CN107796529A - 一种分布式光纤测温方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式光纤测温方法和系统。方法包括：通过传感光纤采集拉曼散射光；分析拉曼散射光，得到各个电池单体的实时温度和与实时温度所对应的定位信息；判断各个电池单体的实时温度是否正常；当实时温度出现异常时，推送出现异常的电池单体的实时温度和定位信息。系统包括：电池箱、传感光纤、光纤电池监测模块和终端设备；所述电池箱内设置有多个电池单体，所述传感光纤设置在电池箱内每个电池单体上，所述光纤电池监测模块通过传输光纤与传感光纤相连。针对电池箱中电池单体做差异化的温度测量和监控管理，解决了仅能对电池箱整体进行温度测量的问题，在电池单体出现温度异常时及时预警，为处理异常增加时间，减少安全隐患。

Description

一种分布式光纤测温方法和系统

技术领域

本发明涉及电池温度监测领域和光纤测温领域，尤其涉及一种分布式光纤测温方法和系统。

背景技术

国家大力推行电动汽车的发展，城市公交正在逐步实现100％纯电动，同时电动汽车也逐步覆盖出租车、小汽车。随着电动汽车的广泛应用，电动汽车的高容量电池箱的安全性越发受到生产厂商、司机、乘客的关注，对电池箱的安全监控和预警就成为了社会迫切需解决的问题。

现有技术大多通过红外温度传感器、数字温度传感器等设备测量电池箱关键点的温度，实现对电池箱温度的监测管理。这样的方式仅能测量电池箱整体的温度，而不能对电池箱内部各个点的温度进行监控，当电池箱内某个电池单体出现温度过高时，无法及时发现，仅当出现温度过高的电池单体引起电池箱整体发生爆炸或火灾时才能发现异常，存在极大的安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种分布式光纤测温方法和系统，单独监测电池箱内每个电池单体的温度，能够及时发现任一个电池单体的温度异常，防止进一步发生爆炸或火灾，提高电池的安全性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式光纤测温方法，具体包括步骤：

S1.通过传感光纤采集拉曼散射光，所述传感光纤设置在电池箱内每个电池单体上；

S2.分析拉曼散射光，得到各个电池单体的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体的位置；

S3.判断各个电池单体的实时温度是否正常；

S4.当实时温度出现异常时，推送出现异常的电池单体的实时温度和定位信息。

本发明的有益效果在于：针对电池箱中电池单体做差异化的温度测量和监控管理，解决了仅能对电池箱整体进行温度测量的问题，避免单个电池单体温度异常时不能及时预警。在电池单体出现温度异常时及时预警，为处理异常增加时间，减少安全隐患。

进一步，所述S3包括依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时判定电池单体的实时温度正常，所述S3具体包括：

S31.对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常，执行S32；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常，执行S4；

S32.获取电池箱温度平均值，所述电池箱温度平均值为电池箱内所有电池单体的温度值的平均值，计算出每个电池单体的温度值与电池箱温度平均值的实时温度差值，对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常，执行S33；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常，执行S4；

S33.根据各个电池单体温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体的实时温升速度，对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常，此时判定电池单体的实时温度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常，执行S4。其中，实时温升速度＝温度值的变化量/温度变化时间。

与现有技术不同，上述技术方案通过三步判定电池单体的实时温度是否正常。先判断温度值是否正常，当温度值＜预设的温度最大值时，说明温度值正常；为了排除季节、环境等因素对电池单体温度的影响，进一步判断实时温度差值是否正常，当实时温度差值＜安全温度差值时，说明某个电池单体相对于同一电池箱内的其它电池单体来说是正常的，则判定该电池单体的实时温度差值正常；为了对潜在的异常风险进行预测，进一步判断实时温升速度是否正常，当实时温升速度≥安全温升速度时，说明存在异常风险，则判定为实时温升速度异常。温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时，判定电池单体的实时温度正常；温度值、实时温度差值和实时温升速度中存在一个异常，判定电池单体的实时温度异常。通过上述方案多维度地监测电池单体的状态，不仅能够及时发现温度值出现的异常，也能以整个电池箱为参考，排除季节、环境等因素对电池单体温度的影响，减少误报率，更能对潜在的异常风险进行预测，最大限度减少安全隐患。

进一步，所述S2还包括根据实时温度和定位信息得到每个电池单体对应的历史温度数据，通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正，修正过程具体包括：

组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体的历史温度数据，计算出电池单体运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，并分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

分析计算的过程为对电池单体运行过程中的温度值、实时温度差值和实时温升速度取平均值或中位值。

电池箱在出厂前就预设有温度最大值、安全温度差值和安全温升速度等参数，用于反映电池单体在理想工况下的状态，但是，同一电池箱内的各个电池单体间存在差异，甚至同一电池单体在不同时间因不断老化也会存在差异，其实际参数也会逐渐发生变化，因此，预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度适用于开始阶段，但也需要在使用的过程中不断地对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行更新，以更好地适应各个电池单体的实际状态。上述技术方案通过数学统计的方法得到实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，并对预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行定期更新，能够消除电池单体之间的参数差异和电池单体在不同时期的参数差异，测温结果更精确。

进一步，一种分布式光纤测温方法，所述S3还包括判断各个电池单体在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

获取电池箱内电池单体的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；

按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在充电状态下的实时温度是否正常，通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在放电状态下的实时温度是否正常，通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体在闲置状态下的实时温度是否正常。

电池单体在不同的工作状态内的温度状态不同，在充电状态和放电状态下的温度较高，在闲置状态下的温度较低。先通过BMS装置确定各个电池单体的工作状态，再根据不同的工作状态判断各个电池单体的实时温度是否正常，保证测温结果的准确性。

进一步，通过传感光纤以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述S1具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。

本发明通过设置在电池单体上的传感光纤来采集拉曼散射光，当系统的空间分辨率较低时，不得不通过把传感光纤绕成环形圈后再把环形圈设置在电池单体的侧面或者其他部位，来克服空间分辨率低的缺点。系统的空间分辨率由采样间隔决定，如当采样间隔为10ns时，采样时钟为0ns、10ns、20ns、30ns……，对应的空间分辨率为C＝10ns*光速，此时的空间分辨率较低，为了清楚分辨相邻两个电池单体的温度信息，必须保证绕成环形圈的传感光纤的总长不小于C，而过长的环形圈会带来安装复杂、浪费物料和降低系统可靠性等问题。通过根据采样时钟对采样时钟进行延时处理，能够有效提高系统的空间分辨率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式光纤测温系统，包括电池箱、传感光纤、光纤电池监测模块和终端设备；

所述电池箱内设置有多个电池单体，所述传感光纤设置在电池箱内每个电池单体上，所述光纤电池监测模块通过传输光纤与传感光纤相连，不同电池单体上的传感光纤通过传输光纤相互连接在同一光路上；光纤电池监测模块与终端设备相连；

所述传感光纤用于采集拉曼散射光；

所述光纤电池监测模块用于分析拉曼散射光，得到各个电池单体的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体的位置；所述光纤电池监测模块还用于判断各个电池单体的实时温度是否正常，并在当实时温度出现异常时向终端设备推送出现异常的电池单体的实时温度和定位信息；

所述终端设备用于显示出现异常的电池单体的实时温度和定位信息。

具体地，所述传感光纤绕成环形圈后设置在电池单体的侧面，用于克服空间分辨率过低的问题；所述传感光纤通过粘贴或线槽或锁扣的方式设置在电池单体上，具有结构简单和安装方便的优点。

进一步，所述光纤电池监测模块包括温度值判断单元、差值判断单元和速度判断单元；所述光纤电池监测模块依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时，判定电池单体的实时温度正常；

所述温度值判断单元用于对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常；

所述差值判断单元计算出每个电池单体的温度值与电池箱温度平均值的实时温度差值，所述电池箱温度平均值为电池箱内所有电池单体的温度值的平均值；所述差值判断单元用于对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常；

所述速度判断单元根据各个电池单体温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体的实时温升速度；所述速度判断单元用于对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常。

进一步，所述光纤电池监测模块还包括修正单元，用于根据实时温度和定位信息得到每个电池单体对应的历史温度数据，并通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正；

所述修正单元组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体的历史温度数据，计算出电池单体运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

其中，分析计算的过程为对电池单体运行过程中的温度值、实时温度差值和实时温升速度取平均值或中位值。

进一步，一种分布式光纤测温系统，还包括BMS装置，用于获取电池箱内电池单体的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；其中，所述BMS装置为电池管理系统Battery Management System，用于监控电池单体的工作状态、电量状态和实现充放电保护等功能；

所述光纤电池监测模块还用于判断各个电池单体在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

所述光纤电池监测模块按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

所述光纤电池监测模块通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在充电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在放电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体在闲置状态下的实时温度是否正常。

进一步，传感光纤以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述光纤电池监测模块还包括时钟延时单元，用于对采样时钟进行延时处理，传感光纤采集拉曼散射光具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。

附图说明

图1为本发明一种分布式光纤测温方法的流程图；

图2为本发明一种分布式光纤测温系统的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电池箱，2、电池单体，3、传感光纤，4、传输光纤，5、光纤电池监测模块，6、终端设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，图1为本发明一种分布式光纤测温方法的流程图。一种分布式光纤测温方法，具体包括步骤：

S1.通过传感光纤3采集拉曼散射光，所述传感光纤3设置在电池箱1内每个电池单体2 上；

S2.分析拉曼散射光，得到各个电池单体2的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体2的位置；

S3.判断各个电池单体2的实时温度是否正常；

S4.当实时温度出现异常时，推送出现异常的电池单体2的实时温度和定位信息。

其中，通过拉曼散射光得到温度信息的原理为：当激光在光纤中传输时发生拉曼散射，拉曼散射光分为斯托克斯光和反斯托克斯光。当光纤受热，反斯托克斯光的变化相对斯托克斯光的变化要大很多。利用这个特性，经波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光信号，经信号处理可以解调出实时的温度信息。

通过拉曼散射光得到定位信息的原理为：利用光时域反射技术Optical TimeDomain Reflection，根据激光在光纤中的传输速率和背向拉曼散射光信号的回波时间，可以对温度点进行定位。通过拉曼散射光得到电池单体2的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，实现光纤温度场的分布式测量。

本发明的有益效果在于：针对电池箱1中电池单体2做差异化的温度测量和监控管理，解决了仅能对电池箱1整体进行温度测量的问题，避免单个电池单体2温度异常时不能及时预警。在电池单体2出现温度异常时及时预警，为处理异常增加时间，减少安全隐患。

优选地，所述S3包括依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时判定电池单体2的实时温度正常，所述S3具体包括：

S31.对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常，执行S32，进一步判断实时温度差值是否正常；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常，执行S4；

S32.获取电池箱1温度平均值，所述电池箱1温度平均值为电池箱1内所有电池单体2 的温度值的平均值，计算出每个电池单体2的温度值与电池箱1温度平均值的实时温度差值，其中，实时温度差值＝电池单体的温度值-电池箱温度平均值。对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常，执行S33，进一步判断实时温升速度是否正常；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常，执行S4；

S33.根据各个电池单体2温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体2的实时温升速度，对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常，此时判定电池单体2的实时温度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常，执行S4。其中，实时温升速度＝温度值的变化量/温度变化时间。

与现有技术不同，上述技术方案通过三步判定电池单体2的实时温度是否正常。先判断温度值是否正常，当温度值＜预设的温度最大值时，说明温度值正常；为了排除季节、环境等因素对电池单体2温度的影响，进一步判断实时温度差值是否正常，当实时温度差值＜安全温度差值时，说明某个电池单体2相对于同一电池箱1内的其它电池单体2来说是正常的，则判定该电池单体2的实时温度差值正常；为了对潜在的异常风险进行预测，进一步判断实时温升速度是否正常，当实时温升速度≥安全温升速度时，说明存在异常风险，则判定为实时温升速度异常。温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时，判定电池单体2的实时温度正常；温度值、实时温度差值和实时温升速度中存在一个异常，判定电池单体2的实时温度异常。通过上述方案多维度地监测电池单体2的状态，不仅能够及时发现温度值出现的异常，也能以整个电池箱1为参考，排除季节、环境等因素对电池单体2温度的影响，减少误报率，更能对潜在的异常风险进行预测，最大限度减少安全隐患。

优选地，所述S2还包括根据实时温度和定位信息得到每个电池单体2对应的历史温度数据，通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正。在一定时间范围内，实时温度的信息不只温度值，还包括实时温度差值和实时温升速度，实时温度差值为传感光纤3采集到的某个电池单体的温度值与电池箱平均温度的差值；实时温升速度则为一定时间内实时温度差值的变化率。修正过程具体包括：

组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体2的历史温度数据，计算出电池单体2运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，并分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

分析计算的过程为对电池单体2运行过程中的温度值、实时温度差值和实时温升速度取平均值或中位值，分析计算的过程还可以包括取方差值、标准差值等。

电池箱1在出厂前就预设有温度最大值、安全温度差值和安全温升速度等参数，用于反映电池单体2在理想工况下的状态，但是，同一电池箱1内的各个电池单体2间存在差异，甚至同一电池单体2在不同时间因不断老化也会存在差异，其实际参数也会逐渐发生变化，因此，预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度适用于开始阶段，但也需要在使用的过程中不断地对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行更新，以更好地适应各个电池单体2的实际状态。上述技术方案通过数学统计的方法得到实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，并对预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行定期更新，能够消除电池单体2之间的参数差异和电池单体2在不同时期的参数差异，测温结果更精确。每次数据采集，都会得到一组数据并存入历史温度数据，以取平均值的方式举例说明如何计算实际的温度最大值：在过去一段时间中，测量到某电池单体2的实际温度分别为50、 50、55、60和55，对上述温度取平均值得到54，则以54为实际的温度最大值。假设预设的温度最大值为60，对温度最大值进行更新则为用54代替60，作为新的温度最大值用来作为判断标准。具体的，更新周期可为一周、半个月和一个月等，依实际情况而定。

优选地，一种分布式光纤测温方法，所述S3还包括判断各个电池单体2在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

通过BMS装置获取电池箱1内电池单体2的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；

按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在充电状态下的实时温度是否正常，通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在放电状态下的实时温度是否正常，通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在闲置状态下的实时温度是否正常。

电池单体2在不同的工作状态内的温度状态不同，在充电状态和放电状态下的温度较高，在闲置状态下的温度较低。先通过BMS装置确定各个电池单体2的工作状态，再根据不同的工作状态判断各个电池单体2的实时温度是否正常，进一步保证测温结果的准确性。

优选地，通过传感光纤3以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述S1具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。

本发明通过设置在电池单体2上的传感光纤3来采集拉曼散射光，当系统的空间分辨率较低时，不得不通过把传感光纤3绕成环形圈后再把环形圈设置在电池单体2的侧面或者其他部位，来克服空间分辨率低的缺点。系统的空间分辨率由采样间隔决定，如当采样间隔为 10ns时，采样时钟为0ns、10ns、20ns、30ns……，对应的空间分辨率为C＝10ns*光速，此时的空间分辨率较低，为了清楚分辨相邻两个电池单体2的温度信息，必须保证绕成环形圈的传感光纤3的总长不小于C，而过长的环形圈会带来安装复杂、浪费物料和降低系统可靠性等问题。通过根据采样时钟对采样时钟进行延时处理，能够有效提高系统的空间分辨率。系统的空间分辨率由采样间隔决定，如当采样间隔为10ns时，以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光，采样时钟为0ns、10ns、20ns、30ns……；然后对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟为5ns、15ns、25ns、35ns……，通过上述技术方案，绕成环形圈的传感光纤3总长的最小值缩短到C/2，减小环形圈的长度，提高空间分辨率。具体地，所述延时操作为把采样时钟向后延时，延时量为采样间隔的一半；当延时量为采样间隔的一半时空间分辨率最高。

如图2所示，图2为本发明一种分布式光纤测温系统的示意图。一种分布式光纤测温系统，包括电池箱1、传感光纤3、传输光纤4、光纤电池监测模块5和终端设备6；

所述电池箱1内设置有多个电池单体2，所述传感光纤3设置在电池箱1内每个电池单体2上，所述光纤电池监测模块5通过传输光纤4与传感光纤3相连，不同电池单体2上的传感光纤3通过传输光纤4相互连接在同一光路上；光纤电池监测模块5与终端设备6相连；

所述传感光纤3用于采集拉曼散射光；

所述光纤电池监测模块5用于分析拉曼散射光，得到各个电池单体2的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体2的位置；所述光纤电池监测模块5还用于判断各个电池单体2的实时温度是否正常，并在当实时温度出现异常时向终端设备6推送出现异常的电池单体2的实时温度和定位信息；

所述终端设备6用于显示出现异常的电池单体2的实时温度和定位信息。

具体地，所述传感光纤3绕成环形圈后设置在电池单体2的侧面，用于克服空间分辨率过低的问题；所述传感光纤3通过粘贴或线槽或锁扣的方式设置在电池单体2上，具有结构简单和安装方便的优点；所述光纤电池监测模块5包括MCU单元。

优选地，所述光纤电池监测模块5包括温度值判断单元、差值判断单元和速度判断单元；所述光纤电池监测模块5依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时，判定电池单体2的实时温度正常；

所述温度值判断单元用于对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常；

所述差值判断单元计算出每个电池单体2的温度值与电池箱1温度平均值的实时温度差值，所述电池箱1温度平均值为电池箱1内所有电池单体2的温度值的平均值；所述差值判断单元用于对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常；

所述速度判断单元根据各个电池单体2温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体2的实时温升速度；所述速度判断单元用于对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常。

优选地，所述光纤电池监测模块5还包括修正单元，用于根据实时温度和定位信息得到每个电池单体2对应的历史温度数据，并通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正；

所述修正单元组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体2的历史温度数据，计算出电池单体2运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

其中，分析计算的过程为对电池单体2运行过程中的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度取平均值或中位值。

优选地，一种分布式光纤测温系统，还包括BMS装置，所述BMS装置集成于光纤电池监测模块5或者与光纤电池监测模块5分开设置，用于获取电池箱1内电池单体2的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；其中，所述BMS装置为电池管理系统Battery Management System，用于监控电池单体的工作状态、电量状态和实现充放电保护等功能；

所述光纤电池监测模块5还用于判断各个电池单体2在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

所述光纤电池监测模块5按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

所述光纤电池监测模块5通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在充电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块5通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在放电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块5通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体2在闲置状态下的实时温度是否正常。

优选地，传感光纤3以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述光纤电池监测模块5还包括时钟延时单元，用于对采样时钟进行延时处理，传感光纤3采集拉曼散射光具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式光纤测温方法，其特征在于，具体包括步骤：

S1.通过传感光纤采集拉曼散射光，所述传感光纤设置在电池箱内每个电池单体上；

S2.分析拉曼散射光，得到各个电池单体的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体的位置；

S3.判断各个电池单体的实时温度是否正常；

S4.当实时温度出现异常时，推送出现异常的电池单体的实时温度和定位信息。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤测温方法，其特征在于，所述S3包括依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时判定电池单体的实时温度正常，所述S3具体包括：

S31.对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常，执行S32；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常，执行S4；

S32.获取电池箱温度平均值，所述电池箱温度平均值为电池箱内所有电池单体的温度值的平均值，计算出每个电池单体的温度值与电池箱温度平均值的实时温度差值，对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常，执行S33；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常，执行S4；

S33.根据各个电池单体温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体的实时温升速度，对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常，此时判定电池单体的实时温度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常，执行S4。

3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤测温方法，其特征在于，所述S2还包括根据实时温度和定位信息得到每个电池单体对应的历史温度数据，通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正，修正过程具体包括：

组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体的历史温度数据，计算出电池单体运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，并分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

分析计算的过程为对电池单体运行过程中的温度值、实时温度差值和实时温升速度取平均值或中位值。

4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤测温方法，其特征在于，所述S3还包括判断各个电池单体在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

获取电池箱内电池单体的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；

按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在充电状态下的实时温度是否正常，通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在放电状态下的实时温度是否正常，通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体在闲置状态下的实时温度是否正常。

5.根据权利要求1所述的一种分布式光纤测温方法，其特征在于，通过传感光纤以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述S1具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。

6.一种分布式光纤测温系统，其特征在于，包括电池箱、传感光纤、光纤电池监测模块和终端设备；

所述电池箱内设置有多个电池单体，所述传感光纤设置在电池箱内每个电池单体上，所述光纤电池监测模块通过传输光纤与传感光纤相连；

所述传感光纤用于采集拉曼散射光；

所述光纤电池监测模块用于分析拉曼散射光，得到各个电池单体的实时温度和与实时温度所对应的定位信息，所述定位信息用于确定电池单体的位置；所述光纤电池监测模块还用于判断各个电池单体的实时温度是否正常，并在当实时温度出现异常时向终端设备推送出现异常的电池单体的实时温度和定位信息；

所述终端设备用于显示出现异常的电池单体的实时温度和定位信息。

7.根据权利要求6所述的一种分布式光纤测温系统，其特征在于，所述光纤电池监测模块包括温度值判断单元、差值判断单元和速度判断单元；所述光纤电池监测模块依次判断温度值、实时温度差值和实时温升速度是否正常，当温度值、实时温度差值和实时温升速度均正常时，判定电池单体的实时温度正常；

所述温度值判断单元用于对比温度值与预设的温度最大值，当温度值＜温度最大值时判定为温度值正常；当温度值≥温度最大值时判定为温度值异常；

所述差值判断单元计算出每个电池单体的温度值与电池箱温度平均值的实时温度差值，所述电池箱温度平均值为电池箱内所有电池单体的温度值的平均值；所述差值判断单元用于对比实时温度差值与预设的安全温度差值，当实时温度差值＜安全温度差值时判定为实时温度差值正常；当实时温度差值≥安全温度差值时判定为实时温度差值异常；

所述速度判断单元根据各个电池单体温度值的变化量和对应的温度变化时间计算各个电池单体的实时温升速度；所述速度判断单元用于对比实时温升速度与预设的安全温升速度，当实时温升速度＜安全温升速度时判定为实时温升速度正常；当实时温升速度≥安全温升速度时判定为实时温升速度异常。

8.根据权利要求7所述的一种分布式光纤测温系统，其特征在于，所述光纤电池监测模块还包括修正单元，用于根据实时温度和定位信息得到每个电池单体对应的历史温度数据，并通过历史温度数据定期对温度最大值、安全温度差值和安全温升速度进行修正；

所述修正单元组建数学统计模型，根据数学统计模块分析各个电池单体的历史温度数据，计算出电池单体运行过程中实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度，分别用实际的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度替换预设的温度最大值、安全温度差值和安全温升速度；

其中，分析计算的过程为对电池单体运行过程中的温度值、实时温度差值和实时温升速度取平均值或中位值。

9.根据权利要求8所述的一种分布式光纤测温系统，其特征在于，还包括BMS装置，用于获取电池箱内电池单体的工作状态，所述工作状态包括充电状态、放电状态和闲置状态；

所述光纤电池监测模块还用于判断各个电池单体在不同工作状态下的实时温度是否正常，具体包括：

所述光纤电池监测模块按照充电状态、放电状态和闲置状态分类保存所述历史温度数据；

所述光纤电池监测模块通过充电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在充电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块通过放电状态下的历史温度数据判断各个电池单体在放电状态下的实时温度是否正常，所述光纤电池监测模块通过闲置状态下的历史温度数据判断各个电池单体在闲置状态下的实时温度是否正常。

10.根据权利要求6所述的一种分布式光纤测温系统，其特征在于，传感光纤以预设的采样时钟采集拉曼散射光，所述光纤电池监测模块还包括时钟延时单元，用于对采样时钟进行延时处理，传感光纤采集拉曼散射光具体包括：

以预设的采样时钟第一次采集拉曼散射光；

对预设的采样时钟执行延时操作，得到延时后的采样时钟；

以延时后的采样时钟第二次采集拉曼散射光。