CN108802623A - 一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法。脆性导电材料层，布置在电池包的壳体底部内表面上，包含第一接头和第二接头，在与电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；第一电阻，串联在脆性导电材料层上；第二电阻；与第一电阻并联；行程开关，第一端与脆性导电材料层连接，第二端与第二电阻连接，当检测到与电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；控制器，用于向第一接头发出脉冲宽度调制(PWM)信号，当不能从第二接头接收PWM信号时，发出断开报警信号，当确定从第二接头接收的PWM信号与向第一接头发出的PWM信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。可以检测电池包完全受损和局部受损。

Description

一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法

技术领域

本发明实施方式涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法。

背景技术

能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。

电动汽车的电池包通常布置在车辆的底盘，电池包的下壳体底部容易受到地面物质的冲击。比如：飞石、金属物体、凸出物等容易造成电池包壳体变形或者直接损坏，造成内部动力电池的损伤，严重时可能导致动力电池着火甚至爆炸。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法，从而提高安全性。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统，该系统包括：

脆性导电材料层，布置在电池包的壳体底部内表面上；所述脆性导电材料层包含第一接头和第二接头；所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；

第一电阻，串联在所述脆性导电材料层上；

第二电阻；与所述第一电阻并联；

行程开关，第一端与所述脆性导电材料层连接，第二端与所述第二电阻连接；当所述行程开关检测到与所述电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；

控制器，与所述第一接头和第二接头分别连接，用于向所述第一接头发出脉冲宽度调制信号，当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出断开报警信号，当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。

在一个实施方式中，所述电池包的壳体底部内表面上具有槽，所述脆性导电材料层布置在所述槽中；或

所述脆性导电材料层以卡扣结构布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

在一个实施方式中，所述脆性导电材料层包含多个等间隔布置的垂直折弯线，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直；

所述行程开关的数目为多个，每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接。

在一个实施方式中，所述脆性导电材料层包括下列中的至少一个：

导电石墨；导电碳黑；导电黄铜；锡磷青铜；铍青铜；厚膜导电材料；薄膜导电材料。

在一个实施方式中，所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相垂直的第一方向上连续延伸。

在一个实施方式中，所述控制器，还用于当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；

其中所述电池包的主正继电器基于所述主正继电器断开指令被断开，所述电池包的主负继电器基于所述主负继电器断开指令被断开。

在一个实施方式中，所述第一电阻与第二电阻的电阻值相同；

所述控制器，用于当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同，且从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号的幅值为向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的幅值的一半时，发出所述损伤报警信号。

一种检测电动汽车电池包壳体损失的方法，该方法包括：

在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层，所述脆性导电材料层包含第一接头和第二接头，所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；

在所述脆性导电材料层上串联第一电阻，与所述第一电阻并联第二电阻，并布置行程开关，所述行程开关的第一端与所述脆性导电材料层连接，第二端与所述第二电阻连接；其中当所述行程开关检测到与所述电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；

向所述第一接头发出脉冲宽度调制信号；

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出断开报警信号，当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。

在一个实施方式中，该方法还包括：

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；

基于所述主正继电器断开指令断开所述电池包的主正继电器，基于所述主负继电器断开指令断开所述电池包的主负继电器。

在一个实施方式中，所述在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层包括：

在电池包的壳体底部内表面上布置包含多个等间隔布置的垂直折弯线的脆性导电材料层，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直，其中将所述脆性导电材料层布置在所述壳体底部内表面上的槽中或以卡扣结构将所述脆性导电材料层布置在所述电池包的壳体底部内表面上；

所述布置行程开关包括：布置多个所述行程开关，且每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接

从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，包括：脆性导电材料层，布置在电池包的壳体底部内表面上，包含第一接头和第二接头，在与电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；第一电阻，串联在脆性导电材料层上；第二电阻；与第一电阻并联；行程开关，第一端与脆性导电材料层连接，第二端与第二电阻连接，当检测到与电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；控制器，用于向第一接头发出脉冲宽度调制(PWM)信号，当不能从第二接头接收PWM信号时，发出断开报警信号，当确定从第二接头接收的PWM信号与向第一接头发出的PWM信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。可见，本发明可以检测电池包完全受损和局部受损。

而且，本发明可以检测电池包受损情形，并及时对驾驶员发出提示。

另外，本发明实施方式的脆性导电材料层具有多种实施方式，可以灵活应用。尤其是，当脆性导电材料层包含多个等间隔布置的垂直折弯线，垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中长边与电动汽车的运行方向相垂直时，可以提供灵活的故障检测。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第一示范性结构图。

图2为本发明脆性导电材料层在电池包壳体的布置位置示意图。

图3为本发明脉冲宽度调制信号的示范性示意图。

图4为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第二示范性结构图。

图5为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的方法流程图。

图6为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第三示范性结构图。

图7为本发明脉冲宽度调制信号的变化示意图。

图8为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的示范性流程图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

考虑到电动汽车的电池包通常布置在车辆的底盘，电池包的下壳体底部容易受到地面物质冲击导致电池不安全的技术问题，本发明实施方式提出一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统。

图1为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第一示范性结构图。该系统用于检测电动汽车电池包的壳体损失，尤其是下壳体底部与地面物质的冲击所导致的损失。

如图1所示，该系统包括：

脆性导电材料层20，布置在电池包的壳体的底部内表面10上；脆性导电材料层20包含第一接头21和第二接头22；脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的第一方向(比如，图1所示的长边方向)上连续延伸；

控制器30，与第一接头21和第二接头22分别连接，其中控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成导电回路。控制器30用于向第一接头21发出脉冲宽度调制(PWM)信号，并当不能从第二接头22接收到该PWM信号时，发出报警信号；

报警单元31，用于基于报警信号发出报警。

脆性导电材料层20包含脆性导电材料。优选的，脆性导电材料层可以包含下列中的至少一个：导电石墨；导电碳黑；导电黄铜；锡磷青铜；铍青铜；厚膜导电材料；薄膜导电材料，等等。

优选的，脆性导电材料层包含导电石墨。更优选的，脆性导电材料层可以实施为由导电石墨构成的轨迹线。

脆性导电材料的导电属性保证沿着控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路可以传输PWM信号。脆性导电材料的脆性属性使得壳体的底部与地面物质发生冲击时，脆性导电材料层20易于折断。比如，飞石、金属物体、凸出物可能使得脆性导电材料层20折断。

脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸，因此脆性导电材料层20可以良好检测壳体的底部状况。当脆性导电材料层20发生折断时，控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路将破裂，导致控制器 30不再能够从第二接头22接收到PWM信号。

因此，控制器30可以基于是否能够从第二接头22接收到第一接头21发出的PWM信号而确定电池包的壳体底部是否发生破损。

其中，当控制器30不能从第二接头22接收到该PWM信号时，发出报警信号；当控制器30可以从第二接头22接收到该PWM信号时，发出壳体正常信号。

报警单元31基于报警信号发出报警，比如发出声光电等报警提示，比如在仪表上提示顾客靠边停车，并提示远离车辆，进一步呼叫4S店人员检修。而且，报警单元31基于壳体正常信号发出提示，比如在显示屏中显示壳体正常。

脆性导电材料层20可以通过多种方式布置在电池包的壳体的底部内表面10上。比如，在电池包的壳体底部内表面上开槽，而且将脆性导电材料层20布置在槽中。再比如，可以将脆性导电材料层20以卡扣结构布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

具体的，可以将控制器30集成到电池管理系统(BMS)中或整车控制器(VCU)中，还可以将控制器30实施为与BMS或VCU相独立的专门控制电路。

以上示范性描述了脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上的具体方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

优选的，脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相垂直的第一方向上连续延伸，从而更容易检测到下壳体底部受到地面物质的冲击的情形。

在图1中，脆性导电材料层20包含多个等间隔布置的垂直折弯线，各个垂直折弯线具有相同的形状且相互连接。比如，以图1最左边的垂直折弯线211为例进行说明。

垂直折弯线211包含第一长边212、第二长边213和短边214，其中第一长边212和第二长边213相互平行，而第一长边212和第二长边213与短边214相互垂直，且第一长边 212和第二长边213与电动汽车的运行方向相垂直。

因此，当电动汽车运行时，如果电池包的下壳体底部受到地面物质的冲击，第一长边 212和第二长边213容易发生折断，

在一个实施方式中，控制器30，还用于当不能从第二接头22接收到PWM信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；其中电池包的主正继电器32基于主正继电器断开指令被断开，电池包的主负继电器33基于主负继电器断开指令被断开。因此，控制器30可以在下壳体底部受到地面物质严重冲击时断开电池的主正继电器32和主负继电器33，从而保证驾驶员的安全。

脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上，其中电池包的壳体的底部外表面朝向地面。

图2为本发明脆性导电材料层在电池包壳体的布置位置示意图。图2可以应用到图1 所示的脆性导电材料层20的布置场景中。

如图2所示，电池包的壳体容纳有电池。其中，壳体底部内表面ABCD(即朝向电池的一侧)布置有图1所示的脆性导电材料层20，而壳体底部外表面朝向地面。内表面ABCD 与地面基本平行，而且内表面ABCD与壳体中的电池具有间隙。在图2中，内表面ABCD 位于与地面基本平行的YOX平面中。

图3为本发明PWM信号的示范性示意图。在图3中，PWM信号具有固定占空比，且幅值为12伏特。

以上示范性描述了PWM信号的具体实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

实际上，以上以垂直折弯线为实例描述了脆性导电材料层20的具体形状。实际上，脆性导电材料层20还可以包含其他多种实施方式。

图4为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第二示范性结构图。

如图4所示，该系统包括：

脆性导电材料层20，布置在电池包的壳体的底部内表面10上；脆性导电材料层20包含第一接头21和第二接头22；脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的第一方向(比如，图4所示的K方向或M方向)上连续延伸；

控制器30，与第一接头21和第二接头22分别连接，其中控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成导电回路。控制器30用于向第一接头21发出PWM 信号，并当不能从第二接头22接收到该PWM信号时，发出报警信号；

报警单元31，用于基于报警信号发出报警。

脆性导电材料层20包含脆性导电材料。优选的，脆性导电材料层可以包含下列中的至少一个：导电石墨；导电碳黑；导电黄铜；锡磷青铜；铍青铜；厚膜导电材料；薄膜导电材料，等等。

优选的，脆性导电材料层包含导电石墨。更优选的，脆性导电材料层可以实施为由导电石墨构成的轨迹线。

脆性导电材料的导电属性保证沿着控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路可以传输PWM信号。脆性导电材料的脆性属性使得壳体的底部与地面物质发生冲击时，脆性导电材料层20易于折断。比如，飞石、金属物体、凸出物可能使得脆性导电材料层20折断。

脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的K方向或M方向上连续延伸，因此脆性导电材料层20可以良好检测壳体的底部状况。当脆性导电材料层20发生折断时，控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路将破裂，导致控制器30不再能够从第二接头22接收到PWM信号。

因此，控制器30可以基于是否能够从第二接头22接收到第一接头21发出的PWM信号而确定电池包的壳体底部是否发生破损。

其中，当控制器30不能从第二接头22接收到该PWM信号时，发出报警信号；当控制器30可以从第二接头22接收到该PWM信号时，发出壳体正常信号。

报警单元31基于报警信号发出报警，比如发出声光电等报警提示，比如在仪表上提示顾客靠边停车，并提示远离车辆，进一步呼叫4S店人员检修。而且，报警单元31基于壳体正常信号发出提示，比如在显示屏中显示壳体正常。

脆性导电材料层20可以通过多种方式布置在电池包的壳体的底部内表面10上。比如，在电池包的壳体底部内表面上开槽，而且将脆性导电材料层20布置在槽中。再比如，可以将脆性导电材料层20以卡扣结构布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

具体的，可以将控制器30集成的电池管理系统(BMS)中或整车控制器(VCU)中，还可以将控制器30实施为与BMS或VCU相独立的专门控制电路。

以上示范性描述了脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上的具体方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

优选的，脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相垂直的K方向或M方向上连续延伸，从而更容易检测到下壳体底部受到地面物质的冲击的情形。

在图4中，脆性导电材料层20包含多个等间隔布置的类三角形折弯线，各个类三角形折弯线具有相同的形状且相互连接。比如，以图1最左边的类三角形折弯线211为例进行说明。

类三角形折弯线211包含第一长边212和第二长边213，其中第一长边212和第二长边213之间具有夹角，第一长边212的方向为K方向，第二长边213的方向为M方向。K 方向M方向与车辆运行方向相交。如果电池包的下壳体底部受到地面物质的冲击，第一长边212和第二长边213容易发生折断，

在一个实施方式中，控制器30，还用于当不能从第二接头22接收到PWM信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；其中电池包的主正继电器32基于主正继电器断开指令被断开，电池包的主负继电器33基于主负继电器断开指令被断开。因此，控制器30可以在下壳体底部受到地面物质严重冲击时断开电池的主正继电器32和主负继电器33，从而保证驾驶员的安全。

脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上，其中电池包的壳体的底部外表面朝向地面。

图2为本发明脆性导电材料层在电池包壳体的布置位置示意图。图2可以应用到图4 所示的脆性导电材料层20的布置场景中。

如图2所示，电池包的壳体容纳有电池。其中，壳体底部内表面ABCD(即朝向电池的一侧)布置有图4所示的脆性导电材料层，而壳体底部外表面朝向地面。内表面ABCD 与地面基本平行，而且内表面ABCD与壳体中的电池具有间隙。在图2中，内表面ABCD 位于与地面基本平行的YOX平面中。

图3为本发明PWM信号的示范性示意图。在图3中，PWM信号具有固定占空比，且幅值为12伏特。

以上示范性描述了PWM信号的具体实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种检测电动汽车电池包壳体损失的方法。

图5为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的方法流程图。

如图5所示，该方法包括：

步骤501：在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层，脆性导电材料层包含第一接头和第二接头，脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸。

步骤502：向第一接头发出PWM信号。

步骤503：当不能从第二接头接收到PWM信号时，发出报警信号。

步骤504：基于报警信号发出报警。

在一个实施方式中，该方法还包括：

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；基于所述主正继电器断开指令断开所述电池包的主正继电器，基于所述主负继电器断开指令断开所述电池包的主负继电器。

在一个实施方式中，所述在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层包括：

在电池包的壳体底部内表面上布置包含多个等间隔布置的垂直折弯线的脆性导电材料层，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直，其中将所述脆性导电材料层布置在所述壳体底部内表面上的槽中或以卡扣结构将所述脆性导电材料层布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

本发明实施方式还提出了一种区分检测电动汽车电池包壳体的局部损失和完全损伤的技术方案。

图6为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的系统的第三示范性结构图。

如图6所示，该系统包括：

脆性导电材料层20，布置在电池包的壳体的底部内表面10上；脆性导电材料层20包含第一接头21和第二接头22；脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的第一方向(比如，图1所示的长边方向)上连续延伸；

第一电阻R1，串联在脆性导电材料层20上；

第二电阻R2；与第一电阻R1并联；

行程开关K1，第一端与脆性导电材料层20连接，第二端与第二电阻R2连接；行程开关K1的默认状态为断开，即为常开行程开关；当行程开关K1检测到与电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；

控制器30，与第一接头21和第二接头22分别连接，其中控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成导电回路。控制器30用于向第一接头21发出脉冲宽度调制(PWM)信号，当不能从第二接头22接收到PWM信号时，发出断开报警信号，当确定从第二接头接收到的PWM信号与向第一接头发出的PWM信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号；

报警单元31，用于基于损伤报警和断开报警信号发出相应的报警。

当电池的下壳体未被切开时，行程开关K1仅仅向内侧(即电池侧)凸出，如果凸出处和电池发生接触或距离过小，则行程开关K1闭合。当行程开关K1为闭合状态时，第二电阻R2被并联到控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路中。

脆性导电材料层20包含脆性导电材料。优选的，脆性导电材料层可以包含下列中的至少一个：导电石墨；导电碳黑；导电黄铜；锡磷青铜；铍青铜；厚膜导电材料；薄膜导电材料，等等。

优选的，脆性导电材料层包含导电石墨。更优选的，脆性导电材料层可以实施为由导电石墨构成的轨迹线。

脆性导电材料的导电属性保证沿着控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路可以传输PWM信号。脆性导电材料的脆性属性使得壳体的底部与地面物质发生冲击时，脆性导电材料层20易于折断。比如，飞石、金属物体、凸出物可能使得脆性导电材料层20折断。

脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸，因此脆性导电材料层20可以良好检测壳体的底部状况。当脆性导电材料层20发生折断时，控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路将破裂，导致控制器 30不再能够从第二接头22接收到PWM信号。

其中，当电池包的下壳体底部与地面物质轻微冲击导致行程开关K1闭合时，控制器 30、第一接头21、脆性导电材料层20与第二接头22构成的导电回路依然导通，控制器 30依然可以从第二接头22接收到从第一接头21发出的PWM信号。但是，由于导电回路中并入了第二电阻R2，控制器30从第二接头22接收的PWM信号的幅值与向第一接头 21发出的PWM信号的幅值不同(占空比相同)。因此，控制器30可以基于不同幅值且占空比相同的PWM信号确定下壳体底部与地面物质轻微冲击而有损伤(但是并没有彻底被切割)，并由此发出损伤报警信号。此时，控制器30可以切断主负继电器和主正继电器，并在仪表上提示顾客靠边停车，并远离车辆，呼叫4S店人员检修。可选的，控制器30可以不切断主负继电器和主正继电器，并在仪表上提示顾客靠边停车，并远离车辆，呼叫4S 店人员检修。

当电池包的下壳体底部与地面物质严重冲击导致脆性导电材料层20发生折断，控制器30、第一接头21、脆性导电材料层20和第二接头22构成的导电回路将破裂，导致控制器30不再能够从第二接头22接收到PWM信号。此时，控制器30发出断开报警信号。此时，控制器30可以切断主负继电器和主正继电器，并在仪表上提示顾客靠边停车，并远离车辆，呼叫4S店人员检修。

在一个实施方式中，第一电阻R1与第二电阻R2的电阻值相同；控制器30，用于当确定从第二接头22接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头21发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同，且从第二接头22接收到的脉冲宽度调制信号的幅值为向第一接头21发出的脉冲宽度调制信号的幅值的一半时，发出损伤报警信号。

在这里，通过将第一电阻R1与第二电阻R2的电阻值设置为相同，可以简单基于从第二接头22接收到的脉冲宽度调制信号的幅值是否减半来确定是否发出损伤报警信号。

报警单元31基于断开报警信号和损伤报警信号发出相应的报警，比如发出声光电等报警提示，比如在仪表上提示顾客靠边停车，并提示远离车辆。而且，报警单元31基于壳体正常信号发出提示，比如在显示屏中显示壳体正常。

脆性导电材料层20可以通过多种方式布置在电池包的壳体的底部内表面10上。比如，在电池包的壳体底部内表面上开槽，而且将脆性导电材料层20布置在槽中。再比如，可以将脆性导电材料层20以卡扣结构布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

具体的，可以将控制器30集成到电池管理系统(BMS)中或整车控制器(VCU)中，还可以将控制器30实施为与BMS或VCU相独立的专门控制电路。

以上示范性描述了脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上的具体方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

优选的，脆性导电材料层20在与电动汽车的运行方向相垂直的第一方向上连续延伸，从而更容易检测到下壳体底部受到地面物质的冲击的情形。

在图6中，脆性导电材料层20包含多个等间隔布置的垂直折弯线，各个垂直折弯线具有相同的形状且相互连接。比如，以图6最左边的垂直折弯线211为例进行说明。

垂直折弯线211包含第一长边212、第二长边213和短边214，其中第一长边212和第二长边213相互平行，而第一长边212和第二长边213与短边214相互垂直，且第一长边 212和第二长边213与电动汽车的运行方向相垂直。

因此，当电动汽车运行时，如果电池包的下壳体底部受到地面物质的冲击，第一长边 212和第二长边213容易发生折断。

优选的，行程开关的数目为多个，每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接。比如，在图6中，行程开关为5个，分别为K1,K2,K3,K4和K5。行程开关K1,K2,K3,K4和K5 与各自的垂直折弯线相对应并连接。通过布置多个行程开关且在物理空间上错开布置，可以保证检测壳体任意位置处的损伤。

在一个实施方式中，控制器30，还用于当不能从第二接头22接收到PWM信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；其中电池包的主正继电器32基于主正继电器断开指令被断开，电池包的主负继电器33基于主负继电器断开指令被断开。因此，控制器30可以在下壳体底部受到地面物质严重冲击时断开电池的主正继电器32和主负继电器33，从而保证驾驶员的安全。

脆性导电材料层20布置在电池包的壳体的底部内表面10上，其中电池包的壳体的底部外表面朝向地面。

图2为本发明脆性导电材料层在电池包壳体的布置位置示意图。图2可以应用到图6 所示的脆性导电材料层20的布置场景中。

如图2所示，电池包的壳体容纳有电池。其中，壳体底部内表面ABCD(即朝向电池的一侧)布置有图1所示的脆性导电材料层20，而壳体底部外表面朝向地面。内表面ABCD 与地面基本平行，而且内表面ABCD与壳体中的电池具有间隙。在图2中，内表面ABCD 位于与地面基本平行的YOX平面中。

图7为本发明脉冲宽度调制信号的变化示意图，其中第一电阻R1与第二电阻R2的电阻值相同。在图7中，控制器发出的PWM信号具有固定占空比，且幅值为12伏特；当控制器接收的PWM信号的占空比不变且幅值为6伏特时，可以认定发生轻微碰撞。

图8为本发明检测电动汽车电池包壳体损失的示范性流程图。

如图8所示，该方法包括：

步骤801：在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层，所述脆性导电材料层包含第一接头和第二接头，所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸。

步骤802：在所述脆性导电材料层上串联第一电阻，与所述第一电阻并联第二电阻，并布置行程开关，所述行程开关的第一端与所述脆性导电材料层连接，第二端与所述第二电阻连接；其中当所述行程开关检测到与所述电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态。

步骤803：向所述第一接头发出脉冲宽度调制信号。

步骤804：当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出断开报警信号，当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。

在一个实施方式中，该方法还包括：

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；

基于所述主正继电器断开指令断开所述电池包的主正继电器，基于所述主负继电器断开指令断开所述电池包的主负继电器。

在一个实施方式中，所述在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层包括：在电池包的壳体底部内表面上布置包含多个等间隔布置的垂直折弯线的脆性导电材料层，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直，其中将所述脆性导电材料层布置在所述壳体底部内表面上的槽中或以卡扣结构将所述脆性导电材料层布置在所述电池包的壳体底部内表面上；所述布置行程开关包括：布置多个所述行程开关，且每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接。

综上所述，本发明实施方式的系统包括：脆性导电材料层，布置在电池包的壳体底部内表面上，包含第一接头和第二接头，在与电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；第一电阻，串联在脆性导电材料层上；第二电阻；与第一电阻并联；行程开关，第一端与脆性导电材料层连接，第二端与第二电阻连接，当检测到与电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；控制器，用于向第一接头发出PWM信号，当不能从第二接头接收PWM信号时，发出断开报警信号，当确定从第二接头接收的PWM信号与向第一接头发出的PWM信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。可见，本发明可以检测电池包完全受损和局部受损。

而且，本发明可以检测电池包受损情形，并及时对驾驶员发出提示。另外，本发明实施方式的脆性导电材料层具有多种实施方式，可以灵活应用。尤其是，当脆性导电材料层包含多个等间隔布置的垂直折弯线，垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中长边与电动汽车的运行方向相垂直时，可以提供灵活的故障检测。

可以将本发明实施方式提出的检测电动汽车电池包壳体损失系统应用到各种新能源汽车中，比如混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，该系统包括：

脆性导电材料层，布置在电池包的壳体底部内表面上；所述脆性导电材料层包含第一接头和第二接头；所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；

第一电阻，串联在所述脆性导电材料层上；

第二电阻；与所述第一电阻并联；

行程开关，第一端与所述脆性导电材料层连接，第二端与所述第二电阻连接；当所述行程开关检测到与所述电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；

控制器，与所述第一接头和第二接头分别连接，用于向所述第一接头发出脉冲宽度调制信号，当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出断开报警信号，当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。

2.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，

所述电池包的壳体底部内表面上具有槽，所述脆性导电材料层布置在所述槽中；或

所述脆性导电材料层以卡扣结构布置在所述电池包的壳体底部内表面上。

3.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，所述脆性导电材料层包含多个等间隔布置的垂直折弯线，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直；

所述行程开关的数目为多个，每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接。

4.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，所述脆性导电材料层包括下列中的至少一个：

导电石墨；导电碳黑；导电黄铜；锡磷青铜；铍青铜；厚膜导电材料；薄膜导电材料。

5.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相垂直的第一方向上连续延伸。

6.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，

所述控制器，还用于当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；

其中所述电池包的主正继电器基于所述主正继电器断开指令被断开，所述电池包的主负继电器基于所述主负继电器断开指令被断开。

7.根据权利要求1所述的检测电动汽车电池包壳体损失的系统，其特征在于，所述第一电阻与第二电阻的电阻值相同；

所述控制器，用于当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同，且从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号的幅值为向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的幅值的一半时，发出所述损伤报警信号。

8.一种检测电动汽车电池包壳体损失的方法，其特征在于，该方法包括：

在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层，所述脆性导电材料层包含第一接头和第二接头，所述脆性导电材料层在与所述电动汽车的运行方向相交的第一方向上连续延伸；

在所述脆性导电材料层上串联第一电阻，与所述第一电阻并联第二电阻，并布置行程开关，所述行程开关的第一端与所述脆性导电材料层连接，第二端与所述第二电阻连接；其中当所述行程开关检测到与所述电池包的距离小于预定门限值时，从常开状态转换为闭合状态；

向所述第一接头发出脉冲宽度调制信号；

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出断开报警信号，当确定从所述第二接头接收到的脉冲宽度调制信号与向第一接头发出的脉冲宽度调制信号的占空比相同且幅值不同时，发出损伤报警信号。

9.根据权利要求8所述的检测电动汽车电池包壳体损失的方法，其特征在于，该方法还包括：

当不能从所述第二接头接收到所述脉冲宽度调制信号时，发出主正继电器断开指令和主负继电器断开指令；

基于所述主正继电器断开指令断开所述电池包的主正继电器，基于所述主负继电器断开指令断开所述电池包的主负继电器。

10.根据权利要求8所述的检测电动汽车电池包壳体损失的方法，其特征在于，

所述在电池包的壳体底部内表面上布置脆性导电材料层包括：

在电池包的壳体底部内表面上布置包含多个等间隔布置的垂直折弯线的脆性导电材料层，所述垂直折弯线包含相互垂直的长边和短边，其中所述长边与所述电动汽车的运行方向相垂直，其中将所述脆性导电材料层布置在所述壳体底部内表面上的槽中或以卡扣结构将所述脆性导电材料层布置在所述电池包的壳体底部内表面上；

所述布置行程开关包括：布置多个所述行程开关，且每个行程开关与对应的垂直折弯线相连接。