CN110048177A - 一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法及系统，包括：获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。本发明根据获取的梯次利用动力电池在运行状态下的状态数据确定电池的状态，以实时的对电池的状态进行监测，能够避免因为梯次利用动力电池性能差造成的事故的发生，提高了梯次利用动力电池使用的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池梯次利用技术领域，并且更具体地，涉及一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法和系统。
背景技术
目前电动汽车主要以动力电池作为动力来源，电池在车载使用过程中，性能逐渐衰退。当动力电池的容量下降到一定程度后，为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和使用过程中的安全性，就必须对其进行更换。伴随着电动汽车的规模化应用，在未来几年将会有大量的动力电池从电动汽车退役。
对于退役电池，还可以应用于其他领域，例如应用于储能应用。由于每个梯次利用动力电池的性能参数不同，因此使用寿命也不同，需要对其进行在线监测，以对其进行管理。
但是，如何对处于不同状态的梯次利用动力电池进行在线管理，是急需解决的问题。
发明内容
本发明提出一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法和系统，以解决如何对地梯次利用动力电池的运行状态进行监管的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；
分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
优选地，其中利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；
利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
优选地，其中所述分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果，包括：
当所述状态数据包括电压极差时，分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括充放电能量效率时，分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括电池温升时，分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括温度极差时，分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，其中所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
优选地，其中所述方法还包括:
当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值，时，反馈停止运行信号。
优选地，其中所述方法还包括：
通过GPRS、有线网络、WIFI或局域网进行数据交换。
根据本发明的另一个方面，提供了一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取单元，用于获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；
监测结果获取单元，用于分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
优选地，其中在所述数据获取单元，利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；
利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
优选地，其中所述监测结果获取单元，包括：
电压极差监测模块，用于分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
充放电能量效率监测模块，用于分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
电池温升监测模块，用于分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
温度极差监测模块，用于分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，其中所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
优选地，其中所述监测结果获取单元，还包括:
停止运行信号反馈模块，用于当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值时，反馈停止运行信号。
优选地，其中所述系统还包括：
通信单元，用于通过GPRS、有线网络、WIFI或局域网进行数据交换。
本发明提供了一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法及系统，包括：获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。本发明根据获取的梯次利用动力电池在运行状态下的状态数据确定电池的状态，以实时的对电池的状态进行监测，能够避免因为梯次利用动力电池性能差造成的事故的发生，提高了梯次利用动力电池使用的安全性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法100的流程图；以及
图2为根据本发明实施方式的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统200的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法，根据获取的梯次利用动力电池在运行状态下的状态数据确定电池的状态，以实时的对电池的状态进行监测，能够避免因为梯次利用动力电池性能差造成的事故的发生，提高了梯次利用动力电池使用的安全性。本发明的实施方式提供的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法100从步骤101开始，在步骤101获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个。
优选地，其中利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
在步骤102分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
优选地，其中所述分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果，包括：
当所述状态数据包括电压极差时，分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括充放电能量效率时，分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括电池温升时，分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括温度极差时，分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，其中所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
优选地，其中所述方法还包括:当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值，时，反馈停止运行信号。
对于第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值、第四预设阈值、第五预设阈值、第六预设阈值、第七预设阈值和第八预设阈值可以根据需要自定义设置。
例如，在本发明的实施方式中，设置第一预设阈值为100mV，设置第五预设阈值为200mV；设置第二预设阈值为90％，设置第六预设阈值为85％；设置第三预设阈值为8℃，设置第七预设阈值为12℃；设置第四预设阈值为6℃，设置第八预设阈值为10℃，并分别对梯次利用电池的电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差进行监管。
具体包括以下步骤：
(1)对于某一个单体电池，若获取的该单体电池的电压极差≤100mV，则表明该单体电池运行正常，确定监测结果为正常；若获取的该单体电池的电压极差在100-200mV内，则表明该单体电池存在异常，但可以继续运行，反馈该单体电池的编号和位置以重点关注；若获取的该单体电池的电压极差≥200mV，则表明该单体电池存在异常，已不可再继续运行，反馈该单体电池的编号、位置和停机信号，以对该单体电池进行更换。
(2)对于某一个单体电池，若获取的该单体电池的充放电能量效率≥90％，则表明该单体电池运行正常，确定监测结果为正常；若获取的该单体电池的充放电能量效率在85-90％之间，则表明该单体电池存在异常，但可以继续运行，反馈该单体电池的编号和位置以重点关注；若获取的该单体电池的充放电能量效率≤85％，则表明该单体电池存在异常，已不可再继续运行，反馈该单体电池的编号、位置和停机信号，以对该单体电池进行更换。
(3)对于某一个单体电池，若获取的该单体电池的电池温升≤8℃，则表明该单体电池运行正常，确定监测结果为正常；若获取的该单体电池的电池温升在8-12℃之间，则表明该单体电池存在异常，但可以继续运行，反馈该单体电池的编号和位置以重点关注；若获取的该单体电池的电池温升超过12℃，则表明该单体电池存在异常，已不可再继续运行，反馈该单体电池的编号、位置和停机信号，以对该单体电池进行更换。
(4)对于某一个单体电池，若获取的该单体电池的温度极差≤6℃，则表明该单体电池运行正常，确定监测结果为正常；若获取的该单体电池的温度极差在6-10℃之间的，则表明该单体电池存在异常，但可以继续运行，反馈该单体电池的编号和位置以重点关注；若获取的该单体电池的温度极差超过10℃，则表明该单体电池存在异常，已不可再继续运行，反馈该单体电池的编号、位置和停机信号，以对该单体电池进行更换。
优选地，其中所述方法还包括：通过GPRS、有线网络、WIFI或局域网进行数据交换。
图2为根据本发明实施方式的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统200的结构示意图。如图2所示，本发明的实施方式提供的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统200，包括：数据获取单元201和监测结果获取单元202。
优选地，所述数据获取单元201，用于获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个。
优选地，其中在所述数据获取单元，利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
优选地，所述监测结果获取单元202，用于分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
优选地，其中所述监测结果获取单元202，包括：电压极差监测模块2021、充放电能量效率监测模块2022、电池温升监测模块2023和温度极差监测模块2024。
优选地，所述电压极差监测模块2021，用于分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，所述充放电能量效率监测模块2022，用于分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，所述电池温升监测模块2023，用于分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，所述温度极差监测模块2024，用于分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
优选地，其中所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
优选地，其中所述监测结果获取单元，还包括:停止运行信号反馈模块，用于当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值时，反馈停止运行信号。
优选地，其中所述系统还包括：通信单元，用于通过GPRS、有线网络、WIFI或局域网进行数据交换。
本发明的实施例的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统200与本发明的另一个实施例的对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个；实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (12)
1.一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；
分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；
利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果，包括：
当所述状态数据包括电压极差时，分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括充放电能量效率时，分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括电池温升时，分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
当所述状态数据包括温度极差时，分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:
当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值，时，反馈停止运行信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过GPRS、有线网络、WIFI或局域网进行数据交换。
7.一种对梯次利用动力电池的运行状态进行监管的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取单元，用于获取电池箱内每个单体电池的状态数据；其中，所述状态数据包括：电压极差、充放电能量效率、电池温升和温度极差中的至少一个；
监测结果获取单元，用于分别将每个单体电池的状态数据和预设的判断规则进行比较，以获取每个单体电池的监测结果。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在所述数据获取单元，利用电压传感器对电压极差进行监测，以获取每个单体电池的电压极差；
利用温度传感器和红外传感器对电池温升和温度极差进行监测，以获取每个单体电池的电池温升和温度极差。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述监测结果获取单元，包括：
电压极差监测模块，用于分别判断每个单体电池的电压极差是否小于等于第一预设阈值；若是，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电压极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
充放电能量效率监测模块，用于分别判断每个单体电池的充放电能量效率是否大于等于第二预设阈值；若是，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的充放电能量效率的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
电池温升监测模块，用于分别判断每个单体电池的电池温升是否小于等于第三预设阈值；若是，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的电池温升的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息；
温度极差监测模块，用于分别判断每个单体电池的温度极差是否小于等于第四预设阈值；若是，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为正常；反之，则确定该单体电池的温度极差的监测结果为异常，并反馈该单体电池的标识信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述标识信息包括：电池编号和/或所在位置。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述监测结果获取单元，还包括:
停止运行信号反馈模块，用于当单体电池的电压极差大于第五预设阈值、充放电能量效率小于等于第六预设阈值、电池温升大于第七预设阈值或温度极差大于第八预设阈值时，反馈停止运行信号。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
通信单元，用于通过GPRS、有线网络、WIF I或局域网进行数据交换。
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