[发明专利]一种圆柱电池组合中的监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池监测系统，特别是涉及一种圆柱电池组合中的监测系统及方法。

背景技术

在能量型或功率型动力电池的应用场合，考虑到卷绕式电池单体生产过程已经成熟和工业自动化技术相对较高，而且批量生产后一致性得到进一步提高以及成本的下降，因此，目前采用卷绕式小容量电池通过并联后获得较大容量的组合型电池模组已经成为一种趋势，并为众多的项目、产品和企业所应用。

当卷绕式小容量单体电池的容量为25Ah时，要组成100Ah的模组只要将4个相并联，要组成600Ah的模组只要将24个相并联，依此类推，通过任意的组合，可以生成任意容量的模组。值得注意的是，在一个高压、大容量系统上所应用的卷绕式电池的数量是非查大的。比如，在纯电动豪华旅游大巴上，一个600VDC/600Ah的系统，其25Ah电池的个数就将达到4488个左右，面对如此庞大数量的小电池构成的系统，系统对采用这种并联方式构成的卷绕式电池，提出了要求，即：并联模组中失效的电池，不能处于短路状态，而必须是开路。因为，当一个并联电池模组中有一个电池单体失效后，假如没有出现开路状态而处于短路状态，那问题将非常的严重，并联电路中周边的电池单体容量将会有很大的电流从该短路线上流过，所有并联在一起的电池单体将出现同样的问题，由于出现短路的大电流，因此，电池模组的温度将急剧上升，要是没能及时处置，还将发生事故和火灾。

又由于众多电池是处于并联模式，因此它们之间的电压是相等的，除了对温度的监测，能监测的也只有电流，由于有太多的卷绕式电池，因此要通过监测它们各个单体的电流，是难以实现的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种圆柱电池组合中的监测系统及方法，避免因电池的短路而造成意外的发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种圆柱电池组合中的监测系统，包括相互并联的N个绕卷式电池单体，其中，N＞1，所述各个卷绕式电池单体上设有环绕线圈；所述环绕线圈的引出端一端与监测电路的输入端相连，另一端接地；所述监测电路根据采集的各个卷绕式电池单体的电流得到对比基准电压，利用对比基准电压与各个卷绕式电池单体的参数进行比对完成监测。

所述监测电路包括输入端、循环矩阵开关、比较电路、A/D转换电路和由DSP芯片和FPGA芯片组成的处理电路；所述处理电路与输入端之间设有循环矩阵开关；所述输入端还通过循环矩阵开关与所述A/D转换电路的输入端相连；所述A/D转换电路输出端与比较电路相连；所述比较电路与处理电路相连；所述比较电路的基准电压由处理电路提供。

所述输入端与循环矩阵开关之间还设有信号调理电路。

所述监测电路输出端与输出网络通讯线相连。

所述的N个绕卷式电池单体的正极通过正极连接板相连，负极通过负极连接板相连。

所述环绕线圈绕制在所述绕卷式电池单体外或内置于所述绕卷式电池单体内部。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种圆柱电池组合中的监测方法，包括以下步骤：

(1)采集各个卷绕式电池单体的电流，并计算出平均值；

(2)根据平均值得到一个对比基准电压；

(3)将各个卷绕式电池单体的参数与对比基准电压进行比较，完成监测。

所述步骤(3)中如果卷绕式电池单体的参数与对比基准电压比较时出现异常，则读取所述卷绕式电池单体的参数，并将所述卷绕式电池单体的读数值及编号发送至外部系统。

所述步骤(1)中还包括对采集到的各个卷绕式电池单体的电流进行信号调理的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用一种简洁的环绕式电流监测法，通过一个简单的电路，将其进行汇总、对比分析，从而能将失效的电池单体很有效地被检测出来，通过数据通讯的方式，将讯息发送出来，以不至于出现最终电池的短路而造成意外的发生。

本发明采集的是卷绕式电池单体的电流，在对电流连续采集的过程中，附加了对并联后电压的采集，因此，它们各个卷绕式电池单体的容量也能通过数据发送的方式传递出来。

通过简易的逻辑识别和判断，当容量出现急剧的变化，就能判断可能会出现的电池失效。所以，本发明更能对突发的电池失效做出预先的监测。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明的监测电路的电路图。

具体实施方式