[发明专利]基于红外热成像的电池组安全预警方法及其预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池组安全技术领域，具体涉及一种基于红外热成像的电池组安全预警方法及其预警系统。

背景技术

当前，越来越多的城市公共交通车辆的动力源采用了电池组供电。电池组是由成百上千的单体电池组合而成，现有的电池组管理系统(BMS)只能进行电池温度的点检测，无法全面评估每一个单体电池以及电池组整体的热状态，而电池组安全事故的发生，原因不尽相同，但最终的表现都为热失衡。另外，电池组管理系统都是以待管理的电池组作为其电能来源，但电池组本身出现故障时，无法保证电池组管理系统的可靠供电，使得电池组管理系统的功能随之失效，无法再提供安全预警，因此，现有的电池组管理系统的应急管理可靠性不高。

本发明采用红外热成像技术，对单体电池及整个电池组进行全温度场检测，分析计算温度指标，对电池一致性进行判断，根据电池类型的温度门限阀值，给出电池安全故障预警，且采用不依赖被测电池组的独立供电方式，从而大大提高了电池组管理系统的应急管理可靠性。

发明内容

本申请通过提供一种基于红外热成像的电池组安全预警方法及其预警系统，以解决电池组管理系统只能进行电池温度的点检测，无法真实反映每个单体电池及电池组的热状态，以及电池组管理系统以待管理的电池组作为其电能来源，一旦电池组本身出现故障，则无法保证电池组管理系统的可靠供电的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

一种基于红外热成像的电池组安全预警方法，包括如下步骤：

S1：获取电池组红外热成像；

S2：对红外热成像数据进行预处理；

S3：计算电池组温度场的特征参数，具体包括：

温度场极值T_r＝T_hmax-T_lmin，式中，T_hmax为根据红外热成像获取的最高温度值，T_lmin为根据红外热成像获取的最低温度值；

对红外热图进行区域分割，即：电池组以K*M方式排列，K为行数，M为列数，则将电池组温度场以L行N列进行矩形区域分割，其中，L与K正相关，N与M正相关，取矩形区域中心点的温度为当前矩形区域的温度T_ij，其中，1≤i≤L，1≤j≤N；

温度场的温度均值温度场温度方差

定位热点区域R_hot；

S4：根据电池组温度场的特征参数进行安全判定，如果判定安全，则继续跳转到步骤S1，否则，进入步骤S5；

S5：将判定的结果传输至上位机，并报警。

进一步地，步骤S3中定位热点区域R_hot的具体步骤为：

A1：判断待定区域内的最低温度T_l是否大于T_p+Q，如果是，则进入步骤A2，否则，继续回到步骤A1，其中，Q为热点区域的温度间隙值；

A2：判断待定区域内的极值温度T′_r是否小于热点区域的温度参考梯度W，如果是，则跳转至步骤A1，否则，进入步骤A3；

A3：发现热点区域R_hot，待定区域即为热点区域。

进一步地，步骤S4中根据电池组温度场的特征参数进行安全判定的具体步骤包括：

B1：判断T_r＞T_ralarm或者T_hmax＞T_halarm吗？如果是，则执行步骤B5，否则，进入步骤B2，其中，T_r为温度场极值，T_ralarm为电池场温度极值上限，T_hmax为最高温度值，T_halarm为电池温度绝对上限；

B2：判断是否存在热点区域R_hot，如果是，则执行步骤B6，否则，进入步骤B3；

B3：判断温度场温度方差T_V是否大于电池组不均衡容限S，如果是，则进入步骤B4，否则，跳转至步骤B1；

B4：电池组热状态不均衡，提示检查；

B5：电池组危险，提示进行疏散；

B6：电池组存在故障，故障区域报修。