电池监控方法及系统与流程

本发明涉及电池监控领域，特别涉及一种锂动力电池的监控方法及系统。

背景技术：

新能源汽车的动力来源于大量锂动力电池的电池pack(电池组的加工组装)，而bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)是锂电池pack的核心部件，由很多的电子元器件构成。但是，基于电子元器件本身的特性所决定，其容易受电磁干扰，导致测量数据不准；同时，电子元器件工作时，本身具有较高的发热量，容易引起短路进而导致锂电池pack的安全性降低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中锂动力电池的监控数据的准确性差，且安全性低的缺陷，提供一种电池监控方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池监控方法，其特点在于，包括以下步骤：

s1、获取电池的能量变化曲线，所述能量变化曲线用于表征理想状态下所述电池充电或放电时的能量变化，所述能量变化曲线的每个能量值与电池的一个温度差值一一对应，并且电池上设置光纤光栅温度传感器；

s2、通过所述光纤光栅温度传感器采集充电或放电时所述电池的温度值，并且计算预设时间段内所述电池的两个温度值的第一温度差值；

s3、获取所述电池在所述预设时间段内充入或放出的第一电能；

s4、从所述能量变化曲线中获取所述第一温度差值对应的第一能量值，并且判断所述第一能量值与所述第一电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第一预设阈值，若是，所述电池断电并输出报警信息。

较佳地，在步骤s1中，所述电池包括若干颗电芯，在每一颗电芯的表面上分别设置光纤光栅温度传感器；

在步骤s2中，分别通过所述光纤光栅温度传感器采集充电或放电时对应的电芯的温度值，并且分别计算所述预设时间段内每一颗电芯的两个温度值的第二温度差值；

在步骤s3中，获取所述第一电能后，计算一颗电芯在所述预设时间段内充入或放出的第二电能，所述第二电能的计算公式如下：

第二电能＝第一电能/所述电池内电芯的数量；

在步骤s4中，分别从所述能量变化曲线中获取每一颗电芯的第二温度差值对应的第二能量值，并且分别判断所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第二预设阈值，若是，所述电池断电并输出报警信息。

较佳地，在步骤s1中，在每一颗电芯的表面上分别设置多个光纤光栅温度传感器；

在步骤s2中，在同一时刻多个光纤光栅温度传感器分别采集对应的电芯的温度值，并且从同一时刻采集到的多个温度值中选取最高的温度值来计算所述第二温度差值。

较佳地，在步骤s1中，在每一颗电芯的电极位置上分别设置多个光纤光栅温度传感器。

较佳地，在步骤s3中，在所述预设时间段内多次采集所述电池的电压值及电流值，并且根据多次采集到的电压值及电流值来计算出在所述预设时间段内充入或放出的第一电能。

较佳地，在步骤s4中，若否，输出正常工作信息，所述正常工作信息用于表征所述电池在所述预设时间段内处于充放电正常状态。

较佳地，所述电池为用于新能源汽车的锂动力电池。

一种电池监控系统，其特点在于，包括电池、光纤光栅温度传感器及处理模块；

所述光纤光栅温度传感器设置于所述电池上，并且与所述处理模块电连接，所述处理模块与所述报警模块电连接；

所述光纤光栅温度传感器用于采集所述电池的温度值，并且发送至所述处理模块；

所述处理模块用于获取电池的能量变化曲线，所述能量变化曲线用于表征理想状态下所述电池充电或放电时的能量变化，所述能量变化曲线的每个能量值与电池的一个温度差值一一对应，所述处理模块还用于计算预设时间段内所述电池的两个温度值的第一温度差值的绝对值，所述处理模块还用于获取所述电池在所述预设时间段内充入或放出的第一电能，所述处理模块还用于从所述能量变化曲线中获取所述第一温度差值对应的第一能量值，并且判断所述第一能量值与所述第一电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第一预设阈值，若是，控制所述电池断电并输出报警信息。

较佳地，所述电池包括若干颗电芯，所述光纤光栅温度传感器分别设置于每一颗电芯的表面上；

所述光纤光栅温度传感器用于分别采集充电或放电时对应的电芯的温度值，并且发送至所述处理模块；

所述处理模块用于分别计算所述预设时间段内每一颗电芯的两个温度值的第二温度差值，所述处理模块还用于获取所述第一电能后，计算一颗电芯在所述预设时间段内充入或放出的第二电能，所述第二电能的计算公式如下：

第二电能＝第一电能/所述电池内电芯的数量；

所述处理模块还用于分别从所述能量变化曲线中获取每一颗电芯的第二温度差值对应的第二能量值，并且分别判断所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第二预设阈值，若是，控制所述电池断电并输出报警信息。

较佳地，在每一颗电芯的表面上分别设置多个光纤光栅温度传感器，多个光纤光栅温度传感器用于在同一时刻分别采集对应的电芯的温度值，并且发送至所述处理模块；

所述处理模块还用于从同一时刻采集到的多个温度值中选取最高的温度值来计算所述第二温度差值。

较佳地，在每一颗电芯的电极位置上分别设置多个光纤光栅温度传感器。

较佳地，所述电池监控系统还包括电压电流检测模块，所述电压电流检测模块用于在所述预设时间段内多次采集所述电池的电压值及电流值，并且发送至所述处理模块；

所述处理模块用于根据多次采集到的电压值及电流值来计算出在所述预设时间段内充入或放出的第一电能。

较佳地，所述处理模块还用于判断所述第一温度差值的绝对值与所述第一电能的第一差值的绝对值小于第一预设阈值时，输出正常工作信息，所述正常工作信息用于表征所述电池在所述预设时间段内处于充放电正常状态。

较佳地，所述电池为用于新能源汽车的锂动力电池。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明结合光纤光栅温度传感器来有效地监控电池，不易受电磁干扰，因此提高了电池监控数据的准确性，且不容易引起短路，从而大大提高了电池工作时的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例1的电池监控方法的流程图。

图2为本发明实施例2的电池监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种电池监控方法，在本实施例中，所述电池为用于新能源汽车的锂动力电池，但并不具体限定电池类型，根据实际情况对不同类型的电池均可进行监控。

如图1所示，所述电池监控方法包括以下步骤：

步骤101、获取电池的能量变化曲线。

在本步骤中，预先获取并存储所述电池的能量变化曲线，所述能量变化曲线用于表征理想状态下所述电池充电或放电时的能量变化，所述能量变化曲线的每个能量值与电池的一个温度差值一一对应。

步骤102、电池上设置光纤光栅温度传感器。

在本实施例中，所述电池包括若干颗电芯，电芯的数量可根据实际情况来决定，本实施例并不具体限定电芯的具体数量。

在本步骤中，在每一颗电芯的表面的电极位置上分别设置多个光纤光栅温度传感器，将光纤光栅温度传感器设置于电芯的表面的电极位置上可提高测试数据的准确性，但并不具体限定光纤光栅温度传感器的设置位置，可根据实际情况来自行设置，而且也不具体限定光纤光栅温度传感器的数量，光纤光栅温度传感器的数量越多可使测试结果更加准确，但考虑到成本或空间等问题，不建议设置过多。

步骤103、通过光纤光栅温度传感器采集电池的温度值，并且计算预设时间段内两个温度值的温度差值。

在本步骤中，分别通过所述光纤光栅温度传感器采集充电或放电时对应的电芯的温度值，并且分别计算所述预设时间段内每一颗电芯的两个温度值的第二温度差值，此时，对于某一颗电芯，在同一时刻该电芯上设置的多个光纤光栅温度传感器分别采集该电芯的温度值，并且从同一时刻采集到的多个温度值中选取最高的温度值来计算所述第二温度差值，以使得采集到的温度值更加准确。

步骤104、获取电池在预设时间段内产生的电能。

在本步骤中，在所述预设时间段内多次采集所述电池的电压值及电流值，并且根据多次采集到的电压值及电流值来计算出在所述预设时间段内充入或放出的第一电能。

在本步骤中，获取所述第一电能后，计算一颗电芯在所述预设时间段内充入或放出的第二电能，所述第二电能的计算公式如下：

第二电能＝第一电能/所述电池内电芯的数量。

步骤105、从能量变化曲线中获取温度差值对应的能量值。

在本步骤中，分别从所述能量变化曲线中获取每一颗电芯的第二温度差值对应的第二能量值。

步骤106、判断能量值与电能之间的差值的绝对值是否大于或等于预设阈值，若是，执行步骤107，若否，执行步骤108。

在本步骤中，分别判断所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第二预设阈值，若是，执行步骤107，若否，执行步骤108。

在本实施例中，所述第二预设阈值可根据实际情况来自行设定。

步骤107、电池断电并输出报警信息。

在本步骤中，当所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值大于或等于第二预设阈值时，则表示电池出现异常，因此，立即控制电池断电并输出报警信息，以使得工作人员及时检测并修复该电池。

步骤108、输出正常工作信息。

在本步骤中，当所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值小于第二预设阈值时，则表示电池正常工作，因此，输出正常工作信息，所述正常工作信息用于表征所述电池在所述预设时间段内处于充放电正常状态。

本实施例提供的电池监控方法结合光纤光栅温度传感器来有效地监控电池，不易受电磁干扰，因此提高了电池监控数据的准确性，且不容易引起短路，从而大大提高了电池工作时的安全性。

实施例2

本实施例提供一种电池监控系统，在本实施例中，所述电池为用于新能源汽车的锂动力电池，但并不具体限定电池类型，根据实际情况对不同类型的电池均可进行监控。

如图2所示，电池监控系统1包括电池2、若干个光纤光栅温度传感器3、电压电流检测模块4及处理模块5，电池2包括若干颗电芯21，在本实施例中，并不具体限定电芯及光纤光栅温度传感器的数量，均可根据实际情况来决定。

在每一颗电芯的表面的电极位置上分别设置多个光纤光栅温度传感器，将光纤光栅温度传感器设置于电芯的表面的电极位置上可提高测试数据的准确性，但并不具体限定光纤光栅温度传感器的设置位置，可根据实际情况来自行设置，光纤光栅温度传感器的数量越多可使测试结果更加准确，但考虑到成本或空间等问题，不建议设置过多。

每一个光纤光栅温度传感器分别与处理模块电连接，电压电流检测模块分别与电池及处理模块电连接。

处理模块用于预先获取并存储所述电池的能量变化曲线，所述能量变化曲线用于表征理想状态下所述电池充电或放电时的能量变化，所述能量变化曲线的每个能量值与电池的一个温度差值一一对应。

每一个光纤光栅温度传感器分别用于采集充电或放电时对应的电芯的温度值，并且分别发送至处理模块，处理模块用于分别计算所述预设时间段内每一颗电芯的两个温度值的第二温度差值，此时，对于某一颗电芯，在同一时刻该电芯上设置的多个光纤光栅温度传感器分别采集该电芯的温度值，并且分别发送至处理模块，处理模块从同一时刻采集到的多个温度值中选取最高的温度值来计算所述第二温度差值，以使得采集到的温度值更加准确。

电压电流检测模块用于在所述预设时间段内多次采集电池的电压值及电流值，并且发送至处理模块，处理模块用于根据多次采集到的电压值及电流值来计算出在所述预设时间段内充入或放出的第一电能。

处理模块还用于获取所述第一电能后，计算一颗电芯在所述预设时间段内充入或放出的第二电能，所述第二电能的计算公式如下：

第二电能＝第一电能/电池内电芯的数量。

处理模块还用于分别从所述能量变化曲线中获取每一颗电芯的第二温度差值对应的第二能量值，并且分别判断所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值是否大于或等于第二预设阈值，若是，控制所述电池断电并输出报警信息，若否，输出正常工作信息。

在本实施例中，所述第二预设阈值可根据实际情况来自行设定。

在本实施例中，当所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值大于或等于第二预设阈值时，则表示电池出现异常，因此，立即控制电池断电并输出报警信息，以使得工作人员及时检测并修复该电池。

在本实施例中，当所述第二能量值与所述第二电能之间的差值的绝对值小于第二预设阈值时，则表示电池正常工作，因此，输出正常工作信息，所述正常工作信息用于表征所述电池在所述预设时间段内处于充放电正常状态。

本实施例提供的电池监控系统结合光纤光栅温度传感器来有效地监控电池，不易受电磁干扰，因此提高了电池监控数据的准确性，且不容易引起短路，从而大大提高了电池工作时的安全性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。