感器网络节点，电池管理单元作为这些传感器网络节点的汇聚节点通过作为网关节点的充电站设备7与外部网络进行通信，这就实现了电动汽车电池与外部网络的无缝对接，这也带来了更为完善的电池控制和管理功能。如图2所示，为本发明电动汽车电池感知装置的另一实施例的应用场景示意图。与上一实施例相比，本实施例的电动汽车电池感知装置还包括至少一个均衡单元31、32、…、3N，至少一个均衡单元31、32、…、3N也设置在蓄电池组I中，每个均衡单元分别与一个智能监控单元相匹配，从而形成每个蓄电池单元对应于一个智能监控单元和一个均衡单元的结构。均衡单元与对应的蓄电池单元和智能监控单元相连，其作用是对充放电电压/电流进行均衡控制。这里的均衡控制是指通过智能监控单元对蓄电池单元的实时监测，将获取该蓄电池单元当前的电压、温度等信息发送给电池管理单元，电池管理单元基于这些信息判断该蓄电池单元的电池容量是否发生退化，动态充电内阻是否较大而导致充电电压升幅过大等，进而判断是否符合需要能量均衡的条件，对于符合需要均衡的条件的蓄电池单元，由电池管理单元发送均衡命令，接收到的均衡命令的均衡单元可以基于设定的直流/直流(DC/DC)变换器的输出电压和输出电流来将剩余能量转换为备用蓄电池组的充电能量，或者将剩余能量返回给充电器，使得充电器自动减小充电电流，通过该均衡单元可以完成智能充电，实现无损充电均衡，提高充电效率。在图2中的电动汽车电池中还包括了备用蓄电池组4，备用蓄电池组4中也如同蓄电池组I 一样，每个蓄电池均具有对应的智能监控单元和均衡单元，所起到的功能与蓄电池组I中的智能监控单元和均衡单元相同。为了实现备用蓄电池组4的切换，在蓄电池组4中还具有用于切换到备用蓄电池组的熔丝5。当电路中的电流过大而达到熔丝5的熔点时，熔丝5被熔断，并自动切断蓄电池组的回路，而切换到备用蓄电池组4的回路。在图2中，智能监控单元与匹配的均衡单元可以一体封装，并通过光电隔离电路与CAN总线相连。该光电隔离电路通常设置在CAN控制器与收发器之间，可以进一步抑制干扰。电池管理单元3可以与充电站设备的后台管理系统通过无线通信方式进行通信，从而以无线通信的方式与充电站设备进行交互。在图2中，蓄电池组I和备用蓄电池组4与充电站设备7之间均设有电流传感器81、82，电流传感器81、82均与电池管理单元3相连，其作用是对充电行为信息和充电量进行监测，并相应数据发送给电池管理单元3。其作用是对充电行为进行监控，防止非法充电站设备在未经授权下充电。基于前述的应用场景，图3给出了本发明电动汽车电池充电方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，电动汽车电池充电流程包括步骤101、当蓄电池组连接到充电站设备，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据； 步骤102、所述充电站设备根据接收到的所述蓄电池组的属性数据调整充电电压到电池开路电压，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关；步骤103、所述充电站设备平稳增加充电电压，直到充电电流达到预设值；步骤104、在充电过程中，所述电池管理单元实时计算充电量，根据所述充电量通知所述充电站设备调整充电电流。在本实施例的步骤101中，蓄电池组先与充电站设备(例如充电器/充电桩等)建立连接，此时并未打开回路开关，电池管理单元先通过CAN总线将蓄电池组的属性数据上报给充电站设备，如果充电站设备或者电池管理单元无法使用CAN总线，还可以通过无线通信方式进行属性数据的上报。充电站设备可以根据接收到的蓄电池组的属性数据决定采用何种更有效的充电策略。在步骤102中，充电站设备可以先根据接收到的蓄电池组的属性数据调整充电电压到电池开路电压，并命令电池管理单元接通回路开关，然后在步骤103中平稳地增加充电电压，直到充电电流达到预设值。在这个过程中，电池管理单元仍在实时的计算充电量，并根据计算出的充电量动态的通知充电站设备调整充电电流，使其增加或减少。在充电过程中，每个蓄电池单元对应的智能监控单元也在对自身对应的蓄电池单元的当前电压进行监测，并以此计算出相应的动态充电内阻，智能监控单元还可以对蓄电池单元的温度进行实时检测。得到的动态充电内阻和/或温度可以作为蓄电池单元是否需要能量均衡的判断基础，例如如果温度较低则会造成蓄电池单元的容量退化，而充电内阻较大会导致充电电压升幅过大。智能监控单元将得到的动态充电内阻和/或温度发送给电池管理单元，当判断该蓄电池单元需要能量均衡时，可以发送均衡命令给均衡单元，通过设定电调功率限制型升压DC/DC转换器的输出电压和输出电流，将剩余能量转换为备用蓄电池组的充电能量，或者将剩余能量返回给充电站设备，这样充电站设备就可以自动的减小充电电流。通过电动汽车电池感知装置和充电站设备的实时联动，可以完成智能充电，通过电调功率限制型升压DC/DC转换器实现无损充电均衡，提高充电效率，实现绿色充电。在电池管理单元连接充电站设备时，电池管理单元还可以对充电站设备进行身份验证，并在身份验证未通过时，触发开关控制组件维持(如果已经连接，直接断开回路开关)蓄电池组的回路开关的断开状态，从而实现资产保护和充电保护。而电池管理单元和充电站设备乃至外部网络之间的通信建立在统一的通信标准(例如IEC61850)基础上，并遵循电力通信加密标准，以防止非法充电站在未经授权的情况下进行充电，并且保障数据安全。对于电动汽车电池的每个蓄电池单元，其均对应着唯一的身份标识，可以根据该身份标识查询到该蓄电池单元的生产厂家、批次、供应商、投运日期等身份信息，从而实现电动汽车电池的智能化身份识别和使用过程管理。而对于电池管理单元与充电站设备之间采用无线通信方式的连接时，则还可以利用RFID技术将蓄电池单元的属性数据记录到电池管理单元中，并赋予唯一的射频身份代码。对于绕过回路开关的充电行为，电池管理单元可以对其进行记录，具体来说如果蓄电池组和备用蓄电池组与充电站设备之间设置的电流传感器监测到绕开蓄电池组的回路开关的非法充电行为，则电池管理单元可以对该绕开蓄电池组的回路开关的非法充电行为进行数据记录，并通知给与蓄电池组连接的电动汽车。当电动汽车启动时，电池管理单元可以要求驾驶者在指定时间内到原租用电池组的地点接受检测和维护，否则断电以及锁定电动汽车。·如图4所示，为本发明电动汽车电池放电方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，电动汽车电池放电流程包括步骤201、当蓄电池组与电动汽车连接，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述电动汽车上报所述蓄电池组的属性数据；步骤202、所述电动汽车根据接收到的所述蓄电池组的属性数据以及当前油门位置调整起步速度，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关。在步骤202的放电过程中，电动汽车电池感知装置的智能监控单元可以对自身对应的蓄电池单元的当前电压进行监测，并计算出相应的动态放电内阻。智能监控单元还可以对蓄电池单元的温度进行实时检测，智能监控单元将动态放电内阻和/或温度发送给电池管理单元，电池管理单元根据动态放电内阻和/或温度可以判断蓄电池单元是否需要能量均衡，如果需要，则向对应的蓄电池单元的均衡单元发送均衡命令，通过设定电调功率限制型升压DC/DC转换器的输出电压和输出电流，将领先的蓄电池单元的能量转换为备用蓄电池组的充电能量，或者将领先的蓄电池单元的能量返回给放电回路。蓄电池单元的领先或者落后状态是由电池管理单元汇集了各个蓄电池单元的充放电热效应，并进行比较来确定的。在电池管理单元连接电动汽车时，电池管理单元可以对电动汽车进行身份验证，并在身份验证未通过时，维持蓄电池组的回路开关的断开状态，实现资产保护和充电保护。电池管理单元与电动汽车的通信均可采用统一的通信协议标准，例如车载网通信协议等，并遵循相关的加密标准，以防止非法电动汽车未经授权使用该蓄电池组。电池管理单元还可以对蓄电池组的属性数据进行安全监控，当监测到危险情况时，断开回路开关。这里的监控包括监控每个蓄电池单元的工作电压、动态放电内阻和工作温度等，当发生温度过高、零压等危险情况时，通过断开回路开关来确保电动汽车电池和电动汽车本身的安全。在电动汽车电池中还设置有备用蓄电池组，如果蓄电池组发生故障而导致失电，则可以启动备用蓄电池组对所述电动汽车的安全部件(例如方向盘助力器、刹车助力器、车灯等)进行供电，以便确保驾驶者能够对电动汽车进行安全控制，避免人车事故。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算设备的可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。如图5所示，为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的智能监控单元的具体结构示意图。在本实施例中，智能监控单元具体包括集成保密通信协议栈的RISC单片机、多路模数转换组件、多路数模转换组件、数据存储器和光隔电路总线接口。RISC单片机分别与多路模数转换组件、多路数模转换组件、数据存储器和光隔电路总线接口相连。数据存储器用于存储对应的蓄电池单元的属性数据，可采用Flash 闪存。RISC单片机的作用包括实时监视对应的蓄电池单元的端口电压和工作温度，并将对应的蓄电池单元的属性数据通过CAN总线传送给电池管理单元。多路模数转换组件分别接收所述对应的蓄电池单元的端口电压和工作温度，并在进行模数转换后保存到所述RISC单元机的缓存队列中，所述多路数模转换组件分别对所述RISC单片机设定的设定输出电压和设定输出电流进行数模转换，并输入到均衡单元。如图6所示，为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的均衡单元的具体结构示意图。在本实施例中，均衡单元为电调功率限制型升压DC/DC转换器，具体包括脉冲宽度调制器和互感器，脉冲宽度调制器用于接收图5中多路数模转换组件输入的设定输出电压、电压基准和设定输出电流，并对对应的蓄电池组的实时信息进行采样，通过与设定输出电压、电压基准、设定输出电流进行比较判断是否均衡。互感器负责对电路进行调节，将先进电池的放电能量充分转换成可用能量，或者将充电落后电池多余的能量转换成先进电池单元的充电能量。如图7所示，为本发明电动汽车电池感知装置实施例中的电池管理单元的具体结构示意图。在本实施例中，电池管理单元具体包括开关控制组件31、通信组件32和充电行为记录组件33。其中，开关控制组件31负责控制蓄电池组的回路开关的开断。通信组件32负责与电动汽车或充电站设备进行通信，并向所述电动汽车或充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据。通信组件32可以采用CAN通信方式或者无线通信方式，通信组件32至少包括以下之一 =CAN总线通信子组件，用于通过CAN总线与所述电动汽车或充电站设备进行通信；无线通信子组件，用于通过无线通信方式与所述电动汽车或充电站设备进行通信。充电行为记录组件33负责对充电行为数据进行记录和处理。充电行为数据可以包括合法的充电行为数据和非法的充电行为数据。在另一个实施例中，电池管理单元还可以包括充电设备认证组件34 (参见图7)，该组件负责对连接的充电站设备进行身份验证，并在身份验证未通过时，触发开关控制组件31断开所述蓄电池组的回路开关。该组件还负责触发充电行为记录组件33对绕开所述蓄电池组的回路开关的非法充电行为进行数据记录，并通知与所述蓄电池组连接的所述电动汽车。进一步的，电池管理单元还可以负责蓄电池单元的均衡单元的指示，通过从蓄电池单元对应的智能监控单元接收该蓄电池单元的动态充电内阻或者动态放电内阻，以及温度等信息，并根据这些信息判断是否需要进行能量均衡，如果需要，则向相应的蓄电池电源发出均衡命令，以进行均衡指示。图8还给出了电池管理单元的一种电路实现的结构示意图。在图8中采用了基于ARM内核的SOC芯片进行电池管理单元的实现，芯片中集成了分别测量蓄电池组电流、电压和备用蓄电池组电流、电压的4路高精度模数转换单元、ARM3内核(带有256KB的FLASH和128KB的SRAM)、扩展数据存储FLASH、自定义蓄电池模型的IEC61850协议栈和加密模块、高精度电压基准源与电源功耗管理模块以及外部接口(CAN、SPI、GPI0、SD)等。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种电动汽车电池感知装置，包括 至少一个智能监控单元，设置在蓄电池组中，分别与所述蓄电池组中各个蓄电池单元相连，用于监测各个蓄电池单元的属性数据； 电池管理单元，通过CAN总线与所述至少一个智能监控单元相连，用于控制蓄电池组的回路开关的开断、与电动汽车或充电站设备进行通信、向所述电动汽车或充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据以及对充电行为数据进行记录和处理。
2.根据权利要求I所述的电动汽车电池感知装置，其中，还包括 与所述至少一个智能监控单元分别匹配的至少一个均衡单元，也设置在蓄电池组中，所述均衡单元与对应的蓄电池单元和智能监控单元相连，用于对充放电电压/电流进行均衡控制。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述智能监控单元与匹配的均衡单元一体封装，并通过光电隔离电路与所述CAN总线相连。
4.根据权利要求2或3所述的电动汽车电池感知装置，其中，还包括备用蓄电池组，以及所述备用蓄电池组中各个蓄电池单元分别对应的智能监控单元和均衡单元，所述备用蓄电池组还具有用于切换到备用蓄电池组的熔丝。
5.根据权利要求4所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述智能监控单元具体包括集成保密通信协议栈的RISC单片机、多路模数转换组件、多路数模转换组件、数据存储器和光隔电路总线接口，所述RISC单片机分别与所述多路模数转换组件、多路数模转换组件、数据存储器和光隔电路总线接口相连，所述数据存储器用于存储对应的蓄电池单元的属性数据，所述RISC单片机用于实时监视对应的蓄电池单元的端口电压和工作温度，并将所述对应的蓄电池单元的属性数据通过所述CAN总线传送给所述电池管理单元，所述多路模数转换组件分别接收所述对应的蓄电池单元的端口电压和工作温度，并在进行模数转换后保存到所述RISC单元机的缓存队列中，所述多路数模转换组件分别对所述RISC单片机设定的设定输出电压和设定输出电流进行数模转换，并输入到所述均衡单元。
6.根据权利要求5所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述均衡单元为电调功率限制型升压直流/直流转换器，具体包括脉冲宽度调制器和互感器，所述脉冲宽度调制器用于接收所述多路数模转换组件输入的设定输出电压、电压基准和设定输出电流，并对所述对应的蓄电池组的实时信息进行采样，通过与设定输出电压、电压基准、设定输出电流进行比较判断是否均衡；所述互感器用于对电路进行调节，将先进电池的放电能量充分转换成可用能量，或者将充电落后电池多余的能量转换成先进电池单元的充电能量。
7.根据权利要求4所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述电池管理单元具体包括 开关控制组件，用于控制所述蓄电池组的回路开关的开断； 通信组件，用于与电动汽车或充电站设备进行通信，并向所述电动汽车或充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据； 充电行为记录组件，用于对充电行为数据进行记录和处理。
8.根据权利要求7所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述电池管理单元还包括 充电设备认证组件，用于对连接的充电站设备进行身份验证，并在身份验证未通过时，触发所述开关控制组件断开所述蓄电池组的回路开关，以及触发所述充电行为记录组件对绕开所述蓄电池组的回路开关的非法充电行为进行数据记录，并通知与所述蓄电池组连接的所述电动汽车。
9.根据权利要求7所述的电动汽车电池感知装置，其中，在所述蓄电池组和备用蓄电池组与充电站设备之间均设有电流传感器，与所述电池管理单元相连，用于对充电行为信息和充电量进行监测，并相应数据发送给所述电池管理单元。
10.根据权利要求7所述的电动汽车电池感知装置，其中，所述通信组件至少包括以下之一 CAN总线通信子组件，用于通过CAN总线与所述电动汽车或充电站设备进行通信； 无线通信子组件，用于通过无线通信方式与所述电动汽车或充电站设备进行通信。
11.一种包括权利要求广10任一所述的电动汽车电池感知装置的电动汽车电池，还包括蓄电池组和备用蓄电池组，所述蓄电池组和备用蓄电池组中的各个蓄电池单元分别与所述电动汽车电池感知装置中的对应的智能监控单元相连。
12.—种电动汽车电池充电方法,包括 当蓄电池组连接到充电站设备，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述充电站设备上报所述蓄电池组的属性数据； 所述充电站设备根据接收到的所述蓄电池组的属性数据调整充电电压到电池开路电压，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关； 所述充电站设备平稳增加充电电压，直到充电电流达到预设值； 在充电过程中，所述电池管理单元实时计算充电量，根据所述充电量通知所述充电站设备调整充电电流。
13.根据权利要求12所述的电动汽车电池充电方法，其中，在充电过程中，还包括 所述电动汽车电池感知装置的智能监控单元对自身对应的蓄电池单元的当前电压进行监测，并计算出相应的动态充电内阻； 所述智能监控单元对所述蓄电池单元的温度进行实时检测； 所述智能监控单元将所述动态充电内阻和/或温度上报给所述电池管理单元，由所述电池管理单元判断所述蓄电池单元是否需要能量均衡，如果接收到所述电池管理单元发出的均衡命令，则通过设定电调功率限制型升压直流/直流转换器的输出电压和输出电流，将剩余能量转换为备用蓄电池组的充电能量，或者将剩余能量返回给所述充电站设备。
14.根据权利要求12或13所述的电动汽车电池充电方法，其中，在所述电池管理单元连接所述充电站设备时，还包括 所述电池管理单元对所述充电站设备进行身份验证，并在身份验证未通过时，触发所述开关控制组件维持所述蓄电池组的回路开关的断开状态。
15.根据权利要求14所述的电动汽车电池充电方法，其中，还包括 如果所述蓄电池组和备用蓄电池组与充电站设备之间设置的电流传感器监测到绕开所述蓄电池组的回路开关的非法充电行为，则对该绕开所述蓄电池组的回路开关的非法充电行为进行数据记录，并通知与所述蓄电池组连接的所述电动汽车。
16.一种电动汽车电池放电方法，包括 当蓄电池组与电动汽车连接，且回路开关处于断开状态时，电动汽车电池感知装置的电池管理单元通过CAN总线或无线通信方式向所述电动汽车上报所述蓄电池组的属性数据； 所述电动汽车根据接收到的所述蓄电池组的属性数据以及当前油门位置调整起步速度，并命令所述电池管理单元接通所述回路开关。
17.根据权利要求16所述的电动汽车电池放电方法，其中，在放电过程中，还包括 所述电动汽车电池感知装置的智能监控单元对自身对应的蓄电池单元的当前电压进行监测，并计算出相应的动态放电内阻； 所述智能监控单元对所述蓄电池单元的温度进行实时检测； 所述智能监控单元将所述动态放电内阻和/或温度上报给所述电池管理单元，由所述电池管理单元判断所述蓄电池单元是否需要能量均衡，如果接收到所述电池管理单元发出的均衡命令，则通过设定电调功率限制型升压直流/直流转换器的输出电压和输出电流，将领先的蓄电池单元的能量转换为备用蓄电池组的充电能量，或者将领先的蓄电池单元的能量返回给放电回路。
18.根据权利要求16或17所述的电动汽车电池放电方法，其中，在所述电池管理单元连接所述电动汽车时，还包括 所述电池管理单元对所述电动汽车进行身份验证，并在身份验证未通过时，维持所述蓄电池组的回路开关的断开状态。
19.根据权利要求18所述的电动汽车电池放电方法，其中，还包括 所述电池管理单元对所述蓄电池组的属性数据进行安全监控，当监测到危险情况时，断开所述回路开关。
20.根据权利要求18所述的电动汽车放电方法，其中，还包括 如果所述蓄电池组发生故障，则启动所述备用蓄电池组对所述电动汽车的安全部件进行供电。
全文摘要
本发明涉及一种电动汽车电池感知装置、电动汽车电池及充放电方法，装置包括至少一个智能监控单元，设置在蓄电池组中，分别与各个蓄电池单元相连，用于监测各个蓄电池单元的属性数据；电池管理单元，通过CAN总线与至少一个智能监控单元相连，用于控制蓄电池组的回路开关的开断、与电动汽车或充电站设备进行通信、上报蓄电池组的属性数据以及对充电行为数据进行记录和处理。本发明将每个蓄电池单元及智能监控单元作为传感器网络中的节点，电池管理单元成为汇聚节点，充电站设备作为网关节点，与外部网络实现无缝连接；本发明可以电池的整体属性进行获取，也可以个电池单元进行分别的实时监控，实现全面的电动汽车电池的智能管理。
文档编号B60L11/18GK102904311SQ20121040394
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者李祥珍, 何清素, 欧清海, 曾令康, 甄岩, 蒋梨花 申请人:国网电力科学研究院, 国家电网公司