[发明专利]锂电池安全监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池监测领域，更具体涉及一种锂电池安全监测系统。

背景技术

环境污染和能源危机成为当下发展的两大问题，因此汽车电动化技术以其绿色环保、节能减排等独特优势，得到了广泛的研究。电池作为汽车电动化技术的关键所在，其性能对电动汽车的使用安全以及发展前景具有重大影响。汽车常用的电池为锂电池，对锂电池的热管理是安全监测的一个重点。常规监测传感器主要针对电池整体进行温度上的监测，无法实现对每个电池单元内部的温度进行实时监测，同时现有的监测方法也无法实现对锂电池内部形变的监测。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何实时检测锂电池内部的温度以及形变。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂电池安全监测系统，所述系统包括信号控制模块以及锂电池模块；所述锂电池模块包括若干个电池单元，每个所述电池单元均内嵌有光纤传感器；

所述信号控制模块向所述锂电池模块提供原始光信号，所述原始光信号经过对应的电池单元的所述光纤传感器调制后形成调制光信号，所述调制光信号反射回所述信号控制模块，所述信号控制模块对其接收的所述调制光信号进行解调形成解调光信号，并根据所述解调光信号的波长漂移度确定对应的待监测信息的数据。

优选地，所述光纤传感器的外表面设置有保护层，并且所述光纤传感器嵌入到所述电池单元的电池的内部。

优选地，所述电池单元的电池为叠片式锂电池或卷绕式锂电池。

优选地，所述锂电池模块还包括若干个电池块，每个所述电池块均包括若干个所述电池单元。

优选地，所述信号控制模块包括光源子模块、光环行器子模块、光开关子模块以及信号采集处理子模块；

所述光源子模块产生所述原始光信号，并将所述原始光信号输入所述光环行器子模块中，所述光环行器子模块将所述原始光信号送人所述光开关子模块，所述光开关子模块将所述原始光信号送入对应的所述电池块中，所述电池块中对应的所述电池单元对所述原始信号进行调制，形成的所述调制光信号由对应的所述电池单元反射后经过依次所述光开关子模块和光环行器子模块进入所述信号采集处理子模块，所述信号采集处理子模块对其接收的所述调制光信号进行解调形成解调光信号，并根据所述解调光信号的波长漂移度确定对应的待监测信息的数据。

优选地，所述光开关子模块包括时分复用多路光开关，所述时分复用多路光开关将其接收的所述原始光信号分时送入各个所述电池块中。

优选地，每个所述电池块均包括至少一根光纤，并且每根所述光纤上间隔设置有若干个具有不同反射波长的光纤传感器，每个所述光纤传感器分别位于一个所述电池单元中。

优选地，所述光纤传感器为光纤光栅传感器、基于膜间干涉的全光纤传感器或微纳米传感器。

优选地，所述光纤传感器为测量温度的光纤传感器或测量形变的光纤传感器。

优选地，所述光源子模块包括SLED光源。

(三)有益效果

本发明提供了一种锂电池安全监测系统，本发明的系统包括信号控制模块以及锂电池模块；锂电池模块包括若干个电池单元，每个电池单元均内嵌有光纤传感器。信号控制模块向锂电池模块提供原始光信号，原始光信号经过对应的电池单元的光纤传感器调制后反射回信号控制模块，信号控制模块对其接收的光信号进行解调，并根据解调得到的光信号的波长漂移度确定对应的待监测信息的数据。本发明通过带有传感器的锂电池模块、信号控制模块实现了对电芯内部的温度、压力、震动、位移形变、正负极极片位置变化等本征数据，从而使检测得到的数据更真实客观的电池内部电芯的实际情况，为动力电池的安全应用提供了更准确的数据。。另外，本发明的系统中设置了时分复用多路光开关，从而可以实现对多个电池块的分时监测，实现对锂电池的全方位监测，同时本发明在每个电池块中的一根光纤上设置了具有不同反射波长的光纤传感器，每个光纤传感器属于不同的电池单元，因此结合波分复用技术实现了通过不同的反射波长来对各个电池单元进行监测，进而实现对同一电池块中不同电池单元工作状态下的内部状态进行监测。