一种电池短路热失控预警装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电池短路热失控预警装置及其方法，预警装置包括微分电路、与微分电路连接的放大器、与放大器连接的比较器以及与比较器连接的处理单元，微分电路用于采集模组的电压值，当电压值超过比较器的特定值时，发送启动信号给处理单元，使处理单元采集模组的电压特征参数。本发明专利技术通过微分电路对模组的电压进行监控，当模组的电压出现跌落时，处理单元采集模组的电压特征参数，根据电压的特征参数进行是否为电池的短路，进行预警电池的热失控。

【技术实现步骤摘要】
一种电池短路热失控预警装置及其方法
本专利技术涉及电池的
，尤其涉及一种电池短路热失控预警装置及其方法。
技术介绍
世界上首个锂离子自20世纪70年代面世以来，现如今锂电池已经发展到具备了清洁无污染、高能量密度比、循环使用寿命长等优点，已经广泛地应用于新能源汽车、太阳能存储、移动通讯设备。但是对锂电池不合理的使用或者是破坏性操作，会造成一定的危害甚至热失控爆炸。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收电动汽车的信心，并阻碍电动汽车的普及。在造成锂电池热失控的众多原因中，有短路造成的锂电池热失控危害尤其严重。新能源的碰撞、电池箱浸水、锂电池通讯设备的跌落挤压、废旧电池的处理等都有可能造成锂电池发生短路危害，锂电池的短路是指由阻值较小的导体，直接连接在电池的正负极两端造成的强烈放电行为。人们开发了很多种温度检测、气体检测等众多检测手段，也只能发现已经发生的热失控时间，甚至要电池单体开始泄压了才能够有效发现，目前尚无可以在本地提前发现锂离子电池热失控风险的工程化技术的应用。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于：提供一种电池短路热失控预警装置及其方法，其旨在解决无法做到及时预警电池的热失控。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：<br>提供一种电池短路热失控预警装置，所述预警装置包括微分电路、与所述微分电路连接的放大器、与所述放大器连接的比较器以及与所述比较器连接的处理单元，所述微分电路用于采集模组的电压值，当所述电压值超过所述比较器的特定值时，发送启动信号给所述处理单元，使所述处理单元采集所述模组的电压特征参数。进一步地，所述处理单元包括与所述比较器连接的控制器以及与所述控制器连接的采集单元，所述采集单元用于接收所述控制器的指令后采集模组的电压特征参数。进一步地，所述采集单元采集模组的电压特征参数包括单体电压增量以及单体电压差增量。进一步地，所述采集单元采集模组的电压特征参数还包括内阻差异造成的电压差增量。进一步地，所述控制器包括电池管理系统BMS。进一步地，所述预警装置采用定期对所述模组进行自检，非自检期间，所述微分电路、所述放大器、所述比较器处于工作状态，所述控制器以及所述采集单元处于休眠状态。进一步地，所述预警装置挂载于通信总线上。进一步地，所述通信总线为RS485总线或者CAN总线。一种电池短路热失控预警方法，包括：第一预警模式，计算同一时间下的锂电池的单体电压增量以及单体电压差增量，根据所述单体电压增量以及所述单体电压差增量计算单体自放电率偏差值，判断所述单体自放电率偏差值与阈值的大小，依据判断结果进行预警；第二预警模式，计算同一时间下的锂电池的单体电压增量、单体电压差增量以及内阻差异造成的电压差增量，根据所述单体电压增量、所述单体电压差增量以及所述内阻差异造成的电压差增量计算单体电压异常值，判断所述单体电压异常值与阈值的大小，依据判断结果进行预警。进一步地，当所述单体自放电率偏差值大于阈值时，所述第一预警模式启动并进行预警；当所述单体电压异常值大于阈值时，控制器唤醒且对所述单体电压异常值进行采集诊断，若不是采集异常，则所述锂电池有热失控风险，所述第二预警模式启动并进行预警。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过微分电路对模组的电压进行监控，当模组的电压出现跌落时，处理单元采集模组的电压特征参数，根据电压的特征参数进行是否为电池的短路，进行预警电池的热失控。附图说明下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术实施例所述电池短路热失控预警装置及其方法的原理示意图。图2为本专利技术实施例所述电池短路热失控预警装置及其方法的算法示意图。图3为本专利技术实施例所述电池短路热失控预警装置及其方法的另一算法示意图。图中：100、微分电路；200、放大器；300、比较器；400、控制器；500、采集单元；600、模组。本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在造成锂电池热失控的众多原因中，有短路造成的锂电池热失控危害尤其严重。新能源的碰撞、电池箱浸水、锂电池通讯设备的跌落挤压、废旧电池的处理等都有可能造成锂电池发生短路危害，锂电池的短路是指由阻值较小的导体，直接连接在电池的正负极两端造成的强烈放电行为。人们开发了很多种温度检测、气体检测等众多检测手段，也只能发现已经发生的热失控时间，甚至要电池单体开始泄压了才能够有效发现，目前尚无可以在本地提前发现锂离子电池热失控风险的工程化技术的应用。本专利技术提供一种电池短路热失控预警装置及其方法，其通过微分电路100对模组600的电压进行监控，当模组600的电压出现跌落时，处理单元采集模组600的电压特征参数，根据电压的特征参数进行是否为电池的短路，进行预警电池的热失控。在本专利技术中，图1为所述电池短路热失控预警装置及其方法的原理示意图；图2为所述电池短路热失控预警装置及其方法的算法示意图；图3为所述电池短路热失控预警装置及其方法的另一算法示意图。如图1所示，本实施例提供一种电池短路热失控预警装置，所述预警装置包括微分电路100、与所述微分电路100连接的放大器200、与所述放大器200连接的比较器300以及与所述比较器300连接的处理单元，所述微分电路100用于采集模组600的电压值，当所述电压值超过所述比较器300的特定值时，发送启动信号给所述处理单元，使所述处理单元采集所述模组600的电压特征参数。所述微分电路100可把矩形波转换为尖脉冲波，且所述微分电路100的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出；而对于恒定部分则没有输出，输出的尖脉冲波形的宽度与RC有关(即电路的时间常数)，RC越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽；所述微分电路100的RC必须小于输入波形的宽度。所述放大器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述预警装置包括微分电路、与所述微分电路连接的放大器、与所述放大器连接的比较器以及与所述比较器连接的处理单元，所述微分电路用于采集模组的电压值，当所述电压值超过所述比较器的特定值时，发送启动信号给所述处理单元，使所述处理单元采集所述模组的电压特征参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述预警装置包括微分电路、与所述微分电路连接的放大器、与所述放大器连接的比较器以及与所述比较器连接的处理单元，所述微分电路用于采集模组的电压值，当所述电压值超过所述比较器的特定值时，发送启动信号给所述处理单元，使所述处理单元采集所述模组的电压特征参数。


2.根据权利要求1所述的电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述处理单元包括与所述比较器连接的控制器以及与所述控制器连接的采集单元，所述采集单元用于接收所述控制器的指令后采集模组的电压特征参数。


3.根据权利要求2所述的电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述采集单元采集模组的电压特征参数包括单体电压增量以及单体电压差增量。


4.根据权利要求3所述的电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述采集单元采集模组的电压特征参数还包括内阻差异造成的电压差增量。


5.根据权利要求2所述的电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述控制器包括电池管理系统BMS。


6.根据权利要求1所述的电池短路热失控预警装置，其特征在于，所述预警装置采用定期对所述模组进行自检，非自检期间，所述微分电路、所述放大器、所述比较器处于工作状态，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晶晶，郑伟伟，陈斌斌，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44