多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法技术

本申请提供一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，通过电池单体电压和电池单体温度的实时监测数据，计算最低电池单体电压对平均电压的异常偏移，计算最高单体温度对平均温度的异常偏移。同时实时监测可燃气体浓度和气体压力，判断可燃气体浓度是否达到阈值，气体压力是否达到阈值。综合考虑以上各参数，进行热失控预警。通过该方法可以在热失控发生前将热失控预警出来，从而很大程度降低了热失控造成的危害。本申请将有助于提高动力电池安全管理的可靠性，减少锂离子动力电池安全性事故的发生。

Early warning method of thermal runaway of power battery based on multi-sensor information fusion

【技术实现步骤摘要】
多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法
本申请涉及电池
，特别是涉及一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法。
技术介绍
为缓解能源短缺和环境污染问题，我国已经将新能源汽车列入战略性新兴技术产业。汽车动力系统电动化已逐渐成为未来汽车技术发展的主要趋势之一。汽车动力系统电动化的主要特征之一即使用电能替代化学能作为车辆主要的驱动能量来源。锂离子动力电池因其具有比能量高、自放电率低以及循环寿命长的特点，是目前最具实用价值的纯电动汽车能量源。然而，随着锂离子电池在电动汽车上的大规模应用，以热失控为代表的锂离子动力电池安全性事故时有发生。锂离子动力电池事故通常表现为以热失控为核心的温度骤升、冒烟、起火甚至爆炸等现象。热失控事故通常在短时间内释放出大量能量，极易造成人员伤亡与财产损失。因此热失控事故会打击民众接受电动汽车的信心，并阻碍电动汽车的普及。锂离子动力电池热失控事故可能由机械滥用(挤压、针刺、碰撞等)、电滥用(过充电、过放电、内短路等)和热滥用引发。这三种滥用之间存在一定的内在联系，机械滥用导致电池的变形，而电池的变形有可能导致内短路，即导致电滥用，而电滥用往往伴随着焦耳热即化学反应热，热量的积聚导致热滥用，最终热滥用导致电池温度升高，引起热失控链式反应。相关研究表明，目前尚无绝对可靠的方法避免热失控的反生以及热失控在电池系统中的蔓延，因此，为了降低热失控的危害，在热失控发生之前做出热失控预警极为必要。传统的热失控预警方法检测精度低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的热失控预警方法检测精度低的问题，提供一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法。一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，包括：S10，实时获取动力电池的热失控参数，所述热失控参数包括动力电池模组中的每一个电池单体的电压值和温度值，所述热失控参数还包括所述动力电池模组的可燃气体的浓度及气体的压力；S20，根据每一个所述电压值、每一个所述温度值、所述可燃气体的浓度以及所述气体的压力，分别获得第一故障位、第二故障位、第三故障位以及第四故障位；S30，根据所述第一故障位、所述第二故障位、所述第三故障位以及所述第四故障位获得总故障位；S40，判断所述总故障位是否大于或等于预设故障位阈值，当所述总故障位大于或等于所述预设故障位阈值时，进行热失控报警。在其中一个实施例中，获得所述第一故障位的具体步骤包括：根据每一个所述电池单体的电压值，获得单体电压平均值和单体电压最小值；根据所述单体电压平均值和所述单体电压最小值，获得实际电池单体电压差异值；根据所述实际电池单体电压差异值，获得所述第一故障位。在其中一个实施例中，所述根据所述实际电池单体电压差异值，获得所述第一故障位的具体步骤包括：将预设电池单体电压差异值的范围划分为多个电压参考区间；判断所述实际电池单体电压差异值所属的电压参考区间，进而确定所述第一故障位。在其中一个实施例中，获得所述第二故障位的具体步骤包括：所述S30，根据每一个所述电池单体的温度值，获得单体温度平均值和单体温度最大值；根据所述单体温度平均值和所述单体温度最大值，获得实际电池单体温度差异值；根据所述实际电池单体温度差异值，获得所述第二故障位。在其中一个实施例中，所述根据所述实际电池单体温度差异值，获得所述第二故障位的具体步骤包括：将预设电池单体温度差异值的范围划分为多个温度参考区间；判断所述实际电池单体温度差异值所属的温度参考区间，进而确定所述第二故障位。在其中一个实施例中，获得所述第三故障位的具体步骤包括：根据当前时刻可燃气体的浓度值和初始时刻可燃气体的浓度值，获得所述电池模组的实际浓度差异值；根据所述实际浓度差异值，获得所述第三故障位。在其中一个实施例中，所述根据所述实际浓度差异值，获得所述第三故障位的具体步骤包括：将预设电池模组浓度差异值的范围划分为多个浓度参考区间；判断所述实际浓度差异值所属的浓度参考区间，进而确定所述第三故障位。在其中一个实施例中，获得所述第四故障位的具体步骤包括：根据当前时刻气体的压力值和初始时刻气体的压力值，获得所述电池模组的实际压力差异值；根据所述实际压力差异值，获得所述第四故障位。在其中一个实施例中，所述根据所述实际压力差异值，获得所述第四故障位的具体步骤包括：将预设电池模组压力差异值的范围划分为多个压力参考区间；判断所述实际压力差异值所属的压力参考区间，进而确定所述第四故障位。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的动力电池热失控预警方法的步骤。上述多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，通过电池单体电压和电池单体温度的实时监测数据，计算最低电池单体电压对平均电压的异常偏移，计算最高单体温度对平均温度的异常偏移。同时实时监测可燃气体浓度和气体压力，判断可燃气体浓度是否达到阈值，气体压力是否达到阈值。综合考虑以上各参数，进行热失控预警。通过该方法可以在热失控发生前将热失控预警出来，从而很大程度降低了热失控造成的危害。本申请将有助于提高动力电池安全管理的可靠性，减少锂离子动力电池安全性事故的发生。附图说明图1为本申请一个实施例提供的动力电池热失控预警方法流程图；图2为本申请一个实施例提供的总故障位的计算和热失控预警的判定条件示意图；图3为本申请一个实施例提供的各参数的故障位和总故障位的曲线图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1，本申请一个实施例提供一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法。所述多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法包括：S10，实时获取动力电池的热失控参数，所述热失控参数包括动力电池模组中的每一个电池单体的电压值和温度值，所述热失控参数还包括所述动力电池模组的可燃气体的浓度及气体的压力。步骤S10中，所述动力电池可以为锂离子动力电池。所述锂离子动力电池的额定容量可以为25Ah。可以通过多种传感器实时获取上述检测参数。S20，根据每一个所述电压值、每一个所述温度值、所述可燃气体的浓度以及所述气体的压力，分别获得第一故障位、第二故障位、第三故障位以及第四故障位。具体的，可以根据每一个所述电池单体的电压值，获得单体电压平均值和单体电压最小值，根据所述单体电压平均值和所述单体电压最小值获得第一故障位。可以通过处理器对同一时刻所述电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，其特征在于，包括：S10，实时获取动力电池的热失控参数，所述热失控参数包括动力电池模组中的每一个电池单体的电压值和温度值，所述热失控参数还包括所述动力电池模组的可燃气体的浓度及气体的压力；S20，根据每一个所述电压值、每一个所述温度值、所述可燃气体的浓度以及所述气体的压力，分别获得第一故障位、第二故障位、第三故障位以及第四故障位；S30，根据所述第一故障位、所述第二故障位、所述第三故障位以及所述第四故障位获得总故障位；S40，判断所述总故障位是否大于或等于预设故障位阈值，当所述总故障位大于或等于所述预设故障位阈值时，进行热失控报警。

【技术特征摘要】
1.一种多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，其特征在于，包括：S10，实时获取动力电池的热失控参数，所述热失控参数包括动力电池模组中的每一个电池单体的电压值和温度值，所述热失控参数还包括所述动力电池模组的可燃气体的浓度及气体的压力；S20，根据每一个所述电压值、每一个所述温度值、所述可燃气体的浓度以及所述气体的压力，分别获得第一故障位、第二故障位、第三故障位以及第四故障位；S30，根据所述第一故障位、所述第二故障位、所述第三故障位以及所述第四故障位获得总故障位；S40，判断所述总故障位是否大于或等于预设故障位阈值，当所述总故障位大于或等于所述预设故障位阈值时，进行热失控报警。2.根据权利要求1所述的多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，其特征在于，获得所述第一故障位的具体步骤包括：根据每一个所述电池单体的电压值，获得单体电压平均值和单体电压最小值；根据所述单体电压平均值和所述单体电压最小值，获得实际电池单体电压差异值；根据所述实际电池单体电压差异值，获得所述第一故障位。3.根据权利要求2所述的多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，其特征在于，所述根据所述实际电池单体电压差异值，获得所述第一故障位的具体步骤包括：将预设电池单体电压差异值的范围划分为多个电压参考区间；判断所述实际电池单体电压差异值所属的电压参考区间，进而确定所述第一故障位。4.根据权利要求1所述的多传感器信息融合的动力电池热失控预警方法，其特征在于，获得所述第二故障位的具体步骤包括：所述S30，根据每一个所述电池单体的温度值，获得单体温度平均值和单体温度最大值；根据所述单体温度平均值和所述单体温度最大值，获得实际电池单体温度差异值；根据所述实际电池单体温度差异值，获得所述第二故障位。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘岳，冯旭宁，欧阳明高，卢兰光，韩雪冰，金昌勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11