用于电池热失控检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于监控电池温度并且在温度异常时提供警报的方法和系统，包括：无线接收来自单个单体或以串联或并联方式电气连接的多个单体的温度测量数据，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个内部的温度；计算温度值T

Detection system and method for thermal runaway of battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池热失控检测系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的优先权和权益：2017年7月28日提交的、题为“用于监控和执行电源域诊断的电量存储设备、系统和方法”(ENERGYSTORAGEDEVICE,SYSTEMSANDMETHODSFORMONITORINGANDPERFORMINGDIAGNOSTICSONPOWERDOMAINS)的美国临时专利申请No.62/538,622；2018年4月19日提交的、题为“用于监控电池性能的系统和方法”(SYSTEMSANDMETHODSFORMONITORINGBATTERYPERFORMANCE)的美国临时专利申请No.62/659,929；2018年4月19日提交的、题为“用于监控运输电池数据的系统和方法”(SYSTEMSANDMETHODSFORANALYSISOFMONITOREDTRANSPORTATIONBATTERYDATA)的美国临时专利申请No.62/660,157；2018年6月1日提交的、题为“确定断连的电池的充电状态”(DETERMININGTHESTATEOFCHARGEOFADISCONNECTEDBATTERY)的美国临时专利申请No.62/679,648。出于所有目的，在此通过引用将每个前述申请的内容合并于此(除了任何主题的免责声明或否认之外，并且除非所包含的材料与此处的明确公开内容相抵触，在这种情况下，以本公开内容中的语言为准)。
本专利技术一般涉及对能量存储设备的监控，特别是检测电池的热失控。
技术介绍
铅酸能量储存设备很普遍，并且已经在各种应用中使用了100多年。在一些实例中，这些能量存储设备已经被监控以评估能量存储设备的状况。然而，这些现有技术的监控技术通常足够复杂且足够昂贵到限制其使用，并限制所获取的数据量，特别是在低价值远程应用中。例如，在特定的能量存储设备的使用寿命内，有关其历史的数据通常是不足的。此外，少量地，一些能量存储设备耦合到传感器以收集关于能量存储系统的数据，但是这在大量设备和/或在地理上分散的系统中并不常见。通常，经由现有技术监控所获取的有限数据不足以支持原本可能需要的分析、动作、通知和确定。非铅酸能量存储设备也存在类似的局限性。尤其是，这些电池由于其高能量和高功率而进入了不适合用于传统监控系统的各种新型移动应用。因此，仍然需要用于监控能量存储设备(尤其是电池)的新设备、系统和方法，例如，为管理一个或多个能量存储设备提供新的机会，包括在多样和/或偏远的地理位置。
技术实现思路
在示例实施例中，一种监控电池温度并且当温度异常是提供警报的方法。该方法可以包括：无线接收来自单个单体或以串联或并联方式电气连接的多个单体的温度测量数据，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个单体内部的温度；计算温度值TPDAVE，温度值TPDAVE等于从电池中的多个单体中的全部单体无线接收的温度测量数据的平均值；计算高温差TPDH，作为电池中的最高单体温度与TPDAVE之间的差的绝对值；计算低温差TPDL，作为电池中的最低单体温度与TPDAVE之间的差的绝对值；以及当TPDH大于预定高温阈值时或当TPHL大于预定低温阈值时建立警报。在示例实施例中，一种用于防止电池中的热失控的方法，包括布置在至少第一串和第二串中的多个单体，其中该第一串和第二串中的该多个单体中的每一个串联电气连接，和/或其中该第一串和第二串并联连接。该方法可以包括：在不测量电流的情况下，无线测量温度读数和电压读数，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个单体内部的温度；计算串温度，所述串温度等于从该电池中的该第一个串中的该多个单体中的全部单体无线接收的该温度测量数据中的全部的平均值；计算电池温度TPDAVE，该电池温度等于从该电池的不在第一串中的该多个单体无线接收的该温度测量数据中的全部的平均值；计算该串温度和该电池温度之间的差；以及当该电池温度TPDAVE与该串温度的差大于预定温差阈值，以及当该串温度大于预定串温度阈值时，识别该第一串即将发生热失控并发送该第一串即将发生热失控的警报。在示例实施例中，提供了一种系统。该方法可以包括：电池，其中该电池包括电气互连的至少两个单体；以及远程设备，与该电池通信，该远程设备被配置为执行包括以下的操作：从该电池中的每一个单体接收温度数据；计算等于从该电池中的至少两个单体中的全部单体无线接收的全部温度测量数据的平均值的温度TPDAVE；计算高温差TPDH，作为该电池中的最高单体温度与该TPDAVE之间的差的绝对值；计算低温差TPDL，作为该电池中的最低单体温度与该温度测量数据的平均值之间的差的绝对值；以及当该TPDH大于预定高温阈值或当该TPDL大于预定低温阈值时建立警报。本节的内容旨在作为对本公开的简单介绍，并不旨在限制任何权利要求的范围。附图说明图1A示出了根据各种实施例的具有设置在其中的电池监控电路的单体；图1B示出了根据各种实施例的具有耦合到单体的电池监控电路的单体；图2A示出了根据各种实施例的包括多个单体的电池，每一个单体具有设置在其中的电池监控电路；图2B示出了根据各种实施例的包括多个单体的电池，该电池具有耦合到该电池的电池监控电路；图3示出了根据各种实施例的监控电池的方法；图4A示出了根据各种实施例的电池监控系统；图4B示出了根据各种实施例的电池监控系统；图4C示出了根据各种实施例的电池操作历史矩阵，该矩阵具有表示电压测量范围的列，和表示温度测量范围的行；图4D示出了根据各种实施例的具有设置在其中或耦合到电池的电池监控电路的电池，该电池耦合到负载和/或电源，并且与各种本地和/或远程电子系统通信连接。具体实施方式具体实施方式通过图示的方式示出了实施例，包括最佳模式。尽管足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本公开的原理，但是应当理解，可以实现其他实施例，并且可以在不脱离本公开原理的精神和范围的情况下，进行逻辑、机械、化学和/或电气改变。因此，仅出于说明而非限制的目的给出本文的详细描述。例如，在任何方法描述中叙述的步骤可以以任何合适的顺序执行，并且不限于所呈现的顺序。此外，为了简洁起见，在此可以不详细描述单个组件的某些子组件以及系统的其他方面。应当注意，在实际系统中，例如电池监控系统中，可能存在许多替代或附加功能关系或物理耦合。可以通过被配置为执行指定功能的任何数量的合适组件来实现此类功能块。本公开的原理改善了电池的操作，例如通过消除诸如电流传感器之类的监控组件，该监控组件会过早地耗尽电池的电荷。此外，电池监控电路可以在制造时被嵌入电池内，使得电池监控电路能够监控电池并从电池寿命的第一天起直到其被回收或以其他方式处置之前存储/传输相关联的数据。此外，本公开的原理以多种方式改善了诸如移动通信设备和/或电池监控电路之类的各种计算设备的操作，例如：经由将电池历史信息紧凑地存储在新颖的矩阵状数据库中减小电池监控电路使用的存储器，从而减少了制造费用、操作电流消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监控电池温度并且当温度异常时提供警报的方法，包括：/n无线接收来自单个单体或以串联或并联方式电气连接的多个单体的温度测量数据，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个单体内部的温度；/n计算温度值T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 US 62/538,622;20180419 US 62/659,929;20181.一种用于监控电池温度并且当温度异常时提供警报的方法，包括：
无线接收来自单个单体或以串联或并联方式电气连接的多个单体的温度测量数据，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个单体内部的温度；
计算温度值TPDAVE，所述温度值TPDAVE等于从电池中的所述多个单体中的全部单体无线接收的所述温度测量数据的平均值；
计算高温差TPDH，作为所述电池中最高单体温度与所述TPDAVE之间的差的绝对值；
计算低温差TPDL，作为所述电池中最低单体温度与所述TPDAVE之间的差的绝对值；以及
当所述TPDH大于预定高温阈值或当所述TPHL大于预定低温阈值时建立警报。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个单体被布置在至少一个串中，其中所述至少一个串中的所述多个单体中的每一个单体串联电气连接，并且其中，如果存在至少两个串，则所述至少两个串并联连接。


3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：向网络门户提供通知。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所生成的所述警报使消息通过网络发送给指定的个人或指定的个人的群组以响应此类所述警报。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所生成的所述警报被传输到控制所述电池的操作的系统控制器，从而允许所述系统控制器采取措施来减轻所述警报。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过与所述单个单体或所述多个单体的有线连接来测量所述电池的所述温度和电压。


7.一种用于防止电池中的热失控的方法，包括布置在至少第一串和第二串中的多个单体，其中所述第一串和所述第二串中的所述多个单体中的每一个串联电气连接，和/或其中所述第一串和所述第二串并联连接，所述方法包括：
在不测量电流的情况下，无线测量温度读数和电压读数，其中温度测量数据表示所述多个单体中的每一个单体内部的温度；
计算串温度，所述串温度等于从所述电池中的所述第一串中的所述多个单体中的全部单体无线接收的所述温度测量数据中的全部的平均值；
计算电池温度，所述电池温度等于从所述电池中的不在所述第一串中的所述多个单体无线接收的所述温度测量数据中的全部的平均值，TPDAVE；
计算所述串温度和所述电池温度之间的差；以及
当所述电池温度TPDAVE与所述串温度的差大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·卡纳，F·弗莱明，U·克罗恩，C·林德克维斯特，
申请(专利权)人：北极星电池有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US