CN116613420A - 一种新能源汽车综合储能及热管理系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池检测与热管理技术领域，公开了一种新能源汽车综合储能及热管理系统，包括框架，其内部呈梳齿状，拆卸连接在汽车的底部。动力电池模组，以二维坐标排布的方式安装在框架上，与框架的内壁拆卸连接。散热结构,设置在相邻的两组动力电池模组间，一端与框架的一侧壁连接，另一端与框架的另一侧壁连接。监测装置设置在框架上，与动力电池模组电性连接。散热结构穿插在框架内的动力电池模组中，其内部流经的冷却液吸收动力电池模组产生的热量，监测装置对动力电池模组的瞬时电压、瞬时温度实时监测，快速、准确定位电流异常、高温电芯所处区域，热管理系统根据反馈结果通过提高局部区域冷却液流量来迅速降低异常区域温度。

Description

一种新能源汽车综合储能及热管理系统及检测方法
技术领域
本发明涉及动力电池检测与热管理技术领域，尤其涉及一种新能源汽车综合储能及热管理系统。
背景技术
混合电动汽车的动力系统中，动力电池热管理是根据温度对动力电池性能的影响，结合动力电池的电化学特性与产热机理，基于具体动力电池的最佳充放电温度区间，通过合理的设计，建立在材料学、电化学、传热学、分子动力学等多学科多领域基础之上，为解决动力电池在温度过高或过低情况下工作而引起热散逸或热失控问题。动力电池热系统管理是对动力电池散热系统的优化设计与散热性能的预测，对提高混合动力汽车的动力动力电池的成熟度及可靠性有着十分重要的现实意义。
混合动力汽车的动力动力电池以高密度的“三元锂动力电池”为主，优点是相同体积内存储的电量更多。动力电池是比较敏感的零件。为了提高电瓶的使用寿命，在长时间停放时电量要保持70％左右最好；平时行驶中尽量不要急加速等。如果使用保养的不科学，动力电池可能一两年就报废了。所以，动力电池组衰减是一个无法避免的事，只要存在使用，就必然存在衰减。此外，不同车主的使用习惯对于动力电池组的影响也是不同的，好的习惯能让动力电池组的衰减变慢，寿命更长。根据国家相关法律法规的规定，市面上在售的新能源汽车产品中的动力电池组必须至少满足8年或12万公里的质保期，由于衰减的动力电池组通常由成百上千个电芯组成的，其中部分电芯并没有衰减亏电，而要将未衰减的电芯进行查找出来，就需要将每个电芯拆卸下来，然后对每个电芯的电压进行检测，其工作量特别大。目前针对动力电池组衰减的问题，只能对衰减动力电池组进行整体更换，被换掉的衰减动力电池组如果定为报废动力电池，则浪费巨大；如果需要对被更换后的动力电池组进行检查，筛选出可以继续再用的电芯，仍然需要对每个电芯的的电压进行检测，工作量也巨大，耗费工时。
另一方面，经过长距离行驶的汽车停下后，其动力电池组的温度很高，车内的制冷系统由于车体停止行驶后立即停止，但是车内的动力电池组的温度还比较高，尤其在高温天气里，地表温度超多45度以上时，地面的辐射热量就会顺着车体底部进入动力电池组，所以，动力电池组的温度在很长一段时间内不能降低至较低温度或低于温度阈值的范围内，给车体的着火埋下一定的安全隐患。
现有的新能源汽车的动力电池组出现衰减后只能对动力电池组进行更换，导致浪费巨大；如果需要对动力电池组中电芯的温度和电压进行检测，工作量巨大，目前研发新的充电系统减少电芯浪费和检测工作量大的问题。
基于上述两种情况，为了节省浪费和缩减工作量，需要研发具备能够准确找出衰减电压和高温度的动力电池或电芯的综合储电系统。
发明内容
为了解决上述研发具备能够准确找出衰减电压和高温度的动力电池或电芯的综合储电系统，本发明提供了一种新能源汽车综合储能及热管理系统，通过监测装置筛选动力电池模组中具有衰减电压的衰减电芯及超限温度的高温电芯。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种新能源汽车综合储能及热管理系统，包括：
框架，其内部呈梳齿状，拆卸连接在汽车的底部，用于隔绝汽车底部与地面的温度。
动力电池模组，以二维坐标排布的方式安装在框架上，与框架的内壁拆卸连接。
散热结构,设置在相邻的两组动力电池模组间，其一端与框架的一侧壁连接，另一端与框架的另一侧壁连接，用于通过冷却液吸收动力电池模组产生的热量。
监测装置，设置在框架上，与动力电池模组电性连接，用于监测动力电池模组的瞬时电压、瞬时温度，筛选出衰减电压和超限温度，记录衰减电压出现的频次，获取与衰减电压关联对应的位置信息，其中，衰减电压为低于阈值电压的瞬时电压，超限温度为超出温度阈值的瞬时温度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
散热结构穿插在框架内的动力电池模组中，在动力电池模组升温过程中，通过散热结构内部流经的冷却液吸收动力电池模组产生的热量，以降低动力电池模组的温度在阈值范围内，同时监测装置对动力电池模组的瞬时电压、瞬时温度进行监测，当动力电池模组逐渐出现异常时，监测装置将瞬时电压、瞬时温度与阈值电压比较后标记出衰减电压，根据出现频次较多的衰减电压或温度，最终找出关联对应的衰减电芯和高温电芯，然后针对性地更换衰减电芯、高温电芯。整个监测过程可在汽车上直接进行，能够直接找出动力电池模组中出现衰减的电芯和高温电芯，节省检测动力电池模组需要的大量时间，减少了不必要的电芯浪费，以使本发明具备能够准确找出衰减电压和高温度的动力电池或电芯的综合优势。
进一步优选为，动力电池模组包括：
横排电芯，为m个，以框架的起点至为原点，每个横排电芯横向插接在框架上。
纵排电芯，为n个，与横排电芯串联，纵向排布在框架上，排布方向与横排电芯垂直，与框架的内壁插接。
采用上述技术方案，横排电芯和纵排电芯组成的动力电池模组，能够在坐标中分别沿X向和Y向将其中包含的m×n个电芯排布在坐标中，并对每个横排电芯或纵排电芯在坐标中进行位置标定。
进一步优选为，框架包括：
夹持组件，设置在框架上，用于通过夹持的方式向横排电芯、纵排电芯充电。
充电线，为n-1个，内置于框架中，位于相邻的横排电芯之间，分别与横向夹持件、纵向夹持件电性连接，用于向夹持组件提供电源。
绝热层，与框架的底面连接，用于阻止地面的热量进入至动力电池模组中。
采用上述技术方案，通过夹持组件将横排电芯、纵排电芯的位置进行固定后，通过充电线与每个横排电芯、每个纵排电芯电性连接后，同时向其两侧的横排电芯、纵排电芯充电。在炎热天气里，通过绝热层直接阻断地面的热量从汽车的底部进入框架内而导致横排电芯或纵排电芯温度的升高，为汽车在温度较高的环境里提供安全保障。
进一步优选为，夹持组件包括：
夹槽，开设在动力电池之间的内壁上，用于放置横排电芯或纵排电芯。
夹块，弹性设置在夹槽的内壁上，其一侧面内嵌于夹槽中，且与充电线电性连接，另一侧面与横排电芯或纵排电芯接触，用于配合夹槽夹持横排电芯或纵排电芯。
采用上述技术方案，由夹槽将每个横排电芯或纵排电芯唯一对应安装在框架上，通过夹槽和夹块对横排电芯或纵排电芯充电。
进一步优化为，散热结构包括：
进液管，嵌入在框架的一侧壁上，其进口端与汽车的冷却液输出管道连接，出口端穿过一侧壁，与框架拆卸连接；
冷却管，其进口端与进液管连接，以并联若干支管的方式穿过框架，以横向坐标的方式排布在相邻横排电芯之间，用于通过来自进液管输入的冷却液吸收横排电芯、纵排电芯产生的热量；
冷却槽，开设在动力电池模组的下方，且与动力电池模组的底面连通，在框架内，用于形成动力电池模组与冷却管之间进行热交换的对流空间，以辅助冷却管调节动力电池模组的温度在预设温度范围内。
采用上述技术方案，进液管通入汽车中的冷却液，横排电芯或纵排电芯的温度升高后，热量填充在框架与二者之间的空腔中，冷却液在流经冷却管的过程中，降低了冷却管的温度，靠近冷却管的热量与冷却液隔着冷却管而进行热交换，以此吸收横排电芯或纵排电芯的热量，进而达到降低动力电池模组温度的目的。
进一步优化为，监测装置包括：
多功能传感器，为m×n个，每个多功能传感器与唯一对应的横排电芯或纵排电芯电性连接，用于检测电芯的电压、温度，并输出电压信号和温度信号。
信号线，其一端与多功能传感器的信号输出端电性连接，另一端穿过框架，汇聚m×n个瞬时电压、瞬时温度。
处理器，设置在框架的侧壁上，与信号线的另一端电性连接，用于筛选出衰减电压、超限温度，记录衰减电压的频次以及位置信息，位置信息为与多功能传感器关联对应且兼有衰减电压、超限温度的的横排电芯或纵排电芯的坐标。
采用上述技术方案，多功能传感器检测与之对应的横排电芯或纵排电芯上的瞬时电压、瞬时温度，处理器通过信号线接收瞬时电压、瞬时温度，将每个瞬时电压与阈值电压进行比较，将瞬时温度与温度阈值进行比较，选出低于阈值电压的瞬时电压作为衰减电压，选出超出温度阈值的瞬时温度作为超限温度，标记该衰减电压或超限温度对应的多功能传感器的位置信息，并记录、呈现该位置坐标出现的频次。
进一步优化为，夹槽呈工字型，其一内壁上装有负电极，负电极连接外接电源的负极。
采用上述技术方案，横排电芯、纵排电芯安装在夹槽中，实现接入外接电源的负极。
进一步优化为，夹块位于夹槽的另一内壁，其上设置有正电极，正电极连接外接电源的正极。
采用上述技术方案，通过夹块将横排电芯、纵排电芯与电源的正极连接，以此实现充电的目的。
本发明还公开了一种新能源汽车综合储能及热管理系统检测方法，用于通过监测装置查找动力电池模组中的衰减电芯，包括：
S901建立监测装置的虚拟平面坐标，得到监测装置中多功能传感器与坐标的关联关系。
S902多功能传感器检测横排电芯、纵排电芯的瞬时电压、瞬时温度，并将瞬时电压以电压信号、瞬时温度以温度信号的形式输出至信号线。
S903信号线将动力电池模组中每个电压信号和温度信号传输至处理器中。
S904处理器将每个瞬时电压与阈值电压比较，瞬时温度与温度阈值比较，筛选出低于阈值电压的瞬时电压、高于温度阈值的瞬时温度，得到衰减电压和超限温度。
S905记录衰减电压和超限温度出现的频次，获取与衰减电压、超限温度关联对应的多功能传感器的坐标。
采用上述技术方案，通过建立平面坐标得到多功能传感器与动力电池模组中横排电芯、纵排电芯的关联对应关系，多功能传感器将监测到的瞬时电压、瞬时温度通过信号线传输至处理器中，通过处理器筛选、记录出衰减电压，通过获取与衰减电压对应的多功能传感器的坐标，得到与多功能传感器连接的横排电芯或纵排电芯的坐标，同样，处理器筛选、记录出超限温度，获取与超限温度对应的多功能传感器的坐标，得到与多功能传感器连接的横排电芯或纵排电芯的坐标，以此获得产生衰减电压或超限温度的横排电芯或纵排电芯，达到找出衰减电芯和高温电芯的目的。
进一步优化为，建立监测装置的虚拟平面坐标，包括：
S1001将监测装置置于虚拟平面坐标中。
S1002标定监测装置中多功能传感器的坐标，坐标的范围为(1,1)-(m,n)。
采用上述技术方案，通过标定多功能传感器的坐标，以标定对应的横排电芯或纵排电芯的坐标，为找出衰减电芯提供最直接的位置信息。
附图说明
图1为实施例一的在平面坐标中的结构示意图。
图2为实施例一的立体结构示意图。
图3为实施例一中监测装置的结构示意图。
图4为实施例一中电散热组件的结构示意图。
图5为实施例一中夹持组件的结构示意图。
图6为实施例一中夹块的结构示意图。
图7为实施例一中冷却槽的结构示意图。
图8为实施例一中绝热层的结构示意图。
图9为实施例二的电能存储系统检测方法的方法框图。
图10为实施例二中建立监测装置的虚拟平面坐标的方法框图。
图11为实施例三中动力电池网络控制器与动力电池模组连接结构示意图。
图12为实施例三中动力电池模组动态重构示意图。
附图标记：1-框架；11-绝热层；2-夹持组件；21-夹槽；22-夹块；3-充电线；4-动力电池模组；41-横排电芯；42-纵排电芯；5-监测装置；51-电压多功能传感器；52-信号线；53-处理器；6-散热组件；61-进液管；62-冷却管；63-出液管；64-冷却槽；7-动力电池网络控制器。
具体实施方式
新能源汽车的动力电池组衰减是一个无法避免的事，只要存在使用，就必然存在衰减。此外，不同车主的使用习惯对于动力电池组的影响也是不同的，好的习惯能让动力电池组的衰减变慢，寿命更长。根据国家相关法律法规的规定，市面上在售的新能源汽车产品中的动力电池组必须至少满足8年或12万公里的质保期，由于衰减的动力电池组通常由成百上千个电芯组成的，其中部分电芯并没有衰减亏电，而要将未衰减的电芯进行查找出来，就需要将每个电芯拆卸下来，然后对每个电芯的电压进行检测，其工作量特别大。目前针对动力电池组衰减的问题，只能对衰减动力电池组进行整体更换，被换掉的衰减动力电池组如果定为报废动力电池，则浪费巨大；如果需要对被更换后的动力电池组进行检查，筛选出可以继续再用的电芯，仍然需要对每个电芯进行检测，工作量也巨大，耗费工时。
另一方面，经过长距离行驶的汽车停下后，其动力电池组的温度很高，车内的制冷系统由于车体停止行驶后立即停止，但是车内的动力电池组的温度还比较高，尤其在高温天气里，地表温度超多45度以上时，地面的辐射热量就会顺着车体底部进入动力电池组，所以，动力电池组的温度在很长一段时间内不能降低至较低温度或低于温度阈值的范围内，给车体的着火埋下一定的安全隐患。
现有的新能源汽车的动力电池组出现衰减后只能对动力电池组进行更换，导致浪费巨大；如果需要对动力电池组中电芯进行检测，工作量巨大，目前研发新的充电系统减少电芯浪费和检测工作量大的问题。
基于上述两种情况，为了节省浪费和缩减工作量，需要研发具备能够准确找出衰减电压和高温度的动力电池或电芯的综合储电系统。
针对上述技术问题，本申请进行了以下设计与构想：通过一种新型的充电系统既能实现在线时刻进行自身监测瞬时电压、瞬时温度，又能在监测的同时附带每个电芯的位置信息，当其中某个电芯逐渐出现衰减，能够具备筛选、监测、记录衰减电芯的过程，同时将衰减电芯的位置信息呈现出来，实现准确找出衰减电芯的目的。
技术上述设计与构想，本发明通过结合图1-图12详细阐明本申请的具体实施过程，内容如下阐述：
实施例一
一种新能源汽车综合储能及热管理系统，如图1所示，框架1，其内部呈梳齿状，拆卸连接在汽车的底部，用于隔绝汽车底部与地面的温度。
动力电池模组4，以二维坐标排布的方式安装在框架1上，与框架1的内壁拆卸连接。动力电池模组4可以是单独的动力电池包，也可以有多个动力电池包并排在框架1内。
散热结构6,设置在相邻的两组动力电池模4组间，其一端与框架1的一侧壁连接，另一端与框架1的另一侧壁连接，用于通过冷却液吸收动力电池模组产生的热量。
监测装置5，设置在框架1上，与动力电池模组4电性连接，用于监测动力电池模组4的瞬时电压、瞬时温度，筛选出衰减电压和超限温度，记录衰减电压出现的频次，获取与衰减电压关联对应的位置信息，其中，衰减电压为低于阈值电压的瞬时电压，超限温度为超出温度阈值的瞬时温度。
散热结构6穿插在框架1内的动力电池模组中，在动力电池模组4升温过程中，通过散热结构6内部流经的冷却液吸收动力电池模组产生的热量，以降低动力电池模组的温度在阈值范围内，同时监测装置5对动力电池模组4的瞬时电压、瞬时温度进行监测。当动力电池模组4逐渐出现异常时，监测装置5将瞬时电压与阈值电压比较后标记出衰减电压，将瞬时温度与温度阈值比较后标记出超限温度，根据出现频次较多的衰减电压和超限温度，最终找出关联对应的衰减电芯和高温电芯，然后针对性地更换衰减电芯或高温电芯。整个监测过程可在汽车上直接进行，能够直接找出动力电池模组4中出现衰减的电芯，节省检测动力电池模组4进行的大量时间，减少了不必要的电芯浪费。
具体的，如图1、图2以及图6所示，本实施例中的动力电池模组4包括：
横排电芯41，为m个，以框架1的起点至为原点，每个横排电芯41横向插接在框架1上。
纵排电芯42，为n个，与横排电芯41串联，纵向排布在框架1上，排布方向与横排电芯41垂直，与框架1的内壁插接。
设定建立平面二维坐标系，其中m个横排电芯41分别位于坐标系中的X轴方向上，n个纵排电芯42分别位于坐标系中Y轴方向上，以此与横排电芯41将动力电池模组4置于该二维坐标系中，其中第一个横排电芯41的坐标是(1,1),第二个横排电芯41的坐标是(1,2)，......第m个横排电芯41的坐标是(1,m)。同样，第一个纵排电芯42的坐标是(1,1),第二个纵排电芯42的坐标是(2,1)，......第n个横排电芯41的坐标是(n,1),所以，横排电芯41与纵排电芯42的数量综合是m×n个，在该坐标系中，每个横排电芯41或每个纵排电芯42都有唯一对应的坐标，所以，动力电池模组4能够被坐标系唯一标定。
因此，横排电芯41和纵排电芯42组成的动力电池模组4，能够在坐标中分别沿X向和Y向将其中包含的m×n个电芯排布在坐标中，并对每个横排电芯41或纵排电芯42在坐标中进行位置标定。
具体的，如图1、图2以及图3所示，本实施例中的框架1包括：
夹持组件2，设置在框架1上，具体是位于框架1内部，将框架1分割成多个、连续的工字型格挡，相邻的格挡呈串联或并联状态分布在框架1内，每个格挡用于通过夹持的方式向横排电芯41、纵排电芯42充电。
充电线3，为n-1个，内置于框架1中，位于相邻的横排电芯41之间，其端部伸入格挡中，分别与横向夹持件、纵向夹持件电性连接，并穿过框架1的侧壁，与外接电源连接，不但向夹持组件2提供电源，还实现将充电线3隐藏在格挡中，节省了充电线3占用动力电池模组4所在空间，以使动力电池模组4的在框架1上安装更紧凑、整齐。
绝热层11，与框架1的底面连接，用于阻止地面的热量进入至动力电池模组4中。在一实施例中，绝热层11选用隔热材料，优选为真空绝热材料，用在汽车底部是具有很好的隔热性能。
通过夹持组件2将横排电芯41、纵排电芯42的位置进行固定后，通过充电线3与每个横排电芯41、每个纵排电芯42电性连接后，同时向其两侧的横排电芯41、纵排电芯42充电。在炎热天气里，尤其地面温度在40度以上时，通过绝热层11直接阻断地面的热量从汽车的底部进入框架1内而导致横排电芯41或纵排电芯42温度的升高，为汽车在温度较高的环境里提供安全保障。
具体的，如图2和图5所示，本实施例中的夹持组件2包括：
夹槽21，开设在动力电池之间的内壁上，用于放置横排电芯41或纵排电芯42，夹槽21中的一内壁与横排电芯41或纵排电芯42的正极接触，另一内壁与横排电芯41或纵排电芯42的正极接触，实现将每个横排电芯41或纵排电芯42在框架1内串联。
夹块22，弹性设置在夹槽21的内壁上，其一侧面内嵌于夹槽21中，且与充电线3电性连接，另一侧面与横排电芯41或纵排电芯42接触，用于配合夹槽21夹持横排电芯41或纵排电芯42。
由夹槽21将每个横排电芯41或纵排电芯42唯一对应安装在框架1上，通过夹槽21和夹块22对横排电芯41或纵排电芯42充电。
具体的，如图1、图2、图3、图4、图7以及图8所示，本实施例中的散热结构6包括：
进液管61，嵌入在框架1的一侧壁上，其进口端与汽车的冷却液输出管道连接，出口端穿过一侧壁，与框架1拆卸连接。
冷却管62，其进口端与进液管61连接，以并联若干支管的方式穿过框架1，以横向坐标的方式排布在相邻横排电芯41之间，用于通过来自进液管输入的冷却液吸收横排电芯41、纵排电芯42产生的热量。冷却管的截面呈环型、回字形中任一中，只要能与进液管、出液管匹配连接在一起，均是本发明保护的范围。冷却管62呈弓形、S型或梯子型均可，图4和图8仅示意出了弓形或S型，但是梯子状时常见的结构，并未在图中示意出。
冷却槽64，开设在动力电池模组4的下方，且与动力电池模组4的底面连通，在框架1内，用于形成动力电池模组4与冷却管61之间进行热交换的对流空间，以辅助冷却61管调节动力电池模组4的温度在预设温度范围内。
进液管61通入汽车中的冷却液，横排电芯41或纵排电芯42的温度升高后，热量填充在框架1与横排电芯41或纵排电芯42之间的空腔中，同时还填充在冷却槽64与横排电芯41或纵排电芯42之间，冷却液在流经冷却管61的过程中，降低了冷却管61的温度，靠近冷却管61的竖直方向的空间中的热量与冷却液隔着冷却管61而进行热交换，同时在冷却管61的底部与冷却槽64之间也进行热交换，以此吸收横排电芯41或纵排电芯42的热量，进而达到降低动力电池模组4温度的目的。
具体的，本实施例中的第一个充电线3位于第一个纵排电芯42与第二个纵排电芯42之间，第n-1个充电线3位于第三个纵排电芯42与第n-1个横排电芯41之间，其余每个充电线3向与各自相邻的纵排电芯42充电。以此实现充电线3同时向两侧的横排电芯41或纵排电芯42提供电能。
具体的，如图3、图4以及图5所示，本实施例中的监测装置5包括：
多功能传感器51，为m×n个，每个多功能传感器51与唯一对应的横排电芯41或纵排电芯42电性连接，用于检测电芯的电压和温度，并输出电压信号和温度信号。多功能传感器51选用霍尔传感器，具体是JCE-L125系列PCB式霍尔多功能传感器51。
信号线52，其一端与多功能传感器51的信号输出端电性连接，另一端穿过框架1，汇聚m×n个瞬时电压、瞬时温度。
处理器53，设置在框架1的侧壁上，与信号线52的另一端电性连接，用于筛选出衰减电压、超限温度，记录衰减电压的频次、超限温度的频次以及位置信息，位置信息为与多功能传感器51关联对应且兼有衰减电压、超限温度的横排电芯41或纵排电芯42的坐标。
多功能传感器51检测与之对应的横排电芯41或纵排电芯42上的瞬时电压、瞬时温度，处理器53通过信号线52接收瞬时电压、瞬时温度，将每个瞬时电压与阈值电压进行比较，将瞬时温度与温度阈值进行比较，选出低于阈值电压的瞬时电压作为衰减电压，选出超出温度阈值的瞬时温度作为超限温度，标记该衰减电压或超限温度对应的多功能传感器51的位置信息，并记录、呈现该位置坐标出现的频次。
具体的，本实施例中的夹槽21呈工字型，其一内壁上装有负电极，负电极连接外接电源的负极。
横排电芯41、纵排电芯42安装在夹槽21中，实现接入外接电源的负极。
具体的，本实施例中的夹块22位于夹槽21的另一内壁，其上设置有正电极，正电极连接外接电源的正极，通过夹块22将横排电芯41、纵排电芯42与电源的正极连接，以此实现充电的目的。
实施例二
本发明还公开了一种新能源汽车综合储能及热管理系统检测方法，如图9所示，用于通过监测装置5查找动力电池模组4中的衰减电芯，包括：
S901建立监测装置5的虚拟平面坐标，得到监测装置5中多功能传感器51与坐标的关联关系。具体是，横排电芯41线性排列在坐标的X轴，纵排电芯42线性排列在坐标的Y轴，所以，每个横排电芯41在X轴都有唯一对应的坐标。每个纵排电芯42Y轴也有唯一对用的坐标。
S902多功能传感器51检测横排电芯41、纵排电芯42的瞬时电压、瞬时温度，并将瞬时电压以电压信号、瞬时温度以温度信号的形式输出至信号线52。
S903信号线52将动力电池模组4中每个电压信号和温度信号传输至处理器53中。
S904处理器53将每个瞬时电压与阈值电压比较，将瞬时温度与温度阈值进行比较，筛选出低于阈值电压的瞬时电压，高于温度阈值的某一时刻的瞬时温度，得到衰减电压和超限温度。
S905记录衰减电压和超限温度出现的频次，获取与衰减电压、超限温度关联对应的多功能传感器51的坐标。
通过建立平面坐标得到多功能传感器51与动力电池模组4中横排电芯41、纵排电芯42的关联对应关系，多功能传感器51将监测到的瞬时电压、瞬时温度通过信号线52传输至处理器53中，通过处理器53筛选、记录出衰减电压，通过获取与衰减电压对应的多功能传感器51的坐标，同样，处理器筛选、记录出超限温度，获取与超限温度对应的多功能传感器51的坐标，进而得到与多功能传感器51连接的横排电芯41或纵排电芯42的坐标，以此获得产生衰减电压的横排电芯41或纵排电芯42，达到找出衰减电芯和过高温度电芯的目的。
具体的，如图10所示，建立监测装置5的虚拟平面坐标，包括：
S1001将监测装置5置于虚拟平面坐标中，其中沿坐标的X轴方向上排布的电芯为横排电芯，沿坐标的Y轴方向上排布的电芯为纵排电芯。
S1002以电芯在坐标中的位置，标定监测装置5中多功能传感器51的坐标，坐标的范围为(1,1)-(m,n)。
通过标定多功能传感器51的坐标，以标定对应的横排电芯41或纵排电芯42的坐标，为找出衰减电芯提供最直接的位置信息。
监测装置5获取到动力电池模组4的横排电芯41和纵排电芯42后，建立一个虚拟的坐标模型。
请结合图1-图10，假设动力电池模组4由91个电芯组成，以寻找衰减电压的电芯为例，其中横排电芯41为7个，纵排电芯42为13个，以下详细描述本发明的结构原理及监测以及更换全过程：
设定建立平面二维坐标系，其中7个横排电芯41分别位于坐标系中的X轴方向上，13个纵排电芯42分别位于坐标系中Y轴方向上，以此与横排电芯41将动力电池模组4置于该二维坐标系中，其中第一个横排电芯41的坐标是(1,1),第二个横排电芯41的坐标是(1,2)，......第7个横排电芯41的坐标是(1,7)。同样，第一个纵排电芯42的坐标是(1,1),第二个纵排电芯42的坐标是(2,1)，......第13个纵排电芯42的坐标是(13,1),其中的第一个横排电芯41与第一个纵排电芯42的坐标相同，是同一个电芯。那么，与该91个电芯对应连接的多功能传感器51的坐标范围从(1,1)-(7,13)，这样，每个多功能传感器51就被唯一的坐标标定。
监测过程中，该坐标系中的每个多功能传感器51将检测到的电压以电信号的形式通过信号线52传输至处理器53上，处理器53通过信号线52接收瞬时电压、瞬时温度，将每个瞬时电压与阈值电压、瞬时温度与温度阈值进行比较，选出低于阈值电压的瞬时电压作为衰减电压，选出超出温度阈值的瞬时温度作为超限温度，标记该衰减电压或超限温度对应的多功能传感器51的坐标，并记录、呈现该位置坐标出现的频次。
比如，在监测过程中，坐标为(5,9)的多功能传感器51通过信号线52将衰减电压传输至处理器53中，处理器53接收记录的次数是200次，其中处理器53总共接收的每个电芯的瞬间电压次数为250次，那么处理器53就筛选出坐标为(5,9)，频次为200/250,那么检测人员就能根据多功能传感器51的坐标找到坐标为(5,9)的电芯，即衰减电芯，然后更换该衰减电芯。
请结合图1-图10，假设动力电池模组4由91个电芯组成，以寻找超出温度阈值范围的电芯为例，其中横排电芯41为7个，纵排电芯42为13个，以下详细描述本发明的结构原理及监测以及更换全过程：
设定建立平面二维坐标系，其中7个横排电芯41分别位于坐标系中的X轴方向上，13个纵排电芯42分别位于坐标系中Y轴方向上，以此与横排电芯41将动力电池模组4置于该二维坐标系中，其中第一个横排电芯41的坐标是(1,1),第二个横排电芯41的坐标是(1,2)，......第7个横排电芯41的坐标是(1,7)。同样，第一个纵排电芯42的坐标是(1,1),第二个纵排电芯42的坐标是(2,1)，......第13个纵排电芯42的坐标是(13,1),其中的第一个横排电芯41与第一个纵排电芯42的坐标相同，是同一个电芯。那么，与该91个电芯对应连接的多功能传感器51的坐标范围从(1,1)-(7,13)，这样，每个多功能传感器51就被唯一的坐标标定。
监测过程中，该坐标系中的每个多功能传感器51将检测到的温度以电信号的形式通过信号线52传输至处理器53上，处理器53通过信号线52接收温度，将每个温度与温度的阈值范围进行比较，选出高于温度阈值的温度作为报警温度，标记该衰减温度对应的多功能传感器51的坐标，并记录、呈现该位置坐标出现的频次。
监测过程中，比如坐标为(5,9)的多功能传感器51通过信号线52将报警温度传输至处理器53中，处理器53接收记录的次数是150次，其中处理器53总共接收的每个电芯的瞬间温度次数为250次，那么处理器53就筛选出坐标为(5,9)，频次为150/250,那么检测人员就能根据多功能传感器51的坐标找到坐标为(5,9)的电芯，即高温电芯，然后更换该高温电芯。
实施例三
当动力电池模组4储能性下降至不能作为动力电池使用时，就通过动态重组的方式将动力电池模组4进行回收利用，具体如下：
动力电池模组4的每个横排电芯41、纵排电芯42上均串联有控制开关，如图11所示，请结合图1为例，在坐标系的X轴上，控制开关分别为K11、K21、K31、K41、K51、K61以及K71，在坐标系的Y轴上，控制开关分别为K11、K12、K13，那么其余的开关为K22、K23、K32、K33、K72以及K73，同理，对于实施例一，总共有m×n个控制开关，最后一个控制开关为Kmn。动力电池模组4连接有动力电池网络控制器7，动力电池网络控制器7与m×n个均控制开关控制连接，即动力电池网络控制器7的输出端与动力电池模组4并联，动力电池网络控制器7的输入端与处理器53通信连接，用于接收处理器53传输的衰减电芯和高温电芯关联对应的坐标，并根据该坐标控制与衰减电芯、高温电芯上对应的控制开关的开合状态。具体是，当未出现衰减电芯、高温电芯时，动力电池网络控制器控制所有控制开关闭合，动力电池模组4的能效得到全部利用。当出现衰减电芯或高温电芯时，动力电池网络控制器7控制与其串联的控制开关断开，即时将单个的衰减电芯或高温电芯从动力电池模组中隔离开。如果动力电池模组4脱离车体进行检测，那么被隔离的衰减电芯或高温电芯还可进行钴、镍和锰回收利用。
具体的，如图11和图12所示，运用实施例二的检测方法，如果多功能传感器51检测出动力电池模组4中坐标分别为(2,1)对应的横排电芯41为衰减电芯，坐标为(1,2)对应的纵排电芯42为衰减电芯，坐标为(3,3)纵排电芯为高温电芯，并将坐标(2,1)、(1,2)以及(3,3)传输至动力电池网络控制器7，动力电池网络控制器7分别控制开关K21、K12、K33断开，此时其余横排电芯41和纵排电芯42上串联的控制开关均闭合，实现动态重构，组成新的动力电池模组以待继续使用。当整个动力电池模组4的能效衰减到阈值范围以下时，可通过同样的方法将衰减电芯、高温电芯断开，将其余电芯动态重构后用作其他有效能量的转换，例如用于小型车辆的电能驱动、照明等。将已经断开的衰减电芯、高温电芯进行完全放电后进行拆解，以酸碱性溶液为转移媒介，将其中的钴、镍和锰金属离子以盐、氧化物的形式进行提取，回收钴、镍和锰，不但减少环境污染，而且由资源化回收，可以生产出镍、钴、锰及锂盐，甚至进一步产出三元正极材料及前驱体，直接用于电芯制造，具有构建蓄能动力电池产业链闭环的重大意义。
综上所述，多功能传感器51对横排电芯41或纵排电芯42的瞬时电压、瞬时温度进行监测，并将瞬时电压、瞬时温度与阈值电压、温度阈值比较后标记出衰减电压和超限温度，根据出现频次较多的衰减电压和超限温度，最终找出关联对应的衰减电芯和高温电芯，然后针对性地更换衰减电芯。因此，能够通过具体的坐标直接找出动力电池模组4中出现衰减电芯的位置，进而找到衰减电芯，以此节省检测动力电池模组4进行的大量时间，减少了不必要的电芯浪费，整个监测过程可在汽车上直接进行，能够直接找出动力电池模组中出现衰减的电芯和高温电芯，节省检测动力电池模组进行的大量时间，减少了不必要的电芯浪费，以使本发明具备能够准确找出衰减电压和高温度的动力电池或电芯的综合优势。而且当动力电池模组4储能性下降至不能作为动力电池使用时，就通过动态重组的形式，回收镍、钴、锰及锂盐，为实现构建蓄能动力电池产业链闭环产业做贡献。本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，包括：
框架(1)，其内部呈梳齿状，拆卸连接在汽车的底部，用于隔绝所述汽车底部与地面的温度；
动力电池模组(4)，以二维坐标排布的方式安装在所述框架(1)上，与所述框架(1)的内壁拆卸连接；
散热结构(6),设置在相邻的两组所述动力电池模组(4)之间，其一端与所述框架(1)的一侧壁连接，另一端与所述框架(1)的另一侧壁连接，用于通过冷却液吸收所述动力电池模组(4)产生的热量；
监测装置(5)，设置在所述框架(1)上，与所述动力电池模组(4)电性连接，用于监测所述动力电池模组(4)的瞬时电压、瞬时温度，筛选出衰减电压和超限温度，记录所述衰减电压出现的频次，获取与所述衰减电压关联对应的位置信息，其中，所述衰减电压为低于阈值电压的瞬时电压，所述超限温度为超出温度阈值的瞬时温度。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述动力电池模组(4)包括：
横排电芯(41)，为m个，以所述框架(1)的起点至为原点，每个横排电芯(41)横向插接在所述框架(1)上；
纵排电芯(42)，为n个，与所述横排电芯(41)串联，纵向排布在所述框架(1)上，排布方向与所述横排电芯(41)垂直，与所述框架(1)的内壁插接。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述框架(1)包括：
夹持组件(2)，设置在所述框架(1)上，用于通过夹持的方式向所述横排电芯(41)、所述纵排电芯(42)充电；
充电线(3)，为n-1个，内置于所述框架(1)中，位于相邻的横排电芯(41)之间，分别与所述横向夹持件、所述纵向夹持件电性连接，用于向所述夹持组件(2)提供电源；
绝热层(11)，与所述框架(1)的底面连接，用于阻止所述地面的热量进入至所述动力电池模组(4)中。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述夹持组件(2)包括：
夹槽(21)，开设在所述动力电池之间的内壁上，用于放置所述横排电芯(41)或所述纵排电芯(42)；
夹块(22)，弹性设置在所述夹槽(21)的内壁上，其一侧面内嵌于所述夹槽(21)中，且与所述充电线(3)电性连接，另一侧面与所述横排电芯(41)或所述纵排电芯(42)接触，用于配合所述夹槽(21)夹持所述横排电芯(41)或所述纵排电芯(42)。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述散热结构(6)包括：
进液管(61)，嵌入在所述框架(1)的一侧壁上，其进口端与汽车的冷却液输出管道连接，出口端穿过所述一侧壁，与所述框架(1)拆卸连接；
冷却管(62)，其进口端与所述进液管(61)连接，以并联若干支管的方式穿过所述框架(1)，以横向坐标的方式排布在相邻所述横排电芯(41)之间，用于通过来自所述进液管(61)输入的所述冷却液吸收所述横排电芯(41)产生的热量；
冷却槽(63)，开设在所述动力电池模组(4)的下方，且与所述动力电池模组(4)的底面连通，在所述框架内，用于形成所述动力电池模组(4)与所述冷却管(62)之间进行热交换的对流空间，以辅助所述冷却管(62)调节所述动力电池模组(4)的温度在预设温度范围内。
6.根据权利要求4所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述监测装置(5)包括：
多功能传感器(51)，为m×n个，每个所述多功能传感器(51)与唯一对应的所述横排电芯(41)或所述纵排电芯(42)电性连接，用于检测所述电芯的电压和温度，并输出电压信号和温度信号；
信号线(52)，其一端与所述多功能传感器(51)的信号输出端电性连接，另一端穿过所述框架(1)，汇聚m×n个所述瞬时电压、瞬时温度；
处理器(53)，设置在所述框架(1)的侧壁上，与所述信号线(52)的另一端电性连接，用于筛选出衰减电压、超限温度，记录所述衰减电压、所述超限温度的频次以及位置信息，所述位置信息为与所述多功能传感器(51)关联对应且兼有所述衰减电压、所述超限温度的所述横排电芯(41)或纵排电芯(42)的坐标。
7.根据权利要求4所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述夹槽(21)呈工字型，其一内壁上装有负电极，所述负电极连接外接电源的负极。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车综合储能及热管理系统，其特征在于，所述夹块(22)位于所述夹槽(21)的另一内壁，其上设置有正电极，所述正电极连接外接电源的正极。
9.一种新能源汽车综合储能及热管理系统检测方法，用于通过监测装置(5)查找动力电池模组(4)中的衰减电芯，其特征在于，包括：
S901建立监测装置(5)的虚拟平面坐标，得到监测装置(5)中多功能传感器(51)与所述动力电池模组(4)的关联关系；
S902多功能传感器(51)检测横排电芯、纵排电芯的瞬时电压、瞬时温度，并将所述瞬时电压以电压信号、瞬时温度以温度信号的形式输出至信号线(52)；
S903信号线(52)将动力电池模组(4)中每个电压信号和温度信号传输至处理器(53)中；
S904处理器(53)将每个瞬时电压与阈值电压比较，所述瞬时温度与温度阈值进行比较，筛选出低于所述阈值电压的瞬时电压、高于温度阈值的瞬时温度，得到衰减电压和超限温度；
S905记录所述衰减电压、所述超限温度出现的频次，获取与所述衰减电压、所述超限温度关联对应的多功能传感器(51)的坐标。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车综合储能及热管理系统检测方法，其特征在于，所述建立监测装置(5)的虚拟平面坐标，包括：
S1001将监测装置(5)置于虚拟平面坐标中；
S1002标定监测装置(5)中多功能传感器(51)的坐标，所述坐标的范围为(1,1)-(m,n)。
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