一种动力电池的安全检测方法及系统

文档序号:188964 发布日期:2021-11-02 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种动力电池的安全检测方法及系统 (Safety detection method and system for power battery ) 是由 顿栋梁 王平恒 汪国强 朱文华 于 2021-06-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种动力电池的安全检测方法及系统,在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值;判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值;若所述压力信号值高于预设压力阈值,检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路;若造成电芯短路,发出第一预警。(The invention discloses a safety detection method and a safety detection system for a power battery, wherein in the running process of a whole vehicle, a pressure signal value obtained by monitoring of a pressure sensor at the bottom of a battery pack is received; judging whether the pressure signal value is higher than a preset pressure threshold value or not; if the pressure signal value is higher than a preset pressure threshold value, detecting the electrical core internal resistance value of the power battery, and judging whether electrical core short circuit is caused according to the electrical core internal resistance value of the power battery; and if the short circuit of the battery core is caused, sending a first early warning.)

一种动力电池的安全检测方法及系统

技术领域

本申请涉及汽车安全技术领域,尤其涉及一种动力电池的安全检测方法及系统。

背景技术

电动汽车的电池安全及防护也得到重视,尤其是电动汽车在受到正面碰撞或侧面碰撞时,对电池包的防护或监测得到重点关注。电池包底部的防护一般都是设计防护底板,防止磕碰。但是,一般电动车的电池包的底板容易受到挤压、磕碰等变形后造成电池包内部的电芯挤压等,由于没有监测或预警,电池包底部受到挤压、磕碰后引发电芯内短路,从而引发热失控,电动车自燃就无法避免。

目前,为了避免上述问题,可在电池包壳体与电池模组之间设置气垫减压,在电池包受力变形时发出预警;或者在所述下壳体底部的外表面设有橡胶层防撞击等等,但这种方式仍旧不能准确检测出电池问题,完全确保动力电池安全,例如,虽然存在电芯内短路,但是电芯还没有热失控,在车子继续行驶导致电芯在放电才会发生短路,造成电池过热,从而引发火灾的风险。

发明内容

本发明提供了一种动力电池的安全检测方法及系统,以解决或者部分解决电芯短路造成热失控的技术问题,能够准确检测磕碰是否造成了电芯短路,进而保证汽车安全。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种动力电池的安全检测方法,所述方法包括:

在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值;

判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值;

若所述压力信号值高于预设压力阈值,检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路;

若造成电芯短路,发出第一预警。

优选的,所述判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值之后,所述方法还包括:

若所述压力信号值高于预设压力阈值,发出底部磕碰语音提示音。

优选的,所述检测所述动力电池的电芯内阻值,具体包括:

通过整车控制器断开所述动力电池的输出,并控制通断一次检测电路中的控制开关;其中,在所述检测电路中,串联有所述动力电池、固定电阻、电压传感器和由所述整车控制器控制的所述控制开关;

根据公式R1=(E/U-1)Rc计算得到所述动力电池的电芯内阻值;其中,R1为所述电芯内阻值,E为所述动力电池的端电压,U为所述电压传感器测量的所述固定电阻的电压,Rc为所述固定电阻阻值。

优选的,所述根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路,具体包括:

获取所述动力电池在当前工况下的电芯内阻值;

获取所述当前工况对应的预设电芯内阻值;

基于所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值判断是否造成电芯短路。

优选的,所述基于所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值判断是否造成电芯短路,具体包括:

获取所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值的阻值差;

判断所述阻值差是否高于设定差值;

若是,则表示电芯短路。

优选的,所述基于所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值判断是否造成电芯短路,具体包括:

判断所述电芯内阻值是否高于所述预设电芯内阻值;

若是,则表示电芯短路。

优选的,所述根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路之后,所述方法还包括:

若未造成电芯短路,则发出第二预警,所述第二预警和所述第一预警不同。

优选的,所述发出第一预警,具体包括:

发出火灾预警提示音,并向后台发出安全风险信息;

所述发出第一预警之后,所述方法还包括:在设定时间内进行整车断电。

优选的,所述动力电池的电池包的底壳的下表面喷涂抗石击涂料,所述底壳的上表面设置有所述压力传感器的应变片。

本发明的另一方面,公开了一种动力电池的安全检测系统,包括:

接收单元,用于在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值;

判断单元,用于判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值;

检测单元,用于若所述压力信号值高于预设压力阈值,检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路;

预警单元,用于若造成电芯短路,发出第一预警。

通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:

本发明公开了一种动力电池的安全检测方法,在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值;判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值;若所述压力信号值高于预设压力阈值,通过检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路;若造成电芯短路,发出第一预警。可见,本发明通过在电池包底部受到剐蹭、磕碰或冲击时,及时监测底部的磕碰并主动检测电芯内阻,判断是否存在电芯内部短路来避免由于电芯短路造成的一系列问题。

进一步的,由于本发明是针对动力电池内部的电芯内阻进行检测,因此,不管是动力电池当前立即发生电芯内短路,还是后续车子继续行驶导致电芯在放电短路,都能够准确的检测出并进行后续的预警操作,来避免引发火灾风险等一系列问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的

具体实施方式

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1示出了根据本发明一个实施例的动力电池底部的结构示意图;

图2示出了根据本发明一个实施例的动力电池的安全检测方法流程图;

图3示出了根据本发明一个实施例的检测电路的示意图;

图4示出了根据本发明一个实施例的动力电池的安全检测系统的示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了解决碰撞导致的问题,本发明实施例从两方面进行了改进,一方面是从动力电池的结构上进行改进,提高动力电池的防撞能力。具体来说,参看图1,本发明实施例的动力电池的电池包的底壳采用金属底板提高防撞能力。作为一种可选的实施例,在底壳的下表面喷涂抗石击涂料,本例中采用4mm后的PVC抗石击涂料,可防止一般的小石子等对电池包底部的冲击等伤害,还具有吸音隔振功能。而底壳的上表面设置有所述压力传感器的应变片。具体来说,其上表面设有网状的压力传感器的应变片,在压力传感器应变片和底板之间有粘接剂。

另一方面,本发明实施例改进了动力电池的安全检测方法,通过在电池包底部受到剐蹭、磕碰或冲击时,及时监测底部的磕碰并主动进行安全检测(检测电芯内阻,判断是否存在电芯内部短路等)来避免由于电芯短路造成的一系列问题。

下面参看图2,本发明实施例中的动力电池的安全检测方法包括如下步骤:

步骤21,在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值。

汽车行驶时,电池包底板经常受到底部飞溅的砂石冲击,特殊地,汽车在行驶在恶劣路面时,容易受到坑洼、凸出路面的石块碰撞,在倒车或停车时容易受到台阶、路沿石等凸出物的磕碰,底部容易受力变形,损坏电池包及电芯。

故,在电池包底部设置有压力传感器,能够在收到磕碰时及时监测到动力电池收到的压力信号值。而本实施例的检测方法是由整车控制器来完成的,具体的,整车控制器接收电池包底部的压力传感器监测到的垂直方向的压力信号值P。

步骤22,判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值。

在具体的实施过程中,底部飞溅砂石对底板冲击力较小,不会对电池包及电芯造成损害,故若判断出压力信号值P不超出设定压力阈值Ps,则表示整车控制器判断底板未受到磕碰,整车控制器控制维持当前状态。若判断出压力信号值P高于设定压力阈值Ps,可能是底部受到石块碰撞等情况,整车控制器判断底板受到磕碰,发出底部磕碰语音提示音,并启动电芯自检程序。电芯自检程序中的核心原理是根据电芯的内阻值变化,判断是否发生挤压等变形造成电芯短路。具体的实施过程参看下述步骤。

步骤23,若所述压力信号值高于预设压力阈值,检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路。

在具体的实施过程中,若所述压力信号值高于预设压力阈值,则会主动启动电芯自检程序,根据电芯的内阻值变化,判断是否发生挤压等变形造成电芯短路。故,整车控制器检测当前工况下的动力电池的电芯内阻值,并基于此进行判断。如未造成短路,则发出第二预警,所述第二预警和所述第一预警不同。具体的,发出磕碰风险预警提示音,提示车主就近去维修点进一步检查受损情况。若造成电芯短路,发出第一预警。第一预警的详细情况后续会进行介绍,在此不做展开描述。

而在检测所述动力电池的电芯内阻值的过程中,是利用整车控制器和检测电路相结合完成的。

具体来说,参看图3,在检测电路中,串联有所述动力电池、固定电阻、电压传感器和控制开关。该控制开关通过整车控制器控制。

当启动电芯自检程序时,整车控制器断开所述动力电池的输出,并控制通断一次检测电路中的控制开关。由于需要在极短时间内测量出电芯内阻值,故整车控制器瞬时断开动力电池的输出,并瞬时通断一次控制开关。由于电压传感器用于测量固定电阻的电压U。

故根据公式R1=(E/U-1)Rc计算得到所述动力电池的电芯内阻值。其中,R1为所述电芯内阻值,E为所述动力电池的端电压,U为所述电压传感器测量的所述固定电阻的电压,Rc为所述固定电阻阻值。

在根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路的过程中,整车控制器实时测量当前电芯内阻R1,并与相同工况下且预先试验测量的预设电芯内阻值Rp对比,以此判断是否造成电芯短路。

具体来说,整车控制器实时获取所述动力电池在当前工况下的电芯内阻值。另外,本实施例预先试验测量了在不同温度、不同工况下的若干预设电芯内阻值,该预设电芯内阻值是正常条件下得到的不会引起热失效的标准阻值。故得到当前工况下的电芯内阻值之后,可根据当前工况,获取所述当前工况对应的预设电芯内阻值。然后基于所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值进行对比,以此判断是否造成电芯短路。

作为一种可选的实施例,判断所述电芯内阻值是否高于所述预设电芯内阻值;若是,则表示电芯短路。

作为一种可选的实施例,可以利用差值进行对比判断。具体来说,获取所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值的阻值差;判断所述阻值差是否高于设定差值;若是,则表示电芯短路。

步骤24,若造成电芯短路,发出第一预警。

在预警的过程中,发出火灾预警提示音,并向后台发出安全风险信息。此外,在设定时间内进行整车断电等待救援。

通过上述方案,电池包底部增加PVC抗石击涂料,可防止一般的小石子等对电池包底部的冲击等伤害,还具有吸音隔振功能,成本低,工艺简单。而通过对电池包底板的垂直压力信号采集及上述风险检测策略,可检测底盘在受到凸出物的磕碰后,通过对电芯自检以及发出的预警提示断电等措施,降低因电池包底部受损造成的火灾隐患风险。

基于同一发明构思,下面的实施例介绍了一种动力电池的安全检测系统,参看图4,包括:

接收单元41,用于在整车行驶过程中,接收电池包底部的压力传感器监测得到的压力信号值;

判断单元42,用于判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值;

检测单元43,用于若所述压力信号值高于预设压力阈值,检测所述动力电池的电芯内阻值,并根据所述动力电池的电芯内阻值判断是否造成电芯短路;

预警单元44,用于若造成电芯短路,发出第一预警。

所述判断所述压力信号值是否高于预设压力阈值之后,所述方法还包括:

若所述压力信号值高于预设压力阈值,发出底部磕碰语音提示音。

作为一种可选的实施例,所述检测单元43,具体用于:

通过整车控制器断开所述动力电池的输出,并控制通断一次检测电路中的控制开关;其中,在所述检测电路中,串联有所述动力电池、固定电阻、电压传感器和由所述整车控制器控制的所述控制开关;

根据公式R1=(E/U-1)Rc计算得到所述动力电池的电芯内阻值;其中,R1为所述电芯内阻值,E为所述动力电池的端电压,U为所述电压传感器测量的所述固定电阻的电压,Rc为所述固定电阻阻值。

作为一种可选的实施例,所述检测单元43,具体用于:

获取所述动力电池在当前工况下的电芯内阻值;

获取所述当前工况对应的预设电芯内阻值;

基于所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值判断是否造成电芯短路。

作为一种可选的实施例,所述检测单元43,具体用于:获取所述电芯内阻值和所述预设电芯内阻值的阻值差;

判断所述阻值差是否高于设定差值;

若是,则表示电芯短路。

作为一种可选的实施例,所述检测单元43,具体用于:判断所述电芯内阻值是否高于所述预设电芯内阻值;

若是,则表示电芯短路。

作为一种可选的实施例,所述预警单元44,还用于若未造成电芯短路,则发出第二预警,所述第二预警和所述第一预警不同。

作为一种可选的实施例,所述预警单元44,还用于发出火灾预警提示音,并向后台发出安全风险信息;

搜索系统还包括:断电单元,用于在设定时间内进行整车断电。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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