一种电池热失控预警校验方法、装置、终端及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于动力电池技术领域，具体的说是一种电池热失控预警校验方法、装置、终端及存储介质。本发明专利技术在热失控预警的关键特征压力值的识别上增加冗余校验设计，布置双压力传感器，分别置于控制系统内部和外部，采用不同的供电方式和采样芯片，避免共因失效；并且同时在传感器诊断和压力数据上增加多种校验模式，提升压力信号的可靠性；在热失控预警特征维度上采用与电池其他维度变化校验的方法，降低误报率。报率。报率。

A method, device, terminal and storage medium for early warning and verification of battery thermal runaway

【技术实现步骤摘要】
一种电池热失控预警校验方法、装置、终端及存储介质


[0001]本专利技术属于动力电池
，具体的说是一种电池热失控预警校验方法、装置、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]热失控是电池安全研究中的一个关键问题，也是电池管理系统对电池故障预警的重点和难点。为应对电池热失控带来的安全问题，也出现了很多电池热失控预警方法，主要有三类：一类是电池管理系统通过温度传感器、电压传感器检测电池实时温度、电压变化，从其变化趋势中判断电池的安全状态；一类是建立电池热模型，通过热模型计算结果与预设数值进行比较，判断电池热状态；一类是增设外部传感器等，检测气体浓度值、压力信号等，对电池热失控进行预警。
[0003]目前，电池管理系统对电池热失控的预警方法通常都集中在温度、电压变化速率的判断，或增加烟雾传感器、压力传感器等设备进行安全预防。
[0004]但上述方法从温度、电压变化维度判断容易受采样精度和采样失效影响，有误报风险；而增设烟雾传感器、压力传感器的措施，虽然可从多维度保证预警的准确性，但也增加了系统潜在功能失效风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电池热失控预警校验方法、装置、终端及存储介质。本专利技术同步运行边缘和云端的热失控预警校验功能，通过交互实时采样数据和校验有效性信号实现云
‑
边协同热失控预警校验，提升边缘热失控预警功能可靠性，解决了现有电池热失控预警装置存在的误报，以及误报引发的车辆动力中断等安全问题。
[0006]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种电池热失控预警校验方法，包括：
[0008]步骤一、采集内置压力传感器数据和外置压力传感器数据，对内置压力传感器和外置压力传感器进行诊断是否出现故障；
[0009]步骤二、内置压力传感器数据和外置压力传感器中任一传感器有故障，不进行压力校验，输出压力传感器校验有限信号值为0发送给热失控预警特征校验模块，如果内置压力传感器数据和外置压力传感器数据都正常，则进行校验后输出压力校验有效性信号值发送给热失控预警特征校验模块，并且判断电池系统的工作模式；当电池系统处于压力异常唤醒启动模式时，执行步骤三；当电池系统处于正常上电启动模式时，执行步骤四；
[0010]步骤三、当电池系统处于压力异常唤醒启动模式时，实时检测压力状态，如检测到压力变化超出存储的预定压力阈值时，反向唤醒电池系统进入到正常上电启动模式，同时用反向唤醒前Δt时间前存储的压力值与实时检测的压力值进行校验；
[0011]步骤四、当电池系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据；采集计算的电池数据包括全部电池单体电压、电池温度、电池绝缘阻值，对采集计算的电池数据、检测硬
件进行诊断，输出电池数据和故障信号给热失控预警特征校验模块、云
‑
边协同热失控预警校验模块；
[0012]步骤五、当热失控预警特征校验模块接收到任一压力传感器校验有限信号值为0时，不进行压力与其他热失控特征的校验，否则进行校验；如接收到任一电池数据采样故障，不进行压力的校验，否则进行校验。
[0013]步骤六、云端的热失控预警特征校验模块通过边缘上传的电池数据、内置压力传感器压力数据、外置压力传感器压力数据，在云端同步运行热失控预警校验；
[0014]步骤七、热失控预警模块接收内置和外置压力传感器压力数据、电池数据，以及热失控特征校验有效性信号、云端热失控预警校验有效性信号，判断是否有热失控风险，并进行相应的预警处理和提示。
[0015]优选的是，所述步骤一中对内置压力传感器和外置压力传感器进行诊断是否出现故障包括：
[0016](1)检测内置压力传感器和外置压力传感器的供电是否有供电异常故障，如无故障，进行(2)、(3)、(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器供电故障给传感器诊断校验模块；
[0017](2)检测内置压力传感器和外置压力传感器的驱动是否有驱动异常故障，如无故障，进行(3)、(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器驱动故障给传感器诊断校验模块；
[0018](3)检测内置压力传感器和外置压力传感器的反向唤醒信号是否有唤醒信号异常故障，如无故障，进行(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器反向唤醒信号故障给传感器诊断校验模块；
[0019](4)检测内置压力传感器和外置压力传感器的通信是否有通信异常故障，如无故障，进行(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器通信异常故障给传感器诊断校验模块；
[0020](5)检测压力传感器采样诊断其是否有采样异常故障，如无故障，返回(4)进行诊断，如无故障，进行返回(4)进行诊断，如有故障，输出压力传感器采样故障给传感器诊断校验模块。
[0021]优选的是，所述步骤二中校验的具体方法如下：
[0022]如果ΔP>P
check
持续时间t1,或ΔP
t
>P
tcheck
持续时间t2，则输出压力校验有效性信号值为0给热失控预警特征校验模块，否则，输出压力校验有效性信号值为1给热失控预警特征校验模块；
[0023]其中，ΔP＝|P1‑
P2|,P1是内置压力传感器采集压力值，P2是外置压力传感器采集压力值；
[0024]ΔP
t
＝|dP1/dt
‑
dP2/dt|，dP1/dt是内置压力传感器采集压力变化率，dP2/dt是外置压力传感器采集压力变化率；
[0025]P
check
是压力差值校验阈值，P
tcheck
是压力变化速率校验阈值，t1和t2取值范围为1
‑
3秒。
[0026]优选的是，所述步骤三中校验的具体方法如下：
[0027]如果P1‑
P
b1
>P
check
或P2‑
P
b2
>P
check
成立，输出压力唤醒校验有效性信号值为1发送给热失控预警特征校验模块；否则，输出压力唤醒校验有效性信号值为1发送给热失控预警特征校验模块；
[0028]其中，P1是内置压力传感器采集压力值，P2是外置压力传感器采集压力值。
[0029]优选的是，所述步骤五中校验的具体方法如下：
[0030]压力与电池温度变化进行校验的条件如下：
[0031](1)ΔP1>P
fault
或ΔP2>P
fault
或ΔP
t1
>P
tfault
或ΔP
t2
>P
tfault
成立；
[0032]其中，ΔP1是内置压力传感器的每个采样周期压力值变化，ΔP...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池热失控预警校验方法，其特征在于，包括：步骤一、采集内置压力传感器数据和外置压力传感器数据，对内置压力传感器和外置压力传感器进行诊断是否出现故障；步骤二、内置压力传感器数据和外置压力传感器中任一传感器有故障，不进行压力校验，输出压力传感器校验有限信号值为0发送给热失控预警特征校验模块，如果内置压力传感器数据和外置压力传感器数据都正常，则进行校验后输出压力校验有效性信号值发送给热失控预警特征校验模块，并且判断电池系统的工作模式；当电池系统处于压力异常唤醒启动模式时，执行步骤三；当电池系统处于正常上电启动模式时，执行步骤四；步骤三、当电池系统处于压力异常唤醒启动模式时，实时检测压力状态，如检测到压力变化超出存储的预定压力阈值时，反向唤醒电池系统进入到正常上电启动模式，同时用反向唤醒前Δt时间前存储的压力值与实时检测的压力值进行校验；步骤四、当电池系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据；采集计算的电池数据包括全部电池单体电压、电池温度、电池绝缘阻值，对采集计算的电池数据、检测硬件进行诊断，输出电池数据和故障信号给热失控预警特征校验模块、云
‑
边协同热失控预警校验模块；步骤五、当热失控预警特征校验模块接收到任一压力传感器校验有限信号值为0时，不进行压力与其他热失控特征的校验，否则进行校验；如接收到任一电池数据采样故障，不进行压力的校验，否则进行校验。步骤六、云端的热失控预警特征校验模块通过边缘上传的电池数据、内置压力传感器压力数据、外置压力传感器压力数据，在云端同步运行热失控预警校验；步骤七、热失控预警模块接收内置和外置压力传感器压力数据、电池数据，以及热失控特征校验有效性信号、云端热失控预警校验有效性信号，判断是否有热失控风险，并进行相应的预警处理和提示。2.根据权利要求1所述的一种电池热失控预警校验方法，其特征在于，所述步骤一中对内置压力传感器和外置压力传感器进行诊断是否出现故障包括：(1)检测内置压力传感器和外置压力传感器的供电是否有供电异常故障，如无故障，进行(2)、(3)、(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器供电故障给传感器诊断校验模块；(2)检测内置压力传感器和外置压力传感器的驱动是否有驱动异常故障，如无故障，进行(3)、(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器驱动故障给传感器诊断校验模块；(3)检测内置压力传感器和外置压力传感器的反向唤醒信号是否有唤醒信号异常故障，如无故障，进行(4)、(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器反向唤醒信号故障给传感器诊断校验模块；(4)检测内置压力传感器和外置压力传感器的通信是否有通信异常故障，如无故障，进行(5)的诊断，如有故障，输出压力传感器通信异常故障给传感器诊断校验模块；(5)检测压力传感器采样诊断其是否有采样异常故障，如无故障，返回(4)进行诊断，如无故障，进行返回(4)进行诊断，如有故障，输出压力传感器采样故障给传感器诊断校验模块。3.根据权利要求1所述的一种电池热失控预警校验方法，其特征在于，所述步骤二中校验的具体方法如下：
如果ΔP>P
check
持续时间t1,或ΔP
t
>P
tcheck
持续时间t2，则输出压力校验有效性信号值为0给热失控预警特征校验模块，否则，输出压力校验有效性信号值为1给热失控预警特征校验模块；其中，ΔP＝|P1‑
P2|,P1是内置压力传感器采集压力值，P2是外置压力传感器采集压力值；ΔP
t
＝|dP1/dt
‑
dP2/dt|，dP1/dt是内置压力传感器采集压力变化率，dP2/dt是外置压力传感器采集压力变化率；P
check
是压力差值校验阈值，P
tcheck
是压力变化速率校验阈值，t1和t2取值范围为1
‑
3秒。4.根据权利要求1所述的一种电池热失控预警校验方法，其特征在于，所述步骤三中校验的具体方法如下：如果P1‑
P
b1
>P
check
或P2‑
P
b2
>P
check
成立，输出压力唤醒校验有效性信号值为1发送给热失控预警特征校验模块；否则，输出压力唤醒校验有效性信号值为1发送给热失控预警特征校验模块；其中，P1是内置压力传感器采集压力值，P2是外置压力传感器采集压力值。5.根据权利要求1所述的一种电池热失控预警校验方法，其特征在于，所述步骤五中校验的具体方法如下：压力与电池温度变化进行校验的条件如下：(1)ΔP1>P
fault
或ΔP2>P
fault
或ΔP
t1
>P
tfault
或ΔP
t2
>P
tfault
成立；其中，ΔP1是内置压力传感器的每个采样周期压力值变化，ΔP
t1
是内置压力传感器的压力值变化速率，ΔP2是外置压力传感器的每个采样周期压力值变化，ΔP
t2
是外置压力传感器的压力值变化速率，P
fault
是与其他特征信号校验的压力差值阈值，P
tfault
是与其他特征信号校验的压力变化速率阈值；(2)任一ΔT
battn
>T

【专利技术属性】
技术研发人员：张頔，刘轶鑫，李雪，佟丽翠，荣常如，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：