本發(fā)明涉及一種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：
機(jī)動車的尾氣排放污染已成為城市環(huán)境污染和氣候惡化的主要問題，新能源汽車，如純電動汽車、混合動力汽車，越來越受到汽車行業(yè)的廣泛重視和大力推廣。動力電池系統(tǒng)是車輛的重要組成部分，為電動車輛的運(yùn)行提供電能。動力電池是車輛的重要儲能元件，動力電池的工作電壓一般在300V以上，通過采用較高的電壓規(guī)范，可有效降低電氣設(shè)備的工作電流，降低電氣設(shè)備和整車的重量。但是，動力電池的工作電壓同時也對車內(nèi)人員造成潛在的危害，而個別單體電池性能的變化會影響整個電池組的性能，因此必須建立動力電池系統(tǒng)工作狀態(tài)的管理維護(hù)系統(tǒng)（即動力電池管理系統(tǒng)），以保證車輛的正常運(yùn)行及車內(nèi)人員的人身安全。然而，純電動汽車、混合動力汽車的發(fā)展歷程還比較短，技術(shù)還不夠成熟，常出現(xiàn)比較多的故障問題，這時實(shí)時監(jiān)控車輛的工況（特別是動力電池的工況）就尤為重要。一種現(xiàn)有的汽車動力電池遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括車輛工況數(shù)據(jù)收集器、車載監(jiān)控終端和中心監(jiān)控平臺，車載監(jiān)控終端通過GSM無線傳輸模塊與中心監(jiān)控平臺通訊，把采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中心監(jiān)控平臺，中心監(jiān)控平臺對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。但是，采用這種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)，只能通過無線的方式獲取動力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和對動力電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，效率很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)，可以選擇無線通訊以實(shí)現(xiàn)對動力電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控，或選擇有線通訊以高效地獲取動力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和對動力電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)，包括車載終端、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和外部計(jì)算機(jī)；所述車載終端包括采集模塊組、電池管理系統(tǒng)主控模塊和調(diào)試接口模塊；所述采集模塊組實(shí)時采集電池工況參數(shù)，所述電池管理系統(tǒng)主控模塊對采集到的電池工況參數(shù)進(jìn)行分析處理；所述調(diào)試接口模塊包括無線發(fā)射接口、無線接收接口、數(shù)據(jù)存取接口和功能調(diào)試接口，在汽車行駛時所述無線發(fā)射接口和無線接收接口供所述車載終端與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間進(jìn)行無線方式的雙向數(shù)據(jù)通訊，在汽車停止行駛時所述數(shù)據(jù)存取接口和功能調(diào)試接口供所述車載終端與所述外部計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行有線方式的數(shù)據(jù)通訊與系統(tǒng)調(diào)試。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述車載終端還包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和無線通訊中央處理器，其中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于將所述電池管理系統(tǒng)主控模塊傳送過來的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用串行數(shù)據(jù)，及將所述無線通訊中央處理器回傳的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)；所述無線通訊中央處理器用于將經(jīng)所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按照協(xié)議打包傳送到所述調(diào)試接口模塊，以及將接收到的來自所述調(diào)試接口模塊的打包數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)并回傳至所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述無線發(fā)射接口用于汽車行駛時將所述無線通訊中央處理器打包的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；所述無線接收接口用于汽車行駛時接收到來自所述自遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到所述無線通訊中央處理器；所述數(shù)據(jù)存取接口用于汽車停止行駛時供所述外部計(jì) 算機(jī)連接至所述電池管理系統(tǒng)主控模塊存取數(shù)據(jù)；所述功能調(diào)試接口用于汽車停止行駛時供所述外部計(jì)算機(jī)連接至所述電池管理系統(tǒng)主控模塊對電池管理系統(tǒng)的進(jìn)行調(diào)試。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)主控模塊包括數(shù)據(jù)處理單元、安全管理單元、溫控管理單元、充電控制單元、故障診斷單元和整車通訊單元。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括服務(wù)器、寄存器和數(shù)據(jù)庫；所述服務(wù)器接收所述車載終端傳來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解調(diào)，存入所述寄存器中進(jìn)行辨識，然后將數(shù)據(jù)存入所述數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)庫存有動力電池的歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)極值。本發(fā)明還提供一種汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其步驟包括：（1）利用車載終端實(shí)時采集電池工況參數(shù)，并對采集到的電池工況參數(shù)進(jìn)行分析處理；（2）當(dāng)汽車行駛時，利用車載終端將電池工況參數(shù)及處理結(jié)果通過無線傳輸方式傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控中心分析和處理來自車載終端的實(shí)時數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果再反饋給車載終端；（3）當(dāng)汽車停止行駛時，利用外部計(jì)算機(jī)直接連接車載終端以對電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或存取數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在所述步驟（1）中，利用采集模塊組采集電池工況參數(shù)，利用電池管理系統(tǒng)主控模塊對采集到的電池工況參數(shù)進(jìn)行分析處理。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述步驟（2）包括以下子步驟：（2a）利用電池管理系統(tǒng)主控模塊將處理結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)上報給整車控制器；（2b）利用電池管理系統(tǒng)主控模塊將電池工況參數(shù)及處理結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊；（2c）利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將電池管理系統(tǒng)主控模塊傳送過來的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用串行數(shù)據(jù)，以及將無線通訊中央處理器回傳的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)；（2d）利用無線通訊中央處理器將經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按照協(xié)議打包傳送到調(diào)試接口模塊，以及將接收到來自調(diào)試接口模塊的打包數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)并回傳至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊；（2e）利用調(diào)試接口模塊的無線發(fā)射接口將無線通訊中央處理器打包的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；（2f）利用調(diào)試接口模塊的無線接收接口接收到來自遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到無線通訊中央處理器。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在所述步驟（3）中，利用調(diào)試接口模塊的功能調(diào)試接口連接外部計(jì)算機(jī)和電池管理系統(tǒng)主控模塊，以供外部計(jì)算機(jī)對電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在所述步驟（3）中，利用數(shù)據(jù)存取接口連接外部計(jì)算機(jī)和電池管理系統(tǒng)主控模塊，以供外部計(jì)算機(jī)存取電池管理系統(tǒng)主控模塊的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試接口模塊具有無線發(fā)射接口、無線接收接口、數(shù)據(jù)存取接口和功能調(diào)試接口，車載終端通過無線發(fā)射接口和無線接收接口與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心無線通訊，車載終端通過數(shù)據(jù)存取接口和功能調(diào)試接口與外部計(jì)算機(jī)有線通訊，從而可以選擇無線通訊以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控動力電池，或選擇有線通訊以高效地獲取動力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和對動力電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。附圖說明圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的汽車動力電池監(jiān)控方法流程圖。具體實(shí)施方式請參照圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例的汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)1包括車載終端100和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200，車載終端100將采集到的動力電池的工況通過無線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200通訊。車載終端100包括采集模塊組10、CAN網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNetwork，即控制器局域網(wǎng)絡(luò)），電池管理系統(tǒng)主控模塊30、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40、無線通訊中央處理器50、調(diào)試接口模塊60和整車控制器70。采集模塊組10包括電壓采集模塊、溫度采集模塊、電流采集模塊和充放電狀態(tài)采集模塊等多個采集模塊，分別用于實(shí)時采集動力電池的電壓、溫度、電流和充放電狀態(tài)等電池相關(guān)信息。每一個采集周期完成，各采集模塊通過與電池管理系統(tǒng)主控模塊30之間的CAN網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至電池管理系統(tǒng)主控模塊30。電池管理系統(tǒng)主控模塊30包括數(shù)據(jù)處理單元31、安全管理單元32、溫控管理單元33、充電控制單元34、故障診斷單元35和整車通訊單元36等。其中，數(shù)據(jù)處理單元31，對采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對單體電池電壓進(jìn)行排序，計(jì)算電池總電壓，估算電池電量即荷電狀態(tài)（SOC，stateofcharge），判斷電池溫度、電量、電流、絕緣值等是否高于或低于預(yù)設(shè)值，并將處理結(jié)果發(fā)送給其它單元；安全管理單元32，實(shí)時監(jiān)測電池絕緣電阻值及是否接收到碰撞傳感器傳來的信號，如果電池絕緣電阻值低于設(shè)定值或者接收到碰撞傳感器傳來的信號，則切斷電池系統(tǒng)高壓回路；溫控管理單元33，用于實(shí)時監(jiān)測電池的溫度，當(dāng)電池溫度過高時，啟動 電池冷卻系統(tǒng)以降低電池的溫度；充電控制單元34，用于控制電池的充放電，實(shí)時監(jiān)測電池的電量、電壓和充電電流，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)提出充電要求或終止充電；故障診斷單元35，對電池系統(tǒng)狀態(tài)診斷確認(rèn)其是否出現(xiàn)故障，發(fā)出警報信號；整車通訊單元36，采用CAN總線的方式與整車控制器70、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40及調(diào)試接口模塊60進(jìn)行通訊。電池管理系統(tǒng)主控模塊30的上述各單元通過電池管理系統(tǒng)中央處理器來實(shí)現(xiàn)，整體來說，電池管理系統(tǒng)主控模塊30接收采集模塊組10傳來的數(shù)據(jù)并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對電池進(jìn)行高壓安全的管理，確保電池系統(tǒng)工作在合理的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)需要完成對電池系統(tǒng)的充放電管理，對電池系統(tǒng)狀態(tài)診斷確認(rèn)其是否出現(xiàn)故障，將整車控制器70需要的電池數(shù)據(jù)通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至整車控制器70，以完成對電池系統(tǒng)狀態(tài)的管理與維護(hù)工作。電池管理系統(tǒng)主控模塊30同時將采集到的電池工況數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的處理結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40用于將電池管理系統(tǒng)主控模塊30傳送過來的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用串行數(shù)據(jù)，如RS232，及將無線通訊中央處理器50回傳的通用串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)。無線通訊中央處理器50用于將經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40轉(zhuǎn)換的通用串行數(shù)據(jù)按照協(xié)議（如TCP/IP協(xié)議）打包傳送到調(diào)試接口模塊60，及將接收到來自調(diào)試接口模塊60的打包數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)成通用串行數(shù)據(jù)，再回傳至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40。調(diào)試接口模塊60是一個集成的接口模塊，具有無線發(fā)射接口61、無線接收接口62、數(shù)據(jù)存取接口63和功能調(diào)試接口64。其中，無線發(fā)射接口61，用于將無線通訊中央處理器50打包的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200；無線接收接口62，用于接收到來自遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到無線通訊中央處理器50；數(shù)據(jù)存取接口63，用于汽車停止行駛時與外部計(jì)算機(jī)300直接連接，以供外部計(jì)算機(jī)300存取車載終端100的數(shù)據(jù)；功能調(diào)試接口64，用于汽車停止行駛時與外部計(jì)算機(jī)300直接連接，以使外部計(jì)算機(jī)300連接到電池管理系統(tǒng)主控模塊30，對電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200包括接入互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的服務(wù)器、寄存器和數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器隨時偵聽互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解調(diào)，存入預(yù)先設(shè)定好的寄存器中，然后按照CAN總線協(xié)議中的報文編碼辨識數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行進(jìn)一步的處理。數(shù)據(jù)庫存有動力電池的歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)極值。服務(wù)器將動力電池的實(shí)時數(shù)據(jù)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將結(jié)果與參數(shù)極值進(jìn)行對比，對異常情況（如電壓過沖或過放）進(jìn)行提示、報警，并將提示、報警信號或指令（如停止行駛）回傳到車載終端100。當(dāng)汽車運(yùn)行時，無線通訊中央處理器50打包的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射接口61發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200，而無線接收接口62將接收到來自遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200的數(shù)據(jù)傳送到無線通訊中央處理器50，無線通訊中央處理器50將處理后的電池工況參數(shù)信號通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40回傳至電池管理系統(tǒng)主控模塊30，從而實(shí)現(xiàn)車載終端100與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200的無線通訊。此時，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200對動力電池工況的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成對動力電池各項(xiàng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和上位機(jī)監(jiān)測、存儲、傳輸，歷史數(shù)據(jù)的回放、比對，最終達(dá)到對電池進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和維護(hù)的目的，更好地維護(hù)動力電池系統(tǒng)及保證車內(nèi)人員的安全。當(dāng)汽車停止不動，需要對電池管理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試時，外部計(jì)算機(jī)300通過功能調(diào)試接口64連接到電池管理系統(tǒng)主控模塊30，將控制參數(shù)和指令通過有線方式直接輸入電池管理系統(tǒng)主控模塊30，然后觀察電池管理系統(tǒng)相 應(yīng)的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對電池管理系統(tǒng)的調(diào)試，相較采用無線通訊進(jìn)行調(diào)試，采用有線通訊進(jìn)行調(diào)試可使得針對電池管理系統(tǒng)主控模塊30的調(diào)試更直接，更快速。請參照圖2，一種應(yīng)用上述汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)1的監(jiān)控方法，其步驟包括：（1）利用車載終端100實(shí)時采集電池工況參數(shù)，并對采集到的電池工況參數(shù)進(jìn)行分析處理；（2）當(dāng)汽車行駛時，利用車載終端100將電池工況參數(shù)及處理結(jié)果通過無線傳輸方式傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200分析和處理來自車載終端100的實(shí)時數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果再反饋給車載終端100；（3）當(dāng)汽車停止行駛時，利用外部計(jì)算機(jī)300直接連接車載終端100以對電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或存取數(shù)據(jù)。在步驟（1）中，利用采集模塊組10采集電池工況參數(shù)，利用電池管理系統(tǒng)主控模塊30對采集到的電池工況參數(shù)進(jìn)行分析處理。步驟（2）可以包括以下子步驟：（2a）利用電池管理系統(tǒng)主控模塊30將處理結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)上報給整車控制器70；（2b）利用電池管理系統(tǒng)主控模塊30將電池工況參數(shù)及處理結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40；（2c）利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40將電池管理系統(tǒng)主控模塊30傳送過來的CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用串行數(shù)據(jù)，以及將無線通訊中央處理器50回傳的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)；（2d）利用無線通訊中央處理器50將經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按照協(xié)議（如TCP/IP協(xié)議）打包傳送到調(diào)試接口模塊60，以及將接收到來自調(diào)試接口模塊60的打包數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)并回傳至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊40；（2e）利用調(diào)試接口模塊60的無線發(fā)射接口61將無線通訊中央處理器 50打包的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200；（2f）利用調(diào)試接口模塊60的無線接收接口62接收到來自遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到無線通訊中央處理器50。在步驟（3）中，利用調(diào)試接口模塊60的功能調(diào)試接口64連接外部計(jì)算機(jī)300和電池管理系統(tǒng)主控模塊30，外部計(jì)算機(jī)300將控制參數(shù)和指令通過有線方式直接輸入電池管理系統(tǒng)主控模塊30，然后觀察電池管理系統(tǒng)相應(yīng)的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對電池管理系統(tǒng)的調(diào)試。在步驟（3）中，利用數(shù)據(jù)存取接口63連接外部計(jì)算機(jī)300和電池管理系統(tǒng)主控模塊30，以使外部計(jì)算機(jī)300可以存取電池管理系統(tǒng)主控模塊30的數(shù)據(jù)。可見，本發(fā)明的汽車動力電池監(jiān)控系統(tǒng)1及監(jiān)控方法，調(diào)試接口模塊60具有無線發(fā)射接口61、無線接收接口62、數(shù)據(jù)存取接口63和功能調(diào)試接口64，車載終端100通過無線發(fā)射接口61和無線接收接口62與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心200無線通訊，車載終端100通過數(shù)據(jù)存取接口63和功能調(diào)試接口64與外部計(jì)算機(jī)300有線通訊，從而可以在汽車行駛時選擇無線通訊以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控動力電池，或在汽車停止行駛時選擇有線通訊以高效地獲取動力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和對動力電池管理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。