一种基于FSAE赛车的电池充电保护系统及方法与流程

一种基于fsae赛车的电池充电保护系统及方法
技术领域
1.本发明涉及电动赛车充电技术领域，具体是一种基于fsae赛车的电池充电保护系统及方法。


背景技术：

2.中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计制造出一台小型单人座休闲赛车，能够成功完成赛事环节的比赛。赛事分为油车组、电车组和无人车组，其中电车组和无人车组的赛车，都是以电驱动的形式。
3.但目前市场上，并无针对大学生方程式赛车的产品级充电机，且市场上的车载充电机因不能输出直流电，地面充电机因体积和重量均过大等原因，普通充电机因没有安全保护电路，均不能适用于大学生方程式赛车，因此，在制作赛车电池箱的充电系统，往往会因为充电过程没有监测到充电机内的状态而导致不够安全，从而引起充电事故和电池损害。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于fsae赛车的电池充电保护系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于fsae赛车的电池充电保护系统，包括高压部分及低压控制部分；其中，
7.所述高压部分由充电输出模块和电池箱构成，且所述充电输出模块和电池箱之间形成充电回路；
8.所述低压控制部分由充电保护系统和电池管理系统构成，且所述充电保护系统和电池管理系统之间形成互相通讯；其中，
9.所述充电保护系统负责监测充电机内的状态，并控制或者断开充电输出模块，电池管理系统则是监测电池状态以及负责控制电池箱内的继电器。
10.作为本发明进一步的方案：所述充电保护系统的执行逻辑为采集数据、数据判断及执行操作；其中，
11.所述采集数据用以对充电机内的各个部分的关键数据进行收集；
12.所述数据判断用以对采集到的数据进行整合判断，并与阈值进行对比；
13.所述执行操作用以根据采集的数据执行不同的操作命令。
14.作为本发明再进一步的方案：所述数据采集包括对充电模块的温度、输出电流及输出电压，放电回路的继电器状态、电流及断线检测，绝缘监测的绝缘阻值、执行状态及断线检测，安全回路的电流及闭合状态的数据进行采集。
15.作为本发明再进一步的方案：所述执行操作包括调整充电策略、报警提示及断开输出；其中，
16.所述调整充电策略用以调整充电机状态，并通过交互系统提示给操作者，所述断开输出用以断开充电机输出，同时与电池管理系统进行通讯，并通过交互系统进行报警指示，充电保护系统在接收到电池管理系统的报警通讯时对充电输出模块进行断开处理。
17.本发明还提出了一种基于fsae赛车的电池充电保护方法，包括如下方法：
18.在充电开始之前，充电保护系统会先进行数据采集，然后进行数据的预判断，若发现数据异常，便进行数据有误的执行操作，不允许充电模块输出，并通过交互系统报警指示错误所在，直至有误数据消除，如数据无误，可以进行充电，在充电过程中，充电保护系统持续对数据进行采集监测判断，若出现了数据有问题，即停止充电，并使充电模块停止输出，同时进行报警指示，直至问题数据消失。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明能够在充电过程中对充电机状态进行监测，在充电机运行过程中，可以很好地监测到充电机内如绝缘监测装置、安全回路、放电回路、充电输出模块的各项参数状态，可以有效保护充电机与电池，在数据刚出现异常的时候，充电保护装置即可进行执行操作，以保证充电机和电池的安全，同时也可以保护到电池管理系统所保护不到的地方，如可以防止充电输出模块出现温度异常或者防止放电回路异常工作，可以快速找到问题所在，在出现故障之后，充电保护系统会通过交互系统给予操作者以报警提示，并给具体故障，便于操作者更快地解决问题，搭建系统方便，适应性强，借助simulink的专属的模块库，可以很方便地搭建出需要的系统，并可以根据具体的情况选取不同的模块，搭建出合适的充电保护系统。
附图说明
21.图1为一种基于fsae赛车的电池充电保护系统的结构示意图。
22.图2为一种基于fsae赛车的电池充电保护系统的充电流程图。
23.图3为一种基于fsae赛车的电池充电保护系统中充电保护系统执行逻辑的结构示意图。
24.图4为一种基于fsae赛车的电池充电保护系统中数据采集的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1～4，本发明实施例中，一种基于fsae赛车的电池充电保护系统，包括高压部分及低压控制部分；其中，所述高压部分由充电输出模块和电池箱构成，且所述充电输出模块和电池箱之间形成充电回路；所述低压控制部分由充电保护系统和电池管理系统构成，且所述充电保护系统和电池管理系统之间形成互相通讯；其中，所述充电保护系统负责监测充电机内的状态，并控制或者断开充电输出模块，电池管理系统则是监测电池状态以及负责控制电池箱内的继电器。
27.所述充电保护系统的执行逻辑为采集数据、数据判断及执行操作；其中，所述采集
数据用以对充电机内的各个部分的关键数据进行收集；所述数据判断用以对采集到的数据进行整合判断，并与阈值进行对比，如果出现数据超出了正常的范围，则会判断为充电机状态出现了问题，随后进行执行操作；所述执行操作用以根据采集的数据执行不同的操作命令。
28.所述数据采集包括对充电模块的温度、输出电流及输出电压，放电回路的继电器状态、电流及断线检测，绝缘监测的绝缘阻值、执行状态及断线检测，安全回路的电流及闭合状态的数据进行采集。
29.所述执行操作包括调整充电策略、报警提示及断开输出，这三个模块代表着不同的充电机状态故障，当充电机的状态问题较轻时，充电保护系统会调整充电策略，调整充电机状态，并通过交互系统提示给操作者，但如果充电机状态故障较大时，则会断开充电机输出同时与电池管理系统进行通讯，并通过交互系统进行报警指示，充电保护系统在接收到电池管理系统的报警通讯时也会对充电模块进行断开处理。
30.本发明还提出了一种基于fsae赛车的电池充电保护方法，包括如下方法：
31.在充电开始之前，充电保护系统会先进行数据采集，然后进行数据的预判断，若发现数据异常，便进行数据有误的执行操作，不允许充电模块输出，并通过交互系统报警指示错误所在，直至有误数据消除，如数据无误，可以进行充电，在充电过程中，充电保护系统持续对数据进行采集监测判断，若出现了数据有问题，即停止充电，并使充电模块停止输出，同时进行报警指示，直至问题数据消失。
32.目前大学生方程式大赛中，大部分车队都是利用simulink中的工具箱进行vcu代码的编写，因此，充电保护系统可以在此基础上搭建，将各个模块利用函数进行封装，模块之间的接口根据监控数据的数量以及性质进行定义，对于用其他方式编写vcu代码的，该管理系统同样实用，利用其他的编程方式的，同样可以将该管理系统融入其程序，将各个部分进行封装，同样很容易完成。
33.本发明提出了一种基于fsae赛车电池充电的充电保护系统，具备该系统的充电机，可以通过数据采集，数据判断，从而对充电开始和过程中的充电状态进行判断，并时刻对充电状态进行监测，如发生状态数据异常，充电保护系统会立即进行执行操作，并对数据异常划分故障等级，如若故障等级较低，充电保护系统进行充电策略调整，直至数据异常消除；如若故障等级较高，充电保护系统则会断开充电模块输出，并与电池管理系统通讯，同时通过交互系统进行报警指示。
34.在故障发生后，还可以借助充电保护系统的报警指示，从而快速寻找到故障所在。
35.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。