CN117096983A - 一种电池监测与管理系统及其方法 - Google Patents

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CN117096983A CN202311103495.6A CN202311103495A CN117096983A CN 117096983 A CN117096983 A CN 117096983A CN 202311103495 A CN202311103495 A CN 202311103495A CN 117096983 A CN117096983 A CN 117096983A
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Abstract

本申请涉及一种电池监测与管理系统及其方法，包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；数据监测模块用于采集当前使用的电池的实时参数，并将实时参数发送至主控单元；主控单元用于接收实时参数，将实时参数发送至通信模块，并根据实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将切换控制命令发送至电池管理模块，并将报警信号发送至通信模块；电池管理模块用于根据切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；通信模块用于将实时参数、报警信号发送至上位机；上位机用于保存和显示实时参数，并根据报警信号进行报警提示。本申请的目的在于保障电池组安稳定运行。

Description

一种电池监测与管理系统及其方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池监测与管理系统及其方法。
背景技术
随着风力、太阳能等新型可再生能源的进一步发展，大规模储能技术成为实现新型能源发电与用电时间解耦合的关键一环。在现有的各种储能技术重，锂离子电池作为一种能量密度高、转换效率高、使用寿命长的电化学储能技术，在电动车辆、储能系统、移动设备等领域得到了广泛应用，然而，在锂电池储能系统快速推广的背景下，锂电池的可靠性与安全性仍然面临巨大的挑战。锂离子电池作为一个含能系统，随着电池内部化学转变的不断进行，不仅会产生恶性的热失控状态，同时会生成大量的气体产物，导致电池内部压强过大，极易引发严重的生产安全事故，对储能系统的稳定性与可靠性造成了严重的影响。因此，实现对锂电池储能系统的实时监测和电池热失控状态的提前预警是保障电池组安全运行的关键。此外，在实际的大规模储能场景下，电池组的建设规模庞大，工作条件复杂多变，虽然电池的工作情况以浅充浅放的方式为主，但需要同时管理与控制的电池数量远远大于动力应用场景，导致储能电池组发生事故的概率更高。因此，要保证电池调度控制的均衡性和一致性，确保电池组的稳定与安全运行也是一项挑战。
传统的储能电站电池管理系统通过传感器的方式实时的采集电池内部数据，并以此为基础对电池运行的安全状态进行预测和分析。当前主流的电池监测与管理系统主要监测电池的电压、温度等相关信息，然而对于电池的热失控过程初期的内部状态变化无法得到很好的监测，从而使电池组的调度与控制存在一定的滞后性，使得现有的电池监控与管理系统缺乏对电池组热失控过程的识别和预警能力，导致生产事故的发生；此外，现有的储能电站电池管理与监控系统受限于传感器的测量精度，对电池内部的关键指标、荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)难以时间精准监控与状态预测，导致单个电芯在偏离整体电池组的整体平均荷电状态下进行非理想工作，极易引发电池的热失控问题。
发明内容
本申请的目的在于提出一种电池监测与管理系统及其方法，以提高对储能电池组整体的状态分析与估算精度，保障电池组安稳定运行。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种电池监测与管理系统，包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述数据监测模块用于采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
所述主控单元用于接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
所述电池管理模块用于根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
所述通信模块用于将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
所述上位机用于保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
进一步地，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
进一步地，所述主控单元用于将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
进一步地，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述主控单元用于根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块用于根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
本申请实施例还提供一种电池监测与管理方法，该方法基于一电池监测与管理系统实现，该系统包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述方法包括以下步骤：
所述数据监测模块采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
所述主控单元接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
所述电池管理模块根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
所述通信模块将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
所述上位机保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
进一步地，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
进一步地，所述主控单元根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，具体包括：
所述主控单元将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
进一步地，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述方法还包括：
所述主控单元根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
本申请实施例具有以下有益效果：
本申请实施例提供了一种基于无线传感网络的改进电池管理系统，能够通过无线传感器网络实现对电池的电压、电流、温度以及电芯压强的精准监测，及时发现电池组内可能存在的安全问题并进行电池热失控预警，分析并预测电池组的荷电状态和健康状态，延长电池组的使用寿命，保障储能系统的稳定安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中一种电池监测与管理系统的结构图。
具体实施方式
附图的详细说明意在作为本申请的一些实施例的说明，而非意在代表本申请能够得以实现的仅有形式。应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本申请的精神和范围之内的不同实施例完成。
参阅图1，本申请的一个实施例提供一种电池监测与管理系统，包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述数据监测模块用于采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
所述主控单元用于接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
所述电池管理模块用于根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
所述通信模块用于将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
所述上位机用于保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
进一步地，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
进一步地，所述主控单元用于将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
进一步地，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述主控单元用于根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块用于根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
在SOH估计中，需得到开路电压OCV与SOH的关系曲线。在实验中，通过对电池的循环充放电，并在每个循环后测试电池开路电压OCV，即可得到OCV与SOH的关联数据，再利用式(1)得到拟合的OCV与SOH的关系曲线。
f(x)＝ae-bx+c1x3+c2x2+c3x+c4(1)
其中，x表示SOH的值，f(x)表示OCV的值，a与c表示常数，通过将SOH与OCV的实验观测值拟合计算得到。
在SOC估计中，需得到开路电压OCV与SOC的关系曲线。在实验室前期实验中，采用放电静置法得到OCV与SOC的关联数据，再利用式(1)计算得到拟合的OCV与SOC的关系曲线。该关系曲线在后续的SOC估计中起到重大作用。由于OCV-SOC曲线受温度影响明显，故需在运行过程中更新SOC-OCV曲线。在对电池进行了一段时间的监测后，利用卡尔曼滤波器，将实测数据和当前实际SOC与OCV值进行比较，进而对曲线进行修正和更新。
本实施例的一种电池监测与管理系统是一种全面而高效的解决方案，它通过主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块和上位机等组件相互配合，实现了对电池状态的实时监测和有效管理；下面将进一步扩展并详细介绍该系统的技术细节和优点。
数据监测模块：数据监测模块是该系统中起到采集和传输实时参数的关键组件。它包括电流传感器、电压传感器、温度传感器和电芯压强传感器等多种传感器。这些传感器以高精度和高灵敏度采集当前使用的电池的实时参数，如电流值、开路电压值、温度值等。此外，数据监测模块还能计算并获取涉及到变化率的参数，如电流变化率、开路电压变化率、温度变化率以及电芯压强变化率等。
主控单元：主控单元作为系统核心部分，负责接收数据监测模块采集到的实时参数，并根据预设阈值进行分析与判断。主控单元会将实时参数发送至通信模块以供上位机处理，并根据实时参数的分析结果判定当前使用的电池是否处于异常状态。一旦检测到异常，主控单元将生成相应的控制命令和报警信号。
主控单元是系统中的智能部分，它通过运算和逻辑判断来对电池状态进行评估和控制。在接收到数据监测模块传输的实时参数后，主控单元会将这些参数与预设阈值进行比较。这些阈值可以根据电池的规格、性能和要求进行设定，例如最大允许电流、最低允许电压、最高允许温度等。
通过与阈值的比较，主控单元可以判断出当前使用的电池是否处于异常状态。如果某个参数超出了预设阈值范围，就说明该参数已经超过了安全范围，可能存在故障或危险情况。当检测到异常状态时，主控单元会生成相应的控制命令并发送给电池管理模块以实施必要的操作。
电池管理模块：电池管理模块是该系统中用于对电池进行管理和控制的重要组件。在主控单元生成切换控制命令后，电池管理模块能够根据这些命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池，实现无缝切换。这种无缝切换方式可以确保设备持续供电并保证运行不中断，具有快速、自动化和高可靠性的特点。
此外，在主控单元生成充电控制命令后，电池管理模块能够根据这些命令对当前使用的电池进行充电控制。充电控制可以包括充电截止、恒定充电、浮充和均衡充放等方式。通过合理的充放电策略，可以延长电池寿命，并提高其性能和可靠性。
通信模块：通信模块负责将实时参数、报警信号和其他相关信息发送至上位机。通过与上位机的数据交互，系统管理员可以实时地监测和分析电池状态，并采取相应的应对措施。同时，通信模块也可以接收来自上位机发送的指令，以调整和优化系统运行状态。通信模块一般采用无线技术(如WiFi、蓝牙或Zigbee)或有线技术(如以太网或RS485)来实现与上位机的数据交互。通过建立与上位机的通信连接，电池监测与管理系统可以实现远程监控和管理功能。这种远程管理方式使得管理员可以随时随地了解电池状况，并及时采取措施以保证设备正常运行。
具体地，本实施例基于ZigBee无线通信技术，是通信模块中应用最广泛的物联网节点，它参照IEEE 802.15.4标准。具体的，本实施例的无线通信模块采取德州仪器(TexasInstruments)研发的CC2530芯片，通信核心板共有40个引脚，由晶振电路、滤波电路、稳压电路、时钟电路以及CC2530芯片构成。CC2530工作频率设置为2400MHz-2450MHz,发射频率为4.5dBm，20dBm，工作电压为2.8V-5.5V，最高传输速率为3300Bps。无线节点CC2530通过串口通信与终端节点连接，具体的，终端节点上电后进行初始化，搜索ZigBee网络，终端节点搜索到网络后网络层将会发送信息给ZDO层发起入网请求，成功加入网络后，网络层会给予ZDO层加入网络的反馈信息，将加入网络的反馈事件发送至ZDA层，ZDA层处理网络加入事件，设置终端节点的ZDO状态改变事件，ZAD层执行ZDO状态改变事件完成网络状态更新，并将更新网络状态发送至ZDO层获得16位短地址，ZDO状态发生改变，并将其改变状态保存pMsg，经过上述流程，终端节点可以成功加入网络。成功加入网络后，终端节点的各项传感器将检测得到各项参数信息通过无线射频传送给协调器，协调器节点与上位机通过USART串口进行连接，按位进行数据传输，协调器上电后将建立传感网络请求，扫描可用的ZigBee网络，并给网络设置好PANID描述符和16位短地址，当协调器初始化完成后，等待终端节点加入网络，并为加入的终端节点分配网络地址进行数据收发，对数据进行处理后发送至上位机，同样无线节点收到上位机的监测控制指令，按照指令对终端进行相应操作。
上位机：上位机作为用户操作界面，具有保存和显示实时参数、报警提示等功能。系统管理员可以通过上位机界面对实时参数进行监视、记录和分析，并随时了解电池的工作状态。另外，上位机还能根据报警信号进行相应的报警提示，使操作人员能够迅速采取必要的措施。
在上位机界面中，管理员可以查看各个传感器采集到的实时参数，如电流值、开路电压值、温度值等。同时，还可以查看参数变化趋势图和历史数据记录，以便更好地了解电池状态和性能变化。此外，上位机还提供了对阈值设置、充放电策略调整以及系统日志查看等功能。
基于以上描述可知，本实施例的上位机主要分为数据监测和数据保存两个部分，数据的采集需要好的软件系统进行数据呈现，通过软件进行直观数据显示可以缩短测试人员的校准时间，有益于快速查找出问题。具体的，本实施例采用上位机开发工具LabVIEW进行开发，图形化编程语言能够更加简洁明了对上位机功能进行编辑与修改，上位机系统通过协调器与终端节点进行数据通信，获取测量信息并且实时显示，上位机设计页面主要分为首页窗口界面、用户登录界面、主窗口界面。在进入首页窗口界面时获取登陆权限的管理人员才能进入上位机的主窗口界面，测试人员进行密码与账号的输入，上位机系统会读取数据库进行身份验证，如登陆人员的密码与账号错误则会弹出警告信息，能够更好的保护电池相关数据不外泄。进入上位机主界面后，在主窗口中打开系统串口，上位机监测系统扫描串口号、波特率以及校验位与协调器进行串口通信，在整个系统的ZigBee网络组建完成后，终端节点开始进行工作，无线通信模块将终端测量数据循环发送给上位机监测系统，同时在上位机进行数据接收过程中也可以通过协调器对终端节点发布指令，暂停或者继续数据的接收。
实时参数与阈值比较：主控单元将采集到的实时参数与预设阈值进行比较。这些实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH(State of Health)。
通过与阈值的比较，系统能够判断出当前使用的电池是否处于异常状态，并根据比较结果确定是否生成相应的控制命令和报警信号。例如，如果检测到电流超过了设定阈值，系统可以生成降低负载或切换至备用电池的控制命令；如果温度超过了设定阈值，系统可以生成降低充电速率或停止充电的控制命令。
此外，根据实时参数与阈值的比较还可以计算和判断出其他重要信息。例如，通过对开路电压和SOC进行关联分析，可以预测出剩余可用容量和续航里程等信息；通过对温度变化率进行监测，可以预防过热或过冷引起的安全问题。
SOC和充放电策略：SOC(State of Charge)是反映电池充放电状态的重要指标。在该系统中，SOC是根据开路电压值计算得到的。主控单元根据SOC确定充放电策略，并生成对应的充电控制命令，将其发送至电池管理模块。通过执行这些充电控制命令，系统能够对当前使用的电池进行精确而有效地充放电控制。
SOC是指电池中实际可用容量与满充容量之比，一般以百分比表示。通过准确计算SOC，可以预测出剩余可用储能量和续航里程，并在低SOC时及时进行充电，以避免电池过度放电而损害其寿命。
在SOC计算中，开路电压是一个重要的参考参数。开路电压是指在停止充放电状态下的电池正负极之间的差值，一般用来表示电池的剩余能量。主控单元可以根据已有的开路电压-_SOC关系曲线进行插值计算，以获得准确的SOC值。
基于得到的准确SOC值，系统可以根据预先设定好的充放电策略进行相应控制。例如，在低SOC下，系统可以自动启动充电操作；而在高SOC下，则可以实施恒定放电、浮充或均衡充放等方式，以确保电池充放电过程的安全和有效性。通过合理的充放电策略，可以最大限度地延长电池的使用寿命，并提高其性能和可靠性。
报警提示和故障诊断：当系统监测到电池状态异常时，主控单元会生成相应的报警信号并发送给上位机。这些报警信号可以是声音、灯光或者是上位机界面的弹窗提示。通过及时报警提示，操作人员可以迅速采取相应措施，避免因电池故障导致设备停机或者安全事故发生。
此外，该系统还具备故障诊断功能。一旦出现异常情况，系统会自动记录相关数据，并生成故障诊断报告。该报告包括异常发生时间、异常参数值、异常原因分析和建议处理方案等内容。这些信息有助于管理员快速定位问题，并采取相应维修或替换措施。
本实施例的系统具有以下优点：
(1)实时监测：电池监测与管理系统能够实时监测各项关键参数，并根据阈值设定进行比较判断。这样可以及时发现电池异常状态，预防潜在的安全隐患。
(2)智能管理：主控单元作为系统核心部分，具备智能判定和控制功能。通过与传感器的数据交互和分析，可以对电池状态进行评估和控制，确保其在安全范围内运行。
(3)远程监控：通信模块实现了系统与上位机之间的无线或有线连接。这样管理员可以随时随地通过上位机远程监控电池状态，并进行相应操作和调整。
(4)高可靠性：电池管理模块能够实现无缝切换和充放电控制，保证设备持续供电并提高系统可靠性。
(5)故障诊断：系统具备故障诊断功能，能够记录异常数据并生成相应报告。这样有助于管理员快速定位问题，并采取相应处理方案。
本申请的电池监测与管理系统在许多领域都有广泛应用，其中包括但不限于：
(1)新能源车辆：该系统可以对新能源车辆中使用的动力电池进行实时监测和管理，以确保车辆的安全行驶和延长动力电池的使用寿命。
(2)太阳能发电系统：通过对太阳能发电系统中的储能电池进行实时监测和管理，可以提高光伏发电系统的效率和稳定性。
(3)无人机和机器人：电池监测与管理系统可以对无人机和机器人中使用的电池状态进行实时监测，以确保其安全运行和延长续航时间。
(4)智能家居设备：该系统可以应用于智能家居设备中，对储能电池进行实时监控和管理，以确保设备的持续供电。
综上所述可知，本实施例的一种电池监测与管理系统是一种高效、智能且可靠的解决方案，通过对电池状态的实时监测和有效管理，可以预防潜在的安全隐患并延长电池的使用寿命。该系统在许多领域都有广泛应用，并为用户提供了远程监控、智能管理、故障诊断等功能。相信随着技术的不断进步，该系统将会在各个领域发挥更大的作用，并为用户带来更好的体验与效益。
本申请的另一个实施例还提供一种电池监测与管理方法，该方法基于上述实施例的电池监测与管理系统实现，该系统包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述方法包括以下步骤：
步骤S10，所述数据监测模块采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
步骤S20，所述主控单元接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
步骤S30，所述电池管理模块根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
步骤S40，所述通信模块将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
步骤S50，所述上位机保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
进一步地，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
进一步地，所述主控单元根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，具体包括：
所述主控单元将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
进一步地，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述方法还包括：
所述主控单元根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
需说明的是，本实施例的方法与上述实施例的系统对应，因此，本实施例的方法未详述的内容可以参与上述实施例的系统的内容得到，故此处不进行赘述。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种电池监测与管理系统，其特征在于，包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述数据监测模块用于采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
所述主控单元用于接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
所述电池管理模块用于根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
所述通信模块用于将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
所述上位机用于保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控单元用于将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述主控单元用于根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块用于根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
5.一种电池监测与管理方法，其特征在于，该方法基于一电池监测与管理系统实现，该系统包括主控单元、数据监测模块、电池管理模块、通信模块以及上位机；
所述方法包括以下步骤：
所述数据监测模块采集当前使用的电池的实时参数，并将所述实时参数发送至所述主控单元；
所述主控单元接收所述实时参数，将所述实时参数发送至所述通信模块，并根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，若是，则生成控制命令和报警信号，将所述切换控制命令发送至所述电池管理模块，并将所述报警信号发送至所述通信模块；
所述电池管理模块根据所述切换控制命令将电源从当前使用的电池切换至备用电池；
所述通信模块将所述实时参数、所述报警信号发送至所述上位机；
所述上位机保存和显示所述实时参数，并根据所述报警信号进行报警提示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述实时参数包括电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH；
所述数据监测模块包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及电芯压强传感器；所述电流传感器用于采集当前使用的电池的电流值和电流变化率；所述电压传感器用于采集当前使用的电池的开路电压值和开路电压变化率；所述温度传感器用于采集当前使用的电池的温度值和温度变化率；所述电芯压强传感器用于采集当前使用的电池的电芯压强值和电芯压强变化率；所述电池的SOH根据所述开路电压值计算得到。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控单元根据所述实时参数判断当前使用的电池是否异常，具体包括：
所述主控单元将所述电流值、电流变化率、开路电压值、开路电压变化率、温度值、温度变化率、电芯压强值、电芯压强变化率以及电池的SOH与各自对应的预设阈值进行比较，并根据比较结果确定是否异常。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述实时参数包括电池的SOC，所述电池的SOC根据所述开路电压值计算得到；
所述方法还包括：
所述主控单元根据所述电池的SOC确定充电策略，根据所述充电策略生成对应的充电控制命令，将所述充电控制命令发送至所述电池管理模块；
所述电池管理模块根据所述充电控制命令对当前使用的电池进行充电控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117423918A (zh) * 2023-12-18 2024-01-19 广东省特种设备检测研究院中山检测院 一种电源智能化管理方法及管理系统

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