CN107959066B - 一种电动汽车动力电池箱漏液控制系统及控制方法 - Google Patents

一种电动汽车动力电池箱漏液控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车动力电池箱漏液控制系统及控制方法，该动力电池箱漏液控制系统包括：漏液检测装置，用于检测根据气体浓度变化而变化的电压信号；温度传感器，用于检测所述动力电池箱内温度信号；气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前和上一次气体浓度值计算并根据气体浓度变化率的大小判断是否发送报警信号，并发送断电信号或降低功率信号；显示器，用于接收并显示报警信号；电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电。本发明的漏液控制系统及方法能够通过检测气体浓度而判断动力电池是否漏液并采取相应的措施。

Description

一种电动汽车动力电池箱漏液控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池领域，尤其涉及电动汽车漏液检测装置、控制系统及控制方法。
背景技术
电动汽车动力电池为电动汽车提供动力来源的电源，其主要包括：电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液、电池壳。电动汽车动力电池通常为锂电池。
然而，目前，锂电池燃烧易导致电动汽车及驾驶员的危险，锂电池燃烧的原因主要是：动力电池由于震动碰撞，电池壳泄露，导致电解液流出，产生氧化反应，析出金属锂，金属锂与空气接触，产生燃烧现象，电解液由三部分组成：锂盐、有机溶剂和添加剂，当电池壳泄露后，有机溶剂，挥发，常规的有机溶剂包含烷基碳酸酯，醚，酯，此时，电池箱中充满挥发的有机气体。
因此，需要一种能够通过检测有机气体浓度而判断动力电池是否漏液并采取相应的措施防止发生危险的电动汽车漏液检测装置、控制系统及控制方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种电动汽车电池箱漏液控制系统，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置，用于实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器，用于实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器，用于接收并显示报警信号；电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
报警信号根据气体浓度变化率的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种电动汽车电池箱漏液控制系统，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置，用于实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器，用于实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器，用于接收并显示报警信号；电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
报警信号根据当前气体浓度值的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。
所述漏液检测装置，包括：气敏电阻、与所述气敏电阻连接的负载电阻、安装在所述负载电阻两端的电压传感器以及用于供电的蓄电池，所述电压传感器检测并将所述负载电阻两端的电压值发送至气体浓度参数处理器。
所述气体浓度参数处理器为电池管理系统，所述显示器为整车仪表。
根据本发明的又一方面，提供了一种基于电动汽车电池箱漏液控制系统实现的控制方法，其特征在于，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器接收并显示报警信号；电池继电器接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
根据本发明的还一方面，提供了一种基于所述电动汽车电池箱漏液控制系统实现的控制方法，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器接收并显示报警信号；电池继电器接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
本发明的有益效果为：
1.本发明的漏液检测装置通过气敏电阻、负载电阻和负载电阻两端的电压传感器的配合使用检测并将根据电池箱中的气体浓度的变化而变化的负载电压发送至气体浓度参数处理器，该漏液检测装置结构简单，制造成本低；
2.本发明的电动汽车动力电池漏液检测系统及控制方法通过电池箱中的温度信号和电压传感器发送的电压信号查找当前气体浓度值，并根据当前气体浓度值或根据当前气体浓度值与上一次气体浓度值计算出的气体浓度变化率进行判断动力电池的状况并进行相应的处理，根据电池箱中的温度信号和电压传感器发送的电压信号查找当前气体浓度值，得到的气体浓度值更加准确，使得后期的判断和处理更加准确。
附图说明
图1为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制系统框图；
图2为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制方法流程图；
图3为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制方法的另一实施方式流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制系统框图，如图1所示，本发明提供的电动汽车电池箱漏液控制系统，包括以下两种实施方式。
第一电动汽车电池箱漏液控制系统，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置，用于实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器，用于实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器，用于接收并显示报警信号；电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
气体浓度变化率的计算示例如下：在室温25℃的情况下，假设电池管理系统采样频率为0.5s，采样值经过滤波平滑处理后，如果相邻两次采样值计算得到的气体浓度差值为20ppm，则变化率计算值为20ppm/0.5s＝40ppm/s。
报警信号根据气体浓度变化率的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。当气体浓度变化率在10ppm/s～20ppm/s时，所述报警信号为一级警报；当气体浓度变化率大于20ppm/s时，所述报警信号为二级警报。
第二电动汽车电池箱漏液控制系统，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置，用于实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器，用于实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器，用于接收并显示报警信号；电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
报警信号根据当前气体浓度值的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。当前气体浓度值在15ppm/s～30ppm时，所述报警信号为一级警报；当前气体浓度值大于30ppm/s时，所述报警信号为二级警报。
所述气体浓度参数处理器根据温度信号和电压信号通过查询表格查找当前气体浓度值。其中，表1为气体浓度参数处理器根据温度信号和所述电压传感器发送的电压信号查找当前气体浓度值所采用的温度-电压-气体浓度表。所述气体浓度参数处理器查表得到当前气体浓度后，根据当前气体浓度的增量值除以相应的时间增量值后得到气体浓度的变化率即气体浓度变化率超过预设值或当前气体浓度超过预设值时，认为电解液泄露。
表1
Figure GDA0002116869880000061
所述漏液检测装置，包括：气敏电阻、与所述气敏电阻连接的负载电阻、安装在所述负载电阻两端的电压传感器以及用于供电的蓄电池，所述电压传感器检测并将所述负载电阻两端的电压值发送至气体浓度参数处理器。例如，气敏电阻可以是对烷基碳酸酯气体敏感的电阻，蓄电池的输入压力可以为5V，负载电阻可以为10kΩ，本发明的漏液检测装置的原理如下：利用气敏电阻在不同气体浓度时的不同电导率的特性，将气体浓度转化为可量化的电压值，将气敏电阻和负载电阻串联连接，当气体浓度发生变化时，气敏电阻的电导率变化导致气敏电阻和负载电阻的分压比改变，相应的负载电压也会改变。本发明的漏液检测装置通过气敏电阻、负载电阻和负载电阻两端的电压传感器的配合使用检测并将根据电池箱中的气体浓度的变化而变化的负载电压发送至气体浓度参数处理器，该漏液检测装置结构简单，制造成本低。
所述气体浓度参数处理器为电池管理系统，所述显示器为整车仪表。
图2为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制方法流程图，如图2所示，本发明提供的基于第一电动汽车电池箱漏液控制系统实现的控制方法，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器接收并显示报警信号；电池继电器接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
报警信号根据气体浓度变化率的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。当气体浓度变化率在10ppm/s～20ppm/s时，所述报警信号为一级警报；当气体浓度变化率大于20ppm/s时，所述报警信号为二级警报。
图3为本发明的电动汽车动力电池箱漏液控制方法的另一实施方式流程图，如图3所示，本发明提供的基于第二电动汽车电池箱漏液控制系统实现的控制方法，包括：安装在动力电池箱内的漏液检测装置实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；安装在动力电池箱内的温度传感器实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；气体浓度参数处理器接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号；显示器接收并显示报警信号；电池继电器接收断电信号，以切断动力电池的供电；整车驱动控制器接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
报警信号根据当前气体浓度值的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。当前气体浓度值在15ppm/s～30ppm时，所述报警信号为一级警报；当前气体浓度值大于30ppm/s时，所述报警信号为二级警报。
所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号例如可以为：将整车进行功率降为50％功率行驶，并通过整车仪表告知司机，靠边停车并通知维修。
本发明的电动汽车动力电池漏液检测系统及控制方法通过电池箱中的温度信号和电压传感器发送的电压信号查找当前气体浓度值，并根据当前气体浓度值或根据当前气体浓度值与上一次气体浓度值计算出的气体浓度变化率进行判断动力电池的状况并进行相应的处理，根据电池箱中的温度信号和电压传感器发送的电压信号查找当前气体浓度值，得到的气体浓度值更加准确，使得后期的判断和处理更加准确。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车电池箱漏液控制系统，其特征在于，包括：
安装在动力电池箱内的漏液检测装置，用于实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；
安装在动力电池箱内的温度传感器，用于实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；
气体浓度参数处理器，用于接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号，气体浓度变化率＝(当前气体浓度值-相邻的上一次气体浓度值)/相邻两次气体浓度值的采样间隔时间；
显示器，用于接收并显示报警信号；
电池继电器，用于接收断电信号，以切断动力电池的供电；
整车驱动控制器，用于接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
2.根据权利要求1所述电动汽车电池箱漏液控制系统，其特征在于，报警信号根据气体浓度变化率的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。
3.根据权利要求2所述电动汽车电池箱漏液控制系统，其特征在于，所述漏液检测装置，包括：气敏电阻、与所述气敏电阻连接的负载电阻、安装在所述负载电阻两端的电压传感器以及用于供电的蓄电池，
所述电压传感器检测并将所述负载电阻两端的电压值发送至气体浓度参数处理器。
4.根据权利要求1所述电动汽车电池箱漏液控制系统，其特征在于，所述气体浓度参数处理器为电池管理系统，所述显示器为整车仪表。
5.一种基于权利要求1所述电动汽车电池箱漏液控制系统实现的控制方法，其特征在于，包括：
安装在动力电池箱内的漏液检测装置实时检测并将根据气体浓度变化而变化的电压信号发送至气体浓度参数处理器；
安装在动力电池箱内的温度传感器实时检测所述动力电池箱内温度，并将检测的温度信号发送至气体浓度参数处理器；
气体浓度参数处理器接收并根据温度信号和电压信号查找当前气体浓度值，根据当前气体浓度值和上一次气体浓度值计算气体浓度变化率，根据气体浓度变化率的大小判断是否向显示器发送报警信号，并根据不同的报警信号向电池继电器发送断电信号或向整车驱动控制器发送降低功率信号，气体浓度变化率＝(当前气体浓度值-相邻的上一次气体浓度值)/相邻两次气体浓度值的采样间隔时间；
显示器接收并显示报警信号；
电池继电器接收断电信号，以切断动力电池的供电；
整车驱动控制器接收降低功率信号，以减小动力电池的供电量。
6.根据权利要求5所述控制方法，其特征在于，报警信号根据气体浓度变化率的大小分为一级警报和二级警报，所述气体浓度参数处理器将该一级警报发送至所述显示器，并向所述整车驱动控制器发送降低功率信号；所述气体浓度参数处理器将该二级警报发送至所述显示器，并向所述电池继电器发送断电信号。
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