[发明专利]一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统

权利要求书

1.一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统，其特征在于，其包括数据处理单元、热失控预警单元和信号监测单元；其中，所述数据处理单元包括控制器；所述热失控预警单元包括报警器；所述信号监测单元包括初级处理模块和信号监测模块；所述信号监测单元与数据处理单元的控制器通信连接，所述控制器与报警器通信连接；

其中，所述信号监测单元设置在电池模组端，与用于监测电池模组运行状态的各传感器通信连接，所述信号监测模块用于获取各传感器采集的特征值，并将得到的特征值信号进行AD转化后传输给初级处理模块；经初级处理模块进行初步数据处理后的信息能够传输给控制器；所述控制器，用于根据所获得的信号监测单元的特征值信息对各传感器未来的动作进行控制，并根据当前特征值与报警等级实现对报警器的控制；

所述初级处理模块包括阈值判定模块、执行模块、时钟模块和初级处理单元，阈值判定模块的阈值包括特征值上限阈值和特征值下限阈值，经AD转化后的特征值首先与阈值判定模块设定的阈值进行比较，若所有特征值均小于对应的特征值下限阈值，则将AD转化后的特征值直接丢弃，无需作进一步处理；当所有特征值均小于对应的特征值上限阈值且部分特征值大于对应的特征值下限阈值时，此时启动执行模块，执行模块调用位于电池模组附近的冷却装置对电池模组进行降温处理，此时经AD转化后的特征值也直接丢弃，无需作进一步处理；当部分特征值大于对应的特征值上限阈值时，此时启动初级处理模块的初级处理单元对当前所采集的所有特征值进行初步处理，包括进行标识、归类和时间赋予，然后通过Zigbee将经初步处理的当前所采集的所有特征值传输给控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统，其特征在于，所述各传感器包括温度传感器、压力传感器、电位传感器、一氧化碳气体浓度传感器、氢气浓度传感器和烟雾浓度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统，其特征在于，所述控制器包括MCU，其能够对信号监测单元传输的数据进行数据融合判断，获得诊断结果，并进一步指示报警器、传感器和信号监测单元动作。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统，其特征在于，控制器内设置有热失控阈值标准和报警等级，当诊断结果超过所设热失控阈值标准时，控制器会进一步提高各传感器的采样频率；当诊断结果超过所设报警等级时，控制器会指示报警器进行时空报警，并配合BMS系统进行电池后续处理。

5.一种预警方法，该方法采用权利要求1-4中任一项所述的一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警系统，其特征在于，该预警方法包括以下步骤：

S1、信息监测单元实时获取各传感器采集的温度、压力、气体浓度、烟雾浓度特征值，通过其初级处理模块将符合要求的电池的各项特征值实时传递给控制器；

S2、控制器将各传感器监测到的所述符合要求的电池的各项特征值进行数据融合判断，获得诊断结果，并将符合要求的电池的各项特征值按标识、归类和时间顺序进行存储；

S3、控制器根据诊断结果，对报警器和传感器进行控制；

其中，所述步骤S1包括以下子步骤：

S101、实时采集所监测电池模组的特征值，包括温度值、压力值、电势差、气体浓度和烟雾浓度；

S102、将得到的特征值信号进行AD转化后传输给初级处理模块，初级处理模块包括阈值判定模块、执行模块、时钟模块和初级处理单元，阈值判定模块的阈值包括特征值上限阈值和特征值下限阈值，经AD转化后的特征值首先与阈值判定模块设定的阈值进行比较，若所有特征值均小于对应的特征值下限阈值，此时将AD转化后的特征值直接丢弃，无需作进一步处理；当所有特征值均小于对应的特征值上限阈值且部分特征值大于对应的特征值下限阈值时，此时启动执行模块，执行模块调用位于电池模组附近的冷却装置对电池模组进行降温处理，此时经AD转化后的特征值也直接丢弃，无需作进一步处理；当部分特征值大于对应的特征值上限阈值时，此时启动初级处理模块的初级处理单元对当前所采集的所有特征值进行初步处理，包括进行标识、归类和时间赋予，然后通过Zigbee将经初步处理的当前所采集的所有特征值传输给控制器；所述经初步处理的当前所采集的所有特征值即为符合要求的电池的各项特征值。