CN117124922A - 一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体地说，涉及一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统。其包括电池状态监测单元、温度调节单元、断电保护单元和电池健康检测单元，电池状态监测单元通过获取电池的温度参数信息，温度调节单元用于接收电池状态监测单元参数信息，对异常参数信息进行温度调节，通过断电保护单元对温度调节后的电池温度参数进行检测，电池温度参数仍然异常时切断电源，避免在高温状态下对电池进行充电影响电池寿命，电池健康检测单元对断电后的电池进行健康检测，控制温度调节单元继续对电池进行温度调节，直至电池温度参数下降至阈值区间内，将电池重新连接电源进行充电，在保护电池寿命的同时，提高了充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体地说，涉及一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，电动汽车的充电系统成为关注的热点，新能源汽车充电电池通常都具备断电保护功能，以确保充电过程的安全性和电池寿命，断电保护是指在充电过程中，当电源意外中断或电池温度异常情况发生时，保护系统会自动停止电池充电，以避免潜在的危险和损坏，但是，现有的断电保护系统存在以下问题，当电池在充电过程中温度异常时，通过保护系统统一进行断电保护，虽然保护了电池，但是也影响了电池的充电效率导致电池电量未充满，为了对电池在充电过程中对温度参数异常的电池进行断电保护，提高电池的安全性和充电效率，因此，我们提出一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统。
发明内容
本发明的目的在于提供新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种新能源汽车充电电池的断电保护系统，包括电池状态监测单元、温度调节单元、断电保护单元和电池健康检测单元；
所述电池状态监测单元用于获取充电过程中电池的温度参数信息，并对温度参数信息进行存储；
所述温度调节单元用于接收电池状态监测单元中参数信息，设置温度阈值区间，温度参数信息与阈值区间进行比较，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节；
所述断电保护单元用于监测温度调节后的电池温度参数信息，参数仍然异常时切断电源，并发出报警信号；
所述电池健康检测单元用于对电池进行健康检测，根据检测结果分析电池健康状态，电池健康状态显示正常时，控制温度调节单元对电池进行温度调节，使电池温度下降至正常温度阈值区间时，将电池重新连接电源进行充电，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池。
作为本技术方案的进一步改进，所述电池状态监测单元采用温度传感器获取电池充电过程中表面温度参数。
作为本技术方案的进一步改进，所述温度调节单元包括温度阈值设定模块和温度对比调节模块；
所述温度阈值设定模块用于收集电池正常充电过程中温度变化区间，并设置温度阈值区间；
所述温度对比调节模块通过数学函数比对温度参数信息在阈值区间，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节。
作为本技术方案的进一步改进，所述温度对比调节模块中采用风扇对电池表面进行散热，风扇通过释放相变潜热，带走电池的热量，从而实现降温。
作为本技术方案的进一步改进，所述温度调节单元还包括计时模块，所述计时模块用于对温度对比调节模块中温度调节时长进行记录，当时长到达设定值后停止温度调节，并将电池表面温度参数信息传输至断电保护单元。
作为本技术方案的进一步改进，所述断电保护单元包括断电控制模块和报警模块；
所述断电控制模块通过收集电池表面实时温度参数信息，通过控制器判断采集到的电池充电参数信息，对于异常充电参数信息通过自动断电对电池进行保护；
所述报警模块用于接收断电信号，并通过声音报警提示电池表面温度异常。
作为本技术方案的进一步改进，所述电池健康检测单元包括健康分析模块和温度调节模块；
所述健康分析模块通过内阻测量对电池健康状态进行检测，对电池健康状态进行分析；
所述温度调节模块用于接收健康分析模块中的分析结果，电池健康状态显示正常时，控制温度对比调节模块对电池进行温度调节，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池。
作为本技术方案的进一步改进，所述电池健康检测单元还包括寿命预测模块，所述寿命预测模块采用深度学习等技术分析电池的历史数据和实时数据，建立预测模型，通过预测电池的健康状态和寿命，提前采取措施进行更换。
本发明目的之二在于，提供了应用于新能源汽车充电电池的断电保护系统的装置，包括电池保护壳，所述电池保护壳表面设有温度传感器，所述温度传感器采集电池充电过程中温度参数，所述电池保护壳两侧开设有散热孔，所述电池保护壳顶部设有相变风扇，所述相变风扇用于对电池保护壳内部的电池进行吹风散热，所述电池保护壳侧壁设有断电保护器，所述断电保护器用于对充电异常的电池进行断电保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统中，电池状态监测单元通过获取充电过程中电池的温度参数信息，温度调节单元用于接收电池状态监测单元参数信息，对异常参数信息进行温度调节，通过断电保护单元对温度调节后的电池温度参数进行检测，电池温度参数仍然异常时切断电源，对电池进行断电保护，避免在高温状态下对电池进行充电影响电池寿命，同时，电池健康检测单元对断电后的电池进行健康检测，当电池健康状态显示正常时，控制温度调节单元继续对电池进行温度调节，直至电池温度参数下降至阈值区间内，将电池重新连接电源进行充电，在保护电池寿命的同时，提高了充电效率。
2.该新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统中，通过寿命预测模块对电池健康状态和寿命进行预测，及时采取预防措施，避免设备损坏、停机或其他不可预测的问题，而且，通过预测模型，根据电池寿命预测结果合理安排维护和更换计划，有助于提高设备的可靠性，减少维修成本和停机时间，提升设备运行效率。
附图说明
图1为本发明的整体模块工作原理示意图；
图2为本发明的整体模块示意图；
图3为本发明实施例1的整体结构示意图。
图中各个标号意义为：
100、电池状态监测单元；
200、温度调节单元；210、温度阈值设定模块；220、温度对比调节模块；230、计时模块；
300、断电保护单元；310、断电控制模块；320、报警模块；
400、电池健康检测单元；410、健康分析模块；420、温度调节模块；430、寿命预测模块；
10、电池保护壳；20、温度传感器；30、相变风扇；40、断电保护器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3所示，本实施例目的之一在于，提供了一种新能源汽车充电电池的断电保护系统，包括电池状态监测单元100、温度调节单元200、断电保护单元300和电池健康检测单元400；
电池状态监测单元100用于获取充电过程中电池的温度参数信息，并对温度参数信息进行存储；
为了实时检测电池表面温度，避免电池温度异常造成安全问题，因此，电池状态监测单元100采用温度传感器获取电池充电过程中表面温度参数；
在电池充电过程中，温度是一个重要的监测参数，因为电池在充电时可能会产生热量，高温可能会对电池的性能和寿命产生负面影响，常见的温度传感器类型包括热敏电阻以及热电偶等，这些传感器可以安装在电池的表面或接近电池的位置，通过测量温度变化来监测电池的温度，温度传感器可以与电池管理系统或监测设备连接，通过监测电池充电过程中的表面温度参数，可以及时采取措施来保护电池的安全性和性能。
温度调节单元200用于接收电池状态监测单元100中参数信息，设置温度阈值区间，温度参数信息与阈值区间进行比较，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节；
为了对电池表面温度实时监控，避免温度异常影响电池使用寿命，因此，温度调节单元200包括温度阈值设定模块210和温度对比调节模块220；
温度阈值设定模块210用于收集电池正常充电过程中温度变化区间，并设置温度阈值区间；
温度对比调节模块220通过数学函数比对温度参数信息在阈值区间，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节，具体包括以下步骤：
连接传感器与数据采集系统：将温度传感器连接到数据采集系统，以获取电池温度数据。数据采集系统可以是车辆的电池管理系统；
充电过程中记录数据：在进行正常的电池充电过程中，持续记录温度数据，这可以通过数据采集系统将传感器的实时温度读数记录下来。
分析数据：收集足够的充电过程温度数据后，进行数据分析，计算最低温度、最高温度以及充电过程中的平均温度等统计指标，以识别温度变化区间。
设置温度阈值区间：根据收集到的数据和相关的安全标准，设置适当的温度阈值区间。确保将温度阈值设置在安全范围内，以避免电池过热或过冷造成安全风险或影响性能。
温度对比调节模块220中采用风扇对电池表面进行散热，风扇通过释放相变潜热，带走电池的热量，从而实现降温。
考虑到正常电池在进行降温一段时间后，温度会回归至温度阈值区间，如果在进行降温后，温度一直处于异常状态，则电池可能存在老化问题，因此，温度调节单元200还包括计时模块230，计时模块230用于对温度对比调节模块220中温度调节时长进行记录，当时长到达设定值后停止温度调节，并将电池表面温度参数信息传输至断电保护单元300，包括以下步骤：
设置温度调节设定值：根据需要，确定所需的目标温度和设定值；
开始温度调节：启动温度调节装置，并开始记录时间；
持续监测温度：在温度调节过程中，持续监测温度变化，并记录当前时间；
判断时长：将记录的时间与设定值进行比较。如果记录的时间达到或超过设定值，执行下一步骤，否则，继续监测温度，回到持续监测温度步骤；
停止温度调节：当记录的时间达到设定值时，停止温度调节装置，并结束记录。
断电保护单元300用于监测温度调节后的电池温度参数信息，参数仍然异常时切断电源，并发出报警信号；
断电保护单元300包括断电控制模块310和报警模块320；
断电控制模块310通过收集电池表面实时温度参数信息，通过控制器判断采集到的电池充电参数信息，对于异常充电参数信息通过自动断电对电池进行保护；报警模块320用于接收断电信号，并通过声音报警提示电池表面温度异常，具体包括以下步骤：
监测温度实时数据：控制器定期获取传感器采集到的电池表面温度数据，并进行实时监测；
分析电池充电参数信息：通过控制器获取并分析电池的充电参数信息，如电流、电压、温度等；
判断异常充电参数：根据预设的充电温度范围和标准，控制器对采集到的充电参数信息进行判断，判定是否存在异常充电的情况；
自动断电保护：当控制器检测到异常充电参数时，控制器会自动触发断电保护机制，切断电池与充电源之间的连接，以保护电池免受进一步的损害。
电池健康检测单元400用于对电池进行健康检测，根据检测结果分析电池健康状态，电池健康状态显示正常时，控制温度调节单元200对电池进行温度调节，使电池温度下降至正常温度阈值区间时，将电池重新连接电源进行充电，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池；
电池健康检测单元400包括健康分析模块410和温度调节模块420；健康分析模块410通过内阻测量对电池健康状态进行检测，对电池健康状态进行分析；温度调节模块420用于接收健康分析模块410中的分析结果，电池健康状态显示正常时，控制温度对比调节模块220对电池进行温度调节，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池，对电池健康进行检测包括以下步骤：
准备测量设备：选择适当的内阻测量设备，例如内阻测试仪或特定的测量装置；
充电状态：确保电池处于已充满或已放电至稳定电压状态，这是为了确保准确测量内阻，因为内阻值可能会基于电池的充电状态而变化；
测量内阻：使用内阻测试仪器将测量电极连接到电池的正负极，并根据设备的操作说明进行测量，阻测试过程中一般需要测量电池的终端电压和放电电流，并通过计算得出内阻值；
分析内阻值：根据测量得到的内阻值，参考电池制造商提供的参考值或健康状态指标，对电池的健康状态进行评估，较低的内阻值表明电池较好的健康状态，而较高的内阻值可能表示电池存在问题。
具体使用时：通过健康分析模块410对电池健康进行检测，电池健康状态显示正常时，则表示电池外部环境过热，导致温度调节单元200对电池表面进行温度调节时，电池温度参数信息仍不在阈值区间内，因此，为了保证电池充电效率，因此，在对电池健康进行判断后，当电池状态显示正常时，通过电池健康检测单元400控制温度对比调节模块220对电池表面进行吹风散热，当电池表面温度下降至阈值区间时，通过对断电的电池进行重新充电，避免因温度过高对电池进行断电保护，影响电池充电效率，同时将电池表面温度调节下降至阈值区间内进行充电，提高电池使用寿命。
电池健康检测单元400还包括寿命预测模块430，寿命预测模块430采用深度学习等技术分析电池的历史数据和实时数据，建立预测模型，通过预测电池的健康状态和寿命，提前采取措施进行更换，具体包括以下步骤：
数据收集：收集电池的历史数据和实时数据，包括电流、电压、温度、等多个方面的指标。
数据预处理：对收集的数据进行预处理，包括数据清洗、标准化、特征提取等处理，以便作为输入数据用于训练模型；
模型训练：使用深度学习等技术建立预测模型，例如循环神经网络，通过使用历史数据作为训练集，训练模型以学习电池的状态与行为之间的关联；
健康状态预测：使用训练好的模型进行预测，根据实时数据预测电池的健康状态和寿命，模型可根据当前的电流、电压、温度等实时数据，结合历史数据，提供预测结果；
预警和维护：根据健康状态预测结果，及时进行预警通知，当预测结果表明电池健康状态下降或接近寿命时，进行更换或维护操作，以避免电池故障或损坏。
本实施例目的之二在于，提供了应用于新能源汽车充电电池的断电保护系统的装置，包括电池保护壳10，电池保护壳10表面设有温度传感器20，温度传感器20采集电池充电过程中温度参数，电池保护壳10两侧开设有散热孔，电池保护壳10顶部设有相变风扇30，相变风扇30用于对电池保护壳10内部的电池进行吹风散热，电池保护壳10侧壁设有断电保护器40，断电保护器40用于对充电异常的电池进行断电保护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于，包括电池状态监测单元(100)、温度调节单元(200)、断电保护单元(300)和电池健康检测单元(400)；
所述电池状态监测单元(100)用于获取充电过程中电池的温度参数信息，并对温度参数信息进行存储；
所述温度调节单元(200)用于接收电池状态监测单元(100)中参数信息，设置温度阈值区间，温度参数信息与阈值区间进行比较，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节；
所述断电保护单元(300)用于监测温度调节后的电池温度参数信息，参数仍然异常时切断电源，并发出报警信号；
所述电池健康检测单元(400)用于对电池进行健康检测，根据检测结果分析电池健康状态，电池健康状态显示正常时，控制温度调节单元(200)对电池进行温度调节，使电池温度下降至正常温度阈值区间时，将电池重新连接电源进行充电，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述电池状态监测单元(100)采用温度传感器获取电池充电过程中表面温度参数。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述温度调节单元(200)包括温度阈值设定模块(210)和温度对比调节模块(220)；
所述温度阈值设定模块(210)用于收集电池正常充电过程中温度变化区间，并设置温度阈值区间；
所述温度对比调节模块(220)通过数学函数比对温度参数信息在阈值区间，温度参数信息在温度阈值区间则证明电池充电正常，温度参数信息不在阈值区间则证明电池充电异常，对充电异常环境温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述温度对比调节模块(220)中采用风扇对电池表面进行散热，风扇通过释放相变潜热，带走电池的热量，从而实现降温。
5.根据权利要求3所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述温度调节单元(200)还包括计时模块(230)，所述计时模块(230)用于对温度对比调节模块(220)中温度调节时长进行记录，当时长到达设定值后停止温度调节，并将电池表面温度参数信息传输至断电保护单元(300)。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述断电保护单元(300)包括断电控制模块(310)和报警模块(320)；
所述断电控制模块(310)通过收集电池表面实时温度参数信息，通过控制器判断采集到的电池充电参数信息，对于异常充电参数信息通过自动断电对电池进行保护；
所述报警模块(320)用于接收断电信号，并通过声音报警提示电池表面温度异常。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述电池健康检测单元(400)包括健康分析模块(410)和温度调节模块(420)；
所述健康分析模块(410)通过内阻测量对电池健康状态进行检测，对电池健康状态进行分析；
所述温度调节模块(420)用于接收健康分析模块(410)中的分析结果，电池健康状态显示正常时，控制温度对比调节模块(220)对电池进行温度调节，电池健康状态显示不正常时，提示更换电池。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统，其特征在于：所述电池健康检测单元(400)还包括寿命预测模块(430)，所述寿命预测模块(430)采用深度学习等技术分析电池的历史数据和实时数据，建立预测模型，通过预测电池的健康状态和寿命，提前采取措施进行更换。
9.一种用于实现如权利要求1-8任意一项所述的新能源汽车充电电池的断电保护系统的装置，其特征在于：包括电池保护壳(10)，所述电池保护壳(10)表面设有温度传感器(20)，所述温度传感器(20)采集电池充电过程中温度参数，所述电池保护壳(10)两侧开设有散热孔，所述电池保护壳(10)顶部设有相变风扇(30)，所述相变风扇(30)用于对电池保护壳(10)内部的电池进行吹风散热，所述电池保护壳(10)侧壁设有断电保护器(40)，所述断电保护器(40)用于对充电异常的电池进行断电保护。
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