【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池健康监测领域，更具体地，涉及一种基于光纤传感的电池故障诊断系统及方法。
技术介绍
1、在新能源汽车和可再生能源存储领域，动力与储能电池扮演了关键角色，它们是实现碳达峰和碳中和目标的重要基石。随着这些领域的迅速发展，电池安全成为一个日益突出的问题，特别是在高安全要求的应用中，如航空和海运，电池故障可能导致灾难性的后果。因此，为了确保电池的安全和性能，需要实时、高精度的诊断技术来捕捉电池内部的电解液分布、产气分布和电荷状态。传统技术可能无法满足这些需求，或者可能需要昂贵的设备和复杂的系统配置。
2、对于由多个大型电芯(如刀片电池)组成的电池组，可能需要特定的技术和方法来实现有效的故障诊断和定位。随着整车或电池组数量的增加，传统的系统可能需要购买额外的昂贵设备，并可能面临系统扩展和维护的挑战。电池状态和环境条件可能会动态变化，需要一个能够实时调整监测参数并提供实时反馈的系统来确保电池的安全和性能。同时，电池内部可能存在多个物理场参数需要监测，传统的技术可能无法满足这种多物理场参数的实时、高精度监测需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于光纤传感的电池组故障诊断系统及方法，旨在解决现有的故障诊断系统扩容困难、无法同时监测多个物理场参数的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提供了一种基于光纤传感的电池组故障诊断系统，该电池组故障诊断系统包括光纤传感单元、扫描单元和信号处理单元，其中所述光纤传感单元
3、作为进一步优选地，所述有涂层光纤段的涂层为压电材料，通过对涂层进行等距离刻蚀，以实现分布式传感。
4、作为进一步优选地，所述压电材料为石英、镧铝石或铅钛酸盐压电陶瓷。
5、作为进一步优选地，所述无涂层光纤段分别设置在单电芯正极和负极的光纤槽内。
6、作为进一步优选地，利用储能材料覆盖在无涂层光纤段的上部以确保正极或负极表面平整。
7、作为进一步优选地，所述无涂层光纤段与光纤槽之间设置有储能材料。
8、作为进一步优选地，通过在所述无涂层光纤段的外部设置套管实现温度监测。
9、作为进一步优选地，所述光纤的分布位置包括极耳极片焊接点处、极片中心和温度变化大于5.4℃的核心区域。
10、作为进一步优选地，所述信号处理单元包括收集组件、分析组件和反馈组件，所述收集组件与光纤传感单元连接，用于收集光纤传感单元的数据；所述分析组件用于根据收集的数据判定故障位置；所述反馈组件用于根据故障位置反馈调节参数。
11、按照本专利技术的另一方面，提供了利用上述电池组故障诊断系统进行诊断的方法。
12、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
13、1.本专利技术通过在单电芯内部和相邻单电芯的连接点植入光纤，与在电池组外部布置光纤相比能够获取单电芯内部以及电芯连接点的信息，从而进一步提高电池组故障诊断的准确性，同时采用蛇形布置的光纤，利用有涂层光纤段实现电压监测，利用无涂层光纤段实现温度和/或应力监测，能够同步获取电池组的多个数据，从而满足多物理场参数的实时、高精度监测需求，以提高信号处理单元故障判断的准确性，同时本专利技术提供的故障诊断系统中各个单元可以物理分离，仅在检测时进行动态联通，更加便于扩容，并且大幅降低了系统的复杂性和生产成本；
14、2.尤其是，本专利技术通过在正负极上开设光纤槽，用于放置无涂层光纤段，从而能够分开获取电池组正极和负极的温度信息和应力信息，以进一步细化信号处理单元采集到的数据，使得故障判断更加准确；
15、3.同时，本专利技术提出在光纤槽内埋设光纤然后利用储能材料覆盖光纤以确保电极表面平整，进而能够减少对电极和电池组整体的应力变化对光纤传感单元的影响；
16、4.此外，本专利技术还提出在光纤槽与光纤之间设置储能材料，从而能够更精确地测量电极界面在充放电过程中的应力变化，而电极界面是所有储能电化学反应最活跃的位置，界面处的多物理场信息更有利于进行故障判断，同时还能够减少对电极和电池组整体的应力变化对光纤传感单元的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述电池组故障诊断系统包括光纤传感单元(1)、扫描单元(2)和信号处理单元(3)，其中所述光纤传感单元(1)包括多个光纤(1.1)，各个所述光纤(1.1)分别植入单电芯内部以及相邻单电芯的连接点，以获取电池组的内部信息，每个所述光纤(1.1)均包括有涂层光纤段(1.1.1)和无涂层光纤段(1.1.2)，所述有涂层光纤段(1.1.1)用于实现电压监测，所述无涂层光纤段(1.1.2)用于实现温度和/或应力监测；所述扫描单元(2)与光纤传感单元(1)连接，用于向各个光纤(1.1)发射可调谐扫频激光以获得检测信息；所述信号处理单元(3)与扫描单元(2)连接，用于采集扫描单元(2)的检测信息并进行故障判断。
2.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述有涂层光纤段(1.1.1)的涂层为压电材料，通过对涂层进行等距离刻蚀，以实现分布式传感。
3.如权利要求2所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述压电材料为石英、镧铝石或铅钛酸盐压电陶瓷。
4.如权利要求1所述
5.如权利要求4所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，利用储能材料覆盖在无涂层光纤段(1.1.2)的上部以确保正极或负极表面平整。
6.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述无涂层光纤段(1.1.2)与光纤槽(1.2)之间设置有储能材料。
7.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，通过在所述无涂层光纤段(1.1.2)的外部设置套管实现温度监测。
8.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述光纤(1.1)的分布位置包括极耳极片焊接点处、极片中心和温度变化大于5.4℃的核心区域。
9.如权利要求1～8任一项所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述信号处理单元(3)包括收集组件、分析组件和反馈组件，所述收集组件与光纤传感单元(1)连接，用于收集光纤传感单元(1)的数据；所述分析组件用于根据收集的数据判定故障位置；所述反馈组件用于根据故障位置反馈调节参数。
10.利用如权利要求1～9任一项所述的电池组故障诊断系统进行诊断的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述电池组故障诊断系统包括光纤传感单元(1)、扫描单元(2)和信号处理单元(3)，其中所述光纤传感单元(1)包括多个光纤(1.1)，各个所述光纤(1.1)分别植入单电芯内部以及相邻单电芯的连接点，以获取电池组的内部信息，每个所述光纤(1.1)均包括有涂层光纤段(1.1.1)和无涂层光纤段(1.1.2)，所述有涂层光纤段(1.1.1)用于实现电压监测，所述无涂层光纤段(1.1.2)用于实现温度和/或应力监测；所述扫描单元(2)与光纤传感单元(1)连接，用于向各个光纤(1.1)发射可调谐扫频激光以获得检测信息；所述信号处理单元(3)与扫描单元(2)连接，用于采集扫描单元(2)的检测信息并进行故障判断。
2.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述有涂层光纤段(1.1.1)的涂层为压电材料，通过对涂层进行等距离刻蚀，以实现分布式传感。
3.如权利要求2所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述压电材料为石英、镧铝石或铅钛酸盐压电陶瓷。
4.如权利要求1所述的基于光纤传感的电池组故障诊断系统，其特征在于，所述无涂层光纤段(1.1.2...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。