【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源汽车电池使用安全防护，具体涉及一种动力电池内部高压网络解裂装置。
技术介绍
1、近年来随着电动新能源汽车市场销售渗透率增加，在用户使用中涉及动力电池火灾事故偶有发生，涉及整车品牌众多。除动力电池自身质量外，还有动力电池被动的滥用，未能对动力电池进行全方位保护，累积造成动力电池损伤。动力电池热失控，究其原因是电芯发生热失控，从而触发动力电池热失控链式反应，进而引发动力电池整体热失控造成整车火灾事故。触发动力电池热失控链式反应有三个基本途径，热辐射、弧光罩射及电芯喷出的金属粒子团产生的高压网络寄生短路。
2、专利技术专利内容
3、针对上述问题，本专利技术提供一种动力电池内部高压网络解裂装置，其通过在特定情形下将动力电池电路按照预设方法解裂成最佳单元格，切断链式反应条件，尽可能将电池运行失控的风险减少到最低限度。本专利技术的技术目的是通过以下技术方案实现的：
4、本专利技术首先提供一种动力电池内部高压网络解裂装置，其包括外置控制器、内置控制器和解裂执行器，所述解裂执行器具有断路执行机构，所述断路执行机构串联连接在动力电池的高压网络线路中，所述外置控制器和内置控制器分别通过独立的解裂驱动信号线与解裂执行器连接，所述解裂执行器在接收到经由所述驱动信号线传输的解裂控制信号后驱动断路执行机构动作切断动力电池高压网络电路，所述外置控制器与内置控制器之间连通过解裂指令信号线连接。
5、进一步，所述解裂执行器包括电磁装置和机械断路执行机构，所述电磁装置根据解裂驱动信号线传输的解裂控
6、进一步，所述解裂执行器中还设有灭弧机构用于熄灭动力电池高压网络线路中可能产生的电弧，尤其是带载切断时产生的弧光，以保护节点，防止节点粘连；所述灭弧机构可以根据动力电池的特性采用灭弧罩、化学灭弧装置、或是气体(或油)吹弧装置等设计。
7、进一步，所述解裂执行器还设有解裂锁紧机械结构，用于保障解裂可执行、解裂状态和接通状态的稳定性，避免由于振动或碰撞等情况下导致解裂装置失效或误解裂或误复位。
8、进一步，所述断路执行机构配置为在电池电路的上一级网格电压近1/2处作为断路节点处，具体而言，所述电池高压网络电路中串联有若干个电池模组，所述解裂执行器的断路执行机构配置为以所有电池模组的上一级网格电压1/2位置的节点或最靠近1/2位置的节点作为断路节点。即，如果所述电池高压网络电路中串接偶数个电池，如8个，则在第4个和第5个电池之间设置解裂执行器；如果所述电池高压网络电路中串接奇数个电池，如9个，则在第4个和第5个电池之间、或第5个和第6个电池之间设置解裂执行器。采用该设计的原理是，当电池内传感器显示故障时，通常无法准确判断故障点的准确位置，通过设置在近1/2节点处切断电路，快速完成拟定的最小电池单元模块(即该若干个电池模组串联而成的电池模组)脱离高压网络实现隔离，切断链式反应相应条件，从而极尽可能提升动力电池安全性。
9、优选地，所述若干个电池模组按照串联顺序形成多个模组网格，理想状态下所述解裂装置包括与模组网格数量一致的多个解裂执行器，在具体实践中，最优解裂执行器数量依据电池模组在动力电池内的布置进行安全评估后设定。每一个解裂执行器的断路执行机构配置为以其对应的模组网格的上一级网格电压1/2节点或最靠近1/2位置的节点作为断路节点。具体地，如，在电池高压网络电路中串接有12个电池模组，可将其分为两个模组网格，每个模组网格中包括6个电池模组，在每个模组网格的第三、四个电池模组之间分别设置解裂执行器；在其他的实施方式中，可以有三个或更多个模组网格，每个模组网格中所包含的电池模组数量可以相同也可以不同。通过这样的设置方式，可以确保及时有效快速地切断链式反应，保障动力电池的安全性。
10、进一步，所述外置控制器布设在动力电池壳体外部，外置控制器的控制系统具有诊断模块、解裂控制模块和复位功能模块：
11、所述诊断模块接收用于监测电池状态的传感器信号，并根据接收到的传感器信号对电池状态进行诊断，当判断到电池状态异常时，向解裂控制模块发送解裂预备信号；
12、所述解裂控制模块接收诊断模块传输的解裂预备信号，根据解裂预备信号排查是否存在应当触发解裂的危险信号，如果判断结果为是，则向解裂执行器和/或内置控制器发出解裂控制信号和/或解裂指令信号，同时向复位功能模块发出待命信号触发复位功能模块进入待命状态；
13、所述复位功能模块接收解裂控制模块的待命信号进入待命状态后，响应外部检修评估指令调用诊断模块对动力电池状态进行评估，根据评估结果响应外部复核确认指令后进入复位状态，通常情况下，该外部复核确认指令由专业维修人员对电池状态进行复核确认后触发。
14、优选地，所述内置控制器位于动力电池壳体内部，既为外置解裂控制器相互冗余，也可单独不依附于外置解裂控制器存在实现完整功能。该内置控制器可以用于对解裂系统与执行器之间电器回路进行自诊断，并根据自诊断结果给出状态；依据解裂控制策略，通过驱动信号线向解裂执行器发出解裂驱动信号。优选地，所述内置控制器也设置有类似于外置控制器诊断模块和解裂控制模块的第二诊断模块、第二解裂控制模块；更优选地，所述内置控制器设置有类似于外置控制器的复位功能模块的第二复位功能模块。所述第二诊断模块用于监测电池状态的传感器信号，并根据接收到的传感器信号对电池状态进行诊断，当判断到电池状态异常时，向解裂控制模块发送解裂预备信号；所述第二解裂控制模块接收诊断模块传输的解裂预备信号，根据解裂预备信号排查是否存在应当触发解裂的危险信号，如果判断结果为是，则向解裂执行器和/或外置控制器发出解裂控制信号和/或解裂指令信号，同时向复位功能模块发出待命信号触发复位功能模块进入待命状态；接收解裂控制模块的待命信号进入待命状态后，响应外部检修评估指令调用诊断模块对动力电池状态进行评估，根据评估结果响应外部复核确认指令后进入复位状态，通常情况下，该外部复核确认指令由专业维修人员对电池状态进行复核确认后触发。
15、优选地，诊断模块(或第二诊断模块)具有自诊断单元，所述自诊断单元用于对解裂控制器自身诊断及解裂电器回路进行诊断；优选地，所述解裂控制模块(或第二解裂控制模块)还具有存储单元，所述存储单元用于记录解裂事件。
16、优选地，所述复位功能模块(或第二复位功能模块)具有复位操作权限单元、复位状态评估单元、复位执行单元和复位事件记录单元：所述复位操作权限单元用于响应外部的复位要求指令识别复位操作人员的权限信息；复位状态评估单元用于响应外部检修评估指令调用诊断模块对动力电池状态进行评估；所述复位执行单元用于响应外部复核确认指令触发外置控制器(或内置控制器)和解裂执行器的相关电气开关或电磁机构复位到预设状态；所述复位事件记录单元用于记录与复位过程相关的参数及事件。
17、本专利技术进一步提供一种动力电池内部高压网络解裂方法，其采用前述的解裂装置完成解裂过程，当外置控制器识别到应当触发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，包括外置控制器、内置控制器和解裂执行器，所述解裂执行器具有断路执行机构，所述断路执行机构串联连接在动力电池高压网络线路中，所述外置控制器和内置控制器分别通过独立的解裂驱动信号线与解裂执行器连接，所述解裂执行器在接收到经由所述解裂驱动信号线传输的解裂控制信号后驱动其断路执行机构动作切断动力电池高压网络电路，所述外置控制器与内置控制器之间连通过解裂指令信号线连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器包括电磁装置和机械断路执行机构，所述电磁装置接收经由所述解裂驱动信号线传输的解裂控制信号后驱动所述机械断路执行机构动作,从而在电池高压网络电路中形成断路。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器中还设有灭弧机构。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器还设有解裂锁紧机械结构。
5.根据权利要求1～4任一所述的动力电池高压网络解裂装置，其特征在于，所述电池
6.根据权利要求1～4任一所述的动力电池高压网络解裂装置，其特征在于，所述电池高压网络电路中串联有若干个电池模组，所述若干个电池模组按照串联顺序形成多个模组网格，所述解裂装置包括与模组网格数量一致的多个解裂执行器，每一个解裂执行器的断路执行机构配置为以其对应的模组网格的上一级网格电压1/2节点或最靠近1/2位置的节点作为断路节点。
7.根据权利要求1～6任一所述的动力电池高压网络解裂装置，其特征在于，所述外置控制器具有诊断模块、解裂控制模块和复位功能模块：
8.一种动力电池内部高压网络解裂方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一所述的解裂装置执行，当外置控制器识别到应当触发解裂的危险信号时，通过解裂控制信号线向解裂执行器发出解裂控制信号，并通过指令信号线向内置控制器发出解裂指令信号，解裂执行器接收到解裂控制信号后驱动断路执行机构动作以断开动力电池内部高压网络电路。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池内部高压网络解裂方法，其特征在于，内置控制器识别到应当触发解裂的危险信号时，通过解裂驱动信号线向解裂执行器发出解裂控制信号，并通过指令信号线向外置控制器发出解裂指令信号，解裂执行器接收到任一路解裂控制信号后驱动断路执行机构动作以断开动力电池内部高压网络电路。
10.根据权利要求8所述的一种动力电池内部高压网络解裂方法，其特征在于，所述应当触发解裂的危险信号包括电池热失控信号、车辆碰撞信号、过电流信号、过电压信号、欠电压信号、过功率信号和超温度信号。
...【技术特征摘要】
1.一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，包括外置控制器、内置控制器和解裂执行器，所述解裂执行器具有断路执行机构，所述断路执行机构串联连接在动力电池高压网络线路中，所述外置控制器和内置控制器分别通过独立的解裂驱动信号线与解裂执行器连接，所述解裂执行器在接收到经由所述解裂驱动信号线传输的解裂控制信号后驱动其断路执行机构动作切断动力电池高压网络电路，所述外置控制器与内置控制器之间连通过解裂指令信号线连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器包括电磁装置和机械断路执行机构，所述电磁装置接收经由所述解裂驱动信号线传输的解裂控制信号后驱动所述机械断路执行机构动作,从而在电池高压网络电路中形成断路。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器中还设有灭弧机构。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池内部高压网络解裂装置，其特征在于，所述解裂执行器还设有解裂锁紧机械结构。
5.根据权利要求1～4任一所述的动力电池高压网络解裂装置，其特征在于，所述电池高压网络电路中串联有若干个电池模组，所述解裂执行器的断路执行机构配置为以所有电池模组的上一级网格电压1/2位置的节点或最靠近1/2位置的节点作为断路节点。
6.根据权利要求1～4任一所述的动力电池高压网络解裂装置，其特征在于，所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：武健，倪婧，王茜，王修虎，田密，陈大分，方云明，韩冰，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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