CN111572404A - 一种新能源电池的监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源电池的监控系统，属于新能源电池技术领域，包括信号连接的前端采集装置和监控终端，所述前端采集装置安装在新能源电池上用于采集新能源电池的温度和自放电数据；所述监控终端内部包括主控单元、A/D转换器以及与A/D转换器连接的电流采集模块、电压采集模块、内阻采集模块和温度采集模块，各个采集模块安装在新能源电池的输电线路上用于采集电池输出的电流、电压、内阻以及电线的温度数据；所述主控单元还连接报警模块，用于数据异常报警。通过前端采集装置采集新能源电池上的温度和自放电数据，通过监控终端内部各个采集模块采集供电线路的电流、电压、内阻以及电线的温度数据，从而全面监控新能源电池的工作。

Description

一种新能源电池的监控系统
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，特别涉及一种新能源电池的监控系统。
背景技术
随着新能源汽车的发展，新能源电池的创新也越来越多。新能源电池可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯新能源汽车，可以归类为铅酸蓄电池、镍基电池(镍一氢及镍一金属氢化物电池、镍一福及镍一锌电池)、钠β电池(钠一硫电池和钠一氯化镍电池)、二次锂电池、空气电池等类型。而燃料电池专用于燃料电池新能源汽车，可以分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等类型。
由于新能源电池在使用时需要对其进行监控，避免异常出现安全事故或者影响使用，传统的监控系统一般都是对新能源电池的温度、电压、电流、内阻进行监测，从而判断新能源电池是否异常，但是一般采集温度的时候都使用温度传感器，新能源电池的电芯温度不可能保持一致，因此温度传感器只能采集到局部温度情况，无法得到新能源电池整体的温度分布数据，导致温度检测不够精确，而且新能源电池若是自放电异常也会影响其寿命，传统的监控系统一般不具备监测自放电的能力，监控不够全面。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述新能源电池监控系统监控不全面，温度采集不精确的问题提出一种新能源电池的监控系统，具有可采集新能源电池和其供电线路是否异常，使监控更加全面具体，而且温度采集采用热成像方式可以看出高温度分布区域，温度异常监测更精确的优点。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种新能源电池的监控系统，包括信号连接的前端采集装置和监控终端，所述前端采集装置安装在新能源电池上用于采集新能源电池的温度和自放电数据；
所述监控终端内部包括主控单元、A/D转换器以及与A/D转换器连接的电流采集模块、电压采集模块、内阻采集模块和温度采集模块，各个采集模块安装在新能源电池的输电线路上用于采集电池输出的电流、电压、内阻以及电线的温度数据；
所述主控单元还连接报警模块，用于数据异常报警。
优选的，所述前端采集装置包括：
红外热成像摄像头和图像处理模块，通过红外热成像摄像头采集新能源电池热量分布图像，由图像处理模块处理完毕后发送给监控终端；
霍尔传感器和电流存储模块，通过霍尔传感器采集新能源电池在未工作时的放电电流，由电流存储模块统计电流存入速率并发送给监控终端。
优选的，所述图像处理模块包括编码器、解码器和逻辑单元，编码器和和解码器用于图像编码解码，逻辑单元用于执行图像处理模块工作。
优选的，所述红外热成像摄像头安装新能源电池箱中，镜头朝向电池电芯，霍尔传感器串联在电池电芯的正负极上。
优选的，所述前端采集装置和监控终端的内部均安装I/O接口，通过该接口传输采集的信号。
优选的，所述监控终端的内部集成通信模块，监控终端通过该通信模块将监控数据上传后台。
优选的，所述监控终端内部还安装存储器、控制面板和显示屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过前端采集装置采集新能源电池上的温度和自放电数据，通过监控终端内部各个采集模块采集供电线路的电流、电压、内阻以及电线的温度数据，从而全面监控新能源电池的工作。
2、通过红外热成像摄像头拍摄新能源电池的热成像图片，可以采集到新能源电池各个部位的温度分布情况，减少温度采集误差，通过霍尔传感器可以采集到新能源电池的自放电量，电流存储模块根据每秒存储的电量来判断自放电是否异常，使该监控系统可以监控新能源电池是否自放电异常。
附图说明
图1为本发明的整体系统组成示意图。
图2为本发明的前端采集装置内部模块连接结构示意图。
图3为本发明的监控终端内部模块连接结构示意图。
图4为本发明的监控终端使用流程图。
具体实施方式
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。
如图1-3所示，一种新能源电池的监控系统，包括信号连接的前端采集装置和监控终端，所述前端采集装置安装在新能源电池上用于采集新能源电池的温度和自放电数据，通过采集新能源电池的温度可以对其工作状态进行监控，过高的温度容易产生安全事故，新能源电池长期工作在高温状态会增加电量损耗以及降低电池寿命，自放电是每个电池均存在的现象，若是自放电异常会影响电池的储能量，因此对其自放电进行监控，可以避免新能源电池续航变短。
所述监控终端内部包括主控单元、A/D转换器以及与A/D转换器连接的电流采集模块、电压采集模块、内阻采集模块和温度采集模块，各个采集模块安装在新能源电池的输电线路上用于采集电池输出的电流、电压、内阻以及电线的温度数据，监控终端的电流采集模块、电压采集模块和内阻采集模块是用来采集新能源电池输电线路的电流、电压和内阻情况，根据这些参数可以判断新能源电池向汽车供电时是否异常，由于输电线路温度过高也会出现短路老化的情况，温度采集模块可以对线路的温度进行监控，避免线路因高温出现故障，监控终端内部各个采集模块与前端采集装置配合，不仅对新能源电池本身进行监控也对其供电线路进行监控，使其运行更加稳定安全，所述主控单元还连接报警模块，用于数据异常报警，若是其中一项出现异常，则报警模块均报警警示用户及时维修新能源电池，避免出现二次故障。
所述前端采集装置包括：红外热成像摄像头和图像处理模块，通过红外热成像摄像头采集新能源电池热量分布图像，由图像处理模块处理完毕后发送给监控终端，采用红外热成像摄像头来监测新能源电池的温度分布情况，这样电池的每个区域温度显示更加直观，一旦某一区域温度超过标准温度，则监控终端也判断其温度异常，相比于温度传感器，这样监测可以快速的报警，提高温度监测精度。霍尔传感器和电流存储模块，通过霍尔传感器采集新能源电池在未工作时的放电电流，由电流存储模块统计电流存入速率并发送给监控终端，霍尔传感器通过感应电流的方式将电流存储在电流存储模块中，电流存储模块检测每秒存入的电流量，从而判断新能源电池是否自放电异常。
所述图像处理模块包括编码器、解码器和逻辑单元，编码器和和解码器用于图像编码解码，逻辑单元用于执行图像处理模块工作所述红外热成像摄像头安装新能源电池箱中，镜头朝向电池电芯，霍尔传感器串联在电池电芯的正负极上，所述前端采集装置和监控终端的内部均安装I/O接口，通过该接口传输采集的信号，I/O接口方便前端采集装置与监控终端的连接。
所述监控终端的内部集成通信模块，监控终端通过该通信模块将监控数据上传后台，所述监控终端内部还安装存储器、控制面板和显示屏，存储器用来存储数据，控制面板上带有按键，便于配置各个传感器，显示屏用来显示各项采集参数。
监控系统在使用时如图4所示，前端采集装置通过红外热成像摄像头和霍尔传感器采集到新能源电池的各区域温度分布数据以及自放电数据，同时监控终端内部的各个采集模块采集电池输电线路的电流、电压、内阻和温度参数，主控单元通过分析多项数据判断新能源电池是否异常，若是异常则驱动报警模块报警，若是未异常，则前端采集装置和监控终端便继续采集数据进行异常判断。
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 (7)

1.一种新能源电池的监控系统，其特征在于，包括信号连接的前端采集装置和监控终端，所述前端采集装置安装在新能源电池上用于采集新能源电池的温度和自放电数据；
所述监控终端内部包括主控单元、A/D转换器以及与A/D转换器连接的电流采集模块、电压采集模块、内阻采集模块和温度采集模块，各个采集模块安装在新能源电池的输电线路上用于采集电池输出的电流、电压、内阻以及电线的温度数据；
所述主控单元还连接报警模块，用于数据异常报警。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述前端采集装置包括：
红外热成像摄像头和图像处理模块，通过红外热成像摄像头采集新能源电池热量分布图像，由图像处理模块处理完毕后发送给监控终端；
霍尔传感器和电流存储模块，通过霍尔传感器采集新能源电池在未工作时的放电电流，由电流存储模块统计电流存入速率并发送给监控终端。
3.根据权利要求2所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述图像处理模块包括编码器、解码器和逻辑单元，编码器和和解码器用于图像编码解码，逻辑单元用于执行图像处理模块工作。
4.根据权利要求1所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述红外热成像摄像头安装新能源电池箱中，镜头朝向电池电芯，霍尔传感器串联在电池电芯的正负极上。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述前端采集装置和监控终端的内部均安装I/O接口，通过该接口传输采集的信号。
6.根据权利要求1所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述监控终端的内部集成通信模块，监控终端通过该通信模块将监控数据上传后台。
7.根据权利要求1所述的一种新能源电池的监控系统，其特征在于，所述监控终端内部还安装存储器、控制面板和显示屏。
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