一种新能源牵引车电池安全监控系统的制作方法

1.本发明属于新能源牵引车领域，涉及电池安全监控技术，具体是一种新能源牵引车电池安全监控系统。


背景技术：

2.目前，动力电池已经广泛应用在新能源牵引车领域，由于认识、技术以及成本方面的原因，在动力电池的使用中对电池重大安全故障的监控及处理仍然存在不足，电池在使用过程中发生的电解液泄漏、电池起火以及其他一些重大事故越来越危及到交通工具的运行和人们的生命财产安全。已有的电池管理系统不仅不能够对重大安全事故进行及时的预警和处理，往往还会在电池发生重大安全故障时失去作用；
3.为此，提出一种新能源牵引车电池安全监控系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种新能源牵引车电池安全监控系统，该一种新能源牵引车电池安全监控系统设置温度数据收集模块实时收集电池外壳的温度数据；设置电流数据收集模块实时收集电池中每个电池组的瞬时电流；设置电池鼓胀监测模块实时获取电池外壳鼓胀图像，并根据外壳鼓胀图像获取故障严重程度；设置充电时长监测模块在电池进行充电时，统计电池充电时长；设置安全预警模块设置温度阈值、电流变化阈值、外壳鼓胀幅度阈值以及充电时长阈值，并根据各个阈值判断电池是否具有相应的危险；解决了智能监控电池安全的问题。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种新能源牵引车电池安全监控系统，包括温度数据收集模块、电流数据收集模块、电池鼓胀监测模块、充电时长监测模块以及安全预警模块；其中，各个模块之间通过电气方式连接；
6.其中，所述温度数据收集模块主要用于实时收集新能源牵引车中安装电池的温度数据；
7.所述温度数据收集模块包括安装在电池外部的若干温度传感器以及一个电信号发送装置；所述电信号发送装置与每个温度传感器以电气方式连接；每个温度传感器实时检测电池外壳的温度，并将检测的温度发送至所述电信号发送装置；所述电信号发送装置比较出所有温度中的最大值，并将温度最大值发送至安全预警模块；每个温度传感器的安装位置根据新能源牵引车中电池的实际布局设置；
8.其中，所述电流数据收集模块主要用于实时收集电池中产生的瞬时电流；
9.所述电流数据收集模块包括与电池电路外接的若干电流传感器；可以理解的是，新能源牵引车内的电池一般是由多个电池组组成；每个电池组包含若干个电池；为了综合考虑电流传感器的成本以及短路电流的精确定位；所述电流数据收集模块为每个电池组进行编号；进一步的，每个电流传感器对应一个电池组，并实时监测该电池组内产生的输出电流；每个所述电流传感器实时将检测到的输出电流数值以及对应的电池组编号发送至安全
预警模块；
10.其中，所述电池鼓胀监测模块主要用于实时监测电池外壳的鼓胀情况；
11.所述电池鼓胀监测模块包括若干安装在电池外，且可实时获取电池外壳图像的图像获取设备以及图像分析设备；所述图像获取设备与图像分析设备以电气方式连接；且所述图像获取设备实时拍摄电池外壳图像；并将拍摄的外壳图像发送至图像分析设备；所述图像分析设备使用图像分析技术分析电池外壳是否出现鼓胀现象；以及出现鼓胀现象的严重程度；所述鼓胀现象的严重程度可以使用外壳鼓胀的最高点与外壳平面的距离进行表达；所述电池鼓胀监测模块在监测到电池外壳出现鼓胀现象时，将外壳鼓胀的严重程度发送至安全预警模块；
12.其中，所述充电时长监测模块主要用于在电池进行充电时，监测电池充电的时长；
13.所述充电时长监测模块包括与电池相连接的计时装置；所述计时装置初始值为0，当计时装置感应到电池与电源线处于连接状态时，判断为电池处于充电状态；计时装置启动计时；所述计时装置将充电时长实时发送至安全预警模块；
14.其中，所述安全预警模块主要用于在电池数据异常时提醒驾驶人员及时检查电池安全情况；
15.所述安全预警模块判断电池数据异常包括以下方式：
16.方式1：所述安全预警模块预先设置温度阈值t；所述安全预警模块实时判断从所述温度数据收集模块发送的电池最高温度是否大于温度阈值t；若大于温度阈值t，则判断为电池出现高温危险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒电池温度过高；
17.方式2：所述安全预警模块实时获取每个电池组的电流变化幅度；并预先设置电流变化阈值i；所述安全预警模块实时判断电流变化幅度是否大于电流变化阈值i；若大于电流变化阈值i，则判断为电池出现短路危险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在短路危险；
18.方式3：所述安全预警模块预先设置电池鼓胀幅度阈值g；所述安全预警模块获取从所述电池鼓胀监测模块发送的电池鼓胀严重程度；并判断电池鼓胀严重程度是否大于鼓胀幅度阈值g；若大于鼓胀幅度阈值g，则判断为电池具有鼓胀风险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在电池鼓胀危险；
19.方式4：所述安全预警模块预先设置充电时长阈值s；所述安全预警模块实时获取从充电时长监测模块发送的充电时长，并判断充电时长是否大于充电时长阈值s；若大于充电时长阈值s，则判断为电池具有充电过度风险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在充电过度危险。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明设置温度数据收集模块实时收集电池外壳的温度数据；设置电流数据收集模块实时收集电池中每个电池组的瞬时电流；设置电池鼓胀监测模块实时获取电池外壳鼓胀图像，并根据外壳鼓胀图像获取故障严重程度；设置充电时长监测模块在电池进行充电时，统计电池充电时长；设置安全预警模块设置温度阈值、电流变化阈值、外壳鼓胀幅度阈值以及充电时长阈值，并根据各个阈值判断电池是否具有相应的危险；解决了智能监控电池安全的问题。
附图说明
22.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
23.下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图1所示，一种新能源牵引车电池安全监控系统，包括温度数据收集模块、电流数据收集模块、电池鼓胀监测模块、充电时长监测模块以及安全预警模块；其中，各个模块之间通过电气方式连接；
25.其中，所述温度数据收集模块主要用于实时收集新能源牵引车中安装电池的温度数据；
26.在一个优选的实施例中，所述温度数据收集模块包括安装在电池外部的若干温度传感器以及一个电信号发送装置；所述电信号发送装置与每个温度传感器以电气方式连接；每个温度传感器实时检测电池外壳的温度，并将检测的温度发送至所述电信号发送装置；所述电信号发送装置比较出所有温度中的最大值，并将温度最大值发送至安全预警模块；每个温度传感器的安装位置根据新能源牵引车中电池的实际布局设置；
27.其中，所述电流数据收集模块主要用于实时收集电池中产生的瞬时电流；
28.可以理解的是，目前发生的电池燃烧甚至爆炸事件，主要的原因在于电池内部出现线路短路的情况；而线路短路的一个重要表现在于线路电流瞬间变大；因此，通过监测电池内电流的变化，可间接监测电池内是否产生短路；
29.在一个优选的实施例中，所述电流数据收集模块包括与电池电路外接的若干电流传感器；可以理解的是，新能源牵引车内的电池一般是由多个电池组组成；每个电池组包含若干个电池；为了综合考虑电流传感器的成本以及短路电流的精确定位；所述电流数据收集模块为每个电池组进行编号；进一步的，每个电流传感器对应一个电池组，并实时监测该电池组内产生的输出电流；每个所述电流传感器实时将检测到的输出电流数值以及对应的电池组编号发送至安全预警模块；
30.其中，所述电池鼓胀监测模块主要用于实时监测电池外壳的鼓胀情况；
31.可以理解的是，电池在充电电流过大、安全阀压力过高、电池不合格、电池老化或经过高温暴晒后，容易出现电池鼓胀的情况；而电池在鼓胀的情况下，若继续使用，很容易发生爆炸；因此，需要对电池组外壳的鼓胀情况进行监测；
32.在一个优选的实施例中，所述电池鼓胀监测模块包括若干安装在电池外，且可实时获取电池外壳图像的图像获取设备以及图像分析设备；所述图像获取设备与图像分析设备以电气方式连接；且所述图像获取设备实时拍摄电池外壳图像；并将拍摄的外壳图像发送至图像分析设备；所述图像分析设备使用图像分析技术分析电池外壳是否出现鼓胀现象；以及出现鼓胀现象的严重程度；所述鼓胀现象的严重程度可以使用外壳鼓胀的最高点与外壳平面的距离进行表达；所述电池鼓胀监测模块在监测到电池外壳出现鼓胀现象时，将外壳鼓胀的严重程度发送至安全预警模块；
33.其中，所述充电时长监测模块主要用于在电池进行充电时，监测电池充电的时长；
34.可以理解的是，新能源牵引车的电池充电不宜充电时间过长；若充电时间过长容易造成电池长期处于高电压状态，导致极板硫酸盐化与板栅腐蚀，从而缩短了电池寿命，并增加了电池爆炸的风险；因此，需要监控电池充电的时长；
35.在一个优选的实施例中，所述充电时长监测模块包括与电池相连接的计时装置；所述计时装置初始值为0，当计时装置感应到电池与电源线处于连接状态时，判断为电池处于充电状态；计时装置启动计时；所述计时装置将充电时长实时发送至安全预警模块；
36.其中，所述安全预警模块主要用于在电池数据异常时提醒驾驶人员及时检查电池安全情况；
37.在一个优选的实施例中，所述安全预警模块判断电池数据异常包括以下方式：
38.方式1：所述安全预警模块预先设置温度阈值t；所述安全预警模块实时判断从所述温度数据收集模块发送的电池最高温度是否大于温度阈值t；若大于温度阈值t，则判断为电池出现高温危险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒电池温度过高；
39.方式2：所述安全预警模块实时获取每个电池组的电流变化幅度；并预先设置电流变化阈值i；所述安全预警模块实时判断电流变化幅度是否大于电流变化阈值i；若大于电流变化阈值i，则判断为电池出现短路危险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在短路危险；
40.方式3：所述安全预警模块预先设置电池鼓胀幅度阈值g；所述安全预警模块获取从所述电池鼓胀监测模块发送的电池鼓胀严重程度；并判断电池鼓胀严重程度是否大于鼓胀幅度阈值g；若大于鼓胀幅度阈值g，则判断为电池具有鼓胀风险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在电池鼓胀危险；
41.方式4：所述安全预警模块预先设置充电时长阈值s；所述安全预警模块实时获取从充电时长监测模块发送的充电时长，并判断充电时长是否大于充电时长阈值s；若大于充电时长阈值s，则判断为电池具有充电过度风险；所述安全预警模块通过语音播报方式提醒对应电池组可能存在充电过度危险。
42.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。