本发明专利技术公开了一种单体电芯多物理场全面监测装置和系统，该装置包括多个单电芯监测单元和电池管理单元，多个单电芯监测单元分别与多个单体电芯对应连接，电池管理单元与多个单电芯监测单元中的任意一个连接，每一单电芯监测单元通过单电芯监测芯片获取单体电芯的电压信息、电流信息、温度信息和阻抗信息，通过气体传感器和压力传感器分别获取对应单体电芯所处环境的气体信号和单体电芯表面压力信号；电池管理单元用于通过所连接的单电芯监测单元获取所有单体电芯的多物理场信息并进行监测分析，以便根据分析结果进行电池安全管理。本发明专利技术能够实现单体电芯多物理场参数测量，实现电池安全全面监测。现电池安全全面监测。现电池安全全面监测。
【技术实现步骤摘要】
一种单体电芯多物理场全面监测装置和系统
[0001]本专利技术涉及电池安全监测
，尤其涉及一种单体电芯多物理场全面监测装置和系统。
技术介绍
[0002]锂电池是电化学储能的重要组成单元，但锂电池的安全问题已成为储能锂电池行业亟待解决的瓶颈问题。储能用的锂离子电池能量密度高，且所含成分为易燃易爆的活性物质，因此锂电池热失控故障过程迅猛，即便消防系统起作用，也不可避免会产生较大损失，严重威胁着人们的人身和财产安全，也制约着电化学储能技术的发展与应用。
[0003]锂电池的反应是一个复杂多变的电化学反应，同时又存在着多物理场间的相互影响。而现有的电池安全管理产品并不成熟，一方面现有的市面产品通常无法进行多物理场参数的测量，存在着监测不全面的问题；另一方面现有产品无法做到单电芯级别的参数测量与监测，当出现故障后仍需要进一步进行故障位置的查找，影响了安全预警的准确性；此外，现有产品往往因为其功能限制或设备限制，具有较大的占地空间和专用场所，或者无法同时满足锂电池使用过程中的实时监测的需求。因此行业亟需一种全面监测、及时准确的电池安全监测系统。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提供一种单体电芯多物理场全面监测装置，该装置能够实现单体电芯多物理场参数测量，实现电池安全全面监测。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种单体电芯多物理场全面监测系统。
[0006]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种单体电芯多物理场全面监测装置，包括：
[0008]多个单电芯监测单元，分别与电池模组中串联的多个单体电芯对应连接，每一所述单电芯监测单元包括单电芯监测芯片、气体传感器和压力传感器，其中，所述单电芯监测芯片用于监测对应单体电芯的电压信息、电流信息、温度信息和阻抗信息；所述气体传感器用于检测对应单体电芯所处环境的气体信号；所述压力传感器用于检测单体电芯表面压力信号；其中，多个单电芯监测芯片之间进行菊花链通信连接；
[0009]电池管理单元，与多个单电芯监测单元中的任意一个连接，用于通过所连接的单电芯监测单元获取所有单体电芯的多物理场信息，并对各单体电芯的多物理场信息进行监测分析，以便根据分析结果进行电池安全管理。
[0010]优选的，所述单电芯监测芯片和所述气体传感器设置在柔性电路板上，所述柔性电路板与对应的单体电芯的极耳固定连接。
[0011]优选的，所述压力传感器设置在相邻的两单体电芯之间，并设置在两单体电芯的外表面。
[0012]优选的，所述气体传感器和所述压力传感器分别与对应的所述单电芯监测芯片连接，并分别用于将检测的气体信号和压力信号转换为电压信号传输至对应的所述单电芯监测芯片。
[0013]优选的，所述气体传感器为MEMS气体传感器，所述压力传感器为柔性薄膜压力传感器。
[0014]优选的，所述电池管理单元与多个单电芯监测单元中的任意一个进行菊花链通信连接。
[0015]优选的，所述单电芯监测芯片为具有AD采样端口的微处理器。
[0016]为达到上述目的，本专利技术第二方面提供了一种单体电芯多物理场全面监测系统，包括云端服务器和上述所述的单体电芯多物理场全面监测装置，所述单体电芯多物理场全面监测装置与所述云端服务器连接，所述单体电芯多物理场全面监测装置用于将多物理场信息发送至所述云端服务器，以便远程监测电池状态。
[0017]本专利技术至少具有以下技术效果：
[0018]本专利技术将单电芯监测芯片、气体传感器和压力传感器集成在单电芯监测单元中，并通过单电芯监测芯片、气体传感器和压力传感器可实现电池电、热、力、气、阻抗多物理场参数采集，其中气体传感器和压力传感器与单电芯监测芯片连接，多个单电芯监测单元中的各单电芯监测芯片之间建立菊花链通信连接，多个单电芯监测单元中的其中一个单电芯监测单元与电池管理单元建立菊花链通信连接，因此单电芯监测芯片可获取对应单体电芯的所有多物理场参数，各单电芯监测芯片可将对应单体电芯的所有多物理场参数通过菊花链通信传输给与电池管理单元建立菊花链通信的单电芯监测单元，以便将所有单体电芯的多物理场参数传输给电池管理单元进行监测分析，从而实现单电芯级别的多参数测量与监测，提高电池故障监测及时性与准确性。由此，本专利技术可以进行电池电、热、力、气、阻抗多物理场参数采集，并可根据多维度参数信息了解电池状态，并可针对单体电芯进行单电芯级别的监测，从而可更加精确定位故障电池位置，有效减少锂电池充电时突发火灾事故的发生，同时，本专利技术提出的电池监测系统方案具备占用空间更小，空间利用率更高的优势，且较传统的电池监测系统更为经济实用。
[0019]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例的单体电芯多物理场全面监测装置的结构示意图。
[0021]图2为本专利技术实施例的单电芯监测单元与单体电芯的连接结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]下面参考附图描述本实施例的一种单体电芯多物理场全面监测装置和系统。
[0024]图1为本专利技术实施例的单体电芯多物理场全面监测装置的结构示意图。图2为本发
明实施例的单电芯监测单元与单体电芯的连接结构示意图。如图1
‑
2所示，该单体电芯多物理场全面监测装置包括：多个单电芯监测单元和电池管理单元，多个单电芯监测单元分别与电池模组中串联的多个单体电芯对应连接，电池管理单元与多个单电芯监测单元中的任意一个如与第一个单电芯监测单元进行菊花链通信连接。每一单电芯监测单元包括单电芯监测芯片、气体传感器和压力传感器，其中，单电芯监测芯片用于监测对应单体电芯的电压信息、电流信息、温度信息和阻抗信息；气体传感器用于检测对应单体电芯所处环境的气体信号；压力传感器用于检测单体电芯表面压力信号。其中，多个单电芯监测芯片之间通过菊花链通信方式连接，单电芯监测芯片个数取决于单体电芯的个数。电池管理单元用于通过所连接的单电芯监测单元获取所有单体电芯的多物理场信息，并对各单体电芯的多物理场信息进行监测分析，以便根据分析结果进行电池安全管理。
[0025]本实施例中，单电芯监测芯片和气体传感器设置在柔性电路板上，柔性电路板焊接在对应的单体电芯的极耳上，从而使得该装置具有占用空间小、空间利用率高的优点。本实施例中，压力传感器设置在相邻的两单体电芯之间，并设置在两单体电芯的外表面。其中，气体传感器和压力传感器分别与对应的单电芯监测芯片连接，并分别用于将检测的气体信号和压力信号转换为电压信号传输至对应的单电芯监测芯片。本实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单体电芯多物理场全面监测装置，其特征在于，包括：多个单电芯监测单元，分别与电池模组中串联的多个单体电芯对应连接，每一所述单电芯监测单元包括单电芯监测芯片、气体传感器和压力传感器，其中，所述单电芯监测芯片用于监测对应单体电芯的电压信息、电流信息、温度信息和阻抗信息；所述气体传感器用于检测对应单体电芯所处环境的气体信号；所述压力传感器用于检测单体电芯表面压力信号；其中，多个单电芯监测芯片之间进行菊花链通信连接；电池管理单元，与多个单电芯监测单元中的任意一个连接，用于通过所连接的单电芯监测单元获取所有单体电芯的多物理场信息，并对各单体电芯的多物理场信息进行监测分析，以便根据分析结果进行电池安全管理。2.如权利要求1所述的单体电芯多物理场全面监测装置，其特征在于，所述单电芯监测芯片和所述气体传感器设置在柔性电路板上，所述柔性电路板与对应的单体电芯的极耳固定连接。3.如权利要求2所述的单体电芯多物理场全面监测装置，其特征在于，所述压力传感器设置在相邻的两单体电芯之间，并设置在两单体电芯的外表面。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹿军，姜久春，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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