CN115064787B 一种动力电池的热失控监控机构（江苏英拓动力科技有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利所(普通合伙)32397一种动力电池的热失控监控机构部气压进行检测并采集气压数值；安全管理模集的数据信息及根据采集的数据信息记性参数计算，判断动力电池运行数据是否满足失效条分分析判断模块气体检测模块监控采集模块安全管理模块数据管理单元数据接收单元安全管理模块数据分析单元数据分析单元安全阈值设置单元2S1、动力电池向外输出，监控采集模块采集动力电池输出的电压数据数值、电流数据数值、电池输出过程中实时温度数值和动力电池健康指数，且控制管理模块向监控采集模块发送控制指令；S2、分析判断模块的数据接收单元接收监控采集模块采集的数据信息，数据管理模块将采集的行进状态下数据信息存储在行进数据信息类型的数据库内；S3、分析判断模块的数据分析单元调取行进数据信息，先将电压数据数值和电流数据数值分别与工作电压预设阈值Umx和工作电流预设阈值Ima进行比较，判断动力电池是否处S4、根据采集的电池健康数值选择预设热失控阈值范围，然后根据采集的电池输出过程中实时温度数值计算升温比率T₀,并将T₀与选择的热失控阈值进行比较判断，若T。超过热具体的，当电池健康指数在90%以上且TO>T1,动力电池处于热失控状态并发出热失控当电池健康指数在50%~90%且TO>1T1,动力电池处于热失控状态并发出热失控警告；当电池健康指数在30%~50%且TO>mT1,动力电池处于热失控状态并发出热失控警告；当电池健康指数在30%以内，发出跟换动力电池警告，若TO>nT1,动力电池处于热失控其中0<n<m<1<1,n、m和1根据具体不同的动力电池进行不同情况的设定；健康的所述动力电池的正常升温比率T₀等于单位时间内上升温度与升温前的动力电池工作温度的比值，健康的所述动力电池的失控升温比率为T₁;S5、当动力电池处于热失控时，车辆管理模块控制动力电池模块逐渐降低输出功率直至停止输出，并控制车辆的警示灯启动；停止状态：S1、车辆的温度传感器采集实时环境温度T₃,同时监控采集模块采集动力电池的实时温度T₄,分析判断模块的数据接收单元接收实时环境温度T₃和动力电池的实时温度T₄;S2、数据分析单元将接收的实时环境温度T₃与动力电池的实时温度T₄进行比较，若T₃≤T₄,动力电池处于正常状态；若T₃>T₄,计算动力电池的升温比率T₀,并将T。与环境升温比率T₂进行比较，若T₀>T₂,动力电池处于热失控状态，反之动力电池处于正常；S3、复检阶段，当T₀>T₂,监控采集模块的数据接收单元接收光信号丢失时间t。,若t₀≤tmax,tmax为安全阈值设置单元设置的光信号丢失时间，返回S2再一次比较T₀和T₂;反之进一步确定动力电池处于热失控状态。2.根据权利要求1所述的一种热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，所述热失监控采集模块，用于采集车辆在行驶过程中动力电池运行产生的电压电流数值、电池实时温度和动力电池健康指数；气体检测模块，用于检测动力电池在使用过程中所处环境中的气体，同时对动力电池内部气压进行检测并采集气压数值；3安全管理模块，用于根据监控采集动力电池实时情况的判断结果进行安全处理；控制管理模块，用于接收采集或监控的数据信息，并根据采集或监控的数据信息进行热失控安全等级划分；分析判断模块，用于接收采集的数据信息及根据采集的数据信息记性参数计算，判断动力电池运行数据是否满足失效条件；车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作。3.根据权利要求2所述的一种热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，所述分析判断模块包括数据接收单元、数据管理单元、安全阈值设置单元和数据分析单元；所述数据接收单元，用于接收所述监控采集模块和所述气体检测模块检测采集的数据信息；所述数据管理单元，用于将所述数据接收单元的数据分类管理，类型为行进数据信息和停止数据信息；所述安全阈值设置单元，用于设置动力电池的安全监控范围，且所述安全监控范围对应数据分类类型划分为行进状态数据信息阈值和停止状态数据信息阈值；所述数据分析单元，用于将所述数据管理单元分类的数据与相对应的安全阈值进行比较，判断是否达到失效条件。4.根据权利要求3所述的一种热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，所述安全阈值设置单元预先设置行进状态的工作电压预设阈值Umax、工作电流预设阈值Imax、工作温度预设阈值Tmax及环境空气浓度预设阈值Lmax,同时所述安全阈值设置单元预先设置停止状态的静息空气浓度阈值Lmax_1和静息环境温度阈值Tmax_1,车辆的温度传感器采集环境温度数据信息并将采集的环境温度数据信息作为停止状态的所述静息环境温度阈值。5.根据权利要求2所述的一种热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，所述气体检测模块采用光信号检测模块，所述光信号检测模块包括光信号发射单元和光信号接收单6.根据权利要求2所述的一种热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，所述监控采集模块采集的电池健康指数配合安全阈值设置单元进行阈值设置。4一种动力电池的热失控监控机构技术领域[0001]本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池的热失控监控机构。背景技术[0002]新能源汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组装等部分组成。其中电机、电控及组装和传统汽车基本相同，差价的原因在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成看，电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30-45%,而动力电池又占据电池驱动系统约75-85%的成本构成。[0003]现有技术中，动力电池的热失控一般对电池中的电压、电流、设置的温度传感器和压力等进行热失控判断。但是动力电池的热失控情况被发现的时候，采集传感器和通信模块通常已经被损毁，进而无法第一时间降低损失和保护人员安全。发明内容[0004]本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出了一种动力电池的热失控监控[0005]本发明提供了如下的技术方案：[0007]监控采集模块，用于采集车辆在行驶过程中动力电池运行产生的电压电流数值、电池实时温度和动力电池健康指数；[0009]气体检测模块，用于检测动力电池在使用过程中所处环境中的气体，同时对动力电池内部气压进行检测并采集气压数值；[0010]安全管理模块，用于根据监控采集动力电池实时情况的判断结果进行安全处理；[0011]控制管理模块，用于接收采集或监控的数据信息，并根据采集或监控的数据信息进行热失控安全等级划分；[0012]分析判断模块，用于接收采集的数据信息及根据采集的数据信息记性参数计算，判断动力电池运行数据是否满足失效条件；[0013]车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作。[0014]优选的，所述分析判断模块包括数据接收单元、数据管理单元、安全阈值设置单元和数据分析单元；[0015]所述数据接收单元，用于接收所述监控采集模块和所述气体检测模块检测采集的数据信息；[0016]所述数据管理单元，用于将所述数据接收单元的数据分类管理，类型为行进数据信息和停止数据信息；[0017]所述安全阈值设置单元，用于设置动力电池的安全监控范围，且所述安全监控范5围对应数据分类类型划分为行进状态数据信息阈值和停止状态数据信息阈值；[0018]所述数据分析单元，用于将所述数据管理单元分类的数据与相对应的安全阈值进[0019]优选的，所述安全阈值设置电流预设阈值Imax、工作温度预设阈值Tma及环境空气浓度预设阈值Lmax,同时所述安全阈值设置单元预先设置停止状态的静息空气浓度阈值Lax_1和静息环境温度阈值Tmax_1,车辆的温度传感器采集环境温度数据信息并将采集的环境温度数据信息作为停止状态的所述静息环境温度阈值。[0020]优选的，所述气体检测模块采用光信号检测模块，所述光信号检测模块包括光信号发射单元和光信号接收单元。[0021]优选的，所述光信号的接收受到动力电池所处环境的空气质量的影响，安全阈值设置单元设置光信号丢失时间tmax。[0022]优选的，所述监控采集模块采集的电池健康指数配合安全阈值设置单元进行阈值[0023]优选的，健康的所述动力电池的正常升温比率T等于单位时间内上升温度与升温前的动力电池工作温度的比值，健康的所述动力电池的失控升温比率为T₁。[0024]优选的，当电池健康指数在90%以上且T₀>T₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警告；[0025]当电池健康指数在50%~90%且T₀>1T₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警[0026]当电池健康指数在30%~50%且T₀>mT₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警[0027]当电池健康指数在30%以内，发出跟换动力电池警告，若T₀>nT₁,动力电池处于热失控状态；[0028]其中0<n<m<l<1。[0029]一种优选的热失控监控机构的监控防护方法，其特征在于，具体步骤包括：[0031]S1、动力电池向外输出，监控采集模块采集动力电池输出的电压数据数值、电流数据数值、电池输出过程中实时温度数值和动力电池健康指数，且控制管理模块向监控采集模块发送控制指令；[0032]S2、分析判断模块的数据接收单元接收监控采集模块采集的数据信息，数据管理模块将采集的行进状态下数据信息存储在行进数据信息类型的数据库内；[0033]S3、分析判断模块的数据分析单元调取行进数据信息，先将电压数据数值和电流数据数值分别与工作电压预设阈值Ux和工作电流预设阈值Ix进行比较，判断动力电池是[0034]S4、根据采集的电池健康数值选择预设热失控阈值范围，然后根据采集的电池输出过程中实时温度数值计算升温比率T₀,并将T。与选择的热失控阈值进行比较判断，若T₀超[0035]S5、当动力电池处于热失控时，车辆管理模块控制动力电池模块逐渐降低输出功6率直至停止输出，并控制车辆的警示灯启动；[0037]S1、车辆的温度传感器采集实时环境温度T₃,同时监控采集模块采集动力电池的实时温度T₄,分析判断模块的数据接收单元接收实时环境温度T₃和动力电池的实时温度T;[0038]S2、数据分析单元将接收的实时环境温度T₃与动力电池的实时温度T₄进行比较，若T₃≤T₄,动力电池处于正常状态；若T₃>T₄,计算动力电池的升温比率T₀,并将T。与环境升温比率T₂进行比较，若T₀>T₂,动力电池处于热失控状态，反之动力电池处于正常；[0039]S3、复检阶段，当T₀>T₂,监控采集模块的数据接收单元接收光信号丢失时间t。,若t₀≤tmax,返回S2再一次比较T₀和T₂;反之进一步确定动力电池处于热失控状态。[0040]本发明的有益效果是：[0041]通过对动力电池的工作状态的下实时温度、电压电流数值与预设阈值进行比较，以判断动力电池是否处于热失控状态，同时根据动力电池的电池健康指数进一步缩小判断阈值，实现了动力电池的实时监控，甚至可以避免低健康状态的动力电池失控造成损失；[0042]动力电池的停止状态通过气体检测模块进行判断，配合动力电池的升温比率判附图说明[0043]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0044]图1是本发明原理结构示意图。具体实施方式[0045]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部[0046]根据图1所示，一种动力电池的热失控监控机构包括控制管理模块，控制管理模块电性连接有监控采集模块、气体检测模块、安全管理模块和分析判断模块，监控采集模块与动力电池模组电连接，控制管理模块还与车辆管理模块电连接，车辆管理模块还与温度传感器电连接。[0047]监控采集模块，用于采集车辆在行驶过程中动力电池运行产生的电压电流数值、电池实时温度和动力电池健康指数，其中电池健康指数配合安全阈值设置单元进行阈值设[0049]气体检测模块，用于检测动力电池在使用过程中所处环境中的气体，同时对动力电池内部气压进行检测并采集气压数值，气体检测模块采用光信号检测模块，光信号检测模块包括光信号发射单元和光信号接收单元。[0050]安全管理模块，用于根据监控采集动力电池实时情况的判断结果进行安全处理。[0051]控制管理模块，用于接收采集或监控的数据信息，并根据采集或监控的数据信息进行热失控安全等级划分。[0052]车辆管理模块，用于接收动力电池模组的实时状态信息，根据接收的状态信息对7各模块发送控制指令，严重情况下做出报警操作。[0053]分析判断模块，用于接收采集的数据信息及根据采集的数据信息记性参数计算，判断动力电池运行数据是否满足失效条件。[0054]分析判断模块包括数据接收单元、数据管理单元、安全阈值设置单元和数据分析[0055]数据接收单元，用于接收监控采集模块和气体检测模块检测采集的数据信息；[0056]数据管理单元，用于将数据接收单元的数据分类管理，类型为行进数据信息和停止数据信息；[0057]安全阈值设置单元，用于设置动力电池的安全监控范围，且安全监控范围对应数据分类类型划分为行进状态数据信息阈值和停止状态数据信息阈值；[0058]数据分析单元，用于将数据管理单元分类的数据与相对应的安全阈值进行比较，判断是否达到失效条件。[0059]其中，安全阈值设置单元预先设置行进状态的工作电压预设设阈值Imax、工作温度预设阈值Tma及环境空气浓度预设阈值Lma,同时安全阈值设置单元预先设置停止状态的静息空气浓度阈值Lmax_1和静息环境温度阈值Tmax_1,车辆的温度传感器采集环境温度数据信息并将采集的环境温度数据信息作为停止状态的静息环境温度阈值。[0060]安全阈值设置单元对于气体检测模块的设置具体为：光信号的接收受到动力电池所处环境的空气质量的影响，安全阈值设置单元设置光信号丢失时间tmax。[0061]在实际监控采集过程中，分析判断模块通过设置的数据分析单元计算单位时间内动力电池在工作状态下实时温度的升温比率T₀,并T₀与热失控条件中升温比率T₁进行比较[0062]而在实际情况下，动力电池的热失控判断还受到动力电池的电池健康指数的影响，因此实际热失控条件中的升温比率T₁会一定比例的降低。热失控检测的具体情况为：[0063]当电池健康指数在90%以上且T₀>T₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警告；[0064]当电池健康指数在50%~90%且T₀>1T₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警[0065]当电池健康指数在30%~50%且T₀>mT₁,动力电池处于热失控状态并发出热失控警[0066]当电池健康指数在30%以内，发出跟换动力电池警告，若T₀>nT₁,动力电池处于热失控状态；[0067]其中0<n<m<l<1,n、m和1根据具体不同的动力电池进行不同情况的设定。[0068]一种热失控监控机构的监控防护方法，行进过程中具体实时步骤如下所示：[0069]S1、动力电池向外输出，监控采集模块采集动力电池输出的电压数据数值、电流数据数值、电池输出过程中实时温度数值和动力电池健康指数，且控制管理模块向监控采集模块发送控制指令；[0070]S2、分析判断模块的数据接收单元接收监控采集模块采集的数据信息，数据管理模块将采集的行进状态下数据信息存储在行进数据信息类型的数据库内；[0071]S3、分析判断模块的数据分析单元调取行进数据信息，先将电压数据数值和电流数据数值分别与工作电压预设阈值Umax和工作电流预设阈值Imax进行比较，判断动力电池8是否处于正常输出的工作状态，若