[发明专利]基于任意形状电池芯的形变检测电动车电池寿命衰退及安全状态的技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池的寿命衰退和安全状态的检测技术，尤其涉及一种基于电池芯的形变评估电动车电池的寿命衰退和安全状态的方法及其系统。

背景技术

电动车是用电力作为驱动，使电机转动提供驱动力促使车体向前行驶的机车。其使用电力驱动，不消耗原油，行驶中也不排放有害烟雾，因此具有绿色环保的优点，在石油资源的日益减少、大气环境的污染严重的今天，日益受到重视。按电力提供的方式的不同，电动车可以分成两大类，一类连接外部电力线来获得电力，另一类使是用电池提供电力。对于后一类电动车，由于其以电池作为能量源的电动车，在行驶中不受外部电力线的限制，电池可利用普通220V交流电充电进行反复使用，具有更高的灵活性，因此是家庭使用电动车的首选。当前，这类电动车通常由电池组作为驱动，使电机转动提供驱动力促使车体行驶。

由于制造时的细微差异，电动车的电池组中的电池芯即便是同一型号，其寿命衰退也不一致。有些电池芯的寿命可长达几年、重复充电数千次，有些电池芯则寿命较短、重复充电可能只有数百次。在目前的电池管理技术中，对电池芯的寿命衰退与安全状态相关的变量包括电流、电压、温度，这些都是常用变量。事实上，随着使用次数增多，电池芯的形状也会随之发生变化。这种形变一部分是由电池组在充放电时经历的温度变化所致，如电池组的内部温度升高时，其壳体会膨胀，而电池组的内部温度降低时，其壳体会收缩；另一部分则是由于使用时间的积累，电池芯内部的物质发生转移从而引起电池组的壳体发生缓慢的但却不可逆转的形状变化。因此可见，电池芯的这种形状变化是与其使用情况相关的，即从电池芯的形变可以间接推测出电池芯的寿命衰退(或剩余使用寿命、剩余可充电次数)以及安全状态。

目前，现有技术中将电池的形变与其使用情况关联的应用仅限于通过电池的形变量判断其是否可用，例如专利申请201210083819公开的一种方型动力锂离子电池及其保护方法，其包括：1)在钢壳电池的壳体上安装形变感应器；2)在钢壳电池充满电后设定初始控制量；3)形变感应器实时检测壳体的形变；4)当壳体发生的形变大于控制量时，形变感应器发出报警信号给电池管理系统，电池管理系统切断电池的进一步使用，报警器发出报警声。

但是，对于电动车使用的电池(电池组)，不能简单地判断其是否可用并在不可用的情况下切断对其的使用，而是需要通过检测该电池(电池组)的状态来预测、评估其寿命衰退以及安全状态，以保证在电动车使用该电池(电池组)的过程是可靠的。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种电动车电池的寿命衰退和安全状态的评估方法及其系统，基于对电池芯的形变的检测来预测、评估其寿命衰退以及安全状态。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动车电池的寿命衰退和安全状态的评估方法及其系统，通过结合电动车电池的电池芯的形变信息和该电池的性能信息，评估电动车电池的寿命衰退以及安全状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动车电池的寿命衰退和安全状态的评估方法，其特征在于，包括：

设置信息采集模块，所述信息采集模块与电动车的电池相连；

所述信息采集模块采集所述电池的电池芯的形变信息并将所述形变信息传输到信息分析模块；

所述信息分析模块根据所述形变信息判断所述电池芯的形变是否正常，并在所述形变不正常的情况下发送控制信号到所述信息采集模块，以指令所述信息采集模块采集所述电池的性能信息；

所述信息分析模块根据所述性能信息评估所述电池的寿命衰退和安全状态。

进一步地，所述信息采集模块包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、形变传感器和第一通信单元；所述温度传感器用以测量所述电池的温度，所述电流传感器用以测量所述电池的电流，所述电压传感器用以测量所述电池的电压，所述形变传感器用以测量所述电池芯的形变量，所述第一通信单元用以发送所述形变信息和所述性能信息；所述电池的所述电流包括所述电池的充电电流和放电电流。

进一步地，所述形变传感器为应变片或光纤传感器。

进一步地，所述形变信息是所述电池芯的所述形变量；所述性能信息包括所述电池的所述温度、所述电流和所述电压。

进一步地，所述信息分析模块通过将所述电池芯的所述形变量与形变阈值进行比较，在所述形变量不大于所述形变阈值时判断所述电池芯的形变为正常，在所述形变量大于所述形变阈值时判断所述电池芯的形变为不正常。