CN217157440U - 基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，该***包括：多个传感器设置在电池组/电池的关键位置上用于获取电池的多个状态信息，其中，多个传感器包括不同种类的传感器；传输模块用于将电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块；数据融合处理模块用于对电池的多个状态信息进行数据融合处理生成电池的融合状态信息；预警模块用于执行预设的保护策略。采用多种类、多数量传感器测量电池温度、压力等参数精准度高，可提高监测和评估电池安全性能的准确性；将传感器监控的信息进行数据融合处理便于对电池安全性能进行全方位的评估；利用传感器获得的信息建立云端数据库便于电池安全性能模型的建立与识别。

Description

基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***

技术领域

本实用新型涉及电池状态监测技术领域，特别涉及一种基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***。

背景技术

自1799年伏特成功制成了世界上第一个电池后，电池得到了迅猛的发展，因其比能量大、使用便捷、循环寿命长等优点，已被广泛应用于数码、家电等多个方面。然而电池本身存在着不能忽视的安全隐患，随着近些年新型电池的诞生，为了满足人们的使用需求，电池能量密度等指标在不断提高，电池的安全性问题也越发尖锐。因此，提高电池的安全性能成为了电池研发的重要方向。

目前，电池安全性能的提升，主要通过电池单体制作技术的改善和电池状态信息的监测两种手段。

电池单体制作技术的改善，例如添加电解质添加剂、改善正负极材料结构、改善隔膜制备工艺，是一种从材料和技术本身提升电池安全性的方法。该方法可以直接提高电池的使用寿命和安全性能，但是，通过提升电池单体制作工艺的方法来提高电池的安全性能，大大增加电池的应用成本，且存在技术和材料上的壁垒，难以满足人们日益增长的电池安全性需求。

电池状态信息的监测，是考虑到电池失控过程中伴随着温度、压力等多种参数的变化，并伴随有特征气体的生成，将此类参数作为故障识别参数，引入电池状态信息监测，也是目前提升电池安全性的一个重要手段。相较于电池单体制作技术的改善，该方法不仅成本低廉，而且可以直观有效的获得电池的一些相关参数，从而提高电池的使用寿命和安全性能。

目前监测电池状态信息的方法已经用于以电池作为动力源的各种设备，但仍然存在以下问题：

1)监测电池的信息种类、数量较少：除了对于电池管理***经常监测的电压、电流、内阻等电学参数之外，一般仅以温度作为评估电池安全性能的指标，而电池在失控时，通常伴随的不仅仅是温度的升高，还会有大量的气体产生，因此监测压力指标也是提升电池监测***可靠性的有效手段。另外，目前的监测***中，监测电池状态信息的传感器大都数量较少，不足以对电池的状态信息进行充分全面的监测，所以需要监测更多的信息，同时需要上传至云端，并进行融合处理后传输至用户，以此才能提高监测***的可靠性。

例如，在中国专利CN 205280235 U型提出了一种锂电池温度传感器监测结构，该结构包括并列设置的第一锂电池和第二锂电池，所述第一锂电池与所述第二锂电池的外壁之间形成有空隙，所述空隙中填充有自适应导热材料，所述自适应导热材料中嵌设有温度传感器，所述温度传感器与外部的温度监测仪表连接。该锂电池传感信息仅有温度，数量也仅有一个，这就使得传感信息单一，且不利于全面评估锂电池的状态性能。

之后也有人意识到了传感器的数量增加会提高监测***的准确性，例如，在中国专利CN 104466285 A发明了一种电动自行车用电池***，包括电池外壳，电池和底座，其中电池外壳内部设置有若干个温度传感器，在底座内部设置有温度控制芯片，报警灯，蜂鸣器和电池输出***。温度控制芯片一方面与温度传感器，报警灯和蜂鸣器相连，另一方面与电池输出***相连；电池输出***一方面与电池相连，另一方面与温度控制芯片相连。但该电池***的安全性评估标准仅为温度这一参数，没有将压力、气体等参数纳入安全性评估范围，所以没有充分提升电池监测***的准确性，不利于保障用户的人身财产安全。

2)传感器未布置在电池的多个关键位置：目前监测***的传感器布置方式也有待改进，以温度为监测参数的***为例，温度传感器多是直接测量电池表面温度，这种测量方式最大的问题就是电池内外温度有着一定的温差，电池表面温度不足以反应电池的实际温度状态，会导致电池外部温度还处在正常范围时，电池内部已经出现热失控的现象，最终导致监测***没有获取正确的状态信息。故而需要将传感器布置在电池组/电池的多个关键位置，从而提高锂电池状态信息监测***的成功率。

也有人对传感器的安放位置进行了研究，比如，加州大学研究了一种18650圆柱型锂电池，其结构包括两个t型热电偶，分别安装在电池表面和电芯，并基于此，建立了一种电池表面和电芯温度动态的双态热模型，利用带有实测表面温度和实测电芯温度的信号来评估锂电池的安全性能。该研究证明了将传感器布置在电池的关键位置将能够切实有效的提升评估电池安全性的准确率,但该结构使用的热电偶可监测温度仅为15-40℃，测量温度范围不足以涵盖电池的整个工作区域温度，且监测信息仅有温度，信息单一，不利于对锂电池使用时的安全性能进行预警和监控。

3)目前的监测***大多未涉及传感信息融合处理及其相关算法：仅仅是将传感信息的数据传输至用户，大多未经过任何处理，这种方式存在不够智能，不够准确等问题，会导致用户无法准确、定量的评估电池的使用状态，因此需要在监测***中加入传感信息融合处理及其相关算法，从而提高电池状态信息监测***的智能化。

综上所述，采用电池传感信息监测的方法虽然取得了一定的效果，并已经用于一些产品的设计，但仍然存在以下问题：

1.传感信息种类、数量较少：目前的监测***中，监测电池状态信息的传感器种类较少，不足以对电池的状态信息进行充分全面的监测；另外布置的传感器数量也不足，将使得监测的准确性受到影响。

2.传感器未布置在电池组/电池的多个关键位置：目前监测***的传感器布置方式未布置在关键位置，将会影响监测***评估电池状态的准确性。

3.监测***的智能化程度不足：目前的监测***大多未涉及传感信息融合处理及其相关算法，仅仅是将传感信息的数据传输至用户，未经过任何处理，这种方式会使得用户无法定量的评估电池的使用状态。

因此，上述现有技术的不足需要新的解决方法来克服，需要研究一种监测信息多种多样、传感器多关键点布置、准确率高、智能化程度高的电池状态监测***。

发明内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出一种基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***。本实用新型采用多种类、多数量传感器进行预警监测，可以有效的评估电池的安全性能，提高预警***的可靠性；传感器可以布置在电池组/电池的多个关键部位，多点同时测量电池温度、压力等参数，评估电池状态的精准度高；将传感器所监控的信息进行数据融合处理，便于对电池安全性能进行定量的评估；将传感获得的多方面信息建立云端数据库，便于电池安全性能模型的建立与识别。

为达到上述目的，本实用新型一方面实施例提出了一种基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，包括：

多个传感器，所述多个传感器设置在电池组/电池的关键位置上，所述多个传感器用于获取电池组/电池的多个状态信息，其中，所述多个传感器包括不同种类的传感器；

传输模块，用于将所述电池组/电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块；

所述数据融合处理模块，用于对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息；

预警模块，用于根据所述融合状态信息识别所述电池组/电池的工作状态，并在确定所述电池组/电池的工作状态异常时，报警并执行预设的保护策略；所述报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；所述执行预设的保护策略包括：切断电源。

本实用新型实施例的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，通过多个传感器，所述多个传感器设置在电池组/电池的多个关键位置上，所述多个传感器用于获取电池组/电池的多个状态信息，其中，所述多个传感器包括不同种类的传感器；传输模块，用于将所述电池组/电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块；所述数据融合处理模块，用于对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息；预警模块，用于根据所述融合状态信息识别所述电池组/电池的工作状态，并在确定所述电池组/电池的工作状态异常时，报警并执行预设的保护策略；所述报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；所述执行预设的保护策略包括：切断电源。本实用新型采用多种类、多数量传感器进行预警监测，可以有效的评估电池的安全性能，提高预警***的可靠性；传感器可以布置在电池的多个关键部位，多点同时测量电池温度、压力等参数，评估电池状态的精准度高；将传感器所监控的信息进行数据融合处理，便于对电池安全性能进行全方位的评估；将传感获得的多方面信息建立云端数据库，便于电池安全性能模型的建立与识别。

另外，根据本实用新型上述实施例的基于多种类、多数量传感器的电池预警监测***还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述不同种类的传感器包括：温度传感器、压力传感器、气体传感器、力和形变传感器、湿度传感器、化学传感器、惯性传感器等传感器中的至少两种。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，对所述不同种类的传感器采用精密加工工艺进行加工制作，所述工艺包括：MEMS工艺、NEMS工艺等微纳米工艺、厚薄膜工艺、微电子工艺中的一种或多种。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述关键位置包括所述电池组的上、下、左、右、内部等关键位置以及单个电池的内部、外壳、正极、负极等位置中的一个或多个；

针对不同型号的电池，可以自适应的安排电池的排列方式和传感器的安装位置，其中，所述电池包括锂电池、铅酸蓄电池、干电池、燃料电池、钠离子电池等电池中的一种；

针对不同应用场景的电池和不同用户的应用需求，自主的安排传感器的安装数量。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述应用包括但不局限于电动汽车，电动自行车，代步车，电动舰船，移动电源，手机等移动终端，无人机，计算机，电动工具，便携设备等领域。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，在所述传感器的表面包覆涂层封装结构，所述涂层封装结构的材料是包括有机物、无机物、生物材料、化学材料等材料中的一种或多种。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，还包括：

用户终端，所述数据融合处理模块设置在用户终端上，所述用户终端用于接收所述传输模块发送的所述电池组/电池的多个状态信息，并通过所述数据融合处理模块对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，还包括：云端服务器；

所述云端服务器，用于接收所述用户终端通过无线方式/或有线方式上传的所述电池组 /电池的多个状态信息；

所述数据融合处理模块设置在所述云端服务器上，所述云端服务器包括云端数据库，所述云端数据库用于存储使用者所使用的电池组/电池的多个状态信息数据，所述云端服务器用于通过所述数据融合处理模块对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述用户终端，还用于在显示界面上显示所述电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述数据融合处理模块，还用于对电池组 /电池的每个状态信息进行特征提取，并根据提取的特征进行模式识别，以根据采用模糊推理、神经网络、机器学习等算法中的一种或者多种方式对多个状态信息进行特征融合，生成所述电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，还包括集成芯片模块，用于将所述多个传感器、所述传输模块、所述数据融合处理模块和所述预警模块，集成在芯片上并应用于所述***，还用于将所述多个传感器集成在芯片上并应用于所述***。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述传输方式包括：ZigBee、RFID、NFC、蓝牙技术、移动通讯网等无线技术以及有线技术中的一种或多种。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***的流程框图。

图2为根据本实用新型一个实施例的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***的原理和结构图。

图3为根据本实用新型一个实施例的应用于电动自行车等交通工具的电池状态信息监测***结构示意图。

图4为根据本实用新型一个实施例的应用于电动汽车的电池状态信息监测***结构示意图。

图5(a)、5(b)和5(c)为根据本实用新型一个实施例的多个不同种类的传感器位于单电池的不同位置的示意图。

图6为根据本实用新型一个实施例的多个不同种类的传感器位于电池组的不同位置的示意图。

图7为根据本实用新型一个实施例的多传感器信息的数据融合示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***和方法，首先将参照附图描述根据本实用新型实施例提出的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***。

本实用新型将多种类、多数量传感器技术应用于电池监测***，图2为根据本实用新型一个实施例的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***的原理和结构图，如图2所示，通过将多种类、多数量的传感器安装在电池的多个关键位置处，可以实时获取电池的全方位信息，使得电池在工作、充电或待机时的状态信息通过有线/无线传输的方式传输至用户终端，用户终端将状态信息发送至云端，云端对其进行数据融合处理算法后，将评估的电池状态经用户终端发送给用户等接收端，并在识别出融合状态信息数据异常时报警并执行预设的保护策略，由此实现了一种多传感器的、携带数据融合处理的、制作成本低、可靠性高、可实时监测信息的电池监测方法及相关***，解决了目前电池监测***中存在的：监测信息不够全面、不够智能、不够准确等弊端。

图1为根据本实用新型实施例的基于多种类、多数量传感器的电池预警监测***的结构示意图。

如图1所示，该监测***10包括：多个传感器100、传输模块200、数据融合处理模块300和预警模块400。

多个传感器100，多个传感器100设置在电池组/电池的关键位置上，多个传感器100 用于获取电池组/电池的多个状态信息，其中，多个传感器100包括不同种类的传感器。

具体的，传感器包括：温度传感器、压力传感器、气体传感器、力和形变传感器、湿度传感器、化学传感器、惯性传感器等传感器。本领域技术人员可以根据需要进行任意设置，本公开对此不作具体限制。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型使传感器100安装在电池组/电池的多个关键部位，将电池的相关性能信息进行初步的数据处理后传输至外部，采用多种类、多数量传感器进行预警监测，可以有效的评估电池的安全性能，提高预警***的可靠性。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图5(a)、图5(b)和图5(c)所示，对于不同型号不同用处的单电池，传感器100可以安装在所述单电池的内部、外壳、正极、负极等任何关键位置。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图6所示，对于不同型号不同用处的电池组，传感器100可以安装在所述电池组的上、下、左、右、内部等任何关键位置。

具体的，电池包括锂电池、铅蓄电池、干电池、燃料电池、钠离子电池等，本领域技术人员可以根据需要进行任意设置，本公开对此不作具体限制。

进一步地，针对不同的电池型号和电池的排列方式，可以自适应的安排传感器100的安装位置，有利于电池整体结构设计；针对不同应用场景的电池和不同用户的应用需求，可以自主的安排传感器100的安装数量，有利于不同条件下的设计制造。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，作为一种实现方式，所使用的温度、压力、气体传感器等表面可包覆一定的涂层等封装结构，涂层等封装结构材料可以是有机物、无机物、生物材料、化学材料。本实用新型的涂层可以防止周围的液体、气体、固体对传感器的破坏或性能影响。

传输模块200，用于将电池组/电池的多个状态信息上传到数据融合处理模块300。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，作为一种实现方式，还包括用户终端，数据融合处理模块设置在用户终端上，用户终端用于接收传输模块200发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息，还用于将电池组/电池的多个状态信息通过无线方式/或有线方式上传至云端服务器，以及在显示界面上显示电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，作为一种实现方式，还包括电池组/ 电池，数据融合处理模块设置在电池组/电池上，电池组/电池用于接收传输模块200 发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

数据融合处理模块300，用于对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

具体的，如图7所示，数据融合处理模块300，对电池组/电池的每个状态信息进行特征提取，并根据提取的特征进行模式识别，以根据采用模糊推理、神经网络、机器学习算法等多种方式对多个状态信息进行特征融合，生成电池组/电池的融合状态信息。

可以理解的是，对电池组/电池的每个状态信息进行特征提取是可采用时间序列分析、频率分析和小波变换等方法。

云端服务器，接收用户终端通过无线方式/或有线方式上传的电池组/电池的多个状态信息；

数据融合处理模块300设置在云端服务器上，云端服务器包括云端数据库，云端数据库用于存储使用者所使用的电池组/电池的多个状态信息数据，云端服务器用于通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，云端服务器，接收用户终端通过无线方式/或有线方式上传的电池组/电池的多个状态信息，数据融合处理模块300设置在用户终端上，云端服务器包括云端数据库，云端数据库用于存储电池组/电池的多个状态信息，云端服务器用于通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

预警模块400，用于根据融合状态信息识别电池组/电池的工作状态，并在确定电池组 /电池的工作状态异常时，报警并执行预设的保护策略；报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；执行预设的保护策略包括：切断电源。

可以理解的是，生成电池组/电池的融合状态信息又经过传输模块传输在显示界面上显示，以便用户实时了解电池的状态信息。若出现信息异常，可立即做出如报警，鸣叫，闪光等预警行为。同时电池组/电池单元可做出切断电源等保护动作。

进一步地，本***包括用于测量电池性能信息的温度、压力、气体等传感器，也可以包括无线/有线传输模块、阀门、信号处理模块等。可将所有模块和部件集成在一块电路板上，也可集成在一块芯片上；如果采用无线传输方式，可采用BLE、ZigBee、无线网、RFID、NFC、蓝牙、移动通讯网等技术。

例如，将电动自行车或者电动汽车等交通工具的三元锂电池状态信息监测***中的，电池组/电池单元、传感器单元、数据融合处理模块、传输模块、报警模块、用户终端，以及上述多种信息处理传输等多种模块共同集成在一块芯片上，通过芯片地集成，以无线网络的传输形式使得本***各个模块之间的信息传输更加稳定，传输速度更快，以及各模块之间传输的损耗更小，传输数据更加精确。

下面通过两个具体实施例对本实用新型的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***进行详细描述。

实施例一

在本实施例中，基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***例如包括：

图3为根据本实用新型一个实施例的应用于电动自行车等交通工具的三元锂电池状态信息监测***结构示意图，如图3所示：包括电池组/电池单元、传感器单元、数据融合处理模块、传输模块、报警模块、用户终端。

其中，多个传感器100，设置在电池组/电池单元的多个关键位置上，用于获取电池组 /电池单元的多个状态信息，其中，多个传感器100包括不同种类的传感器。

具体的，选择不同种类、不同数量的传感器，设置在电池不同的预设位置，在能够实现本公开实施例上述技术效果的基础上，本领域技术人员可以根据需要进行任意设置，本公开对此不作具体限制。

如图5(a)、5(b)、图5(c)所示，是传感器放置在单个电池的三种不同放置方式，仅作为一种实例，并不局限于上述三种方式。

如图6所示，是传感器放置在电池组的一种放置方式，仅作为一种实例，并不局限于上述方式。

进一步地，可在电动自行车的电池组/电池的各个关键位置安装多种多个传感器100，以此获取电池的状态信息，针对不同应用场景的电池和不同用户的应用需求，可自主的安排传感器的安装数量和种类，以及传感器安装的位置。作为一种示例，首先将多种不同种类传感器安装在电动自行车的电池组/电池单元内，传感器100的安装位置如图3所示，包括单个电池的内部、外壳、正极、负极等关键位置，图3中单个电池上分别设置了3个压力传感器、3个温度传感器、1个气体传感器(传感器数量可根据实际情况设置一个或多个)。

传输模块200，用于将电池组/电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块300。

可以理解的是，在电动自行车工作时，传感器单元将监测到的电池组单元的状态信息通过传输模块传输至用户终端(如用户的手机、电脑等)，用户终端将监测到的信息上传到云端服务器。

数据融合处理模块300，用于对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，云端服务器，用于接收用户终端通过有线方式/或无线方式(如移动通信、广域网等方式)上传的电池组/电池的多个状态信息。

数据融合处理模块300设置在云端服务器上，云端服务器包括云端数据库，云端数据库用于存储使用者所使用的电池组/电池的多个状态信息数据，云端服务器用于通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

具体的，云端服务器通过模型识别，算法计算(如神经网络，机器学习等算法) 判断出电池的工作状态。

作为另外一种实现方式，数据融合处理模块300设置在用户终端上，用户终端用于接收传输模块200发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块 300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

作为另外一种实现方式，数据融合处理模块300设置在电池组/电池上，电池组/电池用于接收传输模块200发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

预警模块400，用于根据融合状态信息识别电池组/电池的工作状态，并在确定电池组/电池的工作状态异常时，执行预设的保护策略，报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；执行预设的保护策略包括：切断电源。具体包括：

预警模块400设置在用户终端上，经过数据融合处理模块处理后的结果传输回用户终端(如用户的手机、电脑等)，用户终端可实时显示界面上显示电池组/电池的融合状态信息，使得用户实时了解电池的融合状态信息。若出现信息异常，预警模块可立即做出如报警，鸣叫，闪光等预警行为。同时用户终端将异常信息发送给电池组单元，电池组单元可做出切断电源等保护动作。

作为另外一种实现方式，预警模块400设置在电池组/电池单元上，经过数据融合处理模块处理后的结果传给电池组/电池单元，若出现信息异常，预警模块可立即做出如报警，鸣叫，闪光等预警行为。同时电池组/电池单元可做出切断电源等保护动作。

又一种实现方式，在电动自行车等交通工具的电池组/电池的多个关键位置，设置多个多种类传感器，比如温度传感器、压力传感器以及气体传感器等，并利用上述多种传感器监测电池组/电池信息，比如，人坐在电动自行车等交通工具时，通过压力传感器监测电动车车身以及电池组/电池的压力情况，或者由于电动自行车处于充电状态或高温环境下，容易发生自燃的情况，通过设置在电池组/电池的温度传感器实时监测电池组/电池的情况，通过云端数据融合，反馈给用户数据融合信息，若出现温度超过负荷的情况及时发出预警，例如报警，鸣叫，闪光等，可自动切断电源等保护措施，并通知用户，用户可及时采取补救措施减少损失。通过在多种不同的情况下，对电动自行车等交通工具的电池组/电池的实时监测，并将传感器监测的多种状态信息进行数据融合，并将融合信息反馈到用户终端/云端，同时用户终端将监测到的异常信息发送给电池组/电池，电池组/电池的预警***及时在异常情况下执行保护策略。以保障车身以及人身安全。

实施例二

在本实施例中，基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***例如包括：

图4为根据本实用新型一个实施例的应用于电动汽车的磷酸铁锂电池状态信息监测***结构示意图，如图4所示：包括电池组单元、传感器单元、数据融合处理模块、传输模块、报警模块、用户终端。

其中，多个传感器100，设置在电池组/电池单元的关键位置上，用于获取电池组/电池单元的多个状态信息，其中，多个传感器100包括不同种类的传感器。

具体的，选择不同种类、不同数量的传感器，设置在电池不同的预设位置，在能够实现本公开实施例上述技术效果的基础上，本领域技术人员可以根据需要进行任意设置，本公开对此不作具体限制。

如图5(a)、5(b)、图5(c)所示，是传感器放置在单个电池的三种不同放置方式，仅作为一种实例，并不局限于上述三种方式。

如图6所示，是传感器放置在电池组的一种放置方式，仅作为一种实例，并不局限于上述方式。

进一步地，可在电动汽车的电池组/电池各个关键位置安装多种多个传感器100，以此获取电池的状态信息，针对不同应用场景的电池和不同用户的应用需求，可自主的安排传感器的安装数量和种类，以及传感器安装的位置。作为一种示例，首先将多种不同种类传感器安装在电动汽车的电池组单元内，传感器100的安装位置如图4所示，包括单个电池的内部、外壳、正极、负极等关键位置，图4中单个电池上分别设置了3 个压力传感器、3个温度传感器、1个气体传感器(传感器数量可根据实际情况设置一个或多个)。

传输模块200，用于将电池组/电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块300。

可以理解的是，在电动汽车工作时，传感器单元将监测到的电池组单元的状态信息通过传输模块传输至用户终端(如用户的手机、电脑等)，用户终端将监测到的信息上传到云端服务器。

数据融合处理模块300，用于对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

进一步地，云端服务器，用于接收用户终端通过有线方式/或无线方式(如移动通信、广域网等方式)上传的电池组/电池的多个状态信息。

数据融合处理模块300设置在云端服务器上，云端服务器包括云端数据库，云端数据库用于存储使用者所使用的电池组/电池的多个状态信息数据，云端服务器用于通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

具体的，云端服务器通过模型识别，算法计算(如神经网络，机器学习等算法) 判断出电池的工作状态。

作为另外一种实现方式，数据融合处理模块300设置在用户终端上，用户终端用于接收传输模块200发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块 300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

作为另外一种实现方式，数据融合处理模块300设置在电池组/电池上，电池组/电池用于接收传输模块200发送的电池组/电池的多个状态信息，并通过数据融合处理模块300对电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

预警模块400，用于根据融合状态信息识别电池组/电池的工作状态，并在确定电池组/电池的工作状态异常时，执行预设的保护策略，报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；执行预设的保护策略包括：切断电源。具体包括：

预警模块400设置在用户终端上，经过数据融合处理模块处理后的结果传输回用户终端(如用户的手机、电脑等)，用户终端可实时显示界面上显示电池组/电池的融合状态信息，使得用户实时了解电池的融合状态信息。若出现信息异常，预警模块可立即做出如报警，鸣叫，闪光等预警行为。同时用户终端将异常信息发送给电池组单元，电池组单元可做出切断电源等保护动作。

作为另外一种实现方式，预警模块400设置在电池组/电池单元上，经过数据融合处理模块处理后的结果传给电池组/电池单元，若出现信息异常，预警模块可立即做出如报警，鸣叫，闪光等预警行为。同时电池组/电池单元可做出切断电源等保护动作。

又一种实现方式，在电动汽车的电池组/电池的多个关键位置，设置多种多个的传感器，比如温度传感器、压力传感器以及气体传感器等，并利用上述多种传感器监测电池组/电池信息，比如，人乘坐电动汽车时，通过压力传感器监测电动汽车车身以及多电池组/电池的压力情况，或者电动汽车长期停放在室外时，车身长期处于高温或者潮湿的情况下，会对车内部的电池组/电池造成一定的损害，通过电池组/电池上的温度或湿度传感器实时监测电池组/电池的温度或湿度情况，再或者电动汽车在高速行驶时，通过气体或压力传感器，监测电动汽车在高速行驶时，电动汽车内部的电池组/电池承受的压力信息以及气体流速等信息。通过在多种不同的环境下，对电动自行车等交通工具的电池组/电池的实时监测，并将传感器监测的多种状态信息进行数据融合，并将融合信息反馈到用户终端/云端，同时用户终端将监测到的异常信息发送给电池组 /电池，电池组/电池上的预警***及时在异常情况下执行包括策略，例如自动报警，鸣叫，闪光等，可自动切断电源等保护措施，并通知用户。通过多种类、多数量传感器对电池组/电池的实时监测，保障电动汽车的停放时的安全性，以及行驶时保障人身安全。

根据本实用新型实施例的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，通过采用多种类、多数量传感器进行预警监测，可以有效的评估电池的安全性能，提高预警***的可靠性；采用多种类、多数量传感器测量电池温度、压力等参数精准度高，可提高监测和评估电池安全性能的准确性；将传感器监控的信息进行数据融合处理便于对电池安全性能进行全方位的评估；将传感获得的多方面信息建立云端数据库，便于电池安全性能模型的建立与识别。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，包括：

多个传感器，所述多个传感器设置在电池组/电池的多个关键位置上，所述多个传感器用于获取电池组/电池的多个状态信息，其中，所述多个传感器包括不同种类的传感器；

传输模块，用于将所述电池组/电池的多个状态信息传输至数据融合处理模块；

所述数据融合处理模块，用于对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息；

预警模块，用于根据所述融合状态信息识别所述电池组/电池的工作状态，并在确定所述电池组/电池的工作状态异常时，报警并执行预设的保护策略；所述报警包括自动报警，鸣叫，闪光预警行为中的一种；所述执行预设的保护策略包括：切断电源。

2.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，所述不同种类的传感器包括：温度传感器、压力传感器、气体传感器、力和形变传感器、湿度传感器、化学传感器、惯性传感器传感器中的至少两种。

3.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，对所述不同种类的传感器采用精密工艺进行加工制作，所述工艺包括：MEMS工艺、NEMS工艺微纳米工艺、厚薄膜工艺、微电子工艺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，所述关键位置包括所述电池组的上、下、左、右、内部关键位置以及单个电池的内部、外壳、正极、负极位置中的一个或多个；

针对不同型号的电池，可以自适应的安排电池的排列方式和传感器的安装位置，其中，所述电池包括锂电池、铅酸蓄电池、干电池、燃料电池、钠离子电池中的一种；

针对不同应用场景的电池和不同用户的应用需求，自主的安排传感器的安装数量。

5.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，还包括：

用户终端，所述数据融合处理模块设置在用户终端上，所述用户终端用于接收所述传输模块发送的所述电池组/电池的多个状态信息，并通过所述数据融合处理模块对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

6.根据权利要求5所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，还包括：云端服务器；

所述云端服务器，用于接收所述用户终端通过无线方式/或有线方式上传的所述电池组/电池的多个状态信息；

所述数据融合处理模块设置在所述云端服务器上，所述云端服务器包括云端数据库，所述云端数据库用于存储使用者所使用的电池组/电池的多个状态信息数据，所述云端服务器用于通过所述数据融合处理模块对所述电池组/电池的多个状态信息进行数据融合处理，生成电池组/电池的融合状态信息。

7.根据权利要求5所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，

所述用户终端，还用于在显示界面上显示所述电池组/电池的融合状态信息。

8.根据权利要求1-6任一项所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，

所述数据融合处理模块，还用于对电池组/电池的每个状态信息进行特征提取，并根据提取的特征进行模式识别，以根据采用模糊推理、神经网络、机器学习算法中的一种或者多种方式对多个状态信息进行特征融合，生成所述电池组/电池的融合状态信息。

9.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，还包括集成芯片模块，用于将所述多个传感器、所述传输模块、所述数据融合处理模块和所述预警模块，集成在芯片上并应用于所述***，还用于将所述多个传感器集成在芯片上并应用于所述***。

10.根据权利要求1所述的基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警***，其特征在于，所述多个状态信息传输至数据融合处理模块的传输方式包括：ZigBee、RFID、NFC、蓝牙技术、移动通讯网无线技术以及有线技术中的一种或多种。

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