CN106054083B - 一种动力电池系统的安全监控方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池系统的安全监控方法，包含：获取所述动力电池系统的实时温度分布；判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符；若否，获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；若是，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。该安全能够根据获取的电压、电流以及温度等参数及时、准确、全面地确定动力电池系统的安全状态，避免安全事故的误判和漏判，从而有效地减少人力伤害和财物损失。

Description

一种动力电池系统的安全监控方法及装置
技术领域
本发明涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种动力电池系统的安全监控方法及装置。
背景技术
动力电池作为电动汽车的关键部件，其安全性问题受到广泛关注。动力电池发生安全问题前会有一些征兆。即便是突发的安全问题(例如发生内部短路)，从动力电池发生短路至完全热失控也会存在一定的时间。如果在动力电池发生安全事故前能够及时判断其安全状态，则可以避免造成严重的人员和财产损失。
专利CN102565611B公开了一种动力电池的内短路检测方法，其通过检测动力电池的电压变化来检测其内短路隐患，从而避免动力电池系统安全风险。然而，在实际操作中，此种方法只能发现一部分安全隐患，不能完全涵盖电池的安全隐患问题，存在安全问题的漏检情况。
专利CN101689684A公开了一种电池的内部短路探知装置和方法，其通过电池温度推测电池内阻。专利CN101465449B公开了一种电池组的内部短路检测方法和程序，其通过电池温度推测其剩余容量。上述两篇专利在判断电池安全问题时均存在一定的误差。尤其对于无热均衡装置的电池系统而言，此种根据电池温度来判断电池安全隐患的方法的误差更为明显，存在误检情况。
因此，动力电池系统的安全检测技术有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种动力电池系统的安全监控方法，该方法能够根据电压、电流以及温度等参数及时、准确地确定动力电池系统的安全状态，避免安全事故的误判、漏判，可有效地避免人力伤害和财物损失。
本发明的第二个目的在于提出一种动力电池系统的安全监控装置。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的动力电池系统的安全监控方法，包括以下步骤：获取所述动力电池系统的实时温度分布；判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符；若否，获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；若是，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。
根据本发明实施例的动力电池系统的安全监控方法，能够根据获取的电压、电流以及温度等参数及时、准确、全面地确定动力电池系统的安全状态，避免安全事故的误判和漏判，从而有效地减少人力伤害和财物损失。
具体的，所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象包含：在所述动力电池系统的充电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压下降；或，在所述动力电池系统的放电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压上升；或，所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率比其他单体电池的电压变化速率超出预设速率阈值。
进一步的，在判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象之后，还包含：若否，判断所述动力电池系统是否出现自放电情况；若是，判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数；若是，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。
具体的，所述判断所述动力电池系统是否出现自放电情况包含：将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间，并获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压；将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间，并获取所述取样单体电池的第二电压；计算所述第一电压和所述第二电压的压差；判断所述压差是否超过预设压差阈值；若是，则判断所述动力电池系统出现自放电情况；若否，则判断所述动力电池系统未出现自放电情况。
进一步的，在确定所述动力电池系统存在安全隐患之后，还包含：发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的动力电池系统的安全监控装置，包含：参数获取单元，用于获取所述动力电池系统的实时温度分布；判断单元，用于判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符，若否，所述参数获取单元还用于获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；所述判断单元还用于判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；安全监控单元，用于当所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象时，确定所述动力电池系统存在安全隐患。
根据本发明实施例的动力电池系统的安全监控装置，能够根据获取的电压、电流以及温度等参数及时、准确、全面地确定动力电池系统的安全状态，避免安全事故的误判和漏判，从而有效地减少人力伤害和财物损失。
具体的，在所述动力电池系统的充电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压下降，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或，在所述动力电池系统的放电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压上升，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或，所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率比其他单体电池的电压变化速率超出预设速率阈值，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象。
进一步的，所述动力电池系统的安全监控装置，还包括自放电诊断单元，当所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象时，所述自放电诊断单元用于判断所述动力电池系统是否出现自放电情况；若是，所述判断单元进一步判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数；所述安全监控单元还用于当所述判断单元判断所述动力电池系统持续出现所述自放电情况的累积次数超过预设次数时，确定所述动力电池系统存在安全隐患。
具体的，所述自放电诊断单元用于判断所述动力电池系统是否出现自放电情况包含：所述自放电诊断单元用于将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间以获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压，将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间以获取所述取样单体电池的第二电压，计算所述第一电压和所述第二电压的压差，并判断所述压差是否超过预设压差阈值；若是，则判断所述动力电池系统出现自放电情况；若否，则判断所述动力电池系统未出现自放电情况。
进一步的，所述的动力电池系统的安全监控装置还包含：报警单元，用于在确定所述动力电池系统存在安全隐患之后，发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控方法的又一流程图；
图3是根据本发明一个实施例的判断动力电池系统是否自放电的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控装置的方框示意图。
图5是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控装置的又一方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图描述本发明实施例的动力电池系统的安全监控方法和装置。
图1是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的动力电池系统的安全监控方法，包括以下步骤：
S1：获取所述动力电池系统的实时温度分布。
一般而言，电动汽车都配备有与所述动力电池系统相对应的BMS(BatteryManagement system，电池管理系统)，该BMS可以实时获取所述动力电池系统的各种参数，如电压、电流、温度和压力等。此步骤中的“实时温度分布”与BMS在所述动力电池系统中的取样位置直接关联。也就是说，BMS在所述动力电池系统中设置的取样位置不同，其获取所述动力电池系统的“实时温度分布”是不同的。
S2：判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符。
所述标定温度分布是指所述动力电池系统在正常运行状态(即不存在安全隐患)下的温度分布，其存储在所述BMS中，用于与上述“实时温度分布”进行比较，从而作为判断所述动力电池系统是否存在安全隐患的依据。
S3：若否，获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压。
若所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布不符，那么维护人员判断所述动力电池系统可能存在安全隐患，因此需要进一步对所述动力电池系统进行检查。
在此实施例中，通过结合动力电池系统的温度参数和电压参数来综合判断此动力电池系统的安全状态。即，当确定所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布不符时，进一步获取所述实时温度分布中高温位置处对应的一个或多个目标单体电池的电压。
S4：判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象。
一般而言，若步骤S3中的一个或多个目标单体电池的电压出现以下情况，则可确定其出现异常现象：
在所述动力电池系统的充电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压不上升反而下降；或者，在所述动力电池系统的放电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压不下降反而上升；或者，所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率和其他单体电池的电压变化速率相比较，明显超出预设速率阈值。优选的，此处所述预设速率阈值为0.05V/s。
S5：若所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。
若所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象，则可确定所述动力电池系统出现内部强短路或外部短路情况，处于危险触发阶段，维护人员需要尽快采取紧急措施。
若所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象，则为了提前判断所述动力电池系统的安全状态，需要进一步判断所述动力电池系统是否出现内部微短路情况。此处需要强调的是，动力电池系统的微短路问题虽然不能在短时间内造成动力电池的热失控，但其作为一种安全隐患问题，需要维护人员提高关注。
图2是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控方法的又一流程图。如图2所示，本发明实施例的动力电池系统的安全监控方法，包括以下步骤：
其中步骤S1-S4与图1相同，此处不再赘述。
S401：在步骤S4中，若所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象，则进一步判断所述动力电池系统是否出现自放电情况。
S402：若所述动力电池系统出现自放电情况，则进一步判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数。
优选的，所述预设次数可为10。
S5：若上述累积次数是否超过预设次数，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。
当所述动力电池系统持续出现自放电情况的累积次数是否超过预设次数，可判断所述动力电池系统中的单体电池的变化差异有增大趋势。换言之，所述动力电池系统存在安全隐患。
S6：发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
进一步参照附图3，判断所述动力电池系统是否出现自放电情况(即步骤401)包含：
S4011：将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间，并获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压。
优选的，将所述动力电池系统充满电之后静置24小时，并获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压。
S4012：将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间，并获取所述取样单体电池的第二电压。
优选的，将所述动力电池系统充满电之后静置1小时，并获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压。
S4013：计算所述第一电压和所述第二电压的压差。
S4014：判断所述压差是否超过预设压差阈值。
优选的，所述预设压差阈值可为100mV。
S4015：若所述压差超过预设压差阈值，则所述动力电池系统出现自放电情况。
S4016：若所述压差未超过预设压差阈值，则所述动力电池系统未出现自放电情况。
图4是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控装置的方框示意图。如图4所示，本发明实施例的动力电池系统的安全监控装置100，包括：参数获取单元10、判断单元20和安全监控单元30。
其中，所述参数获取单元10，用于获取所述动力电池系统的实时温度分布；所述判断单元20，用于判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符，若否，所述参数获取单元10还用于获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；所述判断单元20还用于判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；安全监控单元30，用于当所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象时，确定所述动力电池系统存在安全隐患。
在所述动力电池系统的充电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压下降，则所述判断单元20判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或，在所述动力电池系统的放电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压上升，则所述判断单元20判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或，所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率比其他单体电池的电压变化速率超出预设速率阈值，则所述判断单元20判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象。
图5是根据本发明一个实施例的动力电池系统的安全监控装置的又一方框示意图。如图5所示，本发明实施例的动力电池系统的安全监控装置100，还包括自放电诊断单元40和报警单元50。
当所述判断单元20判断所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象时，所述自放电诊断单元40用于判断所述动力电池系统是否出现自放电情况。具体而言，所述自放电诊断单元40用于将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间以获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压，将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间以获取所述取样单体电池的第二电压，计算所述第一电压和所述第二电压的压差，并判断所述压差是否超过预设压差阈值；若是，则判断所述动力电池系统出现自放电情况；若否，则判断所述动力电池系统未出现自放电情况。
所述判断单元20还用于若所述自放电诊断单元40判断所述动力电池系统出现自放电情况，进一步判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数。
所述安全监控单元30还用于当所述判断单元20判断所述动力电池系统持续出现所述自放电情况的累积次数超过预设次数时，确定所述动力电池系统存在安全隐患。
报警单元50用于在所述安全监控单元30确定所述动力电池系统存在安全隐患之后，发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
根据本发明实施例的动力电池系统的安全监控装置，能够根据获取的电压、电流以及温度等参数及时、准确、全面地确定动力电池系统的安全状态，避免安全事故的误判和漏判，从而有效地减少人力伤害和财物损失。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种动力电池系统的安全监控方法，其特征在于，包含：
获取所述动力电池系统的实时温度分布；
判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符；
若否，获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；
判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；
若所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象，则确定所述动力电池系统存在安全隐患；
若所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象，则判断所述动力电池系统是否出现自放电情况；
若所述动力电池系统出现自放电情况，则判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数；
若持续出现所述自放电情况的累积次数超过预设次数，则确定所述动力电池系统存在安全隐患。
2.根据权利要求1所述的动力电池系统的安全监控方法，其特征在于，所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象包含：
在所述动力电池系统的充电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压下降；或
在所述动力电池系统的放电过程中，所述一个或多个目标单体电池的电压上升；或
所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率比其他单体电池的电压变化速率超出预设速率阈值。
3.根据权利要求1所述的动力电池系统的安全监控方法，其特征在于，所述判断所述动力电池系统是否出现自放电情况包含：
将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间，并获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压；
将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间，并获取所述取样单体电池的第二电压；
计算所述第一电压和所述第二电压的压差；
判断所述压差是否超过预设压差阈值；
若是，则判断所述动力电池系统出现自放电情况；
若否，则判断所述动力电池系统未出现自放电情况。
4.根据权利要求3所述的动力电池系统的安全监控方法，其特征在于，在确定所述动力电池系统存在安全隐患之后，还包含：
发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
5.一种动力电池系统的安全监控装置，其特征在于，包含：
参数获取单元，用于获取所述动力电池系统的实时温度分布；
判断单元，用于判断所述实时温度分布与所述动力电池系统的标定温度分布是否相符，若否，所述参数获取单元还用于获取所述实时温度分布中高温位置对应的一个或多个目标单体电池的电压；
所述判断单元还用于判断所述一个或多个目标单体电池的电压是否出现异常现象；
安全监控单元，用于当所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象时，确定所述动力电池系统存在安全隐患；
自放电诊断单元，
当所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压未出现异常现象时，所述自放电诊断单元用于判断所述动力电池系统是否出现自放电情况；
若所述动力电池系统出现自放电情况，所述判断单元进一步判断持续出现所述自放电情况的累积次数是否超过预设次数；
所述安全监控单元还用于当所述判断单元判断所述动力电池系统持续出现所述自放电情况的累积次数超过预设次数时，确定所述动力电池系统存在安全隐患。
6.根据权利要求5所述的动力电池系统的安全监控装置，其特征在于，
在所述动力电池系统的充电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压下降，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或
在所述动力电池系统的放电过程中，若所述一个或多个目标单体电池的电压上升，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象；或
所述一个或多个目标单体电池的电压变化速率比其他单体电池的电压变化速率超出预设速率阈值，则所述判断单元判断所述一个或多个目标单体电池的电压出现异常现象。
7.根据权利要求5所述的动力电池系统的安全监控装置，其特征在于，所述自放电诊断单元用于判断所述动力电池系统是否出现自放电情况包含：
所述自放电诊断单元用于将所述动力电池系统充满电之后静置第一时间以获取所述动力电池系统中的取样单体电池的第一电压，将所述动力电池系统充满电之后静置第二时间以获取所述取样单体电池的第二电压，计算所述第一电压和所述第二电压的压差，并判断所述压差是否超过预设压差阈值；若是，则判断所述动力电池系统出现自放电情况；若否，则判断所述动力电池系统未出现自放电情况。
8.根据权利要求7所述的动力电池系统的安全监控装置，其特征在于，还包含：报警单元，用于在确定所述动力电池系统存在安全隐患之后，发出安全报警信号并对所述动力电池系统进行维护。
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