适用于电池保护的处理方法及系统与流程

1.本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及适用于电池保护的处理方法及系统。


背景技术：

2.电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。随着电动汽车的不断发展，电池的应用性和重要程度越来越高。
3.现有的技术中，对于电池的保护过程时，通常都是在电池遇到故障后进行故障排查保护，同时现有的电池检测方式，通常都是对电池的运行状况进行监测判断，很难做到提前预警，例如：现有的电动汽车领域中，电池产生故障的原因是多方面的，由于电动汽车是行驶在路面上的，与一些固定式或者活动范围不是太大的设备内的电池来说，电动汽车内的电池会受到碰撞、晃动以及挤压等因素的影响，对于电池的使用寿命这些都是影响因素，采用现有的电池保护方式很难做到提前的预警保护。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明通过对电池所处环境内的晃动因素进行持续检测分析，且对电池本身的鼓包状况进行分析，能够在电池存在电量不足时，结合现有的晃动和鼓包因素进行提前预警保护，以解决现有的电池保护的预警性不足的问题。
5.为了实现上述目的，本发明适用于电池保护的处理系统，所述处理系统包括损耗检测模块、故障检测模块以及备用保护模块；所述损耗检测模块包括晃动损耗检测单元以及晃动分析单元，所述晃动损耗检测单元包括压力检测框，所述压力检测框内设置有活动球，所述活动球用于在压力检测框内进行活动；所述压力检测框内的顶部、底部以及侧面分别设置有若干晃动压力检测器，所述晃动压力检测器用于获取活动球的压力值；所述晃动分析单元用于基于晃动压力检测器检测到的压力值进行分析，得到晃动损耗结果；所述故障检测模块包括设置在电池壳的内壁侧面的若干鼓包压力检测器，所述故障检测模块基于鼓包压力检测器检测到的压力值进行鼓包故障分析，得到鼓包故障结果；所述备用保护模块用于对备用电池的电池有效剩余量进行判断，并结合晃动损耗和鼓包故障进行分析，进行备用电池的保护检测预警。
6.进一步地，所述晃动损耗检测单元配置有晃动损耗检测策略，所述晃动损耗检测策略包括：获取静止状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部参照压力值；获取使用状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部检测压力值，当底部检测压力值大于底部参照压力值时，求取底部检测压力值减去底部参照压力值的差值，设定为底部压力差值；将底部压力差值中大于第一压力阈值的部分进行计数，设定为底部压力检测有效数量；
获取使用状态下压力检测框侧面的压力值，设定为侧面检测压力值；当侧面检测压力值大于侧面参照压力值时，求取侧面检测压力值与侧面参照压力值的差值，设定为侧面压力差值；将侧面压力差值中大于第二压力阈值的部分进行计数，设定为侧面压力检测有效数量；获取使用状态下压力检测框顶部的压力值，设定为顶部检测压力值；当顶部检测压力值大于顶部参照压力值时，求取顶部检测压力值与顶部参照压力值的差值，设定为顶部压力差值；将顶部压力差值中大于第三压力阈值的部分进行计数，设定为顶部压力检测有效数量；将底部压力检测有效数量中的底部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的底部压力差值进行相加得到底部压力参考总量；将侧面压力检测有效数量中的侧面压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的侧面压力差值进行相加得到侧面压力参考总量；将顶部压力检测有效数量中的顶部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的顶部压力差值进行相加得到顶部压力参考总量。
7.进一步地，所述晃动分析单元配置有晃动分析策略，所述晃动分析策略包括：每间隔第一损耗时长，获取一次底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量；将底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量相加得到晃动损耗总量；当晃动损耗总量大于等于第一晃动参考总阈值时，输出一级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量大于等于第二晃动参考总阈值且小于第一晃动参考总阈值时，输出二级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量小于第二晃动参考总阈值时，输出三级晃动损耗等级信号，其中，第一晃动参考总阈值大于第二晃动参考总阈值。
8.进一步地，所述晃动分析单元还配置有晃动模拟策略，所述晃动模拟策略包括：设置晃动模拟装置，晃动模拟装置包括晃动底座、电池总装模拟单元以及压力模拟检测框；将电池总装独立单元和压力检测框安装在晃动底座上，晃动底座用于带动电池总装独立单元和压力检测框进行全方位地晃动模拟；压力模拟检测框的结构与压力检测框的结构相同；每间隔第一模拟时长，对电池总装模拟单元中的电池进行检测，获取电池故障比例，当电池故障比例等于第一故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第二晃动参考总阈值，当电池故障比例等于第二故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第一晃动参考总阈值，其中，第二故障比例大于第一故障比例，晃动损耗模拟总量的获取方式与晃动损耗总量的获取方式相同。
9.进一步地，所述故障检测模块配置有鼓包检测策略，所述鼓包检测策略包括：将鼓包压力检测器检测到的压力值设定为鼓包压力值，当检测到的鼓包压力值大于第一鼓包压力阈值且持续时间大于第一鼓包时长时，输出电池鼓包信号；继续对输出电池鼓包信号的电池进行检测，当检测到鼓包压力值大于第二鼓包压力阈值时，输出鼓包故障信号。
10.进一步地，所述备用保护模块配置有备用保护管理策略，所述备用保护管理策略包括：设置备用电池；对备用电池的电池有效剩余量进行获取，当电池有效剩余量大于第一有效比时，
将备用电池设置为常用电池；当电池有效剩余量小于等于第一有效比且大于第二有效比时，将备用电池设置为暂时使用电池、当电池有效剩余量小于等于第二有效比时，将备用电池设置为应急使用电池；当备用电池均为常用电池时，平均分配用电；当备用电池为常用电池时，对常用电池进行晃动损耗信号筛选，当存在一级晃动损耗等级信号时，输出备用一级保护检测信号；当备用电池为应急使用电池时，对应急使用电池进行鼓包信号筛选，当应急使用电池存在电池鼓包信号时，输出二级保护检测信号；当应急使用电池存在鼓包故障信号时，输出三级保护检测信号。
11.适用于电池保护的处理方法，所述处理方法配置有压力检测框，所述压力检测框内设置有活动球，所述活动球用于在压力检测框内进行活动；所述压力检测框内的顶部、底部以及侧面分别设置有若干晃动压力检测器，所述晃动压力检测器用于获取活动球的压力值，其中，电池壳的内壁侧面设置有若干鼓包压力检测器；所述处理方法包括如下步骤：s1：基于晃动压力检测器检测到的压力值进行分析，得到晃动损耗结果；s2：基于鼓包压力检测器检测到的压力值进行鼓包故障分析，得到鼓包故障结果；s3：对备用电池的电池有效剩余量进行判断，并结合晃动损耗和鼓包故障进行分析，进行备用电池的保护检测预警。
12.本发明的有益效果：1.本发明通过基于晃动压力检测器检测到的压力值进行分析，得到晃动损耗结果，该设计能够对电池所处环境中的晃动因素进行累加，当晃动影响因素达到一定程度后，再与电池本身的电量情况进行结合，进而能够提前进行电池保护的预警；2.本发明通过基于鼓包压力检测器检测到的压力值进行鼓包故障分析，得到鼓包故障结果，该设计能够对电池的鼓包状况进行获取，从而能够提前对电池的鼓包进行预警；3.本发明通过对备用电池的电池有效剩余量进行判断，并结合晃动损耗和鼓包故障进行分析，进行备用电池的保护检测预警，该设计能够提高对电池保护的预警及时性，提高对电池的保护效果。
13.本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
14.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明的处理方法的步骤流程图；图2为本发明的处理系统的原理框图；图3为本发明的压力检测框的结构设置示意图。
具体实施方式
15.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
16.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
17.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.请参阅图2和图3所示，本发明提供一种适用于电池保护的处理系统，通过对电池所处环境内的晃动因素进行持续检测分析，且对电池本身的鼓包状况进行分析，能够在电池存在电量不足时，结合现有的晃动和鼓包因素进行提前预警保护，以解决现有的电池保护的预警性不足的问题。
19.具体地，处理系统包括损耗检测模块、故障检测模块以及备用保护模块。
20.请参阅图3所示，损耗检测模块包括晃动损耗检测单元以及晃动分析单元，晃动损耗检测单元包括压力检测框，压力检测框内设置有活动球，活动球用于在压力检测框内进行活动；压力检测框内的顶部、底部以及侧面分别设置有若干晃动压力检测器，晃动压力检测器用于获取活动球的压力值；压力框的设置环境与电池所在环境相同，例如，当电池应用在电动汽车内时，压力检测框可以设置在电动汽车的底盘内，与电池设置在一个区域内，这样压力检测框检测到的数值能够很好地与电池实际的情况进行贴合。
21.晃动分析单元用于基于晃动压力检测器检测到的压力值进行分析，得到晃动损耗结果；晃动损耗检测单元配置有晃动损耗检测策略，晃动损耗检测策略包括：获取静止状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部参照压力值；静止状态为活动球静止在压力检测框内的状态，此时对压力检测框底部的压力值进行检测，实际为活动球本身对于压力检测框底部的压力值，在后续检测时，需要去除此数值之后，得到活动球对压力检测框底部的压力；获取使用状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部检测压力值，当底部检测压力值大于底部参照压力值时，求取底部检测压力值减去底部参照压力值的差值，设定为底部压力差值；将底部压力差值中大于第一压力阈值的部分进行计数，设定为底部压力检测有效数量；在具体实施时，第一压力阈值的设置需要按照活动球的规格进行设置，例如，活动球设置为100g，检测到的参照压力值为300n，第一压力阈值设定为200n；获取使用状态下压力检测框侧面的压力值，设定为侧面检测压力值；当侧面检测压力值大于侧面参照压力值时，求取侧面检测压力值与侧面参照压力值的差值，设定为侧面压力差值；将侧面压力差值中大于第二压力阈值的部分进行计数，设定为侧面压力检测有效数量；具体实施时，侧面参照压力值设定为100n，第二压力阈值设置为200n；获取使用状态下压力检测框顶部的压力值，设定为顶部检测压力值；当顶部检测压力值大于顶部参照压力值时，求取顶部检测压力值与顶部参照压力值的差值，设定为顶部压力差值；将顶部压力差值中大于第三压力阈值的部分进行计数，设定为顶部压力检测有效数量；具体实施时，顶部参照压力值设置为50n，第三压力阈值设置为200n；将底部压力检测有效数量中的底部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的底部压力差值进行相加得到底部压力参考总量；将侧面压力检测有效数量中的侧面压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的侧面压力差值进行相加得到侧面压力参考总量；将顶部压力检测有效数量中的顶部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第
一比例的顶部压力差值进行相加得到顶部压力参考总量，第一比例设置为20%，将前20%的数据获取，因为前20%的数据对应的晃动幅度最大，对于电池的实质影响也最明显。
22.晃动分析单元配置有晃动分析策略，晃动分析策略包括：每间隔第一损耗时长，获取一次底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量；在具体实施时，第一损耗时长设定为7天；将底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量相加得到晃动损耗总量；当晃动损耗总量大于等于第一晃动参考总阈值时，输出一级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量大于等于第二晃动参考总阈值且小于第一晃动参考总阈值时，输出二级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量小于第二晃动参考总阈值时，输出三级晃动损耗等级信号，其中，第一晃动参考总阈值大于第二晃动参考总阈值，在具体实施时，第一晃动参考总阈值设定为50000n，第二晃动参考总阈值设定为20000n；晃动分析单元还配置有晃动模拟策略，晃动模拟策略包括：设置晃动模拟装置，晃动模拟装置包括晃动底座、电池总装模拟单元以及压力模拟检测框；将电池总装独立单元和压力检测框安装在晃动底座上，晃动底座用于带动电池总装独立单元和压力检测框进行全方位地晃动模拟；压力模拟检测框的结构与压力检测框的结构相同；每间隔第一模拟时长，对电池总装模拟单元中的电池进行检测，获取电池故障比例，当电池故障比例等于第一故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第二晃动参考总阈值，当电池故障比例等于第二故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第一晃动参考总阈值，其中，第二故障比例大于第一故障比例，晃动损耗模拟总量的获取方式与晃动损耗总量的获取方式相同，具体实施时，第一模拟时长设置为5h，第一故障比例设置为10%，第二故障比例设置为30%，在晃动模拟时，需要保证有晃动模拟过程中有5%的时间比例中存在顶部压力差值、侧面压力差值或底部压力差值大于200n的情况。
23.故障检测模块包括设置在电池壳的内壁侧面的若干鼓包压力检测器，故障检测模块基于鼓包压力检测器检测到的压力值进行鼓包故障分析，得到鼓包故障结果；故障检测模块配置有鼓包检测策略，鼓包检测策略包括：将鼓包压力检测器检测到的压力值设定为鼓包压力值，当检测到的鼓包压力值大于第一鼓包压力阈值且持续时间大于第一鼓包时长时，输出电池鼓包信号；具体实施时，第一鼓包压力阈值设置为100n，第一鼓包时长设置为1min；鼓包状态时一个持续的状态，需要检测到鼓包状态大于1min时才属于有效的检测；继续对输出电池鼓包信号的电池进行检测，当检测到鼓包压力值大于第二鼓包压力阈值时，输出鼓包故障信号，第二鼓包压力阈值设置为500n。
24.备用保护模块用于对备用电池的电池有效剩余量进行判断，并结合晃动损耗和鼓包故障进行分析，进行备用电池的保护检测预警；备用保护模块配置有备用保护管理策略，备用保护管理策略包括：具体实施时，当实际使用场景为纯电使用设备时，例如为电动汽车，则备用电池为电动汽车内的所有电池组；对备用电池的电池有效剩余量进行获取，当电池有效剩余量大于第一有效比时，将备用电池设置为常用电池；当电池有效剩余量小于等于第一有效比且大于第二有效比时，将备用电池设置为暂时使用电池、当电池有效剩余量小于等于第二有效比时，将备用电
池设置为应急使用电池；电池有效剩余量采用现有的电池剩余电量检测技术，例如，在手机电池检测领域中，对电池的有效电量进行评估，有效电量为电池与初始状态的比例，初始状态电池为最健康的状态，能够达到100%的储存量，后续电池逐渐衰减，电量只有最初的80%，此时80%为电池有效剩余量；当备用电池均为常用电池时，平均分配用电；当备用电池为常用电池时，对常用电池进行晃动损耗信号筛选，当存在一级晃动损耗等级信号时，输出备用一级保护检测信号；当备用电池为应急使用电池时，对应急使用电池进行鼓包信号筛选，当应急使用电池存在电池鼓包信号时，输出二级保护检测信号；当应急使用电池存在鼓包故障信号时，输出三级保护检测信号。
25.本发明还提供一种适用于电池保护的处理方法，处理方法配置有压力检测框，压力检测框内设置有活动球，活动球用于在压力检测框内进行活动；压力检测框内的顶部、底部以及侧面分别设置有若干晃动压力检测器，晃动压力检测器用于获取活动球的压力值，其中，电池壳的内壁侧面设置有若干鼓包压力检测器；请参阅图1所示，处理方法包括如下步骤：步骤s1，基于晃动压力检测器检测到的压力值进行分析，得到晃动损耗结果；步骤s1还包括：步骤s111，获取静止状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部参照压力值；步骤s112，获取使用状态下压力检测框底部的压力值，设定为底部检测压力值，当底部检测压力值大于底部参照压力值时，求取底部检测压力值减去底部参照压力值的差值，设定为底部压力差值；将底部压力差值中大于第一压力阈值的部分进行计数，设定为底部压力检测有效数量；步骤s113，获取使用状态下压力检测框侧面的压力值，设定为侧面检测压力值；当侧面检测压力值大于侧面参照压力值时，求取侧面检测压力值与侧面参照压力值的差值，设定为侧面压力差值；将侧面压力差值中大于第二压力阈值的部分进行计数，设定为侧面压力检测有效数量；步骤s114，获取使用状态下压力检测框顶部的压力值，设定为顶部检测压力值；当顶部检测压力值大于顶部参照压力值时，求取顶部检测压力值与顶部参照压力值的差值，设定为顶部压力差值；将顶部压力差值中大于第三压力阈值的部分进行计数，设定为顶部压力检测有效数量；步骤s115，将底部压力检测有效数量中的底部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的底部压力差值进行相加得到底部压力参考总量；将侧面压力检测有效数量中的侧面压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的侧面压力差值进行相加得到侧面压力参考总量；将顶部压力检测有效数量中的顶部压力差值由大到小进行排序，选取排序前第一比例的顶部压力差值进行相加得到顶部压力参考总量。
26.步骤s1还包括：步骤s121，每间隔第一损耗时长，获取一次底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量；步骤s122，将底部压力参考总量、侧面压力参考总量以及顶部压力参考总量相加
得到晃动损耗总量；步骤s123，当晃动损耗总量大于等于第一晃动参考总阈值时，输出一级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量大于等于第二晃动参考总阈值且小于第一晃动参考总阈值时，输出二级晃动损耗等级信号；当晃动损耗总量小于第二晃动参考总阈值时，输出三级晃动损耗等级信号，其中，第一晃动参考总阈值大于第二晃动参考总阈值。
27.步骤s1还包括：步骤s131，设置晃动模拟装置，晃动模拟装置包括晃动底座、电池总装模拟单元以及压力模拟检测框；将电池总装独立单元和压力检测框安装在晃动底座上，晃动底座用于带动电池总装独立单元和压力检测框进行全方位地晃动模拟；压力模拟检测框的结构与压力检测框的结构相同；步骤s132，每间隔第一模拟时长，对电池总装模拟单元中的电池进行检测，获取电池故障比例，当电池故障比例等于第一故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第二晃动参考总阈值，当电池故障比例等于第二故障比例时，将此时获取到的压力模拟检测框的对应的晃动损耗模拟总量设定为第一晃动参考总阈值，其中，第二故障比例大于第一故障比例，晃动损耗模拟总量的获取方式与晃动损耗总量的获取方式相同。
28.步骤s2，基于鼓包压力检测器检测到的压力值进行鼓包故障分析，得到鼓包故障结果；步骤s2还包括：步骤s21，将鼓包压力检测器检测到的压力值设定为鼓包压力值，当检测到的鼓包压力值大于第一鼓包压力阈值且持续时间大于第一鼓包时长时，输出电池鼓包信号；步骤s22，继续对输出电池鼓包信号的电池进行检测，当检测到鼓包压力值大于第二鼓包压力阈值时，输出鼓包故障信号。
29.步骤s3，对备用电池的电池有效剩余量进行判断，并结合晃动损耗和鼓包故障进行分析，进行备用电池的保护检测预警；步骤s3还包括：步骤s31，设置备用电池；步骤s32，对备用电池的电池有效剩余量进行获取，当电池有效剩余量大于第一有效比时，将备用电池设置为常用电池；当电池有效剩余量小于等于第一有效比且大于第二有效比时，将备用电池设置为暂时使用电池、当电池有效剩余量小于等于第二有效比时，将备用电池设置为应急使用电池；步骤s33，当备用电池均为常用电池时，平均分配用电；步骤s34，当备用电池为常用电池时，对常用电池进行晃动损耗信号筛选，当存在一级晃动损耗等级信号时，输出备用一级保护检测信号；步骤s35，当备用电池为应急使用电池时，对应急使用电池进行鼓包信号筛选，当应急使用电池存在电池鼓包信号时，输出二级保护检测信号；当应急使用电池存在鼓包故障信号时，输出三级保护检测信号。
30.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施
例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（static random access memory，简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read only memory，简称eprom），可编程只读存储器（programmable red-only memory，简称prom），只读存储器（read-onlymemory，简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
31.以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。