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电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质技术方案

技术编号:18386313 阅读:73 留言:0更新日期:2018-07-08 08:47
本发明专利技术涉及一种电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质。所述方法包括实时获取电池组的状态信息。根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控前期故障。若电池组发生热失控前期故障,则确定故障类型、故障发生位置。根据确定的所述故障类型和所述故障发生位置执行热失控前期处理动作。根据电动汽车电池安全事故的阶段性对电池系统事故的特征进行实时监测,及时预警。针对电池系统事故的特征,在设计过程中增加相应的元件和机制,以延缓或防止事故的发生或蔓延过程。所述方法能够针对具体发生事故的实际情况,提供综合的防控策略,准确启动防控机制,最大化安全防护效果,保证电动汽车乘员安全。

Power battery pack safety prevention and control method, system and computer readable storage medium for electric vehicle

The invention relates to a power battery pack safety prevention and control method, a system and a computer readable storage medium for an electric vehicle. The method includes acquiring state information of battery pack in real time. According to the state information of the battery pack, it is determined whether there is a premature failure in the battery pack thermal runaway. If the battery failure occurs before heat runaway, the fault type and the location of the fault are determined. The thermal runaway pre-processing action is executed according to the determined fault type and the location of the fault. According to the phased nature of battery accidents in electric vehicles, real-time monitoring of the characteristics of battery system accidents, timely warning. In view of the characteristics of battery system accidents, the corresponding components and mechanisms are added in the design process to delay or prevent the occurrence or spread of accidents. The method can provide a comprehensive prevention and control strategy for the actual situation of the accident, accurately start the prevention and control mechanism, maximize the safety protection effect, and ensure the safety of the electric vehicle occupant.

【技术实现步骤摘要】
电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质
本专利技术涉及电动汽车及电池
,特别是涉及一种电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质。
技术介绍
电动汽车是新能源汽车的主体,动力电池是电动汽车的核心能量源。动力电池一般需要成组以满足电动汽车的驱动需求。车用动力电池组应配备有安全防控系统,以保证车用动力电池组在使用过程中的安全性。一般地,电动汽车的安全事故表现为多阶段的特性,第一阶段是电池系统出现故障,故障形成电池单体的热失控诱因;第二阶段是电池系统中的电池单体发生热失控,并可能引发局部火灾;第三阶段是电池系统中发生热失控蔓延,可能伴随有火灾的蔓延。针对以上三个阶段,车用动力电池组所配备的安全防控系统应具有相应的防控措施。传统的防控方法通过实时采集的电压、温度、烟雾浓度、气体浓度判定电池发生热失控的监控方法。该监控方法只能用于热失控发生时进行报警,未对电池热失控问题提出主动的、直接的防控方案,未提出早期热失控诱因故障的预警方案。该专利也不能在单体电池发生热失控后有效抑制电池组内的热失控蔓延,实际安全防控效果有限。由上述可知,传统的方案大多是针对电动汽车的安全事故的第二阶段和第三阶段进行设置的被动防控措施。传统的技术方案不能主动的、直接的监控电动汽车的电池系统的故障,不能综合提高电动汽车电池组的安全性。
技术实现思路
基于此,有必要针对传统的技术方案不能主动的、直接的监控电动汽车的电池系统的故障,不能综合提高电动汽车电池组的安全性的问题,提供一种电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质。一种电动车用动力电池组安全防控方法,包括以下步骤:S10,实时获取电池组的状态信息;S20,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控前期故障;S30,若电池组发生热失控前期故障,则确定故障类型、故障发生位置;S40,根据确定的所述故障类型和所述故障发生位置执行热失控前期处理动作。在一个实施例中,所述热失控前期故障包括内短路故障、外短路故障、充放电故障、绝缘失效故障、碰撞故障、漏液或起火故障、过热故障、虚接故障、以及通信故障中的一种或多种。在一个实施例中,所述步骤S20包括:S201,根据所述电池组的状态信息对电池单体进行筛选,以获得具有极端电化学状态的电池单体和具有极端产热状态的电池单体;S202,对所述具有极端电化学状态的电池单体进行基于“平均+差异”模型的电化学异常状态检测,以获得电化学状态检测结果;S203,对所述具有极端产热状态的电池单体进行基于“平均+差异”模型的产热异常状态检测,以获得产热状态检测结果;S204,将所述电化学状态检测结果和所述产热状态检测结果进行逻辑与运算并得出逻辑与运算结果,根据所述逻辑与运算结果判断是否发生电池组内短路故障。在一个实施例中,所述热失控前期处理动作包括切断故障电池单体的电路、切断故障区域的电路、隔离故障电池单体、对故障电池单体实施充放电保护、切断电池组总电路、以及对故障电池单体进行散热中的一种或多种。在一个实施例中,所述步骤S10之后还包括:S200,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池单体热失控;S210,若发生电池单体热失控,则确定电池单体热失控发生区域;S220,在所述电池单体热失控发生区域内,执行电池单体热失控处理动作。在一个实施例中,所述步骤S200包括:S206,根据所述电池组的状态信息对电池组进行筛选,以获得极端电池单体;S207,基于化学反应动力学模型对所述极端电池进行热失控状态预测,如果热失控特征参数超出设定的热失控阈值,则初步判定所述极端电池单体发生热失控;S208,获取初步判定发生热失控的极端电池单体所在的区域,对所述初步判定发生热失控的极端电池单体所在的区域进行检测,如过检测到大量可燃气体,则判定所述极端电池单体发生热失控。在一个实施例中,所述电池单体热失控处理动作包括:在所述电池单体热失控发生区域内,执行热流主动引导、执行热流被动引导、执行液体冷却,并以第一制冷量设置冷却管路中的液体。在一个实施例中,所述步骤S200之后还包括:S230,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池单体热失控起火;S240,若发生电池单体热失控起火,则确定电池单体热失控起火发生区域;S250,在所述电池单体热失控起火发生区域内,执行电池单体起火处理动作。在一个实施例中,所述电池单体起火处理动作包括:在所述电池单体热失控起火发生区域内,喷射第一剂量的灭火剂;对可燃气体实施抽排、同时执行对可燃气体的安全泄放,控制热失控区域内可燃气体浓度至爆炸极限以外。在一个实施例中,所述步骤S200之后,还包括:S300,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控蔓延;S310,若发生电池组热失控蔓延,则确定电池组热失控蔓延发生区域;S320,在所述电池组热失控蔓延发生区域内,执行电池组热失控蔓延处理动作。在一个实施例中,所述步骤S300,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控蔓延包括以下步骤:S301,获取电池单体发生热失控发生区域;S302,对其他区域的电池单体进行热失控监控,如果判定其他区域的电池单体同样发生热失控,则判定电池组发生热失控蔓延,并获取电池组发生热失控蔓延的区域;S303,在所述电池组发生热失控蔓延的区域内,执行电池组热失控蔓延处理动作。在一个实施例中,所述电池组热失控蔓延处理动作,包括:在所述电池组发生热失控蔓延的区域内,执行针对电池组蔓延发生区域的热流主动引导、执行针对电池组蔓延发生区域的热流被动引导、执行针对电池组蔓延发生区域的液体冷却,并以第二制冷量设置冷却管路中的液体。在一个实施例中,所述步骤S300之后,还包括:S330,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控蔓延起火;S340,若发生电池组热失控蔓延起火,则确定电池组热失控蔓延起火发生区域;S350,在所述电池组热失控蔓延起火发生区域内,执行电池组热失控蔓延起火处理动作。在一个实施例中,所述电池组热失控蔓延起火处理动作包括:在所述电池组热失控蔓延起火发生区域内,喷射第二剂量的灭火剂;在所述电池组热失控蔓延起火发生区域内,对可燃气体实施抽排、同时执行对可燃气体的安全泄放,控制热失控区域内可燃气体浓度至爆炸极限以外。在一个实施例中,所述步骤S300之后还包括:S360,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控蔓延爆炸;S370,若发生电池组热失控蔓延爆炸,则确定电池组热失控蔓延爆炸发生区域,并记录自电池组发生热失控前期故障至发生电池组热失控蔓延爆炸的时间间隔;S380,在所述电池组热失控蔓延爆炸发生区域内,执行电池组热失控蔓延爆炸处理动作。在一个实施例中,所述电池组热失控蔓延爆炸处理动作包括:在所述电池组热失控蔓延爆炸发生区域内,喷射第三剂量的灭火剂。一种电动车用动力电池组安全防控系统,包括电动车用动力电池组安全防控设备和计算机,其中计算机包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时采用电动车用动力电池组安全防控方法,所述方法包括:S10,实时获取电池组的状态信息;S20,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控前期故障;S30,若电池组发生热失控前期故障,则确本文档来自技高网...
电动车用动力电池组安全防控方法、系统和计算机可读存储介质

【技术保护点】
1.一种电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,包括以下步骤:S10,实时获取电池组的状态信息;S20,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控前期故障;S30,若电池组发生热失控前期故障,则确定故障类型、故障发生位置;S40,根据确定的所述故障类型和所述故障发生位置执行热失控前期处理动作。

【技术特征摘要】
1.一种电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,包括以下步骤:S10,实时获取电池组的状态信息;S20,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池组热失控前期故障;S30,若电池组发生热失控前期故障,则确定故障类型、故障发生位置;S40,根据确定的所述故障类型和所述故障发生位置执行热失控前期处理动作。2.如权利要求1所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述热失控前期故障包括内短路故障、外短路故障、充放电故障、绝缘失效故障、碰撞故障、漏液或起火故障、过热故障、虚接故障、以及通信故障中的一种或多种。3.如权利要求2所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述步骤S20包括:S201,根据所述电池组的状态信息对电池单体进行筛选,以获得具有极端电化学状态的电池单体和具有极端产热状态的电池单体;S202,对所述具有极端电化学状态的电池单体进行基于“平均+差异”模型的电化学异常状态检测,以获得电化学状态检测结果;S203,对所述具有极端产热状态的电池单体进行基于“平均+差异”模型的产热异常状态检测,以获得产热状态检测结果;S204,将所述电化学状态检测结果和所述产热状态检测结果进行逻辑与运算并得出逻辑与运算结果,根据所述逻辑与运算结果判断是否发生电池组内短路故障。4.如权利要求1所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述热失控前期处理动作包括切断故障电池单体的电路、切断故障区域的电路、隔离故障电池单体、对故障电池单体实施充放电保护、切断电池组总电路、以及对故障电池单体进行散热中的一种或多种。5.如权利要求1所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述步骤S10之后还包括:S200,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池单体热失控;S210,若发生电池单体热失控,则确定电池单体热失控发生区域;S220,在所述电池单体热失控发生区域内,执行电池单体热失控处理动作。6.如权利要求5所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述步骤S200包括:S206,根据所述电池组的状态信息对电池组进行筛选,以获得极端电池单体;S207,基于化学反应动力学模型对所述极端电池进行热失控状态预测,如果热失控特征参数超出设定的热失控阈值,则初步判定所述极端电池单体发生热失控;S208,获取初步判定发生热失控的极端电池单体所在的区域,对所述初步判定发生热失控的极端电池单体所在的区域进行检测,如过检测到大量可燃气体,则判定所述极端电池单体发生热失控。7.如权利要求5所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述电池单体热失控处理动作包括:在所述电池单体热失控发生区域内,执行热流主动引导、执行热流被动引导、执行液体冷却,并以第一制冷量设置冷却管路中的液体。8.如权利要求5所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述步骤S200之后还包括:S230,根据所述电池组的状态信息判断是否发生电池单体热失控起火;S240,若发生电池单体热失控起火,则确定电池单体热失控起火发生区域;S250,在所述电池单体热失控起火发生区域内,执行电池单体起火处理动作。9.如权利要求8所述的电动车用动力电池组安全防控方法,其特征在于,所述电池单体起火处理动作包括:在所述电池单体热失控起火发生区域内,喷射第一剂量的灭火剂;对可燃气体实施抽排、同时执行对可燃气体的安全泄放,控制热失控区域内可燃气体...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯旭宁何向明王莉欧阳明高卢兰光郑思奇张干潘岳
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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