CN207690941U - 一种实验用动力电池安全监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验用动力电池安全监测预警系统，该系统包括：充放电机、动力电池系统、温度检测装置、模数转换装置和控制装置；模数转换装置用于接收温度检测装置获取的温度信号并将其转换成温度数据；控制装置用于根据模数转换装置转换的温度数据与动力电池的充放电时间点绘制温度曲线，并在温度达到第一预设值时发出风险预警信号；在温度达到第二预设值时，发出风险报警信号。本实用新型通过实时监测电池箱之间连线接头部位的温度变化情况，并在温度达到预设值时发出风险预警信号或风险报警信号，能够提前对存在风险的部位进行判断和预警，能够争取更多的处理问题的时间，降低了发生安全事故的风险。

Description

一种实验用动力电池安全监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池监测技术领域，具体而言，涉及一种实验用动力电池安全监测预警系统。

背景技术

动力电池是为工具提供动力来源的电源，随着电动汽车的推广和应用，电池的性能稳定与否关系到电动汽车的运行持续性和安全性。

现有的动力电池安全监测系统往往通过实时监控电压、温度、SOC等参数来监测电池的运行状态，实际上在动力电池系统中，还有相当数量的高压连接部件，而高压连接部件的可靠性也会对动力电池系统的安全性造成重大影响。

而动力电池系统的充放电过程中，相互连接的高压部件之间，一般通过快插接头或冷压接头实现连接。高压连接部件一般由铜制材料制造成冷压接头，当使用一段时间后会出现一定程度的表面氧化、腐蚀等现象，特别是在一些通过螺栓连接的部位，严重时会出现螺栓松动，直接造成接触部位的内阻增加、接触不良、温升过快等现象，从而引发起火燃烧等安全事故。而快插接头由人工接插，这种方式存在一定的隐患，可能造成接触部位的接触不良、内阻增加、温升过快等现象，从而引发起火燃烧等安全事故。

现有安全监测系统中只监测了电池本身温度，而对高压连接部件的温度没有实时进行监控，虽然高压部件的温升最终会传递到安装在电池上的温度传感器上，但由于传热路径滞后问题，当发现电池温度过高时，高压连接件的温度可能已经造成安全事故了，最终导致电池遭到无法弥补的损坏。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种实验用动力电池安全监测预警系统，旨在解决现有技术中由于缺乏对电池系统中的高压连接部件的温度监测而容易导致安全事故的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种实验用动力电池安全监测预警系统，该系统包括：充放电机、动力电池系统、温度检测装置、模数转换装置和控制装置；其中，所述充放电机与所述动力电池系统电连接，用以对所述动力电池系统进行充放电，所述控制装置与所述充放电机电连接，用以控制所述充放电机向所述动力电池系统充放电时的电流大小和记录充放电时间点；所述温度检测装置装设于所述动力电池系统中的电池箱与电池箱之间的连接线上的待测位置，用以获取所述连接线上待测位置的温度信号；所述模数转换装置与所述温度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置获取的温度信号并将其转换成温度数据；所述控制装置与所述模数转换装置电连接，用于根据所述模数转换装置转换的温度数据与动力电池的充放电时间点绘制温度曲线，并在温度达到第一预设值时发出风险预警信号；在温度达到第二预设值以及在电池箱与电池箱之间的多条连接线的温度差大于等于第三预设值时，发出风险报警信号。

进一步地，上述实验用动力电池安全监测预警系统中，所述温度检测装置装设于所述连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。

进一步地，上述实验用动力电池安全监测预警系统中，所述温度检测装置粘贴、包裹或夹持于所述连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。

进一步地，上述实验用动力电池安全监测预警系统中，所述第一预设值为60℃；所述第二预设值为80~100℃。

进一步地，上述实验用动力电池安全监测预警系统中，所述第三预设值为10℃。

进一步地，上述实验用动力电池安全监测预警系统中，当所述温度检测装置为热敏电阻时，还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路。

本实用新型实施例提供的实验用动力电池安全监测预警系统，通过充放电机对动力电池系统进行充放电，在电池箱之间的高压连线接头部位装设温度检测装置，以获取该部位的温度变化情况，并通过控制装置在温度达到第一预设值时发出风险预警信号，在温度达到第二预设值以及在电池箱与电池箱之间的多条连接线的温度差大于等于第三预设值时，发出风险报警信号，能够提前对存在风险的部位进行判断和预警，能够争取更多的处理问题的时间，降低了发生安全事故的风险，也降低了维护成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的实验用动力电池安全监测预警系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的实验用动力电池安全监测预警系统中温度检测装置的安装示意图；

图3为本实用新型实施例提供的实验用动力电池安全监测预警系统中温度检测装置的又一安装示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，其为本实用新型实施例的实验用动力电池安全监测预警系统的结构示意图，该系统包括：充放电机、动力电池系统、温度检测装置、模数转换装置和控制装置；其中，充放电机与所述动力电池系统电连接，用以对所述动力电池系统进行充放电，所述控制装置与所述充放电机电连接，用以控制所述充放电机向所述动力电池系统充放电时的电流大小和记录充放电时间点；温度检测装置装设于动力电池系统中的电池箱与电池箱之间的连接线上的待测位置，用以获取连接线上待测位置的温度信号；模数转换装置与温度检测装置电连接，用于接收温度检测装置获取的温度信号并将其转换成温度数据；控制装置与模数转换装置电连接，用于根据模数转换装置转换的温度数据与充放电机的充放电时间点绘制温度曲线，并在温度达到第一预设值时发出风险预警信号，在温度达到第二预设值以及在电池箱与电池箱之间的多条连接线的温度差大于等于第三预设值时，发出风险报警信号。

具体而言，温度检测装置可以为温度传感器，例如热敏电阻、热电偶等，本实施例对其不做任何限定。当温度检测装置为热敏电阻时，该动力电池安全监测预警系统还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路。热敏电阻作为半导体材料，具备较高的电阻率和4％-6％的温度响应系数，鉴于电动汽车的电池排列紧密且测试空间有限，热敏电阻尺寸较小，因此将热敏电阻作为优选的温度检测装置。为了减小温度测量的误差，可以以无故障电池正常充放电时热敏电阻的电阻曲线为依据，对电阻值进行估算校正测量电阻值。

为了准确的检测到电池箱与电池箱之间的连接线上由于接头连接不稳定或电流通过时发热以及不同接头由于材质不同、老化程度不同，而出现松动而导致的温升，具体实施时，温度检测装置装设于连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。优选的，温度检测装置可以粘贴、包裹或夹持于连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。例如，图2中，电池箱1＇与其他电池箱可以通过快插接头2＇或冷压接头3＇相连通，温度检测装置4＇可以粘贴在快插接头2＇或冷压接头3＇上靠近过流面的位置。图3中，第一高压连接线1和第二高压连接线2的接头可以通过螺栓3紧固，温度检测装置5可以套设在螺栓3上靠近第二高压连接线2的一端，经螺母4固定后夹持在第二高压连接线2的接头与螺母4之间。由于动力电池系统可以由多个电池箱组成，电池箱与电池箱之间可以有多条连接线，所以可以在多条连接线上设置多个温度传感器，以对每条连接线的温度进行实时检测。

本实施例中，模数转换装置可以为温度采集器，是将现场的温度信号转换为数字信号的一种电子设备，一般作为下位机使用，配合上位机，完成多点的温度采集及处理。从接入点数分类，有单路、多路之分。例如可以采用多路，如CYCW-406、CYCW-408、CYCW-432等，有利于降低成本，提高采集效率。

具体实施时，模数转换装置可以为每个温度传感器进行编号，以获取相应的温度传感器的温度信号，并将该温度信号转换为温度数据，控制装置可以根据实时接收到的温度数据，并将接收到的温度数据反馈给控制装置，控制装置根据实时检测的温度与预设的温度相比较，以确定是否存在温度过高的情况，当存在温度超过预设值的情况时，确定某一个连接线接头处出现故障并发出预警或报警信号，其中，由于动力电池系统中常用的锂电池单体最高适用的温度一般为5~60℃，可以根据不同的充放电电流确定电池单体之间的过流面是否存在虚接，因此第一预设值可以为60℃；第二预设值可以根据过流面与电池单体之间的距离来确定，优选的，第二预设值为80~100℃；由于充放电机向动力电池系统充放电时，电池箱与电池箱之间连接线中流通的电流是一致的，电流在相应线路中产生的热量也是一致的，如果检测到某一连接线与其他接线的温度差异较大的话，说明该接头处的温度过高，可能会导致安全事故，因此可以将该温度差异的界限值确定为第三预设值，具体实施时，该第三预设值可以为10℃。

实验时，先将温度检测装置安装在电池箱与电池箱之间的连接线上，开启控制装置，控制装置同时向充放电机和温度检测装置发出开启信号，例如在充放电电流是0.5C时，开始充放电的10min内温度小于60℃，说明此处不存在过流面虚接的情况；随着充放电过程的进行，线路上的热量会逐渐积累，当检测的温度达到80~100℃时，控制装置就会发出风险报警信号；如果在10min内温度已经达到甚至超过60℃时，控制装置就会发出风险预警信号提醒工作人员进行相关操作。同时，在充放电时，如果某一条连接线上温度传感器的检测到的温度数据明显高于其他连接线上温度传感器获取的数据且温度差达到10℃时， 控制装置就会根据获取的温度数据发出风险报警信号，提醒实验人员进行相应的故障处理操作。

上述显然可以得出的是，本实用新型实施例通过在电池箱与电池箱之间连线接头部位装设温度检测装置，以获取该部位的温度变化情况，并通过控制装置在温度达到第一预设值时发出风险预警信号，在温度达到第二预设值以及在电池箱与电池箱之间的多条连接线的温度差大于等于第三预设值时，发出风险报警信号，能够提前对存在风险的部位进行判断和预警，能够争取更多的处理问题的时间，降低了发生安全事故的风险，也降低了维护成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，包括：充放电机、动力电池系统、温度检测装置、模数转换装置和控制装置；其中，

所述充放电机与所述动力电池系统电连接，用以对所述动力电池系统进行充放电，所述控制装置与所述充放电机电连接，用以控制所述充放电机向所述动力电池系统充放电时的电流大小和记录充放电时间点；

所述温度检测装置装设于所述动力电池系统中的电池箱与电池箱之间的连接线上的待测位置，用以获取所述连接线上待测位置的温度信号；

所述模数转换装置与所述温度检测装置电连接，用于接收所述温度检测装置获取的温度信号并将其转换成温度数据；

所述控制装置与所述模数转换装置电连接，用于根据所述模数转换装置转换的温度数据与所述充放电机的充放电时间点绘制温度曲线，并在温度达到第一预设值时发出风险预警信号；在温度达到第二预设值以及在电池箱与电池箱之间的多条连接线的温度差大于等于第三预设值时，发出风险报警信号。

2.根据权利要求1所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，所述温度检测装置装设于所述连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。

3.根据权利要求2所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，所述温度检测装置粘贴、包裹或夹持于所述连接线的接头上靠近电池箱与电池箱之间的过流面的位置。

4.根据权利要求3所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，所述电池箱与电池箱之间通过快插接头或冷压接头相连通，所述温度检测装置粘贴在快插接头或冷压接头上靠近过流面的位置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，所述第一预设值为60℃；所述第二预设值为80~100℃。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，所述第三预设值为10℃。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的实验用动力电池安全监测预警系统，其特征在于，当所述温度检测装置为热敏电阻时，还包括：基于电阻分压测量法的电阻测量电路。