CN109910618A - 一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车，该方法包括：获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警；本发明通过根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，可以利用动力电池包的监测数据，检测动力电池包的热失控状态；从而在动力电池包发生热失控时，控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全，避免由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员发生危险的情况，提升动力电池包的安全性。

Description

一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车的控制器领域，特别涉及一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车。

背景技术

随着新能源汽车事业的蓬勃发展，市场上涌现出越来越多的新能源汽车，市场竞争也愈发激烈，作为新能源汽车的动力核心的动力电池包的安全性也越来越受到市场的关注。

因此，如何能够快速简单的检测动力电池包的热失控状态，避免由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员发生危险的情况，提升动力电池包的安全性，保证乘员的安全，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车，以对动力电池包进行快速简单的热失控检测，保证动力电池包的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电池安全管理方法，包括：

获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；

根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

可选的，所述根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控，包括：

判断每个所述监测数据是否均处于各自对应的热失控数值范围；

若是，则执行所述控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警的步骤。

可选的，所述获取动力电池包的监测数据，包括：

分别根据所述动力电池包内的压力传感器、烟雾传感器、气体传感器和温度传感器各自监测发送的传感器数据，确定所述动力电池包内的所述压力值、所述烟雾浓度值、所述热失控气体浓度值和所述温度值。

可选的，所述控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，包括：

电池安全管理系统向所述电池管理系统发送第一热失控信号；

所述电池管理系统根据所述第一热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则所述电池管理系统向所述整车控制系统发送第二热失控信号；

所述整车控制系统根据所述第二热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则所述整车控制系统向所述车辆的报警设备发送热失控报警信号，利用所述报警设备进行热失控报警。

可选的，所述电池安全管理系统向所述电池管理系统发送第一热失控信号之前，还包括：

所述电池安全管理系统唤醒所述电池管理系统和所述整车控制系统。

可选的，所述整车控制系统根据所述第二热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控之后，还包括：

若所述整车控制系统判断所述动力电池包发生热失控，则向所述电池安全管理系统发送主动灭火信号；

所述电池安全管理系统根据所述主动灭火信号和所述电池管理系统发送的所述动力电池包的热失控等级，对所述动力电池包进行降温或灭火操作；

对应的，所述电池管理系统根据所述第一热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控之后，还包括：

若所述电池管理系统判断所述动力电池包发生热失控，则确定所述热失控等级。

可选的，所述电池安全管理系统根据所述主动灭火信号和所述电池管理系统发送的所述动力电池包的热失控等级，对所述动力电池包进行降温或灭火操作，包括：

所述电池安全管理系统接收所述主动灭火信号后，判断所述热失控等级是否达到灭火等级；

若是，则控制所述车辆中的灭火设备喷射气体灭火介质或固体灭火介质。

本发明还提供了一种电池安全管理装置，包括：

获取模块，用于获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；

判断模块，用于根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；

报警模块，用于若发生热失控，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

本发明还提供了一种新能源汽车，包括：动力电池包、电池安全管理系统、电池管理系统和整车控制系统；

其中，所述电池安全管理系统，用于获取所述动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；若是，则控制所述电池管理系统和/或所述整车控制系统进行热失控报警。

可选的，该新能源汽车还包括：

灭火设备，用于喷射气体灭火介质或固体灭火介质对所述动力电池包进行灭火。

本发明所提供的一种电池安全管理方法，包括：获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警；

可见，本发明通过根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，可以利用动力电池包的监测数据，检测动力电池包的热失控状态；从而在动力电池包发生热失控时，控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全，避免由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员发生危险的情况，提升动力电池包的安全性。此外，本发明还提供了一种电池安全管理装置及新能源汽车，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种电池安全管理方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种电池安全管理装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种电池安全管理方法的流程图。该方法可以包括：

步骤101：获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项。

可以理解的是，本实施例的目的可以为如单片机的处理器利用采集的动力电池包的监测数据，检测动力电池包的热失控状态，从而在动力电池包处于热失控状态，即发生热失控时，控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全，提升动力电池包使用的安全性。具体的，对于本实施例中的作为执行主体的处理器的具体选择，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，可以为现有技术中车辆的电池管理系统或整车控制系统中的单片机，也可以为新的具有热失控预警及控制能力的电池安全管理系统中的单片机，本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，对于本步骤中获取的车辆的动力电池包的监测数据的具体数据类型，可以由设计人员自行设置，如监测数据可以包括动力电池包内的压力值、动力电池包内的烟雾浓度值、动力电池包内的热失控气体浓度值和动力电池包的温度值中的任意一项或多项组合。只要监测数据中的数据类型，可以体现动力电池包的热失控状态，即可以利用监测数据检测动力电池包是否发生热失控。本实施例对此不做任何限制。

对应的，对于本步骤中处理器获取车辆的动力电池包的监测数据的具体过程，可以由设计人员自行设置，如图2所示，电池安全管理系统中的单片机(处理器)可以利用动力电池包内的压力传感器、烟雾传感器、气体传感器和温度传感器各自监测的传感器数据，确定动力电池包内的压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值。即压力传感器负责检测动力电池包内的压力，并将检测到压力值传输给电池安全管理系统中的单片机；烟雾传感器负责检测动力电池包内的烟雾浓度值，并将检测到的烟雾浓度值传递给电池安全管理系统中的单片机；气体传感器负责检测动力电池包内热失控气体的浓度，并将检测到的热失控气体浓度值传递给电池安全管理系统中的单片机；温度传感器负责检测动力电池包的温度，并将检测到动力电池包的温度值传递给电池安全管理系统中的单片机。只要处理器可以获取车辆的动力电池包的监测数据，本实施例对此不做任何限制。

具体的，对于本步骤中处理器获取车辆的动力电池包的监测数据的具体方式，可以由设计人员自行设置，如车辆的电池安全管理系统在上电并初始化后，电池安全管理系统中的单片机可以按预设时间间隔获取车辆的动力电池包的监测数据，使在整车休眠状态下，电池安全管理系统依旧可以持续工作，实现对动力电池包的热失控状态的全天候检测。

步骤102：根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则进入步骤103。

可以理解的是，本步骤的目的可以为处理器根据获取的监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，即动力电池包是否处于热失控状态。具体的，对于处理器根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以判断每个监测数据是否均处于各自对应的热失控数值范围，即在每个监测数据均处于各自对应的热失控数值范围的情况下，确定动力电池包是否发生热失控；也可以判断处于各自对应的热失控数值范围内的监测数据的数量是否达到预设数量，即在预设数量的监测数据处于各自对应的热失控数值范围的情况下，确定动力电池包是否发生热失控。只要处理器可以利用获取的监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，本实施例对此不受任何限制。

步骤103：控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

其中，本步骤的目的可以为在处理器确定动力电池包是否发生热失控的情况下，利用电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全。

具体的，对于本步骤中处理器控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器为整车控制系统中的单片机时，处理器可以直接向车辆的报警设备发送热失控报警信号，利用报警设备进行热失控报警，如利用图2中的车载仪表系统(报警设备)通过显示热失控事件进行热失控报警，以提醒乘员疏散；处理器为电池安全管理系统中的单片机时，处理器可以向电池管理系统和/或整车控制系统发送热失控信号，从而控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。只要保证处理器可以控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，本实施例对此不做任何限制。

可以理解的是，本实施例中的处理器为电池安全管理系统中的单片机时，为了保证检测的动力电池包的热失控状态的准确性，电池管理系统和整车控制系统中的单片机可以利用各自的内部算法对热失控状态进行再次确认，如本步骤中电池安全管理系统中的单片机可以将热失控信号发送给电池管理系统；电池管理系统中的单片机可以利用内部算法判断动力电池包是否发生热失控，确认动力电池包发生热失控后，将对应的热失控信号传递至整车控制系统；整车控制系统中的单片机利用内部算法再次确认动力电池包发生热失控后，对整车运行状态进行控制，同时控制报警设备进行热失控报警，如报警设备为车载仪表系统时，可以控制车载仪表系统显示热失控事件，提醒乘员疏散。即本步骤可以包括：电池安全管理系统向电池管理系统发送第一热失控信号；电池管理系统根据第一热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则电池管理系统向整车控制系统发送第二热失控信号；整车控制系统根据第二热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则整车控制系统向车辆的报警设备发送热失控报警信号，利用报警设备进行热失控报警。

对应的，电池安全管理系统中的处理器在向电池管理系统发送第一热失控信号之前，还可以包括唤醒电池管理系统和整车控制系统的步骤，以保证在整车休眠状态下，也可以及时进行热失控报警。

进一步的，车辆中设置有用于对动力电池包进行降温的降温设备时，处理器还可以在动力电池包发生热失控后，控制降温设备，对动力电池包进行降温；如图2所示，车辆中设置有用于喷射气体灭火介质或固体灭火介质对动力电池包进行灭火的灭火设备时，处理器还可以在动力电池包发生热失控后，控制灭火设备，对动力电池包进行灭火。也就是说，处理器还可以根据热失控严重程度主动进行降温或者灭火操作。即在上述电池管理系统和整车控制系统中的单片机均确认动力电池包发生热失控后，整车控制系统在向车辆的报警设备发送热失控报警信号的同时，可以向电池安全管理系统发送主动灭火信号；电池安全管理系统根据主动灭火信号和电池管理系统发送的动力电池包的热失控等级，对动力电池包进行降温或灭火操作。如电池管理系统中的单片机在确认动力电池包发生热失控后可以对热失控的严重程度(热失控等级)进行检测，并发送给电池安全管理系统中的单片机。

具体的，电池安全管理系统中的处理器接收主动灭火信号后，可以判断热失控等级是否达到灭火等级；若是，则控制车辆中的灭火设备喷射气体灭火介质或固体灭火介质。对于未达到灭火等级的情况，若车辆中仅设置了灭火设备，则可以直接停止动力电池包的工作；若车辆中还设置了降温设备，则可以利用车辆中的降温设备，对动力电池包进行降温，如处理器在确定热失控等级未达到灭火等级，但达到降温等级时，可以控制车辆中的降温设备对动力电池包进行降温。

需要说明的是，如图2所示，具有热失控预警及控制能力的电池安全管理系统可以包括单片机(处理器)以及与单片机连接CAN通信设备、信号采集设备和信号输出设备，使单片机可以通过CAN通信设备与车辆的电池管理系统或整车控制系统进行数据通信。其中，单片机可以符合CAN2.0B通信协议；CAN通信设备可以包含1路CAN通信接口与整车控制系统和电池管理系统相连；信号采集设备可以由ADC部分、串口通信、SPI通信和I/O部分组成，具有采集模拟输入、数字输入、通过串口和SPI获取外部传感器数据(监测数据)的功能，其输入端与外部传感器(如压力传感器、烟雾传感器、气体传感器和温度传感器)的输出端连接；信号输出设备的输出端与灭火设备的输入端连接，可以通过I/O端口输出数字信号给灭火设备，控制车辆中的灭火设备喷射气体灭火介质或固体灭火介质，对发生热失控的动力电池包进行灭火。

本实施例中，本发明实施例通过根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，可以利用动力电池包的监测数据，检测动力电池包的热失控状态；从而在动力电池包发生热失控时，控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全，避免由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员发生危险的情况，提升动力电池包的安全性。

请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种电池安全管理装置的结构框图。该装置可以包括：

获取模块100，用于获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；

判断模块200，用于根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控；

报警模块300，用于若发生热失控，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

可选的，判断模块200，可以包括：

判断子模块，用于判断每个监测数据是否均处于各自对应的热失控数值范围；若是，则向报警模块300发送启动信号。

可选的，获取模块100，可以包括：

确定子模块，用于分别根据动力电池包内的压力传感器、烟雾传感器、气体传感器和温度传感器各自监测发送的传感器数据，确定动力电池包内的压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值。

可选的，报警模块300，可以包括：

发送子模块，用于向电池管理系统发送第一热失控信号；

对应的，电池管理系统根据第一热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则电池管理系统向整车控制系统发送第二热失控信号；整车控制系统根据第二热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则整车控制系统向车辆的报警设备发送热失控报警信号，利用报警设备进行热失控报警。

可选的，该装置还可以包括：

唤醒模块，用于唤醒电池管理系统和整车控制系统。

可选的，该装置还可以包括：

控制模块，用于根据整车控制系统发送的主动灭火信号和电池管理系统发送的动力电池包的热失控等级，对动力电池包进行降温或灭火操作；

对应的，整车控制系统根据第二热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控之后，还包括：若整车控制系统判断动力电池包发生热失控，则向电池安全管理系统发送主动灭火信号；

电池管理系统根据第一热失控信号，判断动力电池包是否发生热失控之后，还包括：若电池管理系统判断动力电池包发生热失控，则确定热失控等级。

可选的，控制模块，可以包括：

灭火判断子模块，用于接收主动灭火信号后，判断热失控等级是否达到灭火等级；

灭火子模块，用于若达到灭火等级，则控制车辆中的灭火设备喷射气体灭火介质或固体灭火介质。

本实施例中，本发明实施例通过判断模块200根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控，可以利用动力电池包的监测数据，检测动力电池包的热失控状态；从而在动力电池包发生热失控时，通过报警模块300控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，以提醒乘员疏散，保证乘员的安全，避免由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员发生危险的情况，提升动力电池包的安全性。

本发明实施例还提供了一种新能源汽车，包括：动力电池包、电池安全管理系统、电池管理系统和整车控制系统；

其中，电池安全管理系统，用于获取动力电池包的监测数据；其中，监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；根据监测数据，判断动力电池包是否发生热失控；若是，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

可选的，该新能源汽车还可以包括：

灭火设备，用于喷射气体灭火介质或固体灭火介质对动力电池包进行灭火。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置及新能源汽车而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种电池安全管理方法、装置及新能源汽车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池安全管理方法，其特征在于，包括：

获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；

根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

2.根据权利要求1所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控，包括：

判断每个所述监测数据是否均处于各自对应的热失控数值范围；

若是，则执行所述控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警的步骤。

3.根据权利要求1所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述获取动力电池包的监测数据，包括：

分别根据所述动力电池包内的压力传感器、烟雾传感器、气体传感器和温度传感器各自监测发送的传感器数据，确定所述动力电池包内的所述压力值、所述烟雾浓度值、所述热失控气体浓度值和所述温度值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警，包括：

电池安全管理系统向所述电池管理系统发送第一热失控信号；

所述电池管理系统根据所述第一热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则所述电池管理系统向所述整车控制系统发送第二热失控信号；

所述整车控制系统根据所述第二热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控；

若是，则所述整车控制系统向所述车辆的报警设备发送热失控报警信号，利用所述报警设备进行热失控报警。

5.根据权利要求4所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述电池安全管理系统向所述电池管理系统发送第一热失控信号之前，还包括：

所述电池安全管理系统唤醒所述电池管理系统和所述整车控制系统。

6.根据权利要求4所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述整车控制系统根据所述第二热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控之后，还包括：

若所述整车控制系统判断所述动力电池包发生热失控，则向所述电池安全管理系统发送主动灭火信号；

所述电池安全管理系统根据所述主动灭火信号和所述电池管理系统发送的所述动力电池包的热失控等级，对所述动力电池包进行降温或灭火操作；

对应的，所述电池管理系统根据所述第一热失控信号，判断所述动力电池包是否发生热失控之后，还包括：

若所述电池管理系统判断所述动力电池包发生热失控，则确定所述热失控等级。

7.根据权利要求6所述的电池安全管理方法，其特征在于，所述电池安全管理系统根据所述主动灭火信号和所述电池管理系统发送的所述动力电池包的热失控等级，对所述动力电池包进行降温或灭火操作，包括：

所述电池安全管理系统接收所述主动灭火信号后，判断所述热失控等级是否达到灭火等级；

若是，则控制所述车辆中的灭火设备喷射气体灭火介质或固体灭火介质。

8.一种电池安全管理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车辆的动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；

判断模块，用于根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；

报警模块，用于若发生热失控，则控制电池管理系统和/或整车控制系统进行热失控报警。

9.一种新能源汽车，其特征在于，包括：动力电池包、电池安全管理系统、电池管理系统和整车控制系统；

其中，所述电池安全管理系统，用于获取所述动力电池包的监测数据；其中，所述监测数据包括压力值、烟雾浓度值、热失控气体浓度值和温度值中的至少一项；根据所述监测数据，判断所述动力电池包是否发生热失控；若是，则控制所述电池管理系统和/或所述整车控制系统进行热失控报警。

10.根据权利要求9所述的新能源汽车，其特征在于，还包括：

灭火设备，用于喷射气体灭火介质或固体灭火介质对所述动力电池包进行灭火。