一种水下航行器动力电池热失控预警方法技术

本发明专利技术提供了一种水下航行器动力电池热失控预警方法。热失控预警方法包括：S1.在水下航行器的电池管理系统中配置动力电池的膨胀力数据库，该膨胀力数据库中导入有动力电池原始膨胀力与放电特性数据信息，以及根据原始膨胀力与放电特性数据信息绘制的动力电池在不同剩余电量下的标准膨胀力曲线；S2.在所述膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池实时膨胀力与放电特性数据信息，并绘制动力电池实时膨胀力曲线；S3.将S2得到的实时膨胀力曲线与数据库中相匹配的标准膨胀力曲线进行比对，当实时膨胀力值偏离相匹配的标准膨胀力曲线上的膨胀力值且超出设定阈值时，进行预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
一种水下航行器动力电池热失控预警方法


[0001]本专利技术属于水下锂电池
，具体涉及一种水下航行器动力电池热失控预警方法。

技术介绍

[0002]锂电池具有的高功率密度、高能量密度和低自放电率等优点使其成为了从小型便携式电子设备到大规模储能系统等各种应用的理想选择。然而，锂离子电池本身有着不可忽视的安全问题，锂离子电池因热失控引发的火灾、爆炸等事故会造成不可避免的财产损失和人员伤亡。从一些动力电池组无预警自燃的案例可以看出，目前的锂电池预警方案仍存在滞后的现象。
[0003]通常情况下，电池失效有一个孵化期，当电池温度达到热失控启动温度后才会突然爆发，因此，电池内部的温度变化是了解电池是否安全最关键的参数，因此电池预警目前主要以监测温度为主，但是由于电池的导热系数低，致使电池内部产生的热量难以被传导到电池表面，所以在电池的实际运行过程中很难对电池内部的温度进行实时监控，存在当附着在电池外表面的热传感器探测到电池温度异常时已经太晚的情况，包括预警模块在内的监控系统都被电池热失控所突然爆发出的巨大热量直接烧毁，导致失去预警能力；因此，依靠温度进行预警的方法存在滞后性，电池仍会出现无预警自燃的案例。
[0004]当水下航行器工作时，动力电池处于以下特定环境：电池处于大电流工作状态，内部发热较为严重；电池处于密封环境工作，散热规格受限，导致电池外界环境温度较高；根据电池舱的密封情况，电池可能处于湿度较高的环境。水下航行器不仅在发射或入水的时刻，电池将承受较大的冲击载荷，在运输与行驶的过程中，电池也会持续受到振动载荷的作用。
[0005]由此可见，水下航行器所处环境相对较为苛刻，面临更为严峻的挑战，亟需一种新的预警方式，来提供更为准确的安全阈值，并以此实现热失控触发机制的识别和定位。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种水下航行器动力电池热失控预警方法，根据历次行程中动力电池膨胀力的表现，检测水下航行器运行过程中动力电池参数，发现异常及时报警，以实现对电池热失控预警的目的，提高水下航行器的安全性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
[0008]一种水下航行器动力电池热失控预警方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0009]S1.在水下航行器的电池管理系统(BMS)中配置动力电池的膨胀力数据库，该膨胀力数据库中导入有动力电池原始膨胀力与放电特性数据信息，以及根据原始膨胀力与放电特性数据信息绘制的动力电池在不同剩余电量下的标准膨胀力曲线；
[0010]S2.在所述膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池实时膨胀力与放电特性数据信息，并绘制动力电池实时膨胀力曲线；
[0011]S3.将S2得到的实时膨胀力曲线与数据库中相匹配的标准膨胀力曲线进行比对，当实时膨胀力值偏离相匹配的标准膨胀力曲线上的膨胀力值且超出设定阈值时，进行预警；此处的相匹配指的相同电流、电压下。
[0012]进一步地，S2具体为：
[0013]S21.采集并在膨胀力数据库中记录水下航行器每次行程前未启动状态下动力电池的电压，计算行程前动力电池的剩余电量；
[0014]S22.采集并在膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池的实时膨胀力、实时电压和实时电流，并对动力电池的实时电压和实时电流进行积分，计算行程中动力电池实时输出功率大小；
[0015]S23.根据行程前动力电池剩余电量和行程中动力电池实时输出功率大小计算行程中动力电池实时剩余电量；
[0016]S24.将行程中动力电池的实时膨胀力、实时剩余电量、实时电压和实时电流进行匹配后存入膨胀力数据库，并绘制动力电池实时膨胀力曲线。
[0017]进一步地，S1中，所述动力电池原始膨胀力与放电特性数据信息由电池生产厂家经多次检测和试验得出理论数据值，在电池出厂时向数据库中导入，作为水下航行器动力电池的对比数据来源。
[0018]本专利技术的优点是：
[0019]本专利技术预警方法将监测的实时膨胀力曲线与相匹配的标准膨胀力曲线进行对比，当实时膨胀力曲线偏离并超出阈值时，会及时发出警报，相比于现有的热失控预警方法，本专利技术使用了不同种类的数据，以保证热失控预警更为安全、准确，具有更为准确的安全阈值，能够更加及时地对热失控触发机制进行识别和定位，是一种更加准确且及时的预警方法。本专利技术通过检测动力电池组各个电池的膨胀力，实现了安全阈值的精准化，以此快速定位热失控部位。
附图说明
[0020]图1为本专利技术水下航行器动力电池热失控预警方法的流程示意图。
[0021]图2为本专利技术水下航行器动力电池热失控预警方法与步骤1相关的具体流程示意图；
[0022]图3为本专利技术水下航行器动力电池热失控预警方法与步骤2相关的具体流程示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和具体实施例对本专利技术的内容作进一步的详细描述：
[0024]如图1
‑
图3所示，一种水下航行器动力电池热失控预警方法，包括以下步骤：
[0025]S1.在水下航行器的电池管理系统中配置动力电池的膨胀力数据库，该膨胀力数据库中导入有动力电池原始膨胀力与放电特性数据信息，以及根据原始膨胀力与放电特性数据信息绘制的动力电池在不同剩余电量下的标准膨胀力曲线；
[0026]动力电池的原始膨胀力数据信息可以由电池生产厂家经多次检测和试验得出理论数据值，在电池出厂时向数据库中导入，作为水下航行器前期的对比数据来源。
[0027]S2.在所述膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池实时膨胀力与放电特性数据信息，并绘制动力电池实时膨胀力曲线；动力电池实时膨胀力数据与放电特性数据信息包括动力电池实时膨胀力、动力电池实时电压和实时电流、以及根据行程前未启动状态下动力电池的电压、行程中实时电压和实时电流计算的实时剩余电量，具体为：
[0028]S21.采集并在膨胀力数据库中记录水下航行器行程前未启动状态下动力电池的电压，计算行程前动力电池的剩余电量；
[0029]S22.采集并在膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池的实时膨胀力、实时电压和实时电流，并对动力电池的实时电压和实时电流进行积分，计算行程中动力电池实时输出功率大小；
[0030]S23.根据行程前动力电池剩余电量和行程中动力电池实时输出功率大小计算行程中动力电池实时剩余电量；
[0031]S24.将行程中动力电池的实时膨胀力、实时剩余电量、实时电压和实时电流进行匹配后存入膨胀力数据库，并绘制动力电池实时膨胀力曲线。
[0032]该实时监测，在每次行程中都会实时进行，数据获得参考S2中的具体步骤，不再赘述。
[0033]S3.将S2得到的实时膨胀力曲线与数据库中相匹配的标准膨胀力曲线进行比对，当实时膨胀力值偏离相匹配的标准膨胀力曲线上的膨胀力值且超出设定阈值时，进行预警，发出警报。
[0034]本专利技术根据历次行程中动力电池膨胀力的表现，监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下航行器动力电池热失控预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在水下航行器的电池管理系统中配置动力电池的膨胀力数据库，该膨胀力数据库中导入有动力电池原始膨胀力与放电特性数据信息，以及根据原始膨胀力与放电特性数据信息绘制的动力电池在不同剩余电量下的标准膨胀力曲线；S2.在所述膨胀力数据库中记录水下航行器行程中动力电池实时膨胀力与放电特性数据信息，并绘制动力电池实时膨胀力曲线；S3.将S2得到的实时膨胀力曲线与数据库中相匹配的标准膨胀力曲线进行比对，当实时膨胀力值偏离相匹配的标准膨胀力曲线上的膨胀力值且超出设定阈值时，进行预警。2.根据权利要求1所述水下航行器动力电池热失控预警方法，其特征在于，S2具体为：S21.采集并在膨胀力数据库中记录水下航行器行程前未启动状态下...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丞一，王雪飞，田文龙，毛昭勇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：