CN108091805A - 一种电池的监测保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池的监测及保护系统，包括感应端集成器A1、控制器B1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、外壳膨胀探测器D3、电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2以及温度传感控制器X3，外壳膨胀探测器D3贴合在电池主机MD的外壁上，外形检测传感器D1、温度探测器D2、感应端集成器A输出端与控制器B1输入端相连接，控制器B1输出端与电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2一端相连接，该设计实现了在蓄电池使用过程中对蓄电池的安全隐患进行有效的监测和控制，本发明使用方便，安全性好，可靠性高。

Description

一种电池的监测保护系统
技术领域
本发明是一种电池的监测保护系统，属于蓄电池安全技术领域。
背景技术
现代社会的电力应用更加广泛，为了满足人民的生产和生活需求，越来越多的蓄电池出现在人们身边，如常见的充电宝、电动车电瓶、电动汽车、电动新能源车，以及使用非常广泛的手机、平板电脑、笔记本电脑等都是通过移动式的蓄电池满足这些电子产品的使用需求的。但是随之而来是很多的蓄电池安全的问题，如电动车蓄电池爆炸起火、手机锂电池爆炸起火等，还有在飞行运输过程的电池类产品也会带来很大的危害和隐患，所以需要一种电池的监测保护系统以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种电池的监测保护系统，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明使用方便，安全性好，可靠性高。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种电池的监测及保护系统，在电池主机MD的壳体一侧设置有安全排气阀片，安全排气阀片在电池主机MD内部温度达到设定值时自动开启并排气；电池主机MD的壳体外壁上设置有外壳膨胀探测器D3，外壳膨胀探测器D3为贴合在电池主机MD的壳体外壁上的应变片，应变片与电池主机MD上的控制器B1通过导线电连接，控制器B1连接有报警装置。
所述安全排气阀片是：电池主体MD的一侧壁上设置有排气孔，排气孔处设置有记忆金属片；在电池主机MD内部温度低于设定值时，记忆金属片封堵所述排气孔，在电池主机MD内部温度超过设定值时，记忆金属片发生形变并开启排气孔；
电池内部温度降低后，记忆金属片自动恢复原来的形状并封堵排气孔。
进一步，排气孔为台阶孔，所述记忆金属片常态下为圆形薄片，圆形薄片封堵台阶孔；在电池主机MD内部温度超过设定值时，圆形薄片中部向外凸起并周部缩小至圆形薄片的直径小于台阶孔直径。
还包括感应端集成器A1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2、充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2、电流监测探测器N1、容量电流波动传感器N2、充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2、温度传感控制器X3、放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3以及电池主机MD；所述外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2输出端与感应端集成器A1输入端相连接，所述感应端集成器A与控制器B1双向连接，所述控制器B1输出端与电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2输出端与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2以及温度传感控制器X3与电池充放电回路系统C1一端相连接，所述放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述感应端集成器A1、控制器B1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均安装在电池主机MD内部。
所述与感应端集成器A1输入端相连接的电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均设有两个以上。
本发明的有益效果：本发明的一种电池的监测保护系统，在壳体的侧面设置记忆金属片3进行控制排气，其效果及稳定性好；因本发明添加了感应端集成器A1、控制器B1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、外壳膨胀探测器D3、电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2、充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2、电流监测探测器N1、容量电流波动传感器N2、充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2、温度传感控制器X3、放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3、电池主机MD，该设计实现了在蓄电池使用过程中对蓄电池的安全隐患进行有效的监测和控制，能够及时发现蓄电池出现的危险情况，能够有效的避免蓄电池爆炸、燃烧等安全事故的发生，提高电池使用寿命，本发明使用方便，安全性好，可靠性高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种电池的监测保护系统的工作原理框图；
图2为本发明的电池示意图；
图3为本发明的记忆片封堵所述安全阀片排气孔的示意图；
图4为本发明的记忆片脱离所述安全阀片排气孔的示意图；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种电池的监测及保护系统，在电池主机MD的壳体1一侧设置有安全排气阀片，安全排气阀片在电池主机MD内部温度达到设定值时自动开启并排气；电池主机MD的壳体1外壁上设置有外壳膨胀探测器D3，外壳膨胀探测器D3为贴合在电池主机MD的壳体外壁上的应变片2，应变片与电池主机MD上的控制器B1通过导线电连接，控制器B1连接有报警装置。
所述安全排气阀片是：电池主体MD的一侧壁上设置有排气孔4，排气孔处设置有记忆金属片3；在电池主机MD内部温度低于设定值时，记忆金属片3封堵所述排气孔，在电池主机MD内部温度超过设定值时，记忆金属片3发生形变并开启排气孔4。记忆金属片使得排气阀片的开启只依据内部温度这一个参数(电池内部的气压升高也会导致温度升高)，不用额外的电力驱动，稳定性好。电池内部温度降低后，记忆金属片自动恢复原来的形状并封堵排气孔。
进一步，排气孔4为台阶孔，所述记忆金属片常态下为圆形薄片，圆形薄片封堵台阶孔；在电池主机MD内部温度超过设定值时，圆形薄片中部向外凸起并周部缩小至圆形薄片的直径小于台阶孔直径。该设计使得排气时，记忆金属片也能够被冲出电池主机MD的壳体，使得排气瞬间就能够达到设定的最大排气效果，完全不用担心被卡住等问题。
还包括感应端集成器A1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2、充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2、电流监测探测器N1、容量电流波动传感器N2、充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2、温度传感控制器X3、放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3以及电池主机MD；所述外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2输出端与感应端集成器A1输入端相连接，所述感应端集成器A与控制器B1双向连接，所述控制器B1输出端与电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2输出端与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2以及温度传感控制器X3与电池充放电回路系统C1一端相连接，所述放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述感应端集成器A1、控制器B1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均安装在电池主机MD内部。该设计实现了在蓄电池使用过程中对蓄电池的安全隐患进行有效的监测和控制，能够及时发现蓄电池出现的危险情况，能够有效的避免蓄电池安全事故的发生。
所述与感应端集成器A1输入端相连接的电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均设有两个以上。
具体实施方式：使用前，使用人员设定电池主机MD的电容波动值为g,温度值为β，s为外形膨胀系数，s＝0时代表无膨胀情况发生，电流为I，功为P，电压为U，安全防护的功能启动由感应端集成器A1控制，电池主机MD本就是电池，电力供应的来源由电池主机MD完成，感应端集成器A1直接在电池主机MD上采电即可；
进一步的，充电功P＝U*I，放电功P1＝U1*I1，充电过载检测器控制器X1的控制保护来源基数为容量电流波动传感器N2、g，充电过载检测器控制器X1的控制检测法则：容量电流波动传感器N2/G＝β时，测试充电过载在合理数值内，电路正常；
充电过载检测器控制器X1的控制检测法则：容量电流波动传感器N2/G≠β时，测试充电过载处于非正常安全值，电路充电过载处于危险状态，提示报警并进行充电断电保护动作，电流稳定控制器X2的控制保护基数来源于电流监测探测器N1、容量电流波动传感器N2，电流稳定控制器X2的控制监测法则(电流监测探测器N1+容量电流波动传感器N2)/n＝I则电流稳定，电流充放电正常；
电流稳定控制器X2的控制监测法则(电流监测探测器N1+容量电流波动传感器N2+N3+…+Nn)/n≠I则电流处于不稳定，电流充放电不正常，X启动对应的报警和断电保护动作，温度传感控制器X3控制保护基数来源与温度探测器D2，温度传感控制器X3＝温度探测器D2则温度正常，电池运行正常处于安全状态，温度传感控制器X3≠温度探测器D2则代表温度处于异常波动状态，(温度传感控制器X3＜温度探测器D2代表低温，进行信息提示，若是温度传感控制器X3>温度探测器D2代表温度升高，报警并断电)温度传感控制器X3启动对应的报警和断电保护动作，断电不是单独指切断充电的电源，也可代表控制内部的电气回路进行断电，放电控制保护Y1控制基数来源于放电功P1，放电控制保护Y1＝P1代表放电功正常，放电控制保护Y1≠P1，启动回路控制探测Y3的电气回路监测，放电控制保护Y1＞P1直接关闭直流放电功能，切断放电电源，膨胀感知控制Y2以外形检测传感器D1和外壳膨胀探测器D3的数值控制启动，外形检测传感器D1的s>0时，内部膨胀启动报警切断充电，外壳膨胀探测器D3的s>0时，外部膨胀启动报警切断充电，回路控制探测Y3的数据来源为充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2、温度传感控制器X3、放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2的报警数值，出现报警情况启动回路控制探测Y3对电池的电气回路和状态进行监测和查看，通过温度感知、膨胀系数感知、充放电数值和安全值的实时对比，增加电路的控制功能，本发明可以针对蓄电池进行有效的监测和保护控制，感应端集成器A1可以直接控制充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2对充放电流进行监测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种电池的监测及保护系统，其特征在于，在电池主机MD的壳体一侧设置有安全排气阀片，安全排气阀片在电池主机MD内部温度达到设定值时自动开启并排气；电池主机MD的壳体外壁上设置有外壳膨胀探测器D3，外壳膨胀探测器D3为贴合在电池主机MD的壳体外壁上的应变片，应变片与电池主机MD上的控制器B1通过导线电连接，控制器B1连接有报警装置。
2.根据权利要求1所述的一种电池的监测及保护系统，其特征在于，所述安全排气阀片是：电池主体MD的一侧壁上设置有排气孔，排气孔处设置有记忆金属片；在电池主机MD内部温度低于设定值时，记忆金属片封堵所述排气孔，在电池主机MD内部温度超过设定值时，记忆金属片发生形变并开启排气孔；
电池内部温度降低后，记忆金属片自动恢复原来的形状并封堵排气孔。
3.根据权利要求1所述的一种电池的监测及保护系统，其特征在于，排气孔为台阶孔，所述记忆金属片常态下为圆形薄片，圆形薄片封堵台阶孔；在电池主机MD内部温度超过设定值时，圆形薄片中部向外凸起并周部缩小至圆形薄片的直径小于台阶孔直径。
4.根据权利要求1所述的一种电池的监测及保护系统，其特征在于，还包括感应端集成器A1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2、充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2、电流监测探测器N1、容量电流波动传感器N2、充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2、温度传感控制器X3、放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3以及电池主机MD；所述外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2输出端与感应端集成器A1输入端相连接，所述感应端集成器A与控制器B1双向连接，所述控制器B1输出端与电池充放电回路系统C1、电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充放电流检测传感器F1、充放电流检测传感器F2输出端与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述充电过载检测器控制器X1、电流稳定控制器X2以及温度传感控制器X3与电池充放电回路系统C1一端相连接，所述放电控制保护Y1、膨胀感知控制Y2、回路控制探测Y3与电池充放电回路系统C2一端相连接，所述感应端集成器A1、控制器B1、外形检测传感器D1、温度探测器D2、电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均安装在电池主机MD内部。
5.根据权利要求1所述的一种电池的监测及保护系统，其特征在于：所述与感应端集成器A1输入端相连接的电流监测探测器N1以及容量电流波动传感器N2均设有两个以上。
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