一种用于锂电池的智能管理系统、方法及存储介质与流程

本发明涉及锂电池，具体涉及一种用于锂电池的智能管理系统、方法及存储介质。

背景技术：

1、在电力检修或者抢修的过程中，需要为客户提供不间断电源。在现有技术中，高安全移动储能电源通过利用满足使用要求的磷酸铁锂电芯，在分容配组后通过激光焊接和螺丝锁付串联形成高压电池组系统，与bms配套使用组成电池系统，该电池系统通过储能逆变器进行连接。该移动储能电源是将交流电变换成直流电向储能电池充电储存，当客户侧需用电时，再将储能电源储存的直流电变换成交流电供负载使用；

2、但锂电池在进行使用的过程中，其温度上升时，对锂电池的使用环境进行了改变，进而对锂电池的性能产生影响，严重时会使电池突然爆炸，对电池使用环境的安全问题造成影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于锂电池的智能管理系统、方法及存储介质，可以解决锂电池内温度环境的问题，提高锂电池使用的安全性，保证锂电池的性能。

2、本发明的实施例提供了一种用于锂电池的智能管理系统，其包括储能管理模块，以及与所述储能管理模块分别连接的电池监监护模块和电池组控制模块，其中：

3、储能管理模块内设置有电压检测单元、电流检测单元、温度采集单元、电量检测单元以及状态分析单元，其中：

4、电压检测单元，用于对锂电池中的单体电池的电压进行采集，并传输至状态分析单元，锂电池中的电池的连接方式为串联；

5、电流检测单元，用于对锂电池的电流进行采集，并传输至状态分析单元；

6、温度采集单元，用于通过对锂电池中的温度进行采集，并传输至状态分析单元；

7、电量检测单元，用于对单体电池的运行中的电量进行获取，并传输至状态分析单元，电池运行包括放电状态和充电状态；

8、状态分析单元，用于对采集的数据进行管理分析，将出现异常数据的单体电池确定为异单电池；如果异单电池在本周期的温度或下一周期的预测温度超出阈值，则生成区间分析信号，根据所述区间分析信号并结合综合温升形成电池预警信号，并传输至电池监护模块；

9、电池监护模块，用于接收电池预警信号，并根据电池预警信号生成声光报警信息，并传输至管理人员；

10、电池组控制模块，用于根据综合温升对锂电池内部的冷却设备采用相对应的调节模式进行调节。

11、优选地，所述温度采集单元以下述的方法设置温度采集点并进行温度采集：

12、先在单体电池的电流输出口的位置设置温度检测点，获取到锂电池中的空隙区间，空隙区间指相邻的单体电池围成的区间，将封闭的空隙区间标记为一级区间，将未封闭的空隙区间标记为二级区间，获取到一级区间与二级区间中心点的位置，将其中心点位置分别设置为温度采集点，一级区间温度采集点的采集频率大于二级区间温度采集点的采集频率。

13、优选地，所述状态分析单元进一步包括：

14、异常数据确定单元，用于对采集的数据进行管理分析，对采集数据进行正常检测，正常检测指将采集数据与运行区间进行比较，将在运行区间内的数据标记为正常数据，反之，则标记为异常数据，将出现异常数据的单体电池标记为异单电池；采集数据包括电流、电压、温度和电量，运行区间指设备的正常阈值范围；

15、温升变化率确定单元，用于获取到异单电池在预定时间阈值t1之前的采集数据，将t1时间前的电量减去t1时间后的电量，并将所得的差值除以t1得到电量变化速度，电量变化速度包括充电速度和放电速度，且电量变化速度中的符号仅表示充电或放电，不表示大小，正号表示为异单电池为放电状态，负号表示异单电池为充电状态；

16、并采用得到此时异单电池的内阻r，e为异单电池的电动势，ua为t1时间内电压均值，ia为t1时间内电流均值；

17、并基于公式得到温度变化速率ws，其中，vd为电量变化速度，r0为初始时异单电池的内阻，δw为异单电池t1时刻后的温度w2减去t1时刻前的温度w1，λ1为影响系数；

18、区间分析信号生成单元，用于将温升变化速率ws与阈值速率wy进行比较，当ws≤wy时，将温度变化速率ws乘以t1，并将所得结果加上w2，得到下个t1时间后的预测温度，再将预测温度与温度的运行区间进行比较，当预测温度在运行区间内时，标记为正常运行，当预测温度不再运行区间内时，生成区间分析信号，当ws＞wy时，将直接生成区间分析信号，分别获取到由异单电池参与的一级区间与二级区间的采集数据；

19、综合温升获取单元，用于对一级空间和二级空间的空间温速进行计算，空间温速即为t1时间内温度变化的平均值；并基于zs＝(ws×β1+k1×β2+k2×β3)×α2得到综合温升zs，k1为一级空间的空间温速，k2为二级空间的空间温速，β1、β2与β3分别为权值系数，α2为温速影响因子；

20、电池预警信号获得单元，用于将综合温升与区间分析信号融合成电池预警信号，并传输至电池监护模块。

21、优选地，在电池组控制模块中，其中冷却设备的调节模式包括一般模式与紧急模式；

22、其中，一般模式为锂电池在一般运行状态下的冷却方法，其指综合温升小于等于阈值x1的运行状态；

23、紧急模式为锂电池在异常运行状态下的冷却方法，其指综合温升大于阈值x1的运行状态。

24、作为本发明的另一方面，还提供一种用于锂电池的智能管理方法，其采用如前述的系统来实现，所述方法至少包括如下步骤：

25、步骤s10，对锂电池中的单体电池的电压、电流、温度以及运行中的电量进行采集，并传输至状态分析单元；

26、步骤s11，状态分析单元对采集的数据进行管理分析，将出现异常数据的单体电池确定为异单电池；如果异单电池在本周期的温度或下一周期的预测温度超出阈值，则生成区间分析信号，根据所述区间分析信号并结合综合温升形成电池预警信号，并传输至电池监护模块；

27、步骤s12，电池监护模块接收电池预警信号，并根据电池预警信号生成声光报警信息；

28、步骤s13，电池组控制模块根据综合温升对锂电池内部的冷却设备采用相对应的调节模式进行调节。

29、优选地，在步骤s10中，对锂电池中的单体电池的温度进行采集，具体为：

30、先在单体电池的电流输出口的位置设置温度检测点，获取到锂电池中的空隙区间，空隙区间指相邻的单体电池围成的区间，将封闭的空隙区间标记为一级区间，将未封闭的空隙区间标记为二级区间，获取到一级区间与二级区间中心点的位置，将其中心点位置分别设置为温度采集点，一级区间温度采集点的采集频率大于二级区间温度采集点的采集频率。

31、优选地，所步骤s11进一步包括：

32、步骤s110，对采集的数据进行管理分析，对采集数据进行正常检测，正常检测指将采集数据与运行区间进行比较，将在运行区间内的数据标记为正常数据，反之，则标记为异常数据，采集数据包括电流、电压、温度和电量，运行区间指设备的正常阈值范围；

33、步骤s111，将出现异常数据的单体电池标记为异单电池，并获取到异单电池在预定时间阈值t1之前的采集数据，将t1时间前的电量减去t1时间后的电量，并将所得的差值除以t1得到电量变化速度，电量变化速度包括充电速度和放电速度，且电量变化速度中的符号仅表示充电或放电，不表示大小，正号表示为异单电池为放电状态，负号表示异单电池为充电状态；

34、采用得到此时异单电池的内阻r，e为异单电池的电动势，ua为t1时间内电压均值，ia为t1时间内电流均值；

35、基于公式得到温度变化速率ws，其中，vd为电量变化速度，r0为初始时异单电池的内阻，δw为异单电池t1时刻后的温度w2减去t1时刻前的温度w1，λ1为影响系数；

36、步骤s112，将温升变化速率ws与阈值速率wy进行比较，当ws≤wy时，将温度变化速率ws乘以t1，并将所得结果加上w2，得到下个t1时间后的预测温度，再将预测温度与温度的运行区间进行比较，当预测温度在运行区间内时，标记为正常运行，当预测温度不再运行区间内时，生成区间分析信号，当ws＞wy时，将直接生成区间分析信号，分别获取到由异单电池参与的一级区间与二级区间的采集数据；

37、步骤s113，对一级空间和二级空间的空间温速进行计算，空间温速即为t1时间内温度变化的平均值；

38、基于zs＝(ws×β1+k1×β2+k2×β3)×α2得到综合温升zs，k1为一级空间的空间温速，k2为二级空间的空间温速，β1、β2与β3分别为权值系数，α2为温速影响因子；

39、步骤s114，将综合温升与区间分析信号融合成电池预警信号，并传输至电池监护模块。

40、优选地，在步骤s13中，电池组控制模块根据综合温升对锂电池内部的冷却设备采用相对应的调节模式进行调节，包括：

41、在电池组控制模块中，其中冷却设备的调节模式包括一般模式与紧急模式；

42、在综合温升小于等于阈值x1时，采用一般模式对冷却设备进行调节；

43、综合温升大于阈值x1时，采用紧急模式对冷却设备进行调节。

44、作为本发明的再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其存储有程序或指令，当计算机读取并执行所述程序或指令时，使得所述计算机执行如前述的方法。

45、实施本发明，具有如下的有益效果：

46、本发明提供一种用于锂电池的智能管理系统、方法及存储介质，通过设置不同的温度采集点对锂电池中的温度进行采集，根据温度采集点所在的环境，设置不同的采集频率，进而对锂电池中的温度进行精确的采集和监测，能及时的发现锂电池温度的异常；

47、实施本发明，可以检测获取到异单电池信息，对异单电池的运行数据进行采集和计算，获取到异单电池周围的综合温升，并根据综合温升，对锂电池内的冷却设备进行调节，从而及时地切断与冷却锂电池内的温度，可以降低电池内部爆炸的发生率，一方面提高锂电池使用的安全性，另一方面，使锂电池中冷却装置能适应锂电池内的环境温度，进而为锂电池中的使用温度为最适范围，保证锂电池的性能。