CN112104038A - 一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统，通过实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。本发明具有以下有益效果：能够实时监测电池运行状态，并及时发送报警信号提醒用户，并且在发生严重故障时切断电池供电，避免造成严重的安全事故，并且本申请不仅通过实时监测电池温度阈值大小，还通过实时监测电池温度变化量的异常来实现电池过温保护，反应灵敏，准确性高，大大降低误判的风险。

Description

一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统
技术领域
本发明涉及实验室电池检测技术领域，具体涉及一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统。
背景技术
现有技术中，在实验室进行电池或电池组性能测试时，大多数通过简单的温度传感器、电流互感器来实现对其状态异常监测从而实现过流过热保护，其检测手段和判断原理过于单一，可靠性不高，往往会出现误差导致正在进行的电池测试实验不能正常进行，又或者不能及时发现过流过放过充过热现象，可能会烧坏实验室设备，严重时会发生爆炸引发火灾导致人员伤亡。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明提供了一种基于电池在线监控方法，所述方法包括：实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
在一种能够实现的方式中，所述第一运行参数数据的运行参数、及所述第二运行参数数据的运行参数均包括：电压、电流、温度等。
在一种能够实现的方式中，所述监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常的方法包括：针对各所述运行参数预设一定值范围，当任意一所述运行参数的数值超过其对应预设的所述一定值范围，则发送故障报警信号至上位机。
在一种能够实现的方式中，其中所述监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量为通过分别监测第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差；并且，当第一运行参数数据变化斜率的差大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
在一种能够实现的方式中，当所述第一、第二运行参数数据的运行参数为温度信号时，第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差分别为单体电池温度斜率的差、电池组温度斜率的差；并且，当单体电池温度斜率的差大于第一阈值时，以及电池组温度斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电池在线监控装置，所述装置包括：获取模块，实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；处理模块，用于监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电池在线监控设备，所述设备包括：存储器、处理器、及通信器；所述存储器用于存储程序；所述处理器运行程序实现权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法；所述通信器用于通信连接上位机。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种电池在线监控系统，所述系统包括：至少一个单体监测模块，各所述单体监测模块分别电性连接一电池，用于实时监测各单节电池的第一运行参数数据；电池组监测模块，其与包含至少一节电池的电池组电性连接，用于实时监测所述电池组的第二运行参数数据；控制模块，其分别与各所述单体监测模块、及电池组监测模块电性连接，用于存储并控制各所述第一运行参数数据、及所述第二运行参数数据，以实现如权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法；所述控制模块与上位机通信连接，以向其传输所述参数数据或发送报警信号。
在一种能够实现的方式中，各所述单体监测模块、及所述电池组监测模块均包括：用于测量电池或电池组电压电流、温度等信息的传感器。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法。
如上所述，本发明提供的一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统和存储介质，通过实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。具有以下有益效果：能够实时监测电池运行状态，并及时发送报警信号提醒用户，并且在发生严重故障时切断电池供电，避免造成严重的安全事故，并且本发明不仅通过实时监测电池温度阈值大小，还通过实时监测电池温度变化量的异常来实现电池过温保护，反应灵敏，准确性高，大大降低误判的风险。
附图说明
图1为本发明于一实施例中的电池在线监控系统的场景示意图。
图2为本发明于一实施例中的电池在线监控方法的流程示意图。
图3为本发明于一实施例中的电池在线监控装置的模块示意图。
图4为本发明于一实施例中的电池在线监控设备的结构示意图。
图5为本发明于一实施例中的电池在线监控系统的结构示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。本发明所述的一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统主要用在实验室电池检测的相关应用场景中。
如图1所示，展示本发明于一实施例中的电池在线监控系统的场景示意图。在该场景中包括：多个单节电池101、由多个单节电池101构成的电池组102、与多个单节电池101一一对应的单体监测模块103、电池组监测模块104、控制模块105、及上位机模块106。
在该场景中的单体监测模块103一一对应连接一单节电池101，以实时监测各单节电池101的运行参数数据，电池组监测模块104则连接到电池组102，以实时监测电池组102的运行参数数据。
这里分别对各单节电池101进行监测的同时，还对他们整体构成的电池组102进行监测。这样做的好处在于：
a、能够及时发现每个单节电池101的运行异常情况。举例来说，一个单节电池101的电压升高，另外一个恰好电压降低，如果只监测电池组102的运行情况，则较难发现内部单节电池101有异常情况；再举例来说，如果监测到电池组102有异常情况，但不清楚具体哪一个或者多个单节电池101出现异常，还需要花费更多精力去进一步监测。
b、能够及时发现电池组102的运行异常情况。举例来说，假如每个单节电池101均正常，但是作为整体的电池组却无法正常供电，那么仅监测各单节电池101显然无法真正保障电池组的正常使用。这时通过同时监测各单节电池101与电池组102的运行情况，便可及时发现非单节电池101自身之外的异常问题，如因多个单节电池101的叠加而造成的累积损耗等。这样便大大降低电池组出现异常而监测不到的情况。
如图2所示，展示本发明于一实施例中的电池在线监控方法的流程示意图。如图所示，所述方法包括：
步骤S1：实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；
步骤S2：监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
在一种能够实现的方式中，所述第一运行参数数据的运行参数、及所述第二运行参数数据的运行参数均包括：电压、电流、温度等。
在一种能够实现的方式中，所述监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常的方法包括：针对各所述运行参数预设一定值范围，当任意一所述运行参数的数值超过其对应预设的所述一定值范围，则发送故障报警信号至上位机。
在一种能够实现的方式中，其中所述监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量为通过分别监测第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差；并且，当第一运行参数数据变化斜率的差大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
在一种能够实现的方式中，当所述第一、第二运行参数数据的运行参数为温度信号时，第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差分别为单体电池温度斜率的差、电池组温度斜率的差；并且，当单体电池温度斜率的差大于第一阈值时，以及电池组温度斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
温度斜率DTn可以通过以下公式(1)进行计算：
Figure BDA0002682985550000051
在此，连续根据在时间上连续的两个温度值(Tn,Tn-1)计算温度差dTn。将温度差dTn除以温度的时间上的差dtn(＝tn-tn-1)，由此获得温度斜率DTn。连续根据温度斜率的两个连续的计算结果DTn和DTn-1计算差，从而获得温度斜率的差
Figure BDA0002682985550000052
Figure BDA0002682985550000053
由此通过由公式(2)获取到的温度斜率的差与预设阈值比较，从而实现电池过热监测保护。
于本发明的一实施例中，不仅通过实时监测电池温度阈值大小，还通过实时监测电池温度变化量的异常来实现电池过温保护，反应灵敏，准确性高，大大降低误判的风险。
图3为本发明于一实施例中的电池在线监控装置的模块示意图，该装置包括：获取模块301，实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；
处理模块302，用于监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
图4为本发明于一实施例中的电池在线监控设备的结构示意图。该电池在线监控设备400包括：存储器401、处理器402、及通信器403；所述存储器401用于存储程序；所述处理器402运行程序实现权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法；所述通信器403用于通信连接上位机。
图5为本发明于一实施例中的电池在线监控系统的结构示意图。电池在线监控系统500包括：至少一个单体监测模块501，各所述单体监测模块分别电性连接一电池，用于实时监测各单节电池的第一运行参数数据。电池组监测模块502，其与包含至少一节电池的电池组电性连接，用于实时监测所述电池组的第二运行参数数据。控制模块503，其分别与各所述单体监测模块、及电池组监测模块电性连接，用于存储并控制各所述第一运行参数数据、及所述第二运行参数数据，以实现上述所述的电池在线监控方法；所述控制模块503与上位机通信连接，以向其传输所述参数数据或发送报警信号。
于本发明的一实施例中，所述单体监测模块501、组合模式灵活，可满足对任意数量电池的监控的要求。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图2所述的电池在线监控方法。
所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本发明提供的一种电池在线监控方法及其装置、设备、系统和存储介质，通过实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。具有以下有益效果：能够实时监测电池运行状态，并及时发送报警信号提醒用户，并且在发生严重故障时切断电池供电，避免造成严重的安全事故，并且本发明不仅通过实时监测电池温度阈值大小，还通过实时监测电池温度变化量的异常来实现电池过温保护，反应灵敏，准确性高，大大降低误判的风险。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电池在线监控方法，其特征在于，所述方法包括：
实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；
监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
2.根据权利要求1所述的电池在线监控方法，其特征在于，所述第一运行参数数据的运行参数、及所述第二运行参数数据的运行参数均包括：电压、电流、温度等。
3.根据权利要求1所述的电池在线监控方法，其特征在于，所述监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常的方法包括：
针对各所述运行参数预设一定值范围，当任意一所述运行参数的数值超过其对应预设的所述一定值范围，则发送故障报警信号至上位机。
4.根据权利要求3所述的电池在线监控方法，其特征在于，其中所述监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量为通过分别监测第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差；
并且，当第一运行参数数据变化斜率的差大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
5.根据权利要求4所述的电池在线监控方法，其特征在于，当所述第一、第二运行参数数据的运行参数为温度信号时，第一运行参数数据变化斜率的差、第二运行参数数据的变化斜率的差分别为单体电池温度斜率的差、电池组温度斜率的差；并且，当单体电池温度斜率的差大于第一阈值时，以及电池组温度斜率的差大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
6.一种电池在线监控装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，实时获取与至少一个电池一一对应的第一运行参数数据、及与包含至少一节电池的电池组对应的第二运行参数数据；
处理模块，用于监测各所述第一运行参数数据、及第二运行参数数据是否异常，若出现异常则发送第一级报警信号至上位机；监测各所述第一运行参数数据和第二运行参数数据的变化量，并将其变化量分别与第一阈值和第二阈值进行比较；并且当第一运行参数数据的变化量大于第一阈值时，以及第二运行参数数据的变化量大于第二阈值时，发送第二级报警信号至上位机，同时切断电池供电，实现故障保护。
7.一种电池在线监控设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器、及通信器；
所述存储器用于存储程序；所述处理器运行程序实现权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法；所述通信器用于通信连接上位机。
8.一种电池在线监控系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个单体监测模块，各所述单体监测模块分别电性连接一电池，用于实时监测各单节电池的第一运行参数数据；
电池组监测模块，其与包含至少一节电池的电池组电性连接，用于实时监测所述电池组的第二运行参数数据；
控制模块，其分别与各所述单体监测模块、及电池组监测模块电性连接，用于存储并控制各所述第一运行参数数据、及所述第二运行参数数据，以实现如权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法；所述控制模块与上位机通信连接，以向其传输所述参数数据或发送报警信号。
9.根据权利要求8所述的电池在线监控系统，其特征在于，各所述单体监测模块、及所述电池组监测模块均包括：用于测量电池或电池组电压电流、温度等信息的传感器。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任意一项所述的电池在线监控方法。
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