CN118472446A - 一种锂电池的热失控安全预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及到一种锂电池的热失控安全预警方法及系统，所述方法包括：基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据；基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，发出二级预警警报。通过上述方法，提高了热失控预警快速性和准确性，避免或减小热失控的危害，提升预警的实时性和准确性的同时，提升安全性。
Description
技术领域
本申请涉及到电池技术领域，特别是涉及到一种锂电池的热失控安全预警方法及系统。
背景技术
锂电池因其具有能量高、自放电率低以及循环寿命长等特点，是目前电动车辆的主要能量源。随着锂电池在电动车辆上的大规模应用，以热失控为代表的锂电池安全事故时有发生，热失控事故通常表现为锂电池温度骤升、冒烟、起火等。然而，传统技术无法有效的进行锂电池热失控预警，从而无法保证锂电池使用的安全性。因此如何提高热失控预警的快速性和准确性，及时发现锂电池异常状态，避免或减小热失控的危害，提升安全性的问题亟待解决。
发明内容
本申请的主要目的为提供一种锂电池的热失控安全预警方法及系统，旨在提高热失控预警的快速性、准确性。
为了实现上述发明目的，本申请提出一种锂电池的热失控安全预警方法，包括：
一种锂电池的热失控安全预警方法，所述方法包括：
基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；
当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。
进一步地，所述基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围，具体包括：
根据预设的阈值范围等级判断所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第一预设阈值范围时，采取降温通风措施；
当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
当所述环境数据在第三预设阈值范围时，发出一级预警警报。
进一步地，所述根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报，具体包括：
判断所述内阻数据是否在预设阈值内阻范围内；
当所述内阻数据不在预设阈值内阻范围内时，发出三级预警警报；
当所述内阻数据在预设阈值内阻范围内时，根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图；
根据所述内阻变化的趋势图分析所述锂电池的老化情况，评估所述锂电池的使用寿命。
进一步地，所述根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图，具体包括：
根据所述内阻数据得到锂电池老化的内阻变化曲线图；
基于加速模型计算所述预设温度下的加速因子，根据所述加速因子和所述曲线图得到所述锂电池老化的趋势图。
进一步地，所述基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据的步骤之后，具体包括：
基于电压传感器和电流传感器获取所述锂电池的外部电压值和外部电流值；
根据所述外部电压值和所述外部电流值判断锂电池的运行状态；
根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作。
进一步地，所述根据所述外部电压和所述外部电流判断锂电池的运行状态，具体包括：
分别将所述电压值和所述外部电流值与预设电压范围和预设电流范围进行比较；
当所述电压值和所述电流值均在所述预设电压范围和所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为正常运行状态；
当所述电压值大于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为过充状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值小于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为欠放电状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为短路状态。
进一步地，所述根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作，具体包括：
当所述锂电池为过充状态时，基于智能控制系统降低所述锂电池的电压；
当所述锂电池为欠放电状态时，立即停止放电并发出二级预警警报；
当所述锂电池为短路状态时，立即切断电源并发出一级预警警报。
一种基于锂电池的热失控安全预警系统，所述系统包括：
环境数据模块，基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
等级判定模块，基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
特征数据模块，当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
比较模块，将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
一级预警模块，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；
二级预警模块，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
内阻数据模块，当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
三级预警模块，根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。
本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项锂电池的热失控安全预警方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项锂电池的热失控安全预警方法的步骤。
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及到一种锂电池的热失控安全预警方法及系统，所述方法包括：基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。通过上述方法，提高了热失控预警快速性和准确性，及时发现锂电池异常状态，避免或减小热失控的危害，提升预警的实时性和准确性的同时，大大提升安全性。
附图说明
图1为本申请锂电池的热失控安全预警方法的一实施例流程示意图；
图2为本申请锂电池的热失控安全预警系统的一实施例结构示意图；
图3为本申请计算机设备的一实施例结构示意框图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1，本申请实施例提供一种锂电池的热失控安全预警方法，包括步骤S10-S80，对于锂电池的热失控安全预警方法的各个步骤的详细阐述如下。
S10、基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
本实施例中，具体地，在一实施例中，安装了温度传感器和湿度传感器，分别放置在电池组周围的位置，传感器通过与微控制器或数据采集器连接，能够实时采集环境数据，并将其转换成数字信号，具体地，温度传感器会测量到当前环境温度为25摄氏度，湿度传感器测量到当前环境湿度为60%，这些数据会被传输到数据处理单元，所述数据处理单元可以为嵌入式系统或者云端服务器，不作具体限制，以进行进一步的处理和分析。
S20、基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
本实施例中，具体地，在一实施例中，基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围，包括：根据预设的阈值范围等级判断所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第一预设阈值范围时，采取降温通风措施；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；当所述环境数据在第三预设阈值范围时，发出一级预警警报。
S30、当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
本实施例中，具体地，在一实施例中，当环境数据在第二阈值范围内，分别根据温度传感器和可燃气体传感器采集锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值，在本实施例中，检测到锂电池内部温度为30摄氏度，可燃气体浓度为50ppm。
S40、将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
本实施例中，具体地，在一实施例中，设定预设温度阈值为40摄氏度，预设可燃气体浓度阈值为100ppm。采集到锂电池的内部温度35摄氏度，可燃气体浓度80ppm，将锂电池内部温度值和可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较：在该实施例中，锂电池实际内部温度和实际可燃气体浓度均低于预设阈值，因此在本实施中锂电池处于安全范围内，没有超过阈值。
S50、当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报。
本实施例中，具体地，在一实施例中，设定预设温度阈值为50摄氏度，预设可燃气体浓度阈值为90ppm。采集到锂电池的内部温度60摄氏度，可燃气体浓度100ppm，将锂电池内部温度值和可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较，在该实施例中，锂电池内部温度值大于所述预设温度阈值且可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值，发出一级预警警报，一级预警警报为声音警报，通过声音警报器或警报声音模块发出警报声音，以吸引操作人员的注意力，所述一级预警警报还可以包括触发系统中预先设定的自动控制措施，例如关闭电池充电、切断电源供应、启动紧急通风系统等，以减轻可能的安全风险。
S60、当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
本实施例中，设置预设温度阈值为40摄氏度，预设可燃气体浓度阈值为100ppm。在一实施例中，检测到锂电池的内部温度为42摄氏度，可燃气体浓度为90ppm 在这种情况下，内部温度值大于预设温度阈值，然而可燃气体浓度值低于预设浓度阈值。因此发出二级预警警报。所述二级预警警报为视觉警示，系统可以通过闪烁的警示灯或显示屏上的警报信息来提醒操作人员。这种方式可以在较远的距离或者嘈杂的环境中有效地吸引注意力；在另一实施例中，检测到锂电池的内部温度为38摄氏度，可燃气体浓度为110ppm 此时，锂电池的内部温度值小于等于预设温度阈值，可燃气体浓度值大于预设浓度阈值，同样满足条件，发出二级预警警报。
S70、当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
本实施例中，预设温度阈值为40摄氏度，预设可燃气体浓度阈值为100ppm，采集到锂电池的内部温度为35摄氏度，锂电池内部的可燃气体浓度：80ppm，锂电池内部温度值和可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较，在该实施例中，锂电池的内部温度和可燃气体浓度均小于或等于预设的阈值，此时，启动电池检测仪来获取锂电池的内阻数据，根据电池检测仪得到了在该实施例中锂电池的内阻数据为10 mΩ。
S80、根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报；
本实施例中，设定预设内阻阈值为15 mΩ，检测锂电池的实际内阻值为10 mΩ，将锂电池的实际内阻值与预设内阻阈值进行比较，在该实施例中，实际内阻值小于预设内阻阈值，因此，在该实施例中 ，不会发出三级预警警报，内阻值处于安全范围内。在另一实施例中，检测到内阻值为20，超过了预设内阻阈值，发出三级预警警报，以提醒操作人员可能存在的安全风险，并采取必要的措施来减轻风险，在本实施例中，三级预警为文本消息或通知：系统可以通过手机应用程序、电子邮件、短信或其他通讯方式向操作人员发送警报消息，提醒他们检查系统状态并采取必要的措施。
在一个实施例中，所述基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围，具体包括：根据预设的阈值范围等级判断所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第一预设阈值范围时，采取降温通风措施；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；当所述环境数据在第三预设阈值范围时，发出一级预警警报。
本实施例中，具体地，设置内部温度阈值范围：设置第一预设阈值为30摄氏度以下时采取降温通风措施；设置第二预设阈值为30摄氏度到40摄氏度之间时，获取内部温度值和可燃气体浓度值；设置第三预设阈值：40摄氏度以上时发出一级预警警报。设置可燃气体浓度阈值范围：第一预设阈值为80ppm以下时采取降温通风措施；第二预设阈值：80ppm到100ppm之间（获取内部温度值和可燃气体浓度值）；第三预设阈值：100ppm以上时发出一级预警警报。在该实施例中，采集到锂电池内部温度：25摄氏度，可燃气体浓度：70ppm，根据阈值范围判断：内部温度处于第一预设阈值范围以下，采取降温通风措施。可燃气体浓度处于第一预设阈值范围以下，也需要采取降温通风措施。在另一实施例中，内部温度：35摄氏度可燃气体浓度：90ppm，此时内部温度处于第二预设阈值范围，根据温度传感器和气体传感器获取内部温度值和可燃气体浓度值。又在另一实施例中，内部温度：45摄氏度可燃气体浓度：110ppm，内部温度和可燃气体浓度均处于第三预设阈值范围以上，发出一级预警警报。
在一个实施例中，所述根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报，具体包括：判断所述内阻数据是否在预设阈值内阻范围内；当所述内阻数据不在预设阈值内阻范围内时，发出三级预警警报；当所述内阻数据在预设阈值内阻范围内时，根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图；根据所述内阻变化的趋势图分析所述锂电池的老化情况，评估所述锂电池的使用寿命。
本实施例中，所述根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图，具体包括：根据所述内阻数据得到锂电池老化的内阻变化曲线图；基于加速模型计算所述预设温度下的加速因子，根据所述加速因子和所述曲线图得到所述锂电池老化的趋势图。在一实施例中，具体地，第一预设阈值：10 mΩ以下，第二预设阈值：10 mΩ到15 mΩ之间，第三预设阈值：15 mΩ以上，采集到锂电池的内阻数据：12 mΩ，该内阻数据不在第一预设阈值内阻范围内，通过文本消息或通知：系统可以通过手机应用程序、电子邮件、短信或其他通讯方式向操作人员发送三级预警警报消息；在另一实施例中，锂电池的内阻数据：8 mΩ，此时；锂电池的内阻数据在第一预设阈值内阻范围内，我们将根据内阻数据得到锂电池内阻老化的趋势图。定点对锂电池进行内阻检测并记录内阻数据，在该实施例中，我们得到五个时间点的锂电池内阻数据，第一时间点检测到内阻值为10 mΩ，第一时间点检测到内阻值为11 mΩ，第一时间点检测到内阻值为12 mΩ，第一时间点检测到内阻值为13 mΩ，第一时间点检测到内阻值为14 mΩ，根据这些数据绘制内阻随时间变化的趋势图。随着时间的推移，内阻可能逐渐增加，这可能表示锂电池的老化情况，通过对趋势图分析内阻变化的趋势，评估锂电池的使用寿命和健康状况。
在一个实施例中，所述根据所所述述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图，具体包括：根据所述内阻数据得到锂电池老化的内阻变化曲线图；基于加速模型计算所述预设温度下的加速因子，根据所述加速因子和所述曲线图得到所述锂电池老化的趋势图。
本实施例中，锂电池的内阻随着时间和充放电循环会逐渐增加，反映了电池性能的衰退。内阻的增加通常是由于电极材料的结构破坏、电解液中的溶质析出、电解质的分解等因素导致的。在一实施例中，初始锂电池内阻为50 mΩ，每周定点检测锂电池内阻随时间变化的数据，在该实施例中，得到以下内阻数据：第一周内阻为55 mΩ；第二周内阻为 60 mΩ，第三周内阻为70 mΩ，第四周内阻为 80 mΩ，通过以上数据来绘制内阻随时间变化的曲线图。获取锂电池周围环境的实际温度，在本实施例中，实际测量温度为50°C，预设温度为25°C，基于加速老化模型计算得到加速因子为约 3.15。利用计算得到的加速因子和内阻随时间变化的曲线图来绘制锂电池在预设温度下的老化趋势图。加速因子告诉我们在高温下的老化速率相对于预设温度的倍数。根据加速模型，将每周的内阻增加率乘以加速因子得到实际温度下锂电池的内阻增加情况。从而来预测在不同温度条件下锂电池的寿命变化，从而来制定更有效的电池管理策略和预防措施。
在一个实施例中，所述基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据的步骤之后，具体包括：基于电压传感器和电流传感器获取所述锂电池的外部电压值和外部电流值；根据所述外部电压值和所述外部电流值判断锂电池的运行状态；
根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作。
本实施例中，在一实施例中，基于电压传感器检测到锂电池的电压为4.2V，电流传感器检测到电流为2A。判断锂电池的运行状态：系统根据获取的数值判断电池状态，在该实施例中，4.2V的电压在正常范围内，而2A的电流也在正常范围内，因此系统判断电池处于正常状态。在另一实施例中，获取外部电压值和外部电流值，在该实施例中，电压传感器检测到锂电池的外部电压为4.3V，电流传感器检测到外部电流为3.5A，此时，外部电压略高于正常范围，而3.5A的电流也高于正常范围，表示电池正在过充或过载状态，系统立即发出警报并停止充电操作，以防止进一步的过充或过载，从而避免潜在的安全风险。
在一个实施例中，所述根据所述外部电压和所述外部电流判断锂电池的运行状态，具体包括：分别将所述电压值和所述外部电流值与预设电压范围和预设电流范围进行比较；当所述电压值和所述电流值均在所述预设电压范围和所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为正常运行状态；当所述电压值大于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为过充状态；当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值小于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为欠放电状态；当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为短路状态。
本实施例中，设置锂电池预设电压范围为3.0V到4.2V，预设电流范围为0A到2A。在一实施例中，检测到锂电池当前的电压值为3.7V，电流值为1.5A。由于电压和电流都在预设范围内，因此锂电池被认为处于正常运行状态。在另一实施例中，锂电池的电压值为4.5V，电流值为2.5A。这时电压超出了预设范围，同时电流也超出了预设范围，因此锂电池被判断为过充状态。在另一实施例中，检测到锂电池的电压值为2.8V，电流值为0.2A。由于电压低于预设范围，而且电流也低于预设范围，所以锂电池被认为处于欠放电状态。在又一实施例中，检测到锂电池的电压值为2.5V，电流值为3A。在这种情况下，电压低于预设范围，但是电流超出了预设范围，因此锂电池被判断为短路状态。
在一个实施例中，所述根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作，具体包括： 当所述锂电池为过充状态时，基于智能控制系统降低所述锂电池的电压；当所述锂电池为欠放电状态时，立即停止放电并发出二级预警警报；当所述锂电池为短路状态时，立即切断电源并发出一级预警警报。
本实施例中，设置锂电池预设电压范围为3.0V到4.2V，预设电流范围为0A到2A。在一实施例中，检测到锂电池的电压为4.5V，电流为2.5A，锂电池电压超过了预设范围，处于过充状态。智能控制系统会通过调节电流来降低电池的电压，以确保其在安全范围内。在该实施例中，系统可以通过调整充电器的输出电流来控制电池的充电速率，从而避免过度充电。在另一实施例中，检测到锂电池电压降至2.8V，电流为0.2A，处于欠放电状态。智能控制系统会立即停止电池的放电过程，并发出二级预警警报，以提醒用户电池已接近耗尽，需要充电或者更换。在又一实施例中，锂电池电压降至2.5V，但电流却急剧增加至3A，表示锂电池处于短路状态。智能控制系统会立即切断电源，以防止电池发生进一步损坏或者安全问题，并发出一级预警警报，提醒用户出现了严重故障。
参照图2，本申请提供一种锂电池的热失控安全预警系统，所述系统包括：
环境数据模块10，基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
等级判定模块20，基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
特征数据模块30，当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
比较模块40，将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
一级预警模块50，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；
二级预警模块60，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
内阻数据模块70，当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
三级预警模块80，根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。
如上所述，可以理解地，本申请中提出的所述的锂电池的热失控安全预警系统的各组成部分可以实现如上所述的锂电池的热失控安全预警方法任一项的功能。
在一个实施例中，所述环境数据模块10还包括执行：
基于电压传感器和电流传感器获取所述锂电池的外部电压值和外部电流值；
根据所述外部电压值和所述外部电流值判断锂电池的运行状态；
根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作。
在一个实施例中，所述等级判定模块20还包括执行：
根据预设的阈值范围等级判断所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第一预设阈值范围时，采取降温通风措施；
当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
当所述环境数据在第三预设阈值范围时，发出一级预警警报。
在一个实施例中，所述环境数据模块10还包括执行：
分别将所述电压值和所述外部电流值与预设电压范围和预设电流范围进行比较；
当所述电压值和所述电流值均在所述预设电压范围和所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为正常运行状态；
当所述电压值大于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为过充状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值小于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为欠放电状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为短路状态。
在一个实施例中，所述环境数据模块10还包括执行：
当所述锂电池为过充状态时，基于智能控制系统降低所述锂电池的电压；
当所述锂电池为欠放电状态时，立即停止放电并发出二级预警警报；
当所述锂电池为短路状态时，立即切断电源并发出一级预警警报。
在一个实施例中，所述三级预警模块80还包括执行：
判断所述内阻数据是否在预设阈值内阻范围内；
当所述内阻数据不在预设阈值内阻范围内时，发出三级预警警报；
当所述内阻数据在预设阈值内阻范围内时，根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图；
根据所述内阻变化的趋势图分析所述锂电池的老化情况，评估所述锂电池的使用寿命。
在一个实施例中，所述三级预警模块80还包括执行：
根据所述内阻数据得到锂电池老化的内阻变化曲线图；
基于加速模型计算所述预设温度下的加速因子，根据所述加速因子和所述曲线图得到所述锂电池老化的趋势图。
参照图3，本申请实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备的内部结构可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和显示装置及输入装置。其中，该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机设备的显示装置用于显示交互页面。该计算机设备的输入装置用于接收用户的输入。该计算机设备设计的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该计算机设备的数据库用于存放原始数据。该计算机程序被处理器执行时以实现一种锂电池的热失控安全预警方法。
上述处理器执行上述的锂电池的热失控安全预警方法，所述方法包括：基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。通过上述方法，提高了热失控预警快速性和准确性，及时发现锂电池异常状态，避免或减小热失控的危害，提升预警的实时性和准确性的同时，大大提升安全性。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现一种锂电池的热失控安全预警方法，基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。
所述计算机可读存储介质提供了一种锂电池的热失控安全预警方法，所述方法包括：基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。通过上述方法，提高了热失控预警快速性和准确性，及时发现锂电池异常状态，避免或减小热失控的危害，提升预警的实时性和准确性的同时，大大提升安全性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双速据率SDRAM（SSRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，包括：
基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；
当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报；
所述基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围，具体包括：
根据预设的阈值范围等级判断所述环境数据的等级范围；
当所述环境数据在第一预设阈值范围时，采取降温通风措施；
当所述环境数据在第三预设阈值范围时，发出一级预警警报。
2.如权利要求1所述的一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报，具体包括：
判断所述内阻数据是否在预设阈值内阻范围内；
当所述内阻数据不在预设阈值内阻范围内时，发出三级预警警报；
当所述内阻数据在预设阈值内阻范围内时，根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图；
根据所述内阻变化的趋势图分析所述锂电池的老化情况，评估所述锂电池的使用寿命。
3.如权利要求2所述的一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述根据所述内阻数据得到所述锂电池内阻老化的趋势图，具体包括：
根据所述内阻数据得到锂电池老化的内阻变化曲线图；
基于加速模型计算所述预设温度下的加速因子，根据所述加速因子和所述曲线图得到所述锂电池老化的趋势图。
4.如权利要求1所述的一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据的步骤之后，具体包括：
基于电压传感器和电流传感器获取所述锂电池的外部电压值和外部电流值；
根据所述外部电压值和所述外部电流值判断锂电池的运行状态；
根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作。
5.如权利要求4所述的一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述根据所述外部电压和所述外部电流判断锂电池的运行状态，具体包括：
分别将所述电压值和所述外部电流值与预设电压范围和预设电流范围进行比较；
当所述电压值和所述电流值均在所述预设电压范围和所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为正常运行状态；
当所述电压值大于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为过充状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值小于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为欠放电状态；
当所述电压值小于所述预设电压范围，且所述电流值大于所述预设电流范围时，则判断所述锂电池为短路状态。
6.如权利要求4所述的一种基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述根据所述锂电池的运行状态进行对应的安全预警操作，具体包括：
当所述锂电池为过充状态时，基于智能控制系统降低所述锂电池的电压；
当所述锂电池为欠放电状态时，立即停止放电并发出二级预警警报；
当所述锂电池为短路状态时，立即切断电源并发出一级预警警报。
7.一种基于锂电池的热失控安全预警系统，所述基于锂电池的热失控安全预警系统用于执行根据权利要求1-6中任意一项所述的基于锂电池的热失控安全预警方法，其特征在于，所述系统包括：
环境数据模块，基于温度传感器和湿度传感器实时采集锂电池周围的环境数据，其中，所述环境数据包括温度数据和湿度数据；
等级判定模块，基于预设的阈值范围等级确定所述环境数据的等级范围；
特征数据模块，当所述环境数据在第二预设阈值范围时，获取所述锂电池的内部温度值和可燃气体浓度值；
比较模块，将所述内部温度值和所述可燃气体浓度值分别与预设温度阈值和预设浓度阈值进行比较；
一级预警模块，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出一级预警警报；
二级预警模块，当所述内部温度值大于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值，或者所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值大于所述预设浓度阈值时，发出二级预警警报；
内阻数据模块，当所述内部温度值小于等于所述预设温度阈值且所述可燃气体浓度值小于等于所述预设浓度阈值时，基于电池检测仪获取所述锂电池的内阻数据；
三级预警模块，根据所述内阻数据确定是否发出三级预警警报。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的锂电池的热失控安全预警方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项锂电池的热失控安全预警方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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