CN114655018B - 一种动力电池工作压力智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池工作压力智能监控系统，包括动力电池模组，用于为车辆的行进供电；电池检测模块，用于实时检测所述动力电池模块使用时释放的电压、电池实时电量和电池劣化程度，并将检测的数据信息转化为电信号，与所述动力电池模组连接；压力检测模块，用于检测动力电池的压力，并将检测的压力转化为电信号，与所述动力电池模组连接；环境检测模块，用于检测所述动力电池模块的实时温度及环境空气中废气浓度。本发明通过对物理操作减低动力电池模组的工作压力，同时辅助以动力电池模组所在环境的数据信息进行辅助分析，提高对动力电池工作压力的实时监控，提高了使用动力电池的使用安全。

Description

一种动力电池工作压力智能监控系统

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池工作压力智能监控系统。

背景技术

在科技迅猛发展的当今社会，为了应对环境污染的情况，对于清洁能源的发展成为重点。因此，新能源车辆的发展作为重点。电动汽车得到了各国政府及企业的高度重视和快速发展。锂离子动力电池单体、电池包或系统作为电动汽车的关键零部件之一得到了广泛应用。

在动力电池使用时，对于动力电池工作压力的监控是电动汽车的重中之重，为了及时控制动力电池发生高温损害甚至爆炸、起火等严重情况，电动汽车大多设置有预防和警示措施。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出了一种动力电池工作压力智能监控系统。

本发明提供了如下的技术方案：

一种动力电池工作压力智能监控系统，包括：

动力电池模组，用于为车辆的行进供电；

电池检测模块，用于实时检测所述动力电池模块使用时释放的电压、电池实时电量和电池劣化程度，并将检测的数据信息转化为电信号，与所述动力电池模组连接；

压力检测模块，用于检测动力电池的压力，并将检测的压力转化为电信号，与所述动力电池模组连接；

环境检测模块，用于检测所述动力电池模块的实时温度及环境空气中废气浓度；

压力控制模块，用于控制所述动力电池模块内电解液的抽取、转移，且根据检测动力电池模组的电压和压力运行控制，与电磁阀连接；

储液模组，用于存储电解液、存放从所述动力电池模组内抽取的电解液和向所述动力电池模组提供电解液；

数据处理模块，用于接收所述电压检测模块和所述压力检测模块传输的电信号，并将电信号转化为数据进行分析处理；

通信传输模块，用于将所述动力电池模组的状态信息传输至车辆管理系统，使得对所述动力电池模组进行管理和维护；

车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作。

优选的，所述压力检测模块包括用于检测动力电池模组内部的第一压力传感器和用于检测动力电池模组外界压力的第二压力传感器。

优选的，所述数据处理模块包括数模转化模块、数据存储模块和数据分析模块；

所述数据存储模块，用于存储动力电池模组的预设数据信息，所述预设数据信息作为监控系统的数据阈值；

所述数据分析模块，用于调取所述数据存储模块内的预设数据信息与接收的采集数据信息进行对比分析，以判断动力电池模组的工作压力是否异常。

优选的，所述预设数据信息为动力电池模组的理想实验数据信息和实况实验数据信息，所述数据分析模块在预设数据信息存储时调取并对进行分析，分析得出动力电池模组基于理想情况的实验数据信息变化率。

优选的，所述实验数据变化率设置有2%、4%和6%的浮动范围且分别对应电池劣化程度为0%~10%、11%~30%和31%以上。

优选的，所述数据分析模块接收电池检测模块和压力检测模块实时采集的数据信息，所述数据分析模块根据采集的实时电压值和环境废气浓度将动力电池的压力值与实况实验数据信息中的动力压力值进行比较分析，比较分析包括判断实时压力值与实况实验的压力值是否一致或浮动范围是否超过比例预设数据。

优选的，所述车辆管理模块还连接有报警模块和散热装置，所述散热装置采用风冷装置或液冷装置。

一种优选的动力电池工作压力智能监控系统的工作方法，其特征在于，具体操作步骤如下所示：

S1、车辆在行驶时，动力电池开始供电，电池检测模块、压力检测模块和环境检测模块实时采集数据，并将数据转化为电信号传输至数据处理模块，并根据实时采集的释放的电压、电池实时电量、电池劣化程度、压力、温度和废气浓度；

S2、基于环境温度、释放电压和电池劣化程度，判断动力电池的压力是否正常，若正常，重复S1步骤操作；若异常，数据分析模块对实时采集数据进行分析;

S3、当环境监测模块检测废气浓度超过阈值，不论压力值是否超标，发出报警并逐步降低动力电池的供电，严重时直接断电；若不超过阈值，进行其他数据信息分析；

S3、检测压力异常时，判断压力是否超过最大阈值，若超过，则发出报警并将散热装置运行至最大程度，同时逐步降低动力电池的供电；若不超过，判断电池劣化程度及环境实时温度，参照实验检测对照数据并根据电池劣化程度，计算异常压力值超出实验压力值的百分比；

S4、若电池劣化程度为10%以内，异常压力值超出百分比在6%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为11%~30%，异常压力值超出百分比在4%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为30%以上，异常压力值超出百分比在2%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；

S5、当压力值的超出百分比可控时，将动力电池模组内部电解液抽取并转移至储液模组，以提高动力电池模组内部的气体容量，物理降低压力值。

本发明的有益效果是：

通过对环境数据的采集，如动力电池处于正常环境下运行，避免动力电池出现自燃或外部环境存在安全隐患，确认车辆处于安全运行，再去对动力电池实际供电过程中工作压力的判断；

对于动力电池的压力、电池劣化程度判断动力电池的工作压力过高时将动力电池内部电解液转移至储液模组内，改变动力电池内部气液中占比，进而改变内部压力。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是发明的控制原理图。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

根据图1所示，一种动力电池工作压力智能监控系统包括动力电池模组，动力电池模组连接有电池检测模块和压力检测模块，电池检测模块和压力检测模块与车辆管理模块连接，车辆管理模块还与压力控制模块、数据处理模块、通信传输模块、报警模块和散热模块连接。

动力电池模组，用于为车辆的行进供电。

电池检测模块，用于实时检测动力电池模块使用时释放的电压、电池实时电量和电池劣化程度，并将检测的数据信息转化为电信号，与动力电池模组连接。

压力检测模块，用于检测动力电池的压力，并将检测的压力转化为电信号，与动力电池模组连接。压力检测模块包括用于检测动力电池模组内部的第一压力传感器和用于检测动力电池模组外界压力的第二压力传感器。

环境检测模块，用于检测动力电池模块的实时温度及环境空气中废气浓度。

压力控制模块，用于控制动力电池模块内电解液的抽取、转移，且根据检测动力电池模组的电压和压力运行控制，与电磁阀连接。

储液模组，用于存储电解液、存放从动力电池模组内抽取的电解液和向动力电池模组提供电解液。

数据处理模块，用于接收电压检测模块和压力检测模块传输的电信号，并将电信号转化为数据进行分析处理。

通信传输模块，用于将动力电池模组的状态信息传输至车辆管理系统，使得对动力电池模组进行管理和维护。

车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作。

车辆管理模块还连接有报警模块和散热装置，散热装置采用风冷装置或液冷装置。

通过车辆管理模块将动力电池模组内外部压力数据信息和动力电池模组所在环境的废气浓度作为参考的主要因素。先对动力电池外部环境进行判断，确保动力电池模组处于安全且无外部碰撞，即动力电池模组安全且固定牢固，安全可靠的提供能源。

数据处理模块包括数模转化模块、数据存储模块和数据分析模块。数据存储模块，用于存储动力电池模组的预设数据信息，预设数据信息作为监控系统的数据阈值。数据分析模块，用于调取数据存储模块内的预设数据信息与接收的采集数据信息进行对比分析，以判断动力电池模组的工作压力是否异常。

预设数据信息为动力电池模组的理想实验数据信息和实况实验数据信息，数据分析模块在预设数据信息存储时调取并对进行分析，分析得出动力电池模组基于理想情况的实验数据信息变化率。

实验数据变化率设置有2%、4%和6%的浮动范围且分别对应电池劣化程度为0%~10%、11%~30%和31%以上。

数据分析模块接收电池检测模块和压力检测模块实时采集的数据信息，数据分析模块根据采集的实时电压值和环境废气浓度将动力电池的压力值与实况实验数据信息中的动力压力值进行比较分析，比较分析包括判断实时压力值与实况实验的压力值是否一致或浮动范围是否超过比例预设数据。

对于动力电池模组在供电过程中，对于不同环境温度下，动力电池内部压力阈值是不同的，因此在数据处理模块的数据存储模组内存储了动力电池模组理想实验数据信息和实况实验数据信息，并以此为参照，同时对于使用过程中电池使用寿命的降低可以可控的调节一定数据浮动范围。不仅是安全使用动力电池的表现，也是避免动力电池因为温度过高产生损坏以导致车辆烧毁的可能。

一种动力电池工作压力智能监控系统的工作方法，具体操作步骤如下所示：

S1、车辆在行驶时，动力电池开始供电，电池检测模块、压力检测模块和环境检测模块实时采集数据，并将数据转化为电信号传输至数据处理模块，并根据实时采集的释放的电压、电池实时电量、电池劣化程度、压力、温度和废气浓度；

S2、基于环境温度、释放电压和电池劣化程度，判断动力电池的压力是否正常，若正常，重复S1步骤操作；若异常，数据分析模块对实时采集数据进行分析;

S3、当环境监测模块检测废气浓度超过阈值，不论压力值是否超标，发出报警并逐步降低动力电池的供电，严重时直接断电；若不超过阈值，进行其他数据信息分析；

S3、检测压力异常时，判断压力是否超过最大阈值，若超过，则发出报警并将散热装置运行至最大程度，同时逐步降低动力电池的供电；若不超过，判断电池劣化程度及环境实时温度，参照实验检测对照数据并根据电池劣化程度，计算异常压力值超出实验压力值的百分比；

S4、若电池劣化程度为10%以内，异常压力值超出百分比在6%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为11%~30%，异常压力值超出百分比在4%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为30%以上，异常压力值超出百分比在2%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；

S5、当压力值的超出百分比可控时，将动力电池模组内部电解液抽取并转移至储液模组，以提高动力电池模组内部的气体容量，物理降低压力值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种动力电池工作压力智能监控系统，其特征在于，包括： 动力电池模组，用于为车辆的行进供电； 电池检测模块，用于实时检测所述动力电池模组使用时释放的电压、电池实时电量和电池劣化程度，并将检测的数据信息转化为电信号，与所述动力电池模组连接；压力检测模块，用于检测动力电池的压力，并将检测的压力转化为电信号，与所述动力电池模组连接； 环境检测模块，用于检测所述动力电池模组的实时温度及环境空气中废气浓度； 压力控制模块，用于控制所述动力电池模组内电解液的抽取、转移，且根据检测动力电池模组的电压和压力运行控制，与电磁阀连接； 储液模组，用于存储电解液、存放从所述动力电池模组内抽取的电解液和向所述动力电池模组提供电解液； 数据处理模块，用于接收所述电池检测模块和所述压力检测模块传输的电信号，并将电信号转化为数据进行分析处理； 通信传输模块，用于将所述动力电池模组的状态信息传输至车辆管理系统，使得对所述动力电池模组进行管理和维护； 车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作；

所述压力检测模块包括用于检测动力电池模组内部的第一压力传感器和用于检测动力电池模组外界压力的第二压力传感器； 所述数据处理模块包括数模转化模块、数据存储模块和数据分析模块； 所述数据存储模块，用于存储动力电池模组的预设数据信息，所述预设数据信息作为监控系统的数据阈值； 所述数据分析模块，用于调取所述数据存储模块内的预设数据信息与接收的采集数据信息进行对比分析，以判断动力电池模组的工作压力是否异常。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池工作压力智能监控系统，其特征在于，所述预设数据信息为动力电池模组的理想实验数据信息和实况实验数据信息，所述数据分析模块在预设数据信息存储时调取并对进行分析，分析得出动力电池模组基于理想情况的实验数据信息变化率。

3.根据权利要求2所述的一种动力电池工作压力智能监控系统，其特征在于，所述实验数据信息变化率设置有2%、4%和6%的浮动范围且分别对应电池劣化程度为0%~10%、11%~30%和31%以上。

4.根据权利要求1所述的一种动力电池工作压力智能监控系统，其特征在于，所述数据分析模块接收电池检测模块和压力检测模块实时采集的数据信息，所述数据分析模块根据采集的实时电压值和环境废气浓度将动力电池的压力值与实况实验数据信息中的动力压力值进行比较分析，比较分析包括判断实时压力值与实况实验的压力值是否一致或浮动范围是否超过比例预设数据。

5.根据权利要求1所述的一种动力电池工作压力智能监控系统，其特征在于，所述车辆管理模块还连接有报警模块和散热装置，所述散热装置采用风冷装置或液冷装置。

6.一种如权利要求1所述的动力电池工作压力智能监控系统的工作方法，其特征在于，具体操作步骤如下所示： S1、车辆在行驶时，动力电池开始供电，电池检测模块、压力检测模块和环境检测模块实时采集数据，并将数据转化为电信号传输至数据处理模块，并根据实时采集的释放的电压、电池实时电量、电池劣化程度、压力、温度和废气浓度； S2、基于环境温度、释放电压和电池劣化程度，判断动力电池的压力是否正常，若正常，重复S1步骤操作；若异常，数据分析模块对实时采集数据进行分析; S3、当环境监测模块检测废气浓度超过阈值，不论压力值是否超标，发出报警并逐步降低动力电池的供电，严重时直接断电；若不超过阈值，进行其他数据信息分析； S3、检测压力异常时，判断压力是否超过最大阈值，若超过，则发出报警并将散热装置运行至最大程度，同时逐步降低动力电池的供电；若不超过，判断电池劣化程度及环境实时温度，参照实验检测对照数据并根据电池劣化程度，计算异常压力值超出实验压力值的百分比； S4、若电池劣化程度为10%以内，异常压力值超出百分比在6%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为11%~30%，异常压力值超出百分比在4%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警；若电池劣化程度为30%以上，异常压力值超出百分比在2%以内，则为转为正常压力值，反之发出报警； S5、当压力值的超出百分比可控时，将动力电池模组内部电解液抽取并转移至储液模组，以提高动力电池模组内部的气体容量，物理降低压力值。