CN104880676A - 一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，包括步骤：S1、电池管理系统实时检测电池温度，如果电池温度不超过设定的温度T1，则判断电池处于正常工况；S2、如果温度超过设定的温度T1，则判定为Ⅰ级高温警报，降电池功率；如果温度降到T1以下，则返回到步骤S1；S3、如果温度继续升高到设定的温度T2，则判定为Ⅱ级高温警报，并停止使用电池，温度降到T1以下,则返回到步骤S1；S4、如果温度持续升高至设定的温度T3，则立即判定为热失控警报，启动应急装置。本发明采用多级高温警报判定，每发出一级警报，电池管理系统采取不同的措施，有效提醒驾驶员电池组的失控预警，增加安全性。

Description

一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法

技术领域

本发明涉及本发明属于新能源客车领域，一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法。

背景技术

随着世界可用燃油量的不断减少，燃油价格的不断上涨，汽车尾气的排放也对人们居住的环境造成了污染，所以人们迫切需要一种能够替代传统燃油汽车的产品。

作为替代传统燃油汽车的优秀产品，电动汽车以其“零排放”的优点，成为了科学研究的热点。动力电池组作为电动汽车的核心动力部件，同时也是目前电动汽车整车安全的主要威胁。之前电动汽车的几次自燃均因为动力电池组热失控而造成，针对这些情况在电池管理系统中的电池热失控的判定方法变得不可忽视。

电池管理系统(BMS) 是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。主要检测动力电池的单体电压和温度、总电压和总电流，并且控制充放电继电器的通断和冷却风扇的控制，实现动态监控动力电池组的工作状态和动力电池组的热量管理等。利用电池管理系统（BMS）的实时监控，可以实现动力电池组热失控判断处理。

目前最简单的方法是电池管理系统的温度分级报警，在温度达到最大设定值时断开总正继电器，实现高压回路的断开，从而停止电池放电，让电池自然冷却。但这种方法不能有效预警由于内短路造成的电池热失控。专利201210533121.3，实现电网中蓄电池热失控的智能判断方法，即通过记录每一秒的电流电压值，利用电流电压的变化率来进行比较，这种方法没有将温度这一重要因素考虑在内，而且数值的判断过于经验化。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法。

本发明的技术方案是：

一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，包括步骤：

S1、电池管理系统实时检测电池温度，如果电池温度不超过设定的温度T1，则判断电池处于正常工况；

S2、如果温度超过设定的温度T1，则判定为Ⅰ级高温警报，降低40%-60%的电池功率；降低功率后，如果温度降到T1以下，则返回到步骤S1；

S3、降低功率后，如果温度继续升高到设定的温度T2，则判定为Ⅱ级高温警报，并停止使用电池，停止使用电池后，如果温度降到T1以下,则返回到步骤S1；

S4、停止使用电池后，如果温度持续升高至设定的温度T3，则立即判定为热失控警报，启动应急装置。

优选的，步骤S2中，所述电池温度温度持续超过设定的温度T1的时间超过5s，才判定为Ⅰ级高温警报。

优选的，步骤S3中，所述电池温度温度持续超过设定的温度T2的时间超过2s，才判定为Ⅱ级高温警报。

优选的，所述温度T1、T2、T3的设定范围分别为T1∈[50℃,55℃], T2∈[58℃,65℃], T3∈[75℃,85℃]。

优选的，所述电池管理系统通过温度传感器检测电池温度，如果无法检测到温度，判定为紧急检修警报，则需要返回维修站进行检修。

本发明的优点是：

本发明所提供的基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，采用多级高温警报判定，每发出一级警报，电池管理系统采取不同的措施，有效提醒驾驶员和乘客动力电池组的失控预警，可以适用于整车安全判定，增加安全性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例中的电池组热失控安全警报的流程图；

图2为本发明实施例中的温度传感器故障检测流程图。

具体实施方式

锂电池热失控可分为3个阶段：阶段一：稳定与启动阶段。这个阶段电池自发产热速率达到0.2°C/min。此时电池温度在50°C以下。以这个速率产生的热量通常会被电池模块消耗掉，但如果热量没有被消耗，则由于电池的放热反应持续进行，热量持续积累会进入第2阶段。阶段二：加速阶段。当电池温度持续升高且未超过60°C时，发热速率会从0.2°C/min上升到10°C/min，造成某些温度监测点温度传感器失能。当电池温度达到55°C，需降低50%功率；当发热速率达到10°C/min，报检修警报。阶段三：热失控阶段。当电池温度持续积累超过60°C，会产生排气并可能产生大量的烟雾，电池会以10°C/min升温。如果温度连续上升4分钟，电池温度会快速达到100℃。

如图1所示，本发明根据上述锂电池热失控的3个阶段，提出了动力电池热失控安全报警的方法，应该包括以下几个步骤：

S1、正常工况下电池组温度应小于55度，电池管理系统实时检测电池温度，如果电池温度不超过55℃，则判断电池处于正常工况；

S2、如果温度超过55℃，且持续处于55℃以上温度的时间超过5s，则判定为Ⅰ级高温警报，降低50%的电池功率，并停车检修电池；降低功率后，如果温度降到55℃以下，则返回到步骤S1；

S3、降低功率后，如果温度继续升高到60℃以上，且持续处于60℃以上温度的时间超过2s，则判定为Ⅱ级高温警报，并立即停止使用电池，停止使用电池后，如果温度降到55℃以下,则返回到步骤S1，

S4、停止使用电池后，如果温度持续升高至80℃，则立即判定为热失控警报，启动应急装置。

另外，所述电池管理系统通过温度传感器检测电池温度，如果无法检测到温度，判定为紧急检修警报，则需要返回维修站进行检修，温度传感器故障检测流程，如图2所示。

由于电池管理系统是实时监测电池安全的重要装置，而电池管理系统又是由低压蓄电池供电，所以整车中低压蓄电池无论是在ON档还是OFF档，都必须处于长期电池供电阶段。

以上结合附图对本发明的较佳实施例进行了详细描述，但本技术领域中的普通技术人员可以认识前述实施例只是为了说明本发明的实施过程以及步骤，而非限定本发明，所以根据本发明构思所作的变化或变型，都应属于所附权利要求书限定的范围内。

Claims (5)

1.一种基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，包括步骤：

S1、电池管理系统实时检测电池温度，如果电池温度不超过设定的温度T1，则判断电池处于正常工况；

S2、如果温度超过设定的温度T1，则判定为Ⅰ级高温警报，降低40%-60%的电池功率；降低功率后，如果温度降到T1以下，则返回到步骤S1；

S3、降低功率后，如果温度继续升高到设定的温度T2，则判定为Ⅱ级高温警报，并停止使用电池，停止使用电池后，如果温度降到T1以下,则返回到步骤S1；

S4、停止使用电池后，如果温度持续升高至设定的温度T3，则立即判定为热失控警报，启动应急装置。

2.根据权利要求1所述的基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，步骤S2中，所述电池温度温度持续超过设定的温度T1的时间超过5s，才判定为Ⅰ级高温警报。

3.根据权利要求1所述的基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，步骤S3中，所述电池温度温度持续超过设定的温度T2的时间超过2s，才判定为Ⅱ级高温警报。

4.根据权利要求1所述的基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，所述温度T1、T2、T3的设定范围分别为T1∈[50℃,55℃], T2∈[58℃,65℃], T3∈[75℃,85℃]。

5.根据权利要求1所述的基于电池管理系统的动力电池组热失控安全警报方法，其特征在于，所述电池管理系统通过温度传感器检测电池温度，如果无法检测到温度，判定为紧急检修警报，则需要返回维修站进行检修。