[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車電池溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010894679.9
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN112179519B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵洪峰;劉晚晚;宋鏡明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/3206
• 分類號(hào): G01K11/3206;B60L58/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車電池溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括光源、第一耦合器、同波長(zhǎng)光纖光柵傳感器陣列、密集波分復(fù)用器、光電探測(cè)器、監(jiān)測(cè)及報(bào)警電路、第二耦合器、窄帶濾波器。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠同時(shí)對(duì)電池的工作溫度進(jìn)行相對(duì)變化量以及絕對(duì)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到報(bào)警的目的；實(shí)現(xiàn)電池組高密度點(diǎn)溫度健康監(jiān)測(cè)以及降低測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低成本，便于商業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感測(cè)溫領(lǐng)域以及電池溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電動(dòng)汽車電池溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)國(guó)家大力提倡環(huán)保，新能源汽車逐步推入市場(chǎng)，覆蓋領(lǐng)域包括城市公交、出租車、電瓶車、小汽車等代步工具。而電池作為電車的核心其安全性受到大家的廣泛關(guān)注，對(duì)電池進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)是電車出廠前必須完善的工作。電車電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。盡管汽車能源系統(tǒng)將電池組看作單個(gè)高壓電池，每次都對(duì)整個(gè)電池組進(jìn)行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。因?yàn)樵诔浞烹娺^程中，如果單體電池會(huì)發(fā)生溫度異常，接著會(huì)引起整個(gè)電池組的溫度異常并最終形成電池組故障。此外電池失水以及硫化也會(huì)導(dǎo)致溫度異常。那么針對(duì)環(huán)境溫度的不確定性，需要對(duì)單體電池進(jìn)行溫度變化的監(jiān)測(cè)，及時(shí)排除隱患，降低事故發(fā)生率。例如在環(huán)境溫度是-40℃時(shí)，若某單體電池溫度升溫至10℃，認(rèn)為是溫度異常，需要維修檢測(cè)，同樣，若環(huán)境溫度是25℃、70℃，單體電池溫度變化到75℃、120℃，也認(rèn)為電池發(fā)生故障。正常情況下，電車電池的工作環(huán)境溫度是(-40-70)℃，另外，鑒于電池高溫工作的危險(xiǎn)度較高，廠商會(huì)有對(duì)絕對(duì)溫度限定的要求，比如不能超出80℃。

目前針對(duì)電動(dòng)汽車電池測(cè)溫技術(shù)，除了傳統(tǒng)的紅外溫度傳感器、數(shù)字溫度傳感器、熱電偶等方式外，近幾年有報(bào)道提出利用光纖光柵進(jìn)行測(cè)溫及健康監(jiān)測(cè)，機(jī)理主要包括拉曼散射原理、光時(shí)域反射(OTDR)以及分布式光纖光柵測(cè)溫等。傳統(tǒng)的測(cè)溫方法只能對(duì)電池整個(gè)箱體進(jìn)行測(cè)溫，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部單個(gè)電池的溫度監(jiān)測(cè)，當(dāng)單個(gè)電池溫度過高進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)箱體的溫度大于閾值時(shí)才會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)，有較大的安全隱患；而上述用光纖進(jìn)行的溫度監(jiān)測(cè)是將光纖繞在單體電池上，進(jìn)行溫度預(yù)測(cè)，其中采用OTDR技術(shù)進(jìn)行解調(diào)的測(cè)溫系統(tǒng)成本較高，相鄰傳感點(diǎn)的距離不能太短，無(wú)法做到高密度的傳感；而采用波分復(fù)用方式其傳感器復(fù)用的數(shù)量有限，而且其傳感點(diǎn)數(shù)量越多則解調(diào)系統(tǒng)越復(fù)雜越昂貴。電池組在實(shí)際使用中，有一種溫度故障是具備廣泛性的，以電動(dòng)車為例，其中使用了N個(gè)電池，則應(yīng)該有N個(gè)傳感器，覆蓋每一個(gè)電池的監(jiān)測(cè)，但其中一個(gè)電池，比如第A個(gè)電池由于故障而溫度過高，則第A個(gè)傳感器輸出異常，對(duì)于車主或者遠(yuǎn)程監(jiān)控而言，可以不知道具體是哪一個(gè)電池出現(xiàn)故障，只需要報(bào)警及時(shí)準(zhǔn)確，提示此車輛中某個(gè)電池故障需要維修，而要判斷具體是第A個(gè)電池出現(xiàn)故障的工作由修理廠來(lái)使用更加精密昂貴的設(shè)備完成。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)電池組高密度點(diǎn)溫度健康監(jiān)測(cè)以及降低測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低成本，便于商業(yè)化，本發(fā)明提出一種低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、多密度的相對(duì)及絕對(duì)溫度變化監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種電動(dòng)汽車電池溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、第一耦合器、同波長(zhǎng)光纖光柵傳感器陣列、密集波分復(fù)用器、光電探測(cè)器、監(jiān)測(cè)及報(bào)警電路、第二耦合器、窄帶濾波器，其中，

所述光源連接到所述第一耦合器的第一端口；

所述第一耦合器的第二端口與所述密集波分復(fù)用器連接，所述密集波分復(fù)用器、所述光電探測(cè)器、所述監(jiān)測(cè)及報(bào)警電路依次連接；

所述第一耦合器的第三端口與所述第二耦合器的第一端口連接，所述第二耦合器的第二端口與所述光電探測(cè)器的輸入端連接，所述第二耦合器的第三端口與所述窄帶濾波器的輸入端連接；

所述第一耦合器的第四端口與所述同波長(zhǎng)光纖光柵傳感器陣列連接；

所述光源、所述第一耦合器、所述同波長(zhǎng)光纖光柵傳感器陣列、所述密集波分復(fù)用器、所述光電探測(cè)器和所述監(jiān)測(cè)及報(bào)警電路組成絕對(duì)溫度監(jiān)測(cè)模塊；