一种电池安全状态管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池安全状态管理系统及方法。该系统包括电池系统安全度显示装置、信号采集装置、信号处理装置、通讯接口装置和外围设备，电池系统安全度显示装置用于显示电池模块的安全性分析结果、安全度；信号采集装置用于采集电池模块的功能性参数；信号处理装置用于对所述电池的功能性参数进行数学运算或逻辑运算，得到所述电池的安全性分析结果和安全度；通讯接口装置用于连接外围设备，所述外围设备包括键盘输入装置、电池系统安全度显示装置、控制装置。本发明专利技术提供的电池安全状态管理系统及方法能够使操作员直接看到显示与控制装置上的电池安全状态，而且，该安全状态是一个量化的安全度参数，能够有效避免电池安全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域，特别是涉及一种电池安全状态管理系统及方法。
技术介绍
目前，电池在各领域的应用越来越广泛，几乎包括了我们的生活、生产、科研的所有领域。尤其是近期，国内外新能源汽车发展迅速，电池的需求量越来越大，对电池的性能要求也越来越高。特别是电池的安全性，是电池系统的最重要的性能。正是由于电池安全状态管理的缺失，导致电池起火和爆炸事故频发。仅国内电动汽车领域近一年来，已经发生了十余起电动汽车锂离子电池的燃烧爆炸事故，严重影响了电动汽车的发展，已经引起了电动汽车领域的广泛关注。在电动汽车实际运行的工况下，电池的工作环境非常复杂，电流的突然增加，电压的突然变化，散热装置的故障引起的温度突然升高，都会引发电池的安全事故。对于电池应用的其他领域，安全性也同样重要。如储能电源，启动电源、备用电源领域。对于陆地、航海、航空、航天领域，火车、汽车、水面船舶及水下航潜器、飞机及其他飞行器，储能电站，电力系统，通讯机站及所有应用电池的场合，都存在电池发生燃烧爆炸安全事故的隐患。电池的燃烧爆炸安全事故是由多种原因引起的，而且具有一定的概率性因素，而现有的技术在应对电池的安全性事故上并没有进行较为深入的研究，电池使用的安全性隐患一直得不到很好的解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池安全状态管理系统及方法，能够对电池的安全状态进行定量化的描述与显示，让驾驶员或其他操作人员及时掌握电池安全情况，快速采取适当措施，有效防止安全事故发生，保障动力电池的安全运行。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种电池安全状态管理系统，所述系统包括：电池系统安全度显示装置，所述电池系统安全度显示装置安装于操作人员的操作面板上，所述电池系统安全度显示装置用于显示所述电池模块的安全性分析结果、安全度，操作人员能够实时，快捷，直观，方便地看到电池系统的安全度；信号采集装置，所述信号采集装置用于采集电池模块的功能性参数，所述功能性参数包括电压、电流、电池内部压力、电池温度、荷电状态、环境温度、环境气压和电动汽车数据，所述电动汽车数据包括环境震动、电机转速、行驶车速和汽车位置；信号处理装置，所述信号处理装置用于对所述电池模块的功能性参数进行数学运算或逻辑运算，得到所述电池模块的安全性分析结果和安全度；通讯接口装置，所述通讯接口装置用于连接外围设备，所述外围设备包括键盘输入装置、控制装置，所述键盘输入装置用于根据不同的安全性要求，人工预先设定安全阈值、报警参数以及信号处理时所需的参数；所述控制装置用于发出报警指令以及控制指令；所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接，所述信号采集装置与所述信号处理装置相连接，所述电池系统安全度显示装置通过所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接。可选的，所述电池模块为铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能电池、银锌电池或者锂硫电池。可选的，所述信号处理装置为可编程智能计算设备，所述可编程智能计算设备包括DSP数字信号处理器、数字计算机、工业控制机、可编程序控制器PLC和单片机嵌入式系统。可选的，所述通讯接口装置的通讯方式包括以太网、CAN总线、1553B总线、RS232总线、485总线、蓝牙或者wifi。可选的，所述电池系统安全度显示装置能够采用数字仪表显示或者模拟仪表显示。可选的，所述电池系统安全度显示装置能够采用LCD显示器、UFB显示器、STN显示器、OLED显示器、TFT显示器、LED显示器或者CRT显示器，或者电动汽车仪表盘、手机、MP4、MP5、ipad。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种应用于上述电池安全状态管理系统中的电池安全状态管理方法，包括：实时采集电池模块的功能参数值，所述功能参数值包括电池的电压、电流、电池内部压力、电池温度、环境温度、环境气压、环境震动和荷电状态；对所述电池模块的功能参数值进行分析计算，得到所述电池的安全分析结果和电池模块的安全度；显示所述电池模块的安全分析结果和电池的安全度；判断所述电池模块的安全度是否超过了安全阈值，所述安全阈值由所述电池模块的物理特性决定，或者由用户设置；如果是，则发出警报指令。可选的，所述方法还包括：当所述电池模块的安全度超过了安全阈值时，发出控制指令，所述控制指令能够对装载有所述电池模块的系统进行控制，防止安全事故的发生。可选的，所述对所述电池模块的功能参数值进行分析计算，得到电池模块的安全度，具体包括：对所述电池模块的功能参数值采用数学运算或者逻辑关系运算，得到所述电池的安全度，所述数学运算包括加、减、乘、除、乘方、开方、微分、积分、相关分析，所述逻辑关系运算包括逻辑运算与、或、非。可选的，所述对所述电池模块的功能参数值进行分析计算，得到电池的安全度，还具体包括：采用数据查表、数学公式计算、试验结果记录、经验数据应用、理论推导对所述所述电池的功能参数值进行处理。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术采用安全度这一参数值将电池的安全状态量化，安全度的值是具体根据电池的一系列参数、采用一系列计算方法计算得到，能够表征电池的安全程度，而且，本专利技术提供的系统及方法还能够将该安全度显示出来，以供工操作人员参考，避免了电池安全事故的发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例电池安全状态管理系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例电池管理系统的一种液晶显示面板的示意图；图3为本专利技术实施例电池安全状态管理方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种能够对电池安全状态进行定量化描述及显示的电池安全状态管理系统及方法。目前科学界还没有定义有关定量描述电池安全性程度的科学术语，因此对于电池安全程度的评价非常粗糙，国际标准、国家标准都只规定“电池发生燃烧爆炸，则判断为电池不安全”，不能描述工作中的电池距离燃烧爆炸还有多远。因此，目前电池应用的领域尤其是电动汽车领域，急需一种合理描述电池安全状态的科学术语，例如“安全状态程度”或“安全度”。急需一种能够根据与安全性有关的参数测量，分析计算“安全度”的可行的方法，急需一种能及时显示当前电池安全状态程度的装置，让驾驶员或其他操作人员及时掌握电池安全情况，快速采取适当措施，有效防止安全事故发生，保障动力电池的安全运行。目前电池行业对电池的安全性分析和控制领域，还没有电池安全状态的明确的标准定义，严重影响了电池的安全应用。本专利技术在电池领域创新提出了“电池安全度”的概念，进一步给出了安全度分析计算方法，并在实际的电池管理系统中实现。本专利技术要解决的技术问题是提出一种能准确描述电池安全状态的术语定义，提出分析、计算、测量与显示方法，通过对电池电压、电流、温度等参数的数据采集，得出电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池安全状态管理系统，其特征在于，所述系统包括：电池系统安全度显示装置，所述电池系统安全度显示装置安装于操作人员的操作面板上，所述电池系统安全度显示装置用于显示所述电池模块的安全性分析结果、安全度，操作人员能够实时，快捷，直观，方便地看到电池系统的安全度；信号采集装置，所述信号采集装置用于采集电池模块的功能性参数，所述功能性参数包括电压、电流、电池内部压力、电池温度、荷电状态、环境温度、环境气压和电动汽车数据，所述电动汽车数据包括环境震动、电机转速、行驶车速和汽车位置；信号处理装置，所述信号处理装置用于对所述电池模块的功能性参数进行数学运算或逻辑运算，得到所述电池模块的安全性分析结果和安全度；通讯接口装置，所述通讯接口装置用于连接外围设备，所述外围设备包括键盘输入装置、控制装置，所述键盘输入装置用于根据不同的安全性要求，人工预先设定安全阈值、报警参数以及信号处理时所需的参数；所述控制装置用于发出报警指令以及控制指令；所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接，所述信号采集装置与所述信号处理装置相连接，所述电池系统安全度显示装置通过所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电池安全状态管理系统，其特征在于，所述系统包括：电池系统安全度显示装置，所述电池系统安全度显示装置安装于操作人员的操作面板上，所述电池系统安全度显示装置用于显示所述电池模块的安全性分析结果、安全度，操作人员能够实时，快捷，直观，方便地看到电池系统的安全度；信号采集装置，所述信号采集装置用于采集电池模块的功能性参数，所述功能性参数包括电压、电流、电池内部压力、电池温度、荷电状态、环境温度、环境气压和电动汽车数据，所述电动汽车数据包括环境震动、电机转速、行驶车速和汽车位置；信号处理装置，所述信号处理装置用于对所述电池模块的功能性参数进行数学运算或逻辑运算，得到所述电池模块的安全性分析结果和安全度；通讯接口装置，所述通讯接口装置用于连接外围设备，所述外围设备包括键盘输入装置、控制装置，所述键盘输入装置用于根据不同的安全性要求，人工预先设定安全阈值、报警参数以及信号处理时所需的参数；所述控制装置用于发出报警指令以及控制指令；所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接，所述信号采集装置与所述信号处理装置相连接，所述电池系统安全度显示装置通过所述通讯接口装置与所述信号处理装置相连接。2.根据权利要求1所述的电池安全状态管理系统，其特征在于，所述电池模块为铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能电池、银锌电池或者锂硫电池。3.根据权利要求1所述的电池安全状态管理系统，其特征在于，所述信号处理装置为可编程智能计算设备，所述可编程智能计算设备包括DSP数字信号处理器、数字计算机、工业控制机、可编程序控制器PLC和单片机嵌入式系统。4.根据权利要求1所述的电池安全状态管理系统，其特征在于，所述通讯接口装置的通讯方式包括以太网、CAN总线、1553B总线、RS232总线、485总线、蓝牙或者wifi。5.根据权利要求1所述的电池安全状态管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀云，
申请(专利权)人：王怀云，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23