CN110068768A - 电池热失控检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池热失控检测方法及装置，包括获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；根据多个温度检测数据计算电池的温升速率；根据多个电压检测数据、多个温度检测数据以及温升速率判断电池是否出现热失控。通过上述技术方案，能够根据设置在电池中多个电压检测点和温度检测点获取多个电压检测数据和多个温度检测数据，并在根据该温度检测数据计算得到电池的温升速率，通过对该电压检测数据、温度检测数据以及温升速率三个方面的判断来预测电池是否出现热失控故障，多条件耦合的方法能够实现在多工况的情况下对电池热失控以及扩散的检测都更加及时以及精确。

Description

电池热失控检测方法及装置

技术领域

本公开涉及电池安全领域，具体地，涉及一种电池热失控检测方法及装置。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题日益加重，节能环保的新能源汽车得到快速发展。新能源汽车的动力来源为大量成组的动力电池，电池组结构紧凑，电池高倍率充放电过程中产热量大，热量易积聚难散发，电池组容易局部过热或温度不均匀，进而容易引起电池性能下降、容量衰减，易引发电池热失控事故。电池作为新能源汽车的储能单元，其能量如果通过燃烧或爆炸释放，威力及其巨大，极易造成人员伤亡。目前，提高新能源汽车安全性的方法除了对电池组加强保护之外，尚无实质性的避免电池热失控技术出现。加强对电池的热失控检测，在早期检测出电池热失控状态是保证新能源汽车安全出行的必要条件。

发明内容

本公开的目的是提供一种电池热失控检测方法及装置，能够根据设置在电池中多个电压检测点和温度检测点获取到的电压检测数据和温度检测数据，通过对电压、温度以及温升速率三个方面的判断来预测电池是否出现热失控故障，多条件耦合的方法能够使得对电池热失控的检测更加精确。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池热失控检测方法，所述方法包括：

获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；

根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率；

根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

可选地，所述根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率包括：

根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率；或

根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率，并将其中最大的温升速率确定为所述电池的所述温升速率。

可选地，所述根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控包括：

在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：

多个所述电压检测数据满足第一预设条件；

多个所述温度检测数据满足第二预设条件；

所述温升速率满足第三预设条件。

可选地，所述第一预设条件包括：

多个所述电压检测数据中的最低电压小于预设电压。

可选地，所述预设电压按照以下方法计算：

计算多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压；

将所述平均电压的预设比例确定为所述预设电压。

可选地，所述第二预设条件包括：

多个所述温度检测数据中的最大温度大于预设温度。

可选地，所述第三预设条件包括：

所述温升速率大于预设温升速率。

本公开还提供一种电池热失控检测装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；

计算模块，用于根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率；

确定模块，用于根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

可选地，所述计算模块包括：

第一计算子模块，用于根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率；或

第二计算子模块，用于根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率，并将其中最大的温升速率确定为所述电池的所述温升速率。

可选地，所述确定模块还用于：

在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：

多个所述电压检测数据满足第一预设条件；

多个所述温度检测数据满足第二预设条件；

所述温升速率满足第三预设条件。

可选地，所述第一预设条件包括：

多个所述电压检测数据中的最低电压小于预设电压。

可选地，所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于按照以下方法确定所述预设电压：

计算多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压；

将所述平均电压的预设比例确定为所述预设电压。

可选地，所述第二预设条件包括：

多个所述温度检测数据中的最大温度大于预设温度。

可选地，所述第三预设条件包括：

所述温升速率大于预设温升速率。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述电池热失控检测方法的步骤。

本公开还提供一种电子设备，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现以上所述电池热失控检测方法的步骤。

通过上述技术方案，能够根据设置在电池中多个电压检测点和温度检测点获取多个电压检测数据和多个温度检测数据，并在根据该温度检测数据计算得到电池的温升速率，通过对该电压检测数据、温度检测数据以及温升速率三个方面的判断来预测电池是否出现热失控故障，多条件耦合的方法能够实现在多工况的情况下对电池热失控以及扩散的检测都更加及时以及精确，并且设置多个电压测量点能够更全面的观测系统内电芯情况，进一步避免漏报的情况发生，精度更高。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。

图2A和2B分别是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。

图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置的结构框图。

图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置中的计算模块的结构框图。

图6是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置中的确定模块的结构框图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。如图1所示，所述方法包括步骤101至步骤103。

在步骤101中，获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据。电池中的电压检测点可以设置在每个包括多个串联电芯的串联模块上，电压检测点的数量一般比温度检测点的数量少，但电池中的电压检测点和温度检测点都不只一个，都有多个检测点，以保证检测到的电池电压和电池温度能够体现整个电池的状态。

在步骤102中，根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率。根据获取到的多个温度检测数据计算所述温升速率的方法可以为任意合理的方法，其中，图2A和图2B中给出了两种示例性的计算方法。

图2A和2B分别是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。如图2A所示，所述方法除了包括图1中所示的步骤101和步骤103之外还包括步骤201；在图2B中，所述方法除了而包括图1中所示的步骤101和步骤103之外，还包括步骤202和步骤203。

步骤201为图1中所示的步骤102中根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率的方法中的其中一种，包括：根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率。即，在获取到多个温度检测点的温度检测数据之后，筛选中所有温度检测数据中的最大温度，将该最大温度所在的温度检测点所对应的温升速率作为电池的温升速率；具体的，在获取到该最大温度之后，确定该最大温度所对应的第一温度检测点，获取该第一温度检测点在上一时刻检测到的温度，计算该最大温度与该第一温度检测点在上一时刻检测到温度之间的温度差，并除以当前时刻距离上一时刻的时长，从而就能够获得该第一温度检测点的温升速率，进而就能够得到电池的温升速率。该温升速率的计算公式总结如下：

其中，V_T为温升速率，T为在多个温度检测点获取到的温度检测数据中的最大温度，T'为该最大温度对应的温度检测点在上一时刻获取到的温度，t为该最大温度对应的温度检测点获取该最大温度的时刻距离上一时刻的时长。

步骤202和步骤203为图1中所示的步骤102中根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率的方法中的另一种，其中：在步骤202中，根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率；在步骤203中，将每个温度检测点所对应的温升速率中最大的温升速率确定为电池的温升速率。即，在获取到多个温度检测点的温度检测数据之后，先根据在步骤201中所述的方法计算每个温度检测点所对应的温升速率，然后将所有计算得到的温升速率中最大的温升速率确定为电池的温升速率。其中，计算每个温度检测点所对应的温升速率包括：获取每一个温度检测点在上一时刻的温度，并计算每一个温度检测点在当前时刻获取到的温度与在上一时刻获取到的温度之间的温度差，然后除以当前时刻距离上一时刻之间的时长，进而就能够得到每个温度检测点所对应的温升速率。

在步骤103中，根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

在得到多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据和电池的温升速率之后，就能够根据预设的判断条件来进行电池是否出现热失控问题的判断。

通过上述技术方案，能够根据设置在电池中多个电压检测点和温度检测点获取多个电压检测数据和多个温度检测数据，并在根据该温度检测数据计算得到电池的温升速率，通过对该电压检测数据、温度检测数据以及温升速率三个方面的判断来预测电池是否出现热失控故障，多条件耦合的方法能够实现在多工况的情况下对电池热失控以及扩散的检测都更加及时以及精确，并且设置多个电压测量点能够更全面的观测系统内电芯情况，进一步避免漏报的情况发生，精度更高。

在一种可能的实施方式中，图1中所示的步骤103中根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控的方法包括：在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：多个所述电压检测数据满足第一预设条件；多个所述温度检测数据满足第二预设条件；所述温升速率满足第三预设条件。即，在多个所述电压检测数据满足第一预设条件，且多个所述温度检测数据满足第二预设条件的情况下，无论温升速率是否满足第三预设条件，都将判定电池出现了热失控的问题；或者，在多个所述电压检测数据满足第一预设条件，且温升速率满足第三预设条件的情况下，无论多个所述温度检测数据是否满足第二预设条件，都将判定电池出现了热失控的问题；或者，在多个所述温度检测数据满足第二预设条件，且温升速率满足第三预设条件的情况下，无论多个所述电压检测数据是否满足第一预设条件，都将判定电池出现了热失控的问题。

其中，该第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件可以为如图3中所示。

图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测方法的流程图。如图3所示，所述方法除了包括如图1中所示的步骤101和步骤102之外，还包括步骤301至步骤305。

上述第一预设条件可以包括如步骤301中所示：多个所述电压检测数据中的最低电压小于预设电压。在一种可能的实施方式中，该预设电压可以按照以下方法计算：计算多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压；将所述平均电压的预设比例确定为所述预设电压。该预设比例可以为例如75％，则该预设电压即为多个所述电压检测数据中除最低电压之外的其他所有电压值的平均电压的75％。

其中，多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压的计算方法可以为以下两种计算方式中的任意一种：

1、先计算多个所述电压检测数据中所有电压的平均值，然后将该平均值乘以电压检测点的个数，并减去所有电压中的最低电压，最后将得到的结果除以所有电压检测点的个数减一，得到的商值即为所求的平均电压；

2、先将多个所述电压检测数据中的最低电压除去，直接计算剩余其他所有电压检测数据的平均值，该平均值即为所求的平均电压。

下面将上述计算方法中带入实际数据进行描述：

例如，某电池中包括电压检测点100处，在系统运行的某一时刻获取100处电压检测点分别对应的电压100个，筛选中其中最低电压V_min，则计算出最低电压之外的平均电压的计算方法可以为：

1、计算100个电压的平均值V_iaveri，则所求的平均电压

2、直接去掉最低电压V_min之后计算剩余99个电压的平均值。

上述第二预设条件可以包括如步骤302中所示：多个所述温度检测数据中的最大温度大于预设温度。该预设温度可以为例如60℃。

上述第三预设条件可以包括如步骤303中所示：所述温升速率大于预设温升速率。所述预设温升速率可以为例如1℃/s。其中，温升速率的计算方法已经在上述实施方式中给出示例，此处就不再赘述。

如图3所示，在步骤304中，判断步骤301、步骤302和步骤303中的条件是否至少有任意两个条件被满足，如果是，则转至步骤305，如果否，则转至步骤101。

在步骤305中，判定电池出现热失控。

上述的预设第一条件、预设第二条件和预设第三条件可以全都为图3中所示，也可以只有任意一个或多个如图3中所示，即，第一预设条件可以包括图3中的步骤301，但预设第二条件和第三预设条件可以为其他的预设条件等等。只要满足三个条件中至少满足两个条件被满足时判定该电池出现热失控的功能即可。

通过上述技术方案，以检测到的最低电压与其他电压进行比较，不仅可以检测静置工况，还可以检测运行工况下的电芯的状态是否出现异常，便于在出现异常时及时发现问题；上述对温升速率的判断条件可以避免在急加速等工况下造成的温升也被判断为出现热失控，进一步避免了误报情况的发生。

在判定电池出现热失控之后，可以通过语音、文字、音乐等多种报警方式向外界进行热失控报警，也可以将该出现热失控的的判定结果作为指令输出给本地控制器或者远程服务器、或者其他车辆等任意终端。

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置的结构框图。如图4所示，所述装置包括：获取模块10，用于获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；计算模块20，用于根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率；确定模块30，用于根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

通过上述技术方案，能够根据设置在电池中多个电压检测点和温度检测点获取多个电压检测数据和多个温度检测数据，并在根据该温度检测数据计算得到电池的温升速率，通过对该电压检测数据、温度检测数据以及温升速率三个方面的判断来预测电池是否出现热失控故障，多条件耦合的方法能够实现在多工况的情况下对电池热失控以及扩散的检测都更加及时以及精确，并且设置多个电压测量点能够更全面的观测系统内电芯情况，进一步避免漏报的情况发生，精度更高。

图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置中计算模块20的结构框图。如图5所示，所述计算模块20包括：第一计算子模块201，用于根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率；或第二计算子模块202，用于根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率，并将其中最大的温升速率确定为所述电池的所述温升速率。

在一种可能的实施方式中，所述确定模块30还用于在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：

多个所述电压检测数据满足第一预设条件；

多个所述温度检测数据满足第二预设条件；

所述温升速率满足第三预设条件。

在一种可能的实施方式中，所述第一预设条件包括：

多个所述电压检测数据中的最低电压小于预设电压。

图6是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池热失控检测装置的中的确定模块30的结构框图。如图6所示，所述确定模块30包括：第一确定子模块301，用于按照以下方法确定所述预设电压：

计算多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压；

将所述平均电压的预设比例确定为所述预设电压。

在一种可能的实施方式中，所述第二预设条件包括：多个所述温度检测数据中的最大温度大于预设温度。

在一种可能的实施方式中，所述第三预设条件包括：所述温升速率大于预设温升速率。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图7所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。

其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的电池热失控检测方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件707可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。有线通信，例如可以通过控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)总线来进行通信。

在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的电池热失控检测方法。

另外，该电子设备700可以为例如电动车辆或混合动力车辆中的电子设备。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的电池热失控检测方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的电池热失控检测方法。

图8是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图。参照图8，电子设备800包括处理器822，其数量可以为一个或多个，以及存储器832，用于存储可由处理器822执行的计算机程序。存储器832中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器822可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的电池热失控检测方法。

另外，电子设备800还可以包括电源组件826和通信组件850，该电源组件826可以被配置为执行电子设备800的电源管理，还可以被配置为配合该处理器822执行电子设备800的电源管理。该通信组件850可以被配置为实现电子设备800的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备800还可以包括输入/输出(I/O)接口858。该电子设备800可以为例如电动车辆或混合动力车辆中的电子设备。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的电池热失控检测方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器832，上述程序指令可由电子设备800的处理器822执行以完成上述的电池热失控检测方法。

本公开还提供一种车辆，包括上述电池热失控检测装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池热失控检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；

根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率；

根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率包括：

根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率；或

根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率，并将其中最大的温升速率确定为所述电池的所述温升速率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控包括：

在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：

多个所述电压检测数据满足第一预设条件；

多个所述温度检测数据满足第二预设条件；

所述温升速率满足第三预设条件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：

多个所述电压检测数据中的最低电压小于预设电压。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设电压按照以下方法计算：

计算多个所述电压检测数据中除最低电压之外的平均电压；

将所述平均电压的预设比例确定为所述预设电压。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件包括：

多个所述温度检测数据中的最大温度大于预设温度。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设条件包括：

所述温升速率大于预设温升速率。

8.一种电池热失控检测装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池中多个电压检测点的电压检测数据，和所述电池中多个温度检测点的多个温度检测数据；

计算模块，用于根据多个所述温度检测数据计算所述电池的温升速率；

确定模块，用于根据多个所述电压检测数据、多个所述温度检测数据以及所述温升速率判断所述电池是否出现热失控。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算子模块，用于根据多个所述温度检测数据中的最大温度计算所述温升速率；或

第二计算子模块，用于根据多个所述温度检测数据计算每个所述温度检测点所对应的温升速率，并将其中最大的温升速率确定为所述电池的所述温升速率。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：

在以下任意两个条件满足的情况下，判定所述电池出现热失控：

多个所述电压检测数据满足第一预设条件；

多个所述温度检测数据满足第二预设条件；

所述温升速率满足第三预设条件。