[发明专利]一种基于电动自行车锂电池温度的动态温度监控系统

说明书

本发明涉及一种基于电动自行车锂电池温度的动态温度监控系统，属于电动自行车电池技术领域。该系统设置于电动自行车锂电池的电池箱内，包括FPGA芯片、数据存储器、电池保护开关、四个设置于电动自行车锂电池的电池组内的NTC温度传感器、置于电池箱表面的环境温度传感器、置于电池箱表面的报警器；FPGA芯片包括模式识别模块、存储读取模块、边界设置模块、温度比较模块、温度转换模块、温度采集模块、报警控制模块和电源控制模块。该系统基于FPGA芯片的信息高速传输处理能力，控制多个温度传感器周期性采集环境温度及电动自行车电池内部温度，通过多模块协同信息分析处理，实时监控不同环境下的电池温度变化，并就采集到的异常情况加以断电报警。

技术领域

本发明涉及一种基于电动自行车锂电池温度的动态温度监控系统，属于电动自行车电池技术领域。

背景技术

进入21世纪，人民生活水平日益提升，电动自行车作为一种便捷而环保的交通工具备受青睐。然而电动自行车领域高速发展为人们生活带来巨大便利的同时也带来了诸多困扰，首当其冲的便是电动自行车的燃爆安全隐患。据相关部门统计，90%以上的电动自行车燃爆源于高温引起的电池性能改变，进而引发火灾，严重影响人民群众的生命财产安全。电池是电动自行车的核心供能单元，一直以来都是相关领域研究的热点。从二十世纪末盛行的铅酸电池、铁镍电池，到今天开发者所大力推崇的高效锂离子电池，电动自行车动能供给领域的研究已取得了巨大成就。但研究者在电动自行车电池研究中往往过于推崇电池的蓄电材料及质量体积，忽略了电池在高温环境中工作时内部温度骤变带来的火灾安全隐患。

驾驶员在驾驶电动自行车时位于驾驶座位置，难以及时发现电池发热等问题。在驾电动自行车驶或充电过程中，电池发生故障或车体碰撞将导致升温发热，而电池密封于电动车狭小的内部空间不利于热量消散，极易引发火灾。

从现有的电池温度监控管理技术来看，动力电池往往依靠BMS（BatteryManagement system，电池管理系统）包含的BTMS（Battery Thermal Management system，电池热管理系统）实现温度采集与实时监控，根据采集温度与最高温度差进行故障报警。然而，BMS系统结构复杂且投运成本高昂，高昂的造价限制了其在动力电池领域的广泛应用，现阶段BMS多用于电动汽车产业，且BMS结构复杂，功耗较大，大部分功能并不是电动自行车所必须的。其次，由于BMS统筹管理动力电池包含的所有全部功能模块，如测量功能、核心算法、应用功能等，对功能全面性的追求使其降低了单一功能的性能，如BTMS温度管理系统温度采集和传输较为滞后，策略时间长，以至于高温报警存在延误，影响风险报警的时效性。此外，BMS系统只能设定单一电池监控温度（各采集点温度上限相同），而动力电池在运行时电池包各层面温度差异明显，进而影响了电池温度监控测量的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于电动自行车锂电池温度的动态温度监控系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于电动自行车锂电池温度的动态温度监控系统，该系统设置于所述电动自行车锂电池的电池箱内，包括FPGA芯片、数据存储器、电池保护开关、四个设置于所述电动自行车锂电池的电池组内的NTC温度传感器、置于电池箱表面的环境温度传感器、置于电池箱表面的温度监控系统报警器；

所述FPGA芯片包括模式识别模块、存储读取模块、边界设置模块、温度比较模块、温度转换模块、温度采集模块、报警控制模块和电源控制模块；

所述模式识别模块读取电动自行车锂电池状态指示器的能量数据；

所述边界设置模块用于处理临界温度数据，并将处理后的数据送至温度比较模块；

所述温度比较模块用于对实时采集温度与临界进行温度比较；

所述温度转换模块用于处理实时温度数据，并将处理后的数据送至温度比较模块；

所述温度采集模块用于读取环境温度传感器的数据和NTC温度传感器的实时数据；

所述报警控制模块用于驱动所述温度监控系统报警器；