CN116799896A - 一种家庭用安全防护智能锂电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种家庭用安全防护智能锂电池系统，其组成包括以下部分：控制模块，用于确定充放电设备，基于目标安全充电规则自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换；检测模块，用于通过预设传感器检测锂电池的电池参数和电路状态参数；保护模块，用于根据锂电池的电路状态参数进行电池异常状态判断，根据判断结果选择性地进行电路保护；提醒模块，用于根据锂电池的电池参数确定锂电池的电池健康状态，当电池健康状态为非健康状态时发出第一提醒、根据判断结果发出第二提醒。当家用锂电池系统发生异常时可以快速做出响应并做出提醒，提升了家用锂电池系统的安全系数，提高了锂电池的利用效率，延长了电池的使用寿命，提高了发明的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及智能电池系统技术领域，尤其涉及一种家庭用安全防护智能锂电池系统。
背景技术
目前，随着智能技术进入越来越多领域，各种智能终端设备对电源提出了很高的要求，锂电池也凭借其能量密度高，使用寿命长，自重轻，较传统电池耐高低温的优点，应用范围日益扩大，从移动设备到电动汽车等均主要使用锂电池进行供能，应用场景也逐渐扩展至生活的各个领域。然而锂离子电池能量密度的提高，使得电池在过充过放、遭受碰撞挤压、温度过高或过低等情况下极易发生起火爆炸等事故。现有的智能锂电池设备主要集中于电动汽车和智能设备供能领域，其他领域开发较少或尚未开发，且锂电池的安全防护性能较差，存在无法实时检测锂电池健康状态，过充过放导致电池寿命缩短，发生意外难以实时进行提醒等问题。
发明内容
针对上述所显示出来的问题，本方法提供一种家庭用安全防护智能锂电池系统，用以解决锂电池的安全防护性能较差，无法实时检测锂电池健康状态，过充过放导致电池寿命缩短，发生意外难以实时进行提醒的问题。
一种家庭用安全防护智能锂电池系统，该系统包括：
控制模块，用于基于目标安全充电规则自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换；
检测模块，用于通过预设传感器检测锂电池的电池参数和电路状态参数；
保护模块，用于根据锂电池的电路状态参数进行电池异常状态判断，根据判断结果选择性地进行电路保护；
提醒模块，用于根据锂电池的电池参数和电路状态参数确定锂电池的电池健康状态，当电池健康状态为非健康状态时发出第一提醒、根据判断结果发出第二提醒。
优选的，所述控制模块，包括：
生成子模块，用于获取锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息并获取预设充电模式的充电参数，根据充电参数和充电前和充电后的电池状态信息生成目标安全充电规则；
第一确定子模块，用于检测锂电池的当前载荷电量，根据当前载荷电量确定其是否满足充电条件或放电条件；
第二确定子模块，用于若当前载荷电量满足充电条件或放电条件，生成充电提醒或放电提醒，在预设时间段内若接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为手动充放电模式，若没有接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为自动充放电模式；
控制子模块，用于基于目标安全充电规则根据锂电池的当前充电模式自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换。
优选的，所述生成子模块，包括：
分析单元，用于对锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息与预设充电模式的充电参数进行相关性分析；
确定单元，用于根据分析结果确定锂电池的载荷电量和充电时长以及充电功率之间的线性关系；
配置单元，用于根据所述线性关系分别配置载荷电量固定时的第一安全充电规则、充电时长固定时的第二安全充电规则和充电功率固定时的第三充电规则。
优选的，所述第一确定子模块，包括：
获取单元，用于分别获取充电条件或放电条件各自对应的载荷电量参考值区间；
第一确定单元，用于确定当前载荷电量的区间匹配情况，若当前载荷电量在充电条件的第一载荷电量参考值区间内，确定锂电池满足充电条件；
检测单元，用于若当前载荷电量在放电条件的第二载荷电量参考值区间内，分别检测锂电池充电端口工作和放电端口的各自的工作状态；
第二确定单元，用于若锂电池的充电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为充电过程中的对比载荷电量，确定锂电池不满足放电条件，若锂电池的放电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为放电过程中的对比载荷电量，确定锂电池满足放电条件。
优选的，所述检测模块，包括：
采集子模块，用于分别使用霍尔电流传感器及电压传感器采集锂电池的电压电流数据，使用薄膜温度传感器检测锂电池的温度数据，使用超声波传感器检测锂电池的电池结构状态；
处理子模块，用于通过智能芯片基于各项检测数据的数据特性对所有检测数据进行分类整合处理；
第一判断子模块，用于基于预设的判定条件对分类结果进行判断；
调整子模块，用于根据判断结果对每个类别中的分类检测数据进行调整，获取调整后的电池参数和电路状态参数。
优选的，所述处理子模块，包括：
第三确定单元，用于通过智能芯片确定各项检测数据的采集条件，所述采集条件包括：静态采集条件和动态采集条件；
第四确定单元，用于根据每项检测数据的采集条件确定该项检测数据的数据特性；
分类单元，用于根据每项数据的数据特性将同特性的目标检测数据进行分类和整合。
优选的，所述保护模块，包括：
过电流/电压保护子模块，用于在电路状态参数中的电流参数和电压参数未超过第一设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中的电流参数和电压参数超过第一设定阈值时，将锂电池调节至小电流充放电模式，在电流参数和电压参数超过第二设定阈值时，关闭锂电池的工作状态；
热电保护子模块，用于在电路状态参数中锂电池工作温度未高于第三设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第三设定阈值时，调节至小电流充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第四设定阈值时，关闭锂电池的工作状态。
优选的，所述提醒模块，包括：
第一计算子模块，用于根据电路状态参数中的电压参数和电流参数计算出锂电池的内阻参数；
第二计算子模块，用于根据内阻参数计算出锂电池的当前最大载荷容量值；
第三计算子模块，用于根据锂电池的当前最大载荷容量值和锂电池的初始最大载荷容量值计算出锂电池的电量上限百分比；
第三确定子模块，用于根据电池参数中的电池结构状态确定锂电池的外观健康状态，根据锂电池的电量上限百分比确定锂电池的电容量健康状态；
第二判断子模块，用于根据锂电池的外观健康状态和电容量健康状态判断出锂电池是否为非健康状态；
第一提醒子模块，用于当判定锂电池为非健康状态时发出第一提醒；
第二提醒子模块，用于当判断结果为锂电池存在电池异常状态时发出第二提醒。
优选的，所述第二计算子模块包括：
计算单元，用于根据内阻参数获取锂电池当前内阻，计算出锂电池的当前最大载荷容量值，锂电池当前最大载荷容量值Cn可以通过如下公式确定：
式中C0为锂电池的初始最大载荷容量值，R1为电池容量降到80％时的内阻，Rn为电池当前的内阻，R0为电池出厂未使用时的内阻，a为锂电池N/P比，DoD为锂电池放电深度，b为锂电池使用效率，x为锂电池容量衰减指数，ε为锂电池自放电率。
优选的，所述家庭用安全防护智能锂电池系统还包括：
采集模块，用于通过锂电池输入输出端口的设备接入和锂电池配置情况采集锂电池的历史使用信息，其中历史使用信息包括锂电池的历史设备接入信息、历史使用场景信息和锂电池的充放电参数信息；
构建模块，用于根据锂电池的历史使用信息生成锂电池接入设备信息数据库，并根据历史使用场景和锂电池的充放电曲线生成该设备对应的锂电池充放电模型；
生成锂电池接入设备信息数据库包括：对采集的锂电池历史设备接入信息进行筛选，保留三次及以上接入锂电池的历史设备信息，将经筛选的锂电池的历史设备信息录入锂电池设备信息数据库；
匹配模块，用于获取当前的锂电池设备接入信息，匹配对应的历史使用场景信息和充放电曲线，根据锂电池当前使用场景及充放电需求输入模型进行相关性分析；
配置模块，用于根据所述相关性分析结果，按照锂电池当前使用场景及充放电需求分别配置使用场景确定时对应的锂电池第一配置信息和充放电需求确定时对应的锂电池第二配置信息。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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。
图1为本发明所提供的一种家庭用安全防护智能锂电池系统的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种家庭用安全防护智能锂电池系统中控制模块的结构示意图；
图3为本发明所提供的一种家庭用安全防护智能锂电池系统中检测模块的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
随着智能技术进入越来越多领域，各种智能终端设备对电源提出了很高的要求，锂电池也凭借其能量密度高，使用寿命长，自重轻，较传统电池耐高低温的优点，应用范围日益扩大，从移动设备到电动汽车等均主要使用锂电池进行供能，应用场景也逐渐扩展至生活的各个领域。然而锂离子电池能量密度的提高，使得电池在过充过放、遭受碰撞挤压、温度过高或过低等情况下极易发生起火爆炸等事故。现有的智能锂电池设备主要集中于电动汽车和智能设备供能领域，其他领域开发较少或尚未开发，且锂电池的安全防护性能较差，存在无法实时检测锂电池健康状态，过充过放导致电池寿命缩短，发生意外难以实时进行提醒等问题。为了解决上述问题，本实施例公开了一种家庭用安全防护智能锂电池系统。
一种家庭用安全防护智能锂电池系统，如图1所示，该系统包括：
控制模块101，用于基于目标安全充电规则自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换；
检测模块102，用于通过预设传感器检测锂电池的电池参数和电路状态参数；
保护模块103，用于根据锂电池的电路状态参数进行电池异常状态判断，根据判断结果选择性地进行电路保护；
提醒模块104，用于根据锂电池的电池参数和电路状态参数确定锂电池的电池健康状态，当电池健康状态为非健康状态时发出第一提醒、根据判断结果发出第二提醒。
在本实施例中，自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换表示为，自动充放电模式或手动充放电模式，若在设定时间内接收到用户的操作反馈为手动充放电模式，若没有接收到用户的操作反馈则为自动充放电模式；
在本实施例中，充放电模式转换表示为，电池的不同充放电模式，例如：正常充电模式、正常放电模式、小电流充电模式、小电流放电模式、待机模式；
在本实施例中，电池参数表示为，锂电池的非工作状态参数，例如：电池本身的内阻、外观参数等；
在本实施例中，电路状态参数表示为，锂电池的工作参数例如：电池运行中的电压参数、电流参数、工作温度参数、电池当前载荷电量等；
在本实施例中，电池异常状态表示为，电池工作数据存在异常，例如：存在过电压、过电流或电池工作温度异常等问题；
在本实施例中，选择性地进行电路保护表示为，在电池异常时，将电池模式从正常工作模式转为小电流充放电模式或关闭模式；
在本实施例中，电池健康状态表示为，电池的静态数据状态，例如：电池电量百分比或外观缺陷状态；
在本实施例中，第一提醒表示为，控制面板的电池健康位置LED小灯泡闪烁红光；
在本实施例中，第二提醒表示为，控制面板的电路位置LED小灯泡闪烁红光。
上述技术方案的工作原理为：首先通过控制模块生成目标安全充电规则，并基于目标安全充电规则自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换；其次利用检测模块通过预设传感器检测锂电池的电池参数和电路状态参数；然后通过保护模块根据锂电池的电池参数和电路状态参数进行电池异常状态判断，，按照判断结果选择性地进行电路保护；最后利用提醒模块用于根据锂电池的电池参数和电路状态参数确定锂电池健康状态和电路健康状态，并在判断为异常时发出提醒。
上述技术方案的有益效果为：通过自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换可以基于用户的期望参数对用电设备进行充放电模式控制或自动进行充放电模式控制，提高了用户的体验感，进一步地，通过利用检测模块检测锂电池的电池参数和电路状态参数可以实时检测锂电池状态，进一步地提高检测实时性，提高了实用性，进一步地，通过保护模块可以选择性地进行电路保护，提高了系统的安全防护性能，进一步地，利用提醒模块可以在电池异常时发出提醒，可以实时检测锂电池健康状态，并在电路异常时进行保护与提醒，有效提升了锂电池的安全防护性能。
在一个实施例中，如图2所示，所述控制模块，包括：
生成子模块1011，用于获取锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息并获取预设充电模式的充电参数，根据充电参数和充电前和充电后的电池状态信息生成目标安全充电规则；
第一确定子模块1012，用于检测锂电池的当前载荷电量，根据当前载荷电量确定其是否满足充电条件或放电条件；
第二确定子模块1013，用于若当前载荷电量满足充电条件或放电条件，生成充电提醒或放电提醒，在预设时间段内若接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为手动充放电模式，若没有接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为自动充放电模式；
控制子模块1014，用于基于目标安全充电规则根据锂电池的当前充电模式自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换。
在本实施例中，当前载荷电量表示为电池的当前电量；
在本实施例中，电池状态信息表示为锂电池的载荷电量信息；
在本实施例中，充电参数表示为电池充电时的充电电压参数和充电电流参数；
在本实施例中，根据充电前和充电后的电池状态信息和充电参数生成安全充电规则表示为，根据锂电池充电前后的载荷电量信息及电池的安全电压电流信息，按照充电的参数要求生成安全充电规则；
在本实施例中，充电条件表示为，载荷电量处于0-5之间时满足充电条件；
在本实施例中，放电条件表示为，载荷电量处于5-100之间时满足充电条件。
上述技术方案的有益效果为：可以根据锂电池在充电前和充电后的电池状态信息及预设充电模式的充电参数生成安全充电规则，进一步地，可以据当前载荷电量判断充放电条件，并自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换，提高了锂电池工作的灵活性和用户的使用体验，提高了锂电池的安全系数。
在一个实施例中，所述生成子模块，包括：
分析单元，用于对锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息与预设充电模式的充电参数进行相关性分析；
确定单元，用于根据分析结果确定锂电池的载荷电量和充电时长以及充电功率之间的线性关系；
配置单元，用于根据所述线性关系分别配置载荷电量固定时的第一安全充电规则、充电时长固定时的第二安全充电规则和充电功率固定时的第三充电规则。
在本实施例中，充电前和充电后的电池状态信息表示为，充电前和充电后的载荷电量信息；
在本实施例中，预设充电模式的充电参数表示为，预设充电电压参数、预设充电电流参数和预设充电功率；
在本实施例中，相关性分析表示为，判断锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息与预设充电模式的充电参数之间的关联关系；
在本实施例中，锂电池的载荷电量和充电时长以及充电功率之间的线性关系表示为，在载荷电量一定时，充电时长与充电功率成反比；
在本实施例中，第一安全充电规则表示为，载荷电量固定时，通过线性关系可得当前的充电功率上限及充电功率上限对应的充电时长下限；
在本实施例中，第二安全充电规则表示为，充电时长固定时，通过线性关系可得当前的载荷电量上限及载荷电量上限对应的充电功率上限；
在本实施例中，第三安全充电规则表示为，充电功率固定时，通过线性关系可得当前载荷电量所对应的充电时长。
上述技术方案的有益效果为：可以根据锂电池的状态信息生成对应的安全充电规则，通过安全充电规则确保电路功率始终在安全阈值范围内，提高了充电的安全系数。
在一个实施例中，所述第一确定子模块，包括：
获取单元，分别获取充电条件或放电条件各自对应的载荷电量参考值区间；
第一确定单元，确定当前载荷电量的区间匹配情况，若当前载荷电量在充电条件的第一载荷电量参考值区间内，确定锂电池满足充电条件；
检测单元，若当前载荷电量在放电条件的第二载荷电量参考值区间内，分别检测锂电池充电端口工作和放电端口的各自的工作状态；
第二确定单元，若锂电池的充电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为充电过程中的对比载荷电量，确定锂电池不满足放电条件，若锂电池的放电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为放电过程中的对比载荷电量，确定锂电池满足放电条件。
在本实施例中，当前载荷电量的区间匹配情况表示为，确定当前载荷电量是否处于第一载荷电量参考值区间，再次确定当前载荷电量是否处于第二载荷电量参考值区间；
在本实施例中，充电条件对应的载荷电量参考值区间表示为，载荷电量处于0-5区间；
在本实施例中，放电条件对应的载荷电量参考值区间表示为，载荷电量处于5-100区间；
在本实施例中，第一载荷电量参考值区间表示为，载荷电量处于0-5区间；
在本实施例中，第二载荷电量参考值区间表示为，载荷电量处于5-95区间。
上述技术方案的有益效果为：可以根据电池当前载荷电量确定电池是否满足预定充放电条件，进一步地，根据端口工作状态判断电池充放电状态进行工作，提高了锂电池系统的安全性，有利于延长电池寿命。
在一个实施例中，如图3所示，所述检测模块，包括：
采集子模块1021，用于分别使用霍尔电流传感器及电压传感器采集锂电池的电压电流数据，使用薄膜温度传感器检测锂电池的温度数据，使用超声波传感器检测锂电池的电池结构状态；
处理子模块1022，用于通过智能芯片基于各项检测数据的数据特性对所有检测数据进行分类整合处理；
第一判断子模块1023，用于基于预设的判定条件对分类结果进行判断；
调整子模块1024，用于根据判断结果对每个类别中的分类检测数据进行调整，获取调整后的电池参数和电路状态参数。
在本实施例中，霍尔电流传感器表示为，通过测量电路霍尔电势的大小间接测量载流导线电流的大小，获得电路的实时电流数据；
在本实施例中，薄膜温度传感器表示为，基于热电效应，通过薄膜热电偶得到电路的瞬变温度，实时测量电池的温度数据；
在本实施例中，超声波传感器表示为，使用压电式超声波探头发出并接收回传的超声波信号，探知电池内部结构，实时检测电池结构状态；
在本实施例中，电池结构状态表示为，锂电池外观状态，例如是否发生形变、漏液等；
在本实施例中，数据特性表示为，锂电池静态采集数据或动态采集数据；
在本实施例中，判定条件表示为，可以直观地根据数据确定电池健康，可以直观地根据数据单位确定是否为工作状态时的参数；
在本实施例中，根据判断结果进行调整表示为，若数据分类与判断子模块结果相符，直接输出电池参数和电路状态参数，若数据分类与判断子模块结果不相符，按照判断结果重新对数据进行分类后输出电池参数和电路状态参数。
上述技术方案的有益效果为：可以通过传感器检测锂电池的各项参数，进一步地，可以对传感器数据进行整合处理，并分类得到电池参数和电路状态参数，可以实时检测锂电池的电池状态和工作状态，提高了检测的精确度，有利于实时对锂电池进行安全防护，提升了电池的安全性。
在一个实施例中，所述信号处理子模块，包括：
第三确定单元，通过智能芯片确定各项检测数据的采集条件，所述采集条件包括：静态采集条件和动态采集条件；
第四确定单元，根据每项检测数据的采集条件确定该项检测数据的数据特性；
分类单元，根据每项数据的数据特性将同特性的目标检测数据进行分类和整合。
在本实施例中，各项检测数据表示为，锂电池的电压电流数据、锂电池的温度数据电池结构状态；
在本实施例中，静态采集条件表示为，电池未处于工作状态下也可以进行数据采集；
在本实施例中，动态采集条件表示为，只有电池处于工作状态才能进行数据采集。
上述技术方案的有益效果为：可以基于不同数据的数据特性对检测数据进行分类和整合，提高了数据的可信度，并可以对数据初步进行分类整合，提高了电池数据的处理效率。
在一个实施例中，所述保护模块，包括：
过电流/电压保护子模块，用于在电路状态参数中的电流参数和电压参数未超过第一设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中的电流参数和电压参数超过第一设定阈值时，将锂电池调节至小电流充放电模式，在电流参数和电压参数超过第二设定阈值时，关闭锂电池的工作状态；
热电保护子模块，用于在电路状态参数中锂电池工作温度未高于第三设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第三设定阈值时，调节至小电流充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第四设定阈值时，关闭锂电池的工作状态。
在本实施例中，第一设定阈值表示为，高于电池标准电压电流参考值范围，但不会对电路安全性造成影响的电压电流值，该设备的第一设定阈值为电压57V，电流5A；
在本实施例中，正常充放电模式表示为，按照锂电池正常工作电压电流进行工作的模式；
在本实施例中，小电流充放电模式表示为，按照预设数值，以低于锂电池工作电压电流的状态进行工作的模式；
在本实施例中，第二设定阈值表示为，高于电池标准电压电流参考值范围，且会对电路安全性造成影响的电压电流参考值，该设备的第二设定阈值为电压58V，电流7A；
在本实施例中，第三设定阈值表示为，高于电池标准温度范围，但不会对电路安全性造成影响的电池温度参考值，该设备的第三设定阈值为电池工作温度60℃；
在本实施例中，第四设定阈值表示为，高于电池标准温度范围，且会对电路安全性造成影响的电池温度参考值，该设备的第三设定阈值为电池工作温度65℃。
上述技术方案的有益效果为：可以根据电池温度及电压电流数据实时对电路进行模式调节，防止了过压过流及电池温度过高造成电池寿命缩短及电池故障的问题，有利于提升电池的安全防护性能，延长电池使用寿命。
在一个实施例中，所述提醒模块，包括：
第一计算子模块，用于根据电路状态参数中的电压参数和电流参数计算出锂电池的内阻参数；
第二计算子模块，用于根据内阻参数计算出锂电池的当前最大电荷容量值；
第三计算子模块，用于根据锂电池的当前最大载荷容量值和锂电池的初始最大载荷容量值计算出锂电池的电量上限百分比；
第三确定子模块，用于根据电池参数中的电池结构状态确定锂电池的外观健康状态，根据锂电池的电量上限百分比确定锂电池的电容量健康状态；
第二判断子模块，用于根据锂电池的外观健康状态和电容量健康状态判断出锂电池是否为非健康状态；
第一提醒子模块，用于当判定锂电池为非健康状态时发出第一提醒；
第二提醒子模块，用于当判断结果为锂电池存在电池异常状态时发出第二提醒。
在本实施例中，内阻参数表示为，锂电池的内阻，内阻参数会对锂电池工作温度参数，工作电压电流参数及放电时间造成影响，影响电池寿命；
在本实施例中，初始最大载荷容量值表示为，电池生产时的最大载荷容量；
在本实施例中，当前最大载荷容量值表示为，电池当前的最大载荷容量；
在本实施例中，电量上限百分比表示为，锂电池当前最大载荷容量值与锂电池生产时的载荷容量值之比；
在本实施例中，锂电池的外观健康状态表示为，锂电池外观状况，例如：是否存在鼓包、漏液等问题；
在本实施例中，电容量健康状态表示为，电量上限百分比，通过电量上限百分比可以判断电池的使用寿命；
在本实施例中，非健康状态表示为，锂电池健康状态异常，包括电池外观异常和寿命异常，例如：电池表面出现鼓包、漏液等异常或电池电量上限百分比过低等情况。
上述技术方案的有益效果为：可以根据锂电池的电池参数和电路状态参数确定锂电池的电池健康状态，并在电池参数和电路状态参数异常时及时在相应位置进行异常提醒，进一步地提升了锂电池的实用性，提高了锂电池系统的安全性，有利于用户在电路异常时及时采取措施。
在一个实施例中，所述第二计算子模块包括：
计算单元，用于根据内阻参数获取锂电池当前内阻，计算出锂电池的当前最大载荷容量值，锂电池当前最大载荷容量值Cn可以通过如下公式确定：
式中C0为锂电池的初始最大载荷容量值，R1为电池容量降到80％时的内阻，Rn为电池当前的内阻，R0为电池出厂未使用时的内阻，a为锂电池N/P比，DoD为锂电池放电深度，b为锂电池使用效率，x为锂电池容量衰减指数，ε为锂电池自放电率。
在本实施例中，锂电池N/P比表示为，锂电池在同一阶段内,同一条件下，锂电池正负极容量的比值；
在本实施例中，放电深度表示为，锂电池所放电量与总储存电量(标称容量)的比值；
在本实施例中，锂电池使用效率表示为，锂电池的充放电效率百分数；
在本实施例中，锂电池容量衰减指数表示为，平均每次循环后，电池老化使得电池容量损失的比例；
在本实施例中，锂电池自放电率表示为，电池未使用状态下，电池容量自然损失的比例。
上述技术方案的有益效果为：可以根据内阻参数获得锂电池的当前内阻，根据公式计算得到锂电池的当前最大载荷容量值，从而更精确地确定锂电池健康状态，增强了锂电池的安全性。
在一个实施例中，所述家庭用安全防护智能锂电池系统还包括：
采集模块，用于通过锂电池输入输出端口的设备接入和锂电池配置情况采集锂电池的历史使用信息，其中历史使用信息包括锂电池的历史设备接入信息、历史使用场景信息和锂电池的充放电参数信息；
构建模块，用于根据锂电池的历史使用信息生成锂电池接入设备信息数据库，并根据历史使用场景和锂电池的充放电曲线，生成该设备对应的锂电池充放电模型；
生成锂电池接入设备信息数据库包括：对采集的锂电池历史设备接入信息进行筛选，保留三次及以上接入锂电池的历史设备信息，将经筛选的锂电池的历史设备信息录入锂电池设备信息数据库；
匹配模块，用于获取当前的锂电池设备接入信息，匹配对应的历史使用场景信息和充放电曲线，根据锂电池当前使用场景及充放电需求输入模型进行相关性分析；
配置模块，用于根据所述相关性分析结果，按照锂电池当前使用场景及充放电需求分别配置使用场景确定时对应的锂电池第一配置信息和充放电需求确定时对应的锂电池第二配置信息。
在本实施例中，历史设备接入信息表示为，锂电池接入的历史设备类型，例如：家用电器、小电器、智能移动设备等；
在本实施例中，历史使用场景信息表示为，锂电池的使用场景、电池运行参数、电池充放电模式和使用时长信息，例如：用于家用电器按照一定电压电流参数长期稳定运行、用于智能移动设备在规定时间内进行充电等不同使用场景及时长信息；
在本实施例中，相关性分析表示为，根据锂电池当前使用场景及充放电需求生成矩阵输入模型匹配输出结果；
在本实施例中，充放电需求表示为，用户需求的充放电模式，例如：小电流充放电模式、正常充放电模式；
在本实施例中，锂电池第一配置信息表示为，使用场景确定时，通过模型确定的锂电池充放电参数及时长信息；
在本实施例中，锂电池第二配置信息表示为，充放电需求确定时，通过模型确定的锂电池充放电时长信息。
示例：例如用户曾多次(三次以上)使用该智能锂电池给智能手机进行充电，则该智能锂电池会根据输入的设备类型及使用场景信息生成锂电池设备信息数据库，根据该设备的充电曲线及充电模式和时长生成模型，当该设备再次接入智能锂电池后，按照识别的设备信息，根据模型按照历史参数及时长智能配置充电参数和时长信息进行充放电操作；若使用者有明确充放电需求时，根据使用者的充放电需求匹配充放电时长信息进行充放电操作。
上述技术方案的有益效果为：可以通过用户的历史使用信息和用户需求智能匹配常用设备的充放电模式及时长，无需用户手动进行参数及时长设置，进一步地提升了锂电池的实用性，提高了用户的使用感，使锂电池操作更加智能便捷。
本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一、第二指的是不同应用阶段而已。
本领域技术用户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，该系统包括：控制模块、检测模块、保护模块和提醒模块；
控制模块，用于基于目标安全充电规则自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换；
检测模块，用于通过预设传感器检测锂电池的电池参数和电路状态参数；
保护模块，用于根据锂电池的电路状态参数进行电池异常状态判断，根据判断结果选择性地进行电路保护；
提醒模块，用于根据锂电池的电池参数和电路状态参数确定锂电池的电池健康状态，当电池健康状态为非健康状态时发出第一提醒、根据判断结果发出第二提醒。
2.根据权利要求1所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述控制模块，包括：
生成子模块，用于获取锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息并获取预设充电模式的充电参数，根据充电参数和充电前和充电后的电池状态信息生成目标安全充电规则；
第一确定子模块，用于检测锂电池的当前载荷电量，根据当前载荷电量确定其是否满足充电条件或放电条件；
第二确定子模块，用于若当前载荷电量满足充电条件或放电条件，生成充电提醒或放电提醒，在预设时间段内若接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为手动充放电模式，若没有接收到用户的操作反馈则确定锂电池的当前充电模式为自动充放电模式；
控制子模块，用于基于目标安全充电规则根据锂电池的当前充电模式自动或手动控制锂电池进行充放电模式转换。
3.根据权利要求2所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述生成子模块，包括：
分析单元，用于对锂电池分别在充电前和充电后的电池状态信息与预设充电模式的充电参数进行相关性分析；
确定单元，用于根据分析结果确定锂电池的载荷电量和充电时长以及充电功率之间的线性关系；
配置单元，用于根据所述线性关系分别配置载荷电量固定时的第一安全充电规则、充电时长固定时的第二安全充电规则和充电功率固定时的第三充电规则。
4.根据权利要求2所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述第一确定子模块，包括：
获取单元，用于分别获取充电条件或放电条件各自对应的载荷电量参考值区间；
第一确定单元，用于确定当前载荷电量的区间匹配情况，若当前载荷电量在充电条件的第一载荷电量参考值区间内，确定锂电池满足充电条件；
检测单元，用于若当前载荷电量在放电条件的第二载荷电量参考值区间内，分别检测锂电池充电端口工作和放电端口的各自的工作状态；
第二确定单元，用于若锂电池的充电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为充电过程中的对比载荷电量，确定锂电池不满足放电条件，若锂电池的放电端口为启动状态，则确定当前载荷电量为放电过程中的对比载荷电量，确定锂电池满足放电条件。
5.根据权利要求1所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述检测模块，包括：
采集子模块，用于分别使用霍尔电流传感器及电压传感器采集锂电池的电压电流数据，使用薄膜温度传感器检测锂电池的温度数据，使用超声波传感器检测锂电池的电池结构状态；
处理子模块，用于通过智能芯片基于各项检测数据的数据特性对所有检测数据进行分类整合处理；
第一判断子模块，用于基于预设的判定条件对分类结果进行判断；
调整子模块，用于根据判断结果对每个类别中的分类检测数据进行调整，获取调整后的电池参数和电路状态参数。
6.根据权利要求5所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述处理子模块，包括：
第三确定单元，用于通过智能芯片确定各项检测数据的采集条件，所述采集条件包括：静态采集条件和动态采集条件；
第四确定单元，用于根据每项检测数据的采集条件确定该项检测数据的数据特性；
分类单元，用于根据每项数据的数据特性将同特性的目标检测数据进行分类和整合。
7.根据权利要求1所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述保护模块，包括：
过电流/电压保护子模块，用于在电路状态参数中的电流参数和电压参数未超过第一设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中的电流参数和电压参数超过第一设定阈值时，将锂电池调节至小电流充放电模式，在电流参数和电压参数超过第二设定阈值时，关闭锂电池的工作状态；
热电保护子模块，用于在电路状态参数中锂电池工作温度未高于第三设定阈值时，将锂电池调节至正常充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第三设定阈值时，调节至小电流充放电模式，在电路状态参数中锂电池工作温度高于第四设定阈值时，关闭锂电池的工作状态。
8.根据权利要求1所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述提醒模块，包括：
第一计算子模块，用于根据电路状态参数中的电压参数和电流参数计算出锂电池的内阻参数；
第二计算子模块，用于根据内阻参数计算出锂电池的当前最大载荷容量值；
第三计算子模块，用于根据锂电池的当前最大载荷容量值和锂电池的初始最大载荷容量值计算出锂电池的电量上限百分比；
第三确定子模块，用于根据电池参数中的电池结构状态确定锂电池的外观健康状态，根据锂电池的电量上限百分比确定锂电池的电容量健康状态；
第二判断子模块，用于根据锂电池的外观健康状态和电容量健康状态判断出锂电池是否为非健康状态；
第一提醒子模块，用于当判定锂电池为非健康状态时发出第一提醒；
第二提醒子模块，用于当判断结果为锂电池存在电池异常状态时发出第二提醒。
9.根据权利要求1所述家庭用安全防护智能锂电池系统，其特征在于，所述系统还包括：
采集模块，用于通过锂电池输入输出端口的设备接入和锂电池配置情况采集锂电池的历史使用信息，其中历史使用信息包括锂电池的历史设备接入信息、历史使用场景信息和锂电池的充放电参数信息；
构建模块，用于根据锂电池的历史使用信息生成锂电池接入设备信息数据库，并根据历史使用场景和锂电池的充放电曲线生成该设备对应的锂电池充放电模型；
生成锂电池接入设备信息数据库包括：对采集的锂电池历史设备接入信息进行筛选，保留三次及以上接入锂电池的历史设备信息，将经筛选的锂电池的历史设备信息录入锂电池设备信息数据库；
匹配模块，用于获取当前的锂电池设备接入信息，匹配对应的历史使用场景信息和充放电曲线，根据锂电池当前使用场景及充放电需求输入模型进行相关性分析；
配置模块，用于根据所述相关性分析结果，按照锂电池当前使用场景及充放电需求分别配置使用场景确定时对应的锂电池第一配置信息和充放电需求确定时对应的锂电池第二配置信息。
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