CN112977160B - 电池管理方法、电池系统、车辆及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池管理方法、电池系统、车辆及计算机存储介质。电池管理方法，包括：在电池管理系统进入休眠状态前，电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件；在电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测电池包中电池模组的实时电池数据；当实时电池数据满足唤醒条件时，电池模组芯片唤醒电池管理系统以进行热失控判断。通过上述方法，本申请能在电池管理系统休眠时更准确及时地预判电池包出现热失控的情况并及时唤醒电池管理系统，有效降低了电池包热失控风险。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池管理方法、电池系统、车辆及计算机存储介质。
背景技术
近几年随着新能源电动车的蓬勃发展，电动汽车特别是电池包的安全问题颇受关注。电池包系统散热能力与系统生热能力不匹配，热量在系统内积累，电池温度上升，最终导致燃爆等恶劣后果。电池包的安全问题还往往涉及电池管理系统(Battery ManagementSystem，缩写BMS)的热失控管理问题。在目前策略下，整车进入休眠状态后，无法获取电池的状态，而电芯在BMS休眠时仍具有故障或热失控风险(例如：电芯充满电后由于缺陷导致热失控或电芯自身缺陷导致电压过低等)此时无法检测且无数据上传，对故障及热失控的判断造成了困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池管理方法、电池系统、车辆及计算机存储介质，能在电池管理系统休眠时准确高效地检测出电池包的热失控状态，大大降低了电池包热失控风险。
为解决上述技术问题，本申请提供一种电池管理方法，包括：
在电池管理系统进入休眠状态前，所述电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件；
在所述电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测所述电池包中电池模组的实时电池数据；
当所述实时电池数据满足所述唤醒条件时，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断。
其中，所述电池模组的电池数据包括电池模组的电压和/或温度的最值；
所述唤醒参考条件包括电池模组的电压最大值大于过压参考值、电压最小值小于欠压参考值、温度最大值大于高温参考值、温度电压最小值小于低温参考值中的至少一项；
所述唤醒条件包括电池模组的实时电压最大值大于过压值，实时电压最小值小于欠压值，实时温度最大值大于高温值，实时温度电压最小值小于低温值中的至少一项。
其中，所述电池管理系统根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，包括以下至少一项：
根据所述电压最大值加上预设电压差的和与所述过压参考值之间的大小关系，确定所述过压值；
根据所述电压最小值减去所述预设电压差的差值与所述欠压参考值之间的大小关系，确定所述欠压值；
根据所述温度最大值加上预设温度差的和与高温参考值之间的大小关系，确定所述高温值；
根据所述温度最小值减去所述预设温度差的差值与所述低温参考值之间的大小关系，确定所述低温值。
其中，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断，包括：
所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统；
所述电池管理系统根据所述实时电池数据判断是否达到热失控条件；
若否，则所述电池管理系统获取电池包中电池模组的电池数据，根据所述电池数据及所述唤醒参考条件再次更新所述唤醒条件；
所述电池管理系统再次进入休眠状态。
其中，所述电池管理系统根据所述电池包的电池数据判断是否达到热失控条件，还包括：
若达到所述热失控条件，则所述电池管理系统将自达到热失控条件的时刻起的电池数据上传至远程通讯模块和/或在组合仪表进行报警提示。
其中，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断之后，还包括：
所述电池管理系统确认唤醒条件并记录确认唤醒时刻。
其中，所述电池管理系统进入休眠状态之前，还包括：
所述电池管理系统根据所述唤醒条件刷写所述电池模组芯片。
本申请还提供一种电池系统，包括电池模组、电池模组芯片和电池管理系统；
所述多个电池模组，所述电池模组上设有电池模组芯片，所述电池模组芯片用于在电池管理系统进入休眠状态前，获取电池包中电池模组的电池数据；以及，所述电池管理系统进入休眠状态后，监测所述电池包中电池模组的实时电池数据，当所述实时电池数据满足唤醒条件，则唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断；
所述电池管理系统，用于根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，以及进行热失控判断。
本申请还提供一种车辆，包括如上所述的电池系统。
本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的电池管理方法。
本申请的电池管理方法、电池系统、车辆及计算机存储介质，电池管理方法，包括：在电池管理系统进入休眠状态前，电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件；在电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测电池包中电池模组的实时电池数据；当实时电池数据满足唤醒条件时，电池模组芯片唤醒电池管理系统以进行热失控判断。通过上述方法，本申请能在电池管理系统休眠时更准确及时地预判电池包出现热失控的情况并及时唤醒电池管理系统，有效降低了电池包热失控风险。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例示出的电池管理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例示出的电池系统的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
图1为本发明第一实施例示出的电池管理方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供的一种电池管理方法，包括：
步骤201：在电池管理系统进入休眠状态前，电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件；
步骤202：在电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测电池包中电池模组的实时电池数据；
步骤203：当实时电池数据满足唤醒条件时，电池模组芯片唤醒电池管理系统以进行热失控判断。
电池管理系统(BMS，Battery Management System)为高压动力蓄电池的控制器，检测高压动力蓄电池内部各组件的状态，包括电池单体电压、模组的电压、电池总电压，电流、温度，电池绝缘等参数。同时也控制和协调高压动力蓄电池内部组件的各项工作。
本发明实施例在电池管理系统进入休眠前，根据电池包的电池数据调整系统预先设置的唤醒参考条件，得到电池模组芯片用于唤醒电池管理系统的唤醒条件。在电池管理系统进入休眠之后，通过电池模组芯片监测电池模组的电池数据，如温度、电压等。当任一电池模组的电池数据满足电池管理系统的唤醒条件时，唤醒电池管理系统对整个电池包进行检测。电池管理系统检测动力电池的状态，满足数据上传条件时上传故障期间电池数据。当检测到热失控时上传数据，发出报警信息提醒用户，同时通知售后人员。这样，通过持续识别并捕捉电池模组中电池数据，并在每次电池管理系统休眠前时，根据当前的电池数据更新唤醒条件，对下次唤醒阈值进行了优化，能够更大程度地覆盖热失控前期阶段，准确及时地检测及数据上传，提升了电池管理系统对电池包出现热失控安全问题的管控效率。
步骤201中，电池模组的电池数据包括电池模组的电压最大值、电压最小值、温度最大值、温度最小值等。唤醒参考条件为BMS预设的唤醒条件，包括电池模组的电压最大值大于过压参考值、电压最小值小于欠压参考值、温度最大值大于高温参考值、温度电压最小值小于低温参考值等。本实施例中，需要根据电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定一唤醒条件，包括电池模组的实时电压最大值大于过压值，实时电压最小值小于欠压值，实时温度最大值大于高温值，实时温度电压最小值小于低温值等。当电池模组芯片检测到任一电池模组的电池数据满足以上任一条件时，将唤醒BMS对电池包的电池数据进行整体上地热失控判断及处理。
需要举例说明的是，电池管理系统根据电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件时，可根据电压最大值加上预设电压差的和与过压参考值之间的大小关系，确定过压值。预设电压差可根据实际情况设置为0.1V-1V之间。请参考如下表达式：
若Ucell_Max_this_cycle+0.5V<OV_THD_LVL1
则OV_THD_LVL3＝Ucell_Max_this_cycle+0.5V
若OV_THD_LVL1<Ucell_Max_this_cycle+0.5V
则OV_THD_LVL3＝OV_THD_LVL1
其中，Ucell_Max_this_cycle为电压最大值，OV_THD_LVL1为过压参考值，OV_THD_LVL3为过压值，预设电压差为0.5V。
若电压最大值加上预设电压差的和小于过压参考值，则确定电压最大值与预设电压差之和为过压参考值；若电压最大值加上预设电压差的和小于过压参考值大于过压参考值，则确定过压参考值为过压值。例如，过压参考值为4.3V，电压最大值为3.6V，则确定过压值为4.1V。
在一实施方式中，电池管理系统根据电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件时，还根据电压最小值减去预设电压差的差值与欠压参考值之间的大小关系，确定欠压值。请参考如下表达式：
若Ucell_Min_this_cycle-0.5V>UV_THD_LVL1
则UV_THD_LVL3＝Ucell_Min_this_cycle-0.5V
若Ucell_Min_this_cycle-0.5V<UV_THD_LVL1
则UV_THD_LVL3＝UV_THD_LVL1
其中，Ucell_Min_this_cycle为电压最小值，UV_THD_LVL1为欠压参考值，UV_THD_LVL3为欠压值，预设电压差为0.5V。
若电压最小值减去预设电压差的差值大于欠压参考值，则确定电压最小值减去预设电压差的差值为欠压值；若电压最小值减去预设电压差的差值小于等于欠压参考值，则确定欠压参考值为欠压值。例如，欠压参考值为2.6V，电压最小值为3.5V，则确定欠压值为3.5V。
在一实施方式中，电池管理系统根据电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件时，本实施例中还可根据温度最大值加上预设温度差的和与高温参考值之间的大小关系，确定高温值。预设温度差可根据实际情况设置为15℃-20℃之间。请参考如下表达式：
若Tcell_Max_this_cycle+15℃<OT_THD_LVL1
则OT_THD_LVL3＝Tcell_Max_this_cycle+15℃
若OT_THD_LVL1<Tcell_Max_this_cycle+15℃
则OT_THD_LVL3＝OT_THD_LVL1
其中，Tcell_Max_this_cycle为温度最大值，OT_THD_LVL1为高温参考值，OT_THD_LVL3为高温值，预设温度差为15℃。
若高温参考值与温度最大值的差值大于预设温度值，则确定温度最大值与预设温度值之和为第三高温值；若高温参考值与温度最大值的差值小于等于预设温度值，则确定高温参考值为第三高温值。例如，高温参考值为40℃，温度最大值为20℃，则确定高温值为35℃。
在一实施方式中，电池管理系统根据电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件时，还根据温度最小值减去预设温度差的差值与低温参考值之间的大小关系，确定低温值。请参考如下表达式：
UT_THD_LVL3＝UT_THD_LVL1
若Tcell_Min_this_cycle-15℃>UT_THD_LVL1
则UT_THD_LVL3＝Tcell_Min_this_cycle-15℃
若Tcell_Min_this_cycle-15℃<UT_THD_LVL1
则UT_THD_LVL3＝UT_THD_LVL1
其中，Tcell_Min_this_cycle为温度最小值，UT_THD_LVL1为低温参考值，UT_THD_LVL3为低温值，预设电压差为15℃。
若温度最小值与预设温度值的差值大于低温参考值，则确定温度最小值与预设温度值之差为第三低温值；若温度最小值与预设温度值的差值小于等于低温参考值，则确定低温参考值为第三低温值。例如，低温参考值为0℃，温度最小值为10℃，则确定低温值为0℃。
当然，在其他实施方式中，也可以将唤醒参考条件中的温度参考条件直接作为唤醒条件的温度条件，以降低BMS的运算量。
步骤203中，电池模组芯片唤醒电池管理系统以进行热失控判断。首先，电池管理系统被唤醒后，确认唤醒条件并记录确认唤醒时刻。接着，电池管理系统根据实时电池数据判断是否达到热失控条件。若未达到热失控条件，则电池管理系统获取电池包中电池模组的电池数据，根据电池数据及唤醒参考条件再次更新唤醒条件，并根据更新后的唤醒条件刷写电池模组芯片，以实时掌握电池包的状态，提高判断电池包安全状态的准确性。然后，电池管理系统再次进入休眠状态。若达到热失控条件，则将自达到热失控条件的时刻起的电池数据上传至远程通讯模块和/或在组合仪表进行报警提示。
具体地，整车休眠前，检测到电池模组中的电压最小值3.5V，最大值3.6V，温度最大值30度，最小值28度，根据此条件确定电池模组芯片下次唤醒BMS的阈值为电压最低达到3V，电压最高达到4.1V，温度最高达到40度，温度最低达到13度。当某一时刻(T0)电池模组芯片检测到某个通道满足某个单体电压达到2.9V，则唤醒BMS(T1)，当BMS确认唤醒条件后(T2)，此时开始上传数据并进行电池检测，检测从T2开始若干分钟(X1min)，例如T2至T3电池包的电池数据，若未达到热失控条件，则准备进行休眠状态。
再次，休眠前检测到单体电压最小为3.0V，最大为3.6V，温度最大值为30度，最小值为25度，休眠前下次唤醒阈值更新为(T4时刻)电压最低达到2.6V，电压最高达到4.1V，温度最高达到40度或最低10度。经过一段时间在某个时刻(T5)满足电压为2.5V，此时继续唤醒BMS(T6)，BMS确认唤醒条件后(T7)，检测从T7开始若干分钟(X2min)，例如T7至T8电池包的电池数据，此过程上传数据，若在该过程中T9时刻满足热失控条件，则上传若干小时(X3h)，例如T9至T10的电池包的电池数据。其中：
T0：全时检测过程唤醒条件满足时刻
T1：唤醒BMS时刻
T2：BMS确认唤醒条件
T3：从T2开始的X1min的结束时刻
T4：休眠前更新下次唤醒条件时刻
T5：再次满足唤醒条件时刻
T6：再次唤醒BMS时刻
T7：再次确认满足唤醒条件时刻
T8：从T7开始的X2min的结束时刻
T9：满足热失控条件时刻
T10：从T9开始X3h的结束时刻
本实施例的电池管理方法，包括：在电池管理系统进入休眠状态前，电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统的唤醒条件；在电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测电池包中电池模组的实时电池数据；当实时电池数据满足唤醒条件时，电池模组芯片唤醒电池管理系统以进行热失控判断。通过上述方法，本申请能在电池管理系统休眠时更准确及时地预判电池包出现热失控的情况并及时唤醒电池管理系统，有效降低了电池包热失控风险。
第二实施例
图2是本发明实施例提供的电池系统的结构示意图。如图2所示，一种电池系统10，包括电池模组100、电池模组芯片101和电池管理系统110。电池模组100上设有电池模组芯片101，电池模组芯片101用于在在电池管理系统110进入休眠状态前，获取电池包中电池模组100的电池数据；以及，电池管理系统110进入休眠状态后，监测电池包中电池模组100的实时电池数据，当实时电池数据满足唤醒条件，则唤醒电池管理系统110以进行热失控判断。
电池管理系统110，用于根据电池模组100的电池数据及唤醒参考条件确定电池管理系统110的唤醒条件，以及进行热失控判断。当电池包的电池数据达到热失控条件时，将电池数据上传至TEL\VCU\ICM进行报警提示。其中，VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)是整车多个功能的控制中枢，对多个功能进行逻辑判断，向整车众多部件发出指令，对其进行控制。包括整车上高压电、下高压电、紧急下高压电、充电、行驶等功能的决策和控制。TEL(Telematics system，远程通讯模块)用于采集整车数据，并将数据上传后台用于数据检测和分析。后台一般布置在车企的数据监控中心。接收远程通讯模块上传的数据和同客户手机APP做交互。可用于数据分析、储存、和同客户收集APP收发指令；同时还可联系车辆救援小组和应急事故小组，处理车辆故障等事宜。ICM(Instrument Cluster Module，组合仪表)是车辆乘员仓的仪表，用于向司机显示车辆状态以及车辆故障报警和提示。
本申请还提供一种车辆，包括如上所述的电池系统。
本申请还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令；计算机程序指令被处理器执行时实现如上所述的电池管理方法。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种电池管理方法，其特征在于，包括：
在电池管理系统进入休眠状态前，所述电池管理系统根据电池包中电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件；
在所述电池管理系统进入休眠状态后，电池模组芯片监测所述电池包中电池模组的实时电池数据；
当所述实时电池数据满足所述唤醒条件时，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断；
所述电池模组的电池数据包括电池模组的电压的最值；
所述唤醒参考条件包括电池模组的电压最大值大于过压参考值；
所述唤醒条件包括电池模组的实时电压最大值大于过压值；
所述电池管理系统根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，包括：
若电压最大值加上预设电压差的和小于过压参考值，则确定电压最大值与预设电压差之和为过压参考值；若电压最大值加上预设电压差的和大于过压参考值，则确定过压参考值为过压值。
2.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池模组的电池数据还包括电池模组的温度的最值；
所述唤醒参考条件还包括电池模组的电压最小值小于欠压参考值、温度最大值大于高温参考值、温度最小值小于低温参考值中的至少一项；
所述唤醒条件还包括电池模组的实时电压最小值小于欠压值，实时温度最大值大于高温值，实时温度最小值小于低温值中的至少一项。
3.根据权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池管理系统根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，还包括以下至少一项：
根据所述电压最小值减去所述预设电压差的差值与所述欠压参考值之间的大小关系，确定所述欠压值；
根据所述温度最大值加上预设温度差的和与高温参考值之间的大小关系，确定所述高温值；
根据所述温度最小值减去所述预设温度差的差值与所述低温参考值之间的大小关系，确定所述低温值。
4.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断，包括：
所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统；
所述电池管理系统根据所述实时电池数据判断是否达到热失控条件；
若否，则所述电池管理系统获取电池包中电池模组的电池数据，根据所述电池数据及所述唤醒参考条件再次更新所述唤醒条件；
所述电池管理系统再次进入休眠状态。
5.根据权利要求4所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池管理系统根据所述电池包的电池数据判断是否达到热失控条件，还包括：
若达到所述热失控条件，则所述电池管理系统将自达到热失控条件的时刻起的电池数据上传至远程通讯模块和/或在组合仪表进行报警提示。
6.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池模组芯片唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断之后，还包括：
所述电池管理系统确认唤醒条件并记录确认唤醒时刻。
7.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池管理系统进入休眠状态之前，还包括：
所述电池管理系统根据所述唤醒条件刷写所述电池模组芯片。
8.一种电池系统，其特征在于，包括多个电池模组、电池模组芯片和电池管理系统；
所述多个电池模组，所述电池模组上设有电池模组芯片，所述电池模组芯片用于在电池管理系统进入休眠状态前，获取电池包中电池模组的电池数据；以及，所述电池管理系统进入休眠状态后，监测所述电池包中电池模组的实时电池数据，当所述实时电池数据满足唤醒条件，则唤醒所述电池管理系统以进行热失控判断；
所述电池管理系统，用于根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，以及进行热失控判断；
所述电池模组的电池数据包括电池模组的电压的最值；
所述唤醒参考条件包括电池模组的电压最大值大于过压参考值；
所述唤醒条件包括电池模组的实时电压最大值大于过压值；
所述电池管理系统根据所述电池模组的电池数据及唤醒参考条件确定所述电池管理系统的唤醒条件，包括：
若电压最大值加上预设电压差的和小于过压参考值，则确定电压最大值与预设电压差之和为过压参考值；若电压最大值加上预设电压差的和大于过压参考值，则确定过压参考值为过压值。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池系统。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电池管理方法。
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