符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略技术方案

本发明专利技术公开了符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，在于：根据热失控预测结果，对热失控的风险等级划分成若干个级别，对每一级热失控风险级别制定相应的控制措施；根据爆炸风险预测结果，对爆炸风险等级划分成若干个级别，对每一级爆炸风险级别制定相应的控制措施。本策略通过热失控风险和爆炸的风险进行分级控制，可确保整个电池系统能够更安全、更可靠的工作。

【技术实现步骤摘要】
符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略
本专利技术涉及一种锂电池系统的控制方法，特别是一种符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略。
技术介绍
相比传统燃油汽车，新能源汽车可以显著减少排放，有助缓解雾霾等城市空气污染问题。但由于电池能量密度低，导致人们存在里程焦虑；电池充电时间长，使电动汽车难以被普遍接受。为了研制出符合人们期望的新能源汽车，很多厂家都在开发长寿命、高能量密度和高充放电倍率的动力锂离子电池。高能量密度、高充放电倍率电池具有能量大、瞬时产热高等特点，基于此类电池设计的电池系统将具有更高的热失控、爆炸风险。
技术实现思路
为克服上述存在的问题，本专利技术提供了一种符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，防止热失控或爆炸风险，以确保整个电池系统能够更安全、更可靠的工作。本专利技术是这样来实现上述目的的：符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，在于：根据热失控预测结果，对热失控的风险等级划分成若干个级别，对每一级热失控风险级别制定相应的控制措施；根据爆炸风险预测结果，对爆炸风险等级划分成若干个级别，对每一级爆炸风险级别制定相应的控制措施。其中，热失控的风险等级划分为一级，只要判断有热失控风险，关闭电池管理系统则立即关闭电池的输出。其中，热失控的风险等级按照严重程度划分为三级：电池温度接近设定门限、可逆热失控、不可逆热失控；在电池温度接近设定门限时，只需要增加热管理系统的散热功率；在可逆热失控级别，在增加热管理系统散热功率的同时还要降低电池系统输功率；在最严重的不可逆热失控时，需要关闭整个电池系统，同时还要启动消防措施。其中，爆炸风险等级划分为一级，只要判断电池系统有爆炸风险，就立刻关闭电池系统并启动消防措施。其中，爆炸风险按照严重程度分为三级：电池系统内压力低于设定值20%、电池系统内压力高于设定值20%但小于设定值50%，电池系统内压力高于设定值50%。当电池系统内压力低于设定值20%，此时电池系统爆炸风险低、不需要任何操作；当电池系统内压力高于设定值20%但小于设定值50%时，此时电池系统内压力需要及时被排除，所以需要启动减压装置，同时电池系统停止工作并检查故障运行；当电池系统内压力高于设定值50%时，电池系统不仅需要启动减压装置、停机，更需要给出最高等级报警信号，通知人员即时撤离。本专利技术的有益效果是：本策略通过热失控风险和爆炸的风险进行分级控制，可确保整个电池系统能够更安全、更可靠的工作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术只有一个等级的热失控风险及管理策略图；图3是本专利技术具有三个等级的热失控风险及管理策略图；图4是本专利技术具有一个等级的爆炸风险及管理策略图；图5是本专利技术具有三级失控风险预测及管理策略图。具体实施方式参照图1，在符合AUTOSAR的长寿命、高能量密度、高充放电倍率电池管理系统是在现有锂电池管理系统的基础上，增加以下两个功能：热失控风险分级与管理策略、爆炸风险分级与管理策略。本策略通过热失控风险和爆炸的风险进行分级控制，可确保整个电池系统能够更安全、更可靠的工作。根据热失控预测结果，对风险等级进行划分，理论上可以分成无穷多级；与每一级热失控风险，都有具体的管理策略。但在具体应用中，常根据实际需求进行划分等级，例如1级、2级或者3级。参照图2，只有一个等级的热失控风险及管理策略时，只要判断有热失控风险，关闭电池管理系统则立即关闭电池的输出。参照图3，具有三个等级的热失控风险及管理策略,热失控风险按照严重程度分为三级：电池温度接近设定门限、可逆热失控、不可逆热失控（最高）；在电池温度接近设定门限时，只需要增加热管理系统的散热功率就可以保证整个电池系统安全；在可逆热失控级别，在增加热管理系统散热功率的同时还要降低电池系统输功率，才能有效保证整个电池系统安全；在最严重的不可逆热失控时，需要关闭整个电池系统，同时还要启动消防措施。其中，电池温度接近设定门限60℃、电池温度高于60℃但低于80℃存在可逆热失控风险、电池温度高于80℃存在不可逆热失控风险（最高）。另外，根据爆炸风险预测结果，对爆炸风险等级进行划分，理论上可以分成无穷多级（以N表示）；与每一级爆炸风险相对应，都有具体的管理策略。但在具体应用中，常根据实际需求进行划分，例如1级、3级或者5级。参照图4，只有一个等级的爆炸风险及管理策略，只要判断电池系统有爆炸风险，就立刻关闭电池系统并启动消防措施。参照图5，爆炸风险按照严重程度分为三级：电池系统内压力低于设定值20%、电池系统内压力高于设定值20%但小于设定值50%，电池系统内压力高于设定值50%。当电池系统内压力低于设定值20%，此时电池系统爆炸风险低、不需要任何操作；当电池系统内压力高于设定值20%但小于设定值50%时，此时电池系统内压力需要及时被排除，所以需要启动减压装置，同时电池系统停止工作并检查故障运行；当电池系统内压力高于设定值50%时，电池系统不仅需要启动减压装置、停机，更需要给出最高等级报警信号，通知人员即时撤离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，其特征在于：根据热失控预测结果，对热失控的风险等级划分成若干个级别，对每一级热失控风险级别制定相应的控制措施；根据爆炸风险预测结果，对爆炸风险等级划分成若干个级别，对每一级爆炸风险级别制定相应的控制措施。

【技术特征摘要】
1.符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，其特征在于：根据热失控预测结果，对热失控的风险等级划分成若干个级别，对每一级热失控风险级别制定相应的控制措施；根据爆炸风险预测结果，对爆炸风险等级划分成若干个级别，对每一级爆炸风险级别制定相应的控制措施。2.根据权利要求1所述的符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，其特征在于：热失控的风险等级划分为一级，只要判断有热失控风险，关闭电池管理系统则立即关闭电池的输出。3.根据权利要求1所述的符合AUTOSAR的高能量密度电池系统的控制策略，其特征在于：热失控的风险等级按照严重程度划分为三级：电池温度接近设定门限、可逆热失控、不可逆热失控；在电池温度接近设定门限时，只需要增加热管理系统的散热功率；在可逆热失控级别，在增加热管理系统散热功率的同时还要降低电池系统输功率；在最严重的不可逆热失控时，需要关闭整个电池系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，谭晓军，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44