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一种锂电池充放电管理方法及系统 

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申请/专利权人:东莞景钛科技有限公司

摘要:本发明涉及锂电池充放电管理的技术领域,且公开了一种锂电池充放电管理方法及系统,所述系统包括锂电池充放电数据获取处理模块、锂电池充放电数据分析模块;通过精确采用数据搜索算法将采集锂电池电压、电流、电池壳表面温度参数与预设不同状态类型下的锂电池电压区间、电流区间、电池壳表面温度区间进行数值比对,精确识别检测锂电池充放电过程的电压状态类型、电流状态类型、电池壳表面温度状态类型,提高了锂电池充放电过程安全监测的效果和锂电池的安全性;科学预设锂电池标准电池壳体积模型结合数据搜索算法与数值构建电池壳体积模型进行模型参数匹配,提高了锂电池充放电过程发生自燃危险状态下的可靠监测。

主权项:1.一种锂电池充放电管理方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1、采集锂电池充放电端口电压数据、锂电池充放电端口电流数据、锂电池充放电电池壳表面温度数据、锂电池充放电电池壳体积点坐标数据,所述S1包括以下步骤:S11、通过电压传感器采集单位时间内锂电池充电和放电过程中锂电池端口的电压数据并建立锂电池充放电端口电压数据集合A=a1,…,ai,…,aα,i=1,2,3,…,α;其中ai表示第i个锂电池充放电端口电压数据,α表示锂电池充放电端口电压数据数量的最大值,单位为安培;通过电流传感器采集单位时间内锂电池充电和放电过程中锂电池端口的电流数据并建立锂电池充放电端口电流数据集合B=b1,…,bj,…,bβ,j=1,2,3,…,β;其中bj表示第j个锂电池充放电端口电流数据,β表示锂电池充放电端口电流数据数量的最大值,单位为伏特;通过温度传感器采集单位时间内锂电池充电和放电过程中锂电池壳表面的温度数据并建立锂电池充放电电池壳表面温度数据集合C=c1,…,cu,…,cχ,u=1,2,3,…,χ;其中cu表示第u个锂电池充放电电池壳表面温度数据,χ表示锂电池充放电电池壳表面温度数据数量的最大值,单位为摄氏度;以锂电池壳底部作为坐标系基面建立空间直角坐标系,并通过位置传感器采集锂电池壳外形体积表面任意点在所述空间直角坐标系的坐标数据并建立锂电池充放电电池壳体积点坐标数据集合D=d1,…,dv,…,dδ,v=1,2,3,…,δ;其中dv表示第v个锂电池充放电电池壳体积点坐标数据,δ表示锂电池充放电电池壳体积点坐标数据数量的最大值;S2、对所述锂电池充放电端口电压数据、所述锂电池充放电端口电流数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度数据进行均值化处理生成锂电池充放电端口电压均值数据、锂电池充放电端口电流均值数据、锂电池充放电电池壳表面温度均值数据,所述S2包括以下步骤:S21、采用数据均值公式分别计算所述锂电池充放电端口电压数据集合A、所述锂电池充放电端口电流数据集合B、所述锂电池充放电电池壳表面温度数据集合C的电压均值、电流均值、温度均值并生成锂电池充放电端口电压均值数据锂电池充放电端口电流均值数据锂电池充放电电池壳表面温度均值数据其中S3、当电压、电流、温度的数据均值化处理完成时,采用三维空间建模算法对所述锂电池充放电电池壳体积点坐标数据进行体积点坐标模型构建并生成锂电池充放电电池壳体积模型数据,所述S3包括以下步骤:S31、获取锂电池充放电电池壳体积点坐标数据集合D;S32、将所述锂电池充放电电池壳体积点坐标数据集合D中的锂电池充放电电池壳体积点坐标数据d1至dδ中横坐标、纵坐标、竖坐标有序输入Halcon算子,以空间直角坐标系为模型构建空间对锂电池充放电电池壳外形体积进行三维空间模型构建,构建后生成锂电池充放电电池壳体积模型数据D模型;S4、当锂电池充放电电池壳体积模型构建完成时,采用数据识别算法将所述锂电池充放电端口电压均值数据、所述锂电池充放电端口电流均值数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度均值数据分别与锂电池充放电端口分类标准电压区间数据、锂电池充放电端口分类标准电流区间数据、锂电池充放电电池壳表面分类标准温度区间数据进行电压、电流、温度数值比对识别电压、电流、温度状态类型,构建生成锂电池充放电端口电压状态类型数据、锂电池充放电端口电流状态类型数据、锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据,所述S4包括以下步骤:S41、建立锂电池充放电端口分类标准电压区间数据集合A'=[U1,U2]正常,U3,U4]异常,U5,U6]危险,其中[U1,U2]正常表示锂电池充放电端口电压状态为正常状态时对应的锂电池充放电端口电压区间为[U1,U2],U1和U2表示锂电池充放电端口电压区间[U1,U2]左右端的电压端值;U3,U4]异常表示锂电池充放电端口电压状态为异常状态时对应的锂电池充放电端口电压区间为U3,U4],U3和U4表示锂电池充放电端口电压区间U3,U4]左右端的电压端值;U5,U6]危险表示锂电池充放电端口电压状态为危险状态时对应的锂电池充放电端口电压区间为U5,U6],U5和U6表示锂电池充放电端口电压区间U5,U6]左右端的电压端值;建立锂电池充放电端口分类标准电流区间数据集合B'=[I1,I2]正常,I3,I4]异常,I5,I6]危险,其中[I1,I2]正常表示锂电池充放电端口电流状态为正常状态时对应的锂电池充放电端口电流区间为[I1,I2],I1和I2表示锂电池充放电端口电流区间[I1,I2]左右端的电流端值;I3,I4]异常表示锂电池充放电端口电流状态为异常状态时对应的锂电池充放电端口电流区间为I3,I4],I3和I4表示锂电池充放电端口电流区间I3,I4]左右端的电流端值;I5,I6]危险表示锂电池充放电端口电流状态为危险状态时对应的锂电池充放电端口电流区间为I5,I6],I5和I6表示锂电池充放电端口电流区间I5,I6]左右端的电流端值;建立锂电池充放电电池壳表面分类标准温度区间数据集合C'=[T1,T2]正常,T3,T4]异常,T5,T6]危险,其中[T1,T2]正常表示锂电池充放电电池壳表面温度状态为正常状态时对应的锂电池充放电电池壳表面温度区间为[T1,T2],T1和T2表示锂电池充放电电池壳表面温度区间[T1,T2]左右端的温度端值;T3,T4]异常表示锂电池充放电电池壳表面温度状态为异常状态时对应的锂电池充放电电池壳表面温度区间为T3,T4],T3和T4表示锂电池充放电电池壳表面温度区间T3,T4]左右端的温度端值;T5,T6]危险表示锂电池充放电电池壳表面温度状态为危险状态时对应的锂电池充放电电池壳表面温度区间为T5,T6],T5和T6表示锂电池充放电电池壳表面温度区间T5,T6]左右端的温度端值;S42、当锂电池充放电电池壳体积模型构建完成时,采用宽度优化搜索算法将所述锂电池充放电端口电压均值数据与所述锂电池充放电端口分类标准电压区间数据集合A'中的锂电池充放电端口电压区间进行数值比对识别出锂电池端口电压的状态类型,构建生成锂电池充放电端口电压状态类型数据;当则锂电池充放电端口电压状态类型数据为正常状态;当则锂电池充放电端口电压状态类型数据为异常状态;当则锂电池充放电端口电压状态类型数据为危险状态;采用宽度优化搜索算法将所述锂电池充放电端口电流均值数据与所述锂电池充放电端口分类标准电流区间数据集合B'中的锂电池充放电端口电流区间进行数值比对识别出锂电池端口电流的状态类型,构建生成锂电池充放电端口电流状态类型数据;当则锂电池充放电端口电流状态类型数据为正常状态;当则锂电池充放电端口电流状态类型数据为异常状态;当则锂电池充放电端口电流状态类型数据为危险状态;采用宽度优化搜索算法将所述锂电池充放电电池壳表面温度均值数据与所述锂电池充放电电池壳表面分类标准温度区间数据集合C'中的锂电池充放电电池壳表面温度区间进行数值比对识别出锂电池充放电电池壳表面温度的状态类型,构建生成锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据;当则锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据为正常状态;当则锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据为异常状态;当则锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据为危险状态;S5、当锂电池电压、电流、温度的状态类型识别完成时,采用数据识别算法将所述锂电池充放电电池壳体积模型数据与锂电池充放电标准电池壳体积模型数据进行电池壳体积模型匹配,依据电池壳匹配结果构建生成锂电池充放电电池壳体积状态类型数据,所述S5包括以下步骤:S51、建立锂电池充放电标准电池壳体积模型数据D标准,其中D标准表示锂电池在正常充放电状态下标准电池壳体积三维空间模型;S52、采用S42步骤中宽度优化搜索算法以空间直角坐标系为所述锂电池充放电电池壳体积模型数据D模型与所述锂电池充放电标准电池壳体积模型数据D标准模型匹配的参考面进行电池壳体积模型匹配,依据电池壳体积模型匹配结果生成锂电池充放电电池壳体积状态类型数据;当D模型与D标准匹配成功,表示锂电池在充放电状态下电池壳体积与标准电池壳体积形状规格一致,则锂电池充放电电池壳体积状态类型数据为正常;当D模型与D标准未匹配成功,表示锂电池在充放电状态下锂电池发生易燃膨胀使得电池壳体积与标准电池壳体积形状规格不一致,则锂电池充放电电池壳体积状态类型数据为危险;S6、采用数据识别算法将所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据与锂电池充放电不同状态类型处理方式数据按照状态类型关键词匹配,生成锂电池充放电安全处理方式数据,所述S6包括以下步骤:S61、建立锂电池充放电不同状态类型处理方式数据集合所述表示所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据均为正常状态时对应的锂电池充放电不同状态类型处理方式数据为正常继续锂电池充放电; 表示所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据中存在异常状态时,则锂电池充放电不同状态类型处理方式数据为,当则通过电压调节设备降低锂电池充放电端口电压直至属于[U1,U2];当则通过电压调节设备增加锂电池充放电端口电压直至属于[U1,U2];当则通过电流调节设备降低锂电池充放电端口电流直至属于[I1,I2];当则通过电流调节设备增加锂电池充放电端口电流直至属于[I1,I2];当则通过降温调节设备降低锂电池充放电电池壳表面温度直至属于[T1,T2];当则通过增温调节设备增加锂电池充放电电池壳表面温度直至属于[T1,T2]; 表示所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据中存在危险状态时,则锂电池充放电不同状态类型处理方式数据为断开锂电池充放电端口与负载和外界电源的连接,且使用灭火设备给锂电池降温灭火;S62、采用S42步骤中宽度优化搜索算法将所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据与锂电池充放电不同状态类型处理方式数据集合E中锂电池充放电不同状态类型处理方式数据按照状态类型关键词匹配,生成锂电池充放电安全处理方式数据;当所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据均为正常状态时,则输出锂电池充放电安全处理方式数据为当所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据中存在异常状态时,则输出锂电池充放电安全处理方式数据为当所述锂电池充放电端口电压状态类型数据、所述锂电池充放电端口电流状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳表面温度状态类型数据、所述锂电池充放电电池壳体积状态类型数据中存在危险状态时,则输出锂电池充放电安全处理方式数据为S7、依据所述锂电池充放电安全处理方式数据执行对锂电池充放电过程中状态调节和应急处理作业,所述S7包括以下步骤:S71、依据S61步骤输出的所述锂电池充放电安全处理方式数据分类执行对锂电池充放电过程中出现异常状态的调节和危险状态的应急处理作业。

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