【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池熱失控安全預警，特別涉及一種電池包熱失控預警方法和系統。
技術介紹
1、近年來，鋰離子電池以其高能量密度、高效率、低自放電率和長壽命等優勢被廣泛應用于電動汽車、無人機、能源儲存等新興領域，但同時也帶來一系列的消防安全問題，尤其是電池的熱失控事故，可能引發火災或爆炸，造成嚴重的財產損失和人員傷亡。
2、現有技術中，鋰離子電池熱失控預警系統首先通過安裝在電池包中單體電池上的各類傳感器實時采集電池的各項運行參數，如溫度、電壓、電流等。采集到的數據會被傳輸至系統的數據處理單元，根據預設的算法和模型，判斷電池是否處于正常工作狀態或存在熱失控的風險。如果檢測到電池的溫度、電壓或電流等參數出現異常，且這些異常符合熱失控的預警規則(如溫度超過設定閾值、電壓波動異常等)，系統會認為電池存在熱失控風險。一旦判斷電池存在熱失控風險，系統會立即通過警報器、顯示屏或其他通訊方式向用戶發出預警信息，提醒用戶采取相應措施，如停止充電、放電或進行緊急處理。
3、上述現有技術存在的缺陷是：預警系統的數據處理單元在判別熱失控的過程中，通過單一類別的參數與各自的設定值進行比較來判斷是否發生熱失控，不能準確把握熱失控進展階段，容易出現參數比較結果不統一問題，導致預警系統發生誤判，降低了熱失控預警的準確率。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種電池包熱失控預警方法和系統。
2、本專利技術實施例提供一種電池包熱失控預警方法，包括：
3、
4、將所有的數據參量進行匯總，得到表征鋰離子電池包氣體參數集合的參數矩陣x，通過熵權法確定用于描述參數矩陣x離散程度的變異性指標；
5、基于變異性指標確定表征鋰離子電池包在單一時刻氣體參數融合結果的融合數據信息得分，并根據融合數據信息得分確定表征每個數據參量在對應時刻所占權重的氣壓值參數、co參數和煙霧參數；
6、將融合數據信息得分、氣壓值參數、co參數和煙霧參數分別與設定閾值進行比較，及根據比較結果判斷鋰離子電池包的熱失控進展階段，并根據熱失控進展階段的判別結果進行預警。
7、可選地，得到表征鋰離子電池包氣體參數集合的參數矩陣x，其表達形式為：
8、
9、其中，m為數據類型，n為設定周期內獲取數據的數量。
10、可選地，將所有的數據參量進行匯總時，對每個數據參量進行標準化的預處理，其具體包括：
11、通過極差變化法對參數矩陣x中的數據參量進行標準化，其計算公式為：
12、
13、標準化處理的結果為：
14、
15、其中，i為第i個數據類型，j為設定周期內第j個數據的值，yij代表第i個數據類型下第j個數據的值(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…n)。
16、可選地，通過熵權法確定用于描述參數矩陣x離散程度的變異性指標，其計算公式為：
17、
18、其中，m為數據類型，n為設定周期內獲取數據的數量，i為第i個數據類型，j為設定周期內第j個數據的值，wij為第i個數據類型第j個采集值所占的比重，yij代表第i個數據類型下第j個數據的值。
19、可選地，根據融合數據信息得分確定表征每個數據參量在對應時刻所占權重的氣壓值參數、co參數和煙霧參數，其計算公式為：
20、
21、其中，wj為熱失控期間設定采集周期內每個時刻采集到的不同類型參數的融合數據信息得分，si為采集的不同類型參數所占的權重；gj為冗余度；yij為經標準化處理后第i個數據類型下第j個數據的值。
22、可選地，冗余度gj的計算公式為：
23、gj＝1-ej
24、
25、其中，i為第i個數據類型，j為設定周期內獲取的第j個數據的值，ej為信息熵，gj為冗余度，wij為第i個數據類型第j個采集值所占的比重，k為常數。
26、本專利技術實施例還提供一種電池包熱失控預警系統，包括：
27、監測單元，包括氣壓傳感器、煙霧傳感器及co傳感器以及監測主機，用于根據采集數據判斷鋰離子電池包的熱失控進展階段；
28、報警單元，包括顯示報警數字信號的顯示屏及發出報警信息的報警器，用于根據監測單元的熱失控進展階段的判別結果進行報警；
29、泄壓防爆單元，包括容納電池的電池箱、風扇、滅火器和排氣孔，用于根據報警單元的報警結果進行泄壓處理。
30、可選地，監測單元中，安全閥開啟時電池包內數據融合參數為一級預設值，發生熱失控時電池包內數據融合參數為二級預設值，單個電池熱失控蔓延到相鄰電池或由其他原因導致大規模爆噴時電池包內數據融合參數為三級預設值。
31、可選地，報警單元輸出數字信號a、數字信號b和數字信號c；
32、數字信號a代表采集的融合數據參數超過一級預設值，電池安全閥開啟；
33、數字信號b代表采集的融合數據參數超過二級預設值，電池發生熱失控；
34、數字信號c代表采集的融合數據參數超過三級預設值，熱失控蔓延到相鄰電池導致大規模爆噴。
35、可選地，泄壓防爆單元具體包括：
36、電池箱有兩層，內層箱體用于容納電池，且內層箱體上部設有排氣孔；外層箱體設有兩個開口，上部開口為排出電池爆噴出的氣體外層排氣口，下部開口連接滅火器。
37、本專利技術實施例提供的上述一種電池包熱失控預警方法和系統，與現有技術相比，其有益效果如下：
38、現有技術中通過單一類別的參數與各自的設定值進行比較來判斷是否發生熱失控，容易出現參數比較結果不統一的問題，導致預警系統發生誤判，降低了熱失控預警的準確率。
39、而本專利技術基于變異性指標確定鋰離子電池包在不同時刻的融合數據信息得分，并根據融合數據信息得分確定每個數據參量在不同時刻所占的權重，得到氣壓值參數、co參數和煙霧參數；將融合信息數據得分作為前置條件，以氣壓值參數、co參數和煙霧參數作為輔助判據對電池包熱失控情況進行分級預警，并將預警時間保持在鋰離子電池包的時間周期內，能夠對電池包實時監測，使工作人員及時充分了解到電池熱失控進展階段，準確率高。
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1.一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述得到表征鋰離子電池包氣體參數集合的參數矩陣X，其表達形式為：
3.如權利要求2所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述將所有的數據參量進行匯總時，對每個數據參量進行標準化的預處理，其具體包括：
4.如權利要求1所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述通過熵權法確定用于描述參數矩陣X離散程度的變異性指標，其計算公式為：
5.如權利要求4所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述根據融合數據信息得分確定表征每個數據參量在對應時刻所占權重的氣壓值參數、CO參數和煙霧參數，其計算公式為：
6.如權利要求5所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述冗余度gj的計算公式為：
7.一種基于權利要求1-6任一所述的電池包熱失控預警方法的電池包熱失控預警系統，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的一種電池包熱失控預警系統，其特征在于，所述監測單元中，安全閥開啟時電池包內數
9.如權利要求7所述的一種電池包熱失控預警系統，其特征在于，所述報警單元輸出數字信號A、數字信號B和數字信號C；
10.如權利要求7所述的一種電池包熱失控預警系統，其特征在于，所述泄壓防爆單元具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述得到表征鋰離子電池包氣體參數集合的參數矩陣x，其表達形式為：
3.如權利要求2所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述將所有的數據參量進行匯總時，對每個數據參量進行標準化的預處理，其具體包括：
4.如權利要求1所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述通過熵權法確定用于描述參數矩陣x離散程度的變異性指標，其計算公式為：
5.如權利要求4所述的一種電池包熱失控預警方法，其特征在于，所述根據融合數據信息得分確定表征每個數據參量在對應時刻所占權重的氣壓值參數、co參數和煙霧參數，其計算公式為：
6.如權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱國慶，劉通，郭東亮，崔少琦，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：
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