CN113381498A - 一种电动汽车动力电池监控装置的供电系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电动汽车动力电池监控装置的供电系统和方法，该系统能在汽车放置户外处于熄火停车状态且有光照条件时，太阳能电池板在太阳光照下产生电能经太阳能控制器，为启动蓄电池进行充电，同时电池管理系统提供电能，使电池管理系统由休眠模式转换为工作模式，通过采集监控动力电池的电压信号、温度信号，对动力电池进行实时监控。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池热失控监控技术领域，具体涉及一种电动汽车太阳能发电用于蓄电池及动力电池热失控监控供电的方法。
背景技术
新能源汽车目前处于高速发展阶段，其普遍性也将成为未来汽车行业发展的必然趋势。动力电池作为新能源汽车的关键部件，安全性受到广泛关注。近年来因电池热失控导致电动汽车起火的安全事故频发，电池热失控时会引起电池温度急剧变化，同时产生气体烟雾，最终起火甚至爆炸。
尤其是电动汽车在熄火静置时因电池管理系统处于休眠断电状态，或是因车辆长期停放时，用户为防止启动蓄电池亏电，会将启动蓄电池负极断电，导致电池管理系统无法预警到电池热失控事件而发生的自燃起火的事故，造成了社会的恐慌，这在一定程度阻碍了新能源汽车的大规模推广应用，新能源汽车行业急需完善且有效的电池热失控监测方案，确保整车熄火状态下依然保持对电池的热失控的有效监控。
发明内容
本发明针对上述现有的电动汽车在整车熄火状态无法对电池的热失控进行有效监控的问题，实现了一种电动汽车太阳能发电用于动力电池热失控监控供电的系统和方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车动力电池监控装置的供电系统，电动汽车内设有启动蓄电池和动力电池，所述电动汽车上安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板设有太阳能控制器，所述太阳能控制器的输出端子通过电源线连接启动蓄电池的正极以及电池管理系统的电源端，所述电池管理系统通过信号线连接T-Box，并通过T-Box向外发出无线报警信号。
所述启动蓄电池的正极通过向电池管理系统方向导通的二极管连接电池管理系统的电源端。
所述输出端子经电源线连接开关输入端，所述开关的两个输出端分部通过电源线连接启动蓄电池和电池管理系统，所述太阳能控制器输出控制信号至开关选择性启动蓄电池或电池管理系统。
所述太阳能控制器连接CAN总线获取车辆状态信号，所述电池管理系统连接动力电池和启动蓄电池数据采集单元获取电池状态信号，所述电池管理系统连接太阳能控制器信号输入端并将启动蓄电池状态信号输送至太阳能控制器。
所述太阳能电池板固定在电动汽车车顶，所述太阳能电池板由两块EVA夹持电池片构成电池组件，由两块钢化玻璃夹持电池组件构成，所述电池片的电极连接太阳能控制器的电源输入端。
一种基于所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统的供电方法：
1)当电动汽车熄火时，控制开关使太阳能电池板为启动蓄电池充电；
2)电池管理系统由启动蓄电池供电实时获取动力电池信息；
3)当动力电池存在异常时，电池管理系统唤醒T-Box；
4)T-Box向外发出报警信号。
所述3)中动力电池存在异常是满足监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上，同时达到以下任一条件：
a)触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25％；
b)监测点温度达到制造商规定的最高工作温度。
8、根据权利要求6或7所述的供电方法，其特征在于：当太阳能控制器为启动蓄电池充电过程中启动蓄电池电量被充满，则太阳能控制器将切断太阳能电池板与启动蓄电池的充电电路，仅为电池管理系统提供电能，使电池管理系统一直处于工作模式。
当电动汽车熄火且太阳能电池板停止发电时，启动蓄电池为电池管理系统提供电能，若设定时间A内动力电池无异常，则电池管理系统则自动进入休眠模式，休眠设定时间B后自动唤醒电池管理系统进入工作模式。
电池管理系统休眠被唤醒后，每次工作设定时间C，若设定时间C内动力电池无异常则再次进入休眠模式，休眠时间为休眠设定时间B，以此进行循环，其中设定时间A大于设定时间C。
本发明在电动汽车加装太阳能发电装置为启动蓄电池进行充电，防止启动蓄电池亏电，提高了用户体验；同时太阳能发电装置为电池管理系统提供电能，使电池管理系统由休眠模式转换为工作模式，对动力电池进行实时监控，极大降低用户的生命财产安全损失；
该系统能使电池管理系统由休眠模式转换为工作模式，对动力电池进行实时监控，极大降低用户的生命财产安全损失；并保证启动蓄电池负极断开的情况下，太阳能电池板在工作时依然能为电池管理系统提供电能，保证电池管理系统正常工作，对动力电池安全状态进行实时监控。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为电动汽车动力电池监控装置的供电系统结构示意图；
图2为图1中太阳能电池板结构示意图；
图3为电动汽车动力电池监控装置的供电系统工作原理图；
上述图中的标记均为：1、电动汽车，2、太阳能电池板，3、太阳能控制器，4、启动蓄电池，5、T-Box，6、动力电池，7、电池管理系统；8、电池片；9、EVA；10、钢化玻璃；11、输出端子。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
电动汽车1动力电池6监控装置的供电系统如图1所示，包括电动汽车1、太阳能电池板2、太阳能控制器3、启动蓄电池4、动力电池6、为T-Box5、动力电池6、电池管理系统7，电动汽车1的顶部设有太阳能电池板2，太阳能电池板2通过太阳能控制器3连接在电动汽车1的启动蓄电池4正负极上和电池管理系统7的供电电源线上，启动蓄电池4设置在电动汽车1前舱内，电池管理系统7安装在动力电池6内部，动力电池6安装在电动汽车1车身下部。
如图2所示，太阳能电池板2由两块EVA9夹持电池片8构成电池组件，由两块钢化玻璃10夹持电池组件构成，电池片8的电极连接太阳能控制器3的电源输入端，电池管理系统7通过信号线连接T-Box5，并通过T-Box5向外发出无线报警信号。启动蓄电池4的正极通过向电池管理系统7方向导通的二极管连接电池管理系统7的电源端。
输出端子11经电源线连接开关输入端，开关为二选一开关元件，开关的两个输出端分部通过电源线连接启动蓄电池4和电池管理系统7，太阳能控制器3输出控制信号至开关选择性启动蓄电池4或电池管理系统7。由于太阳能控制器3需要控制开关和启动本系统工作，因此太阳能控制器3连接CAN总线获取车辆状态信号，这样能够获取到汽车是否熄火，电池管理系统7连接动力电池6和启动蓄电池4数据采集单元获取电池状态信号，电池管理系统7连接太阳能控制器3信号输入端并将启动蓄电池4状态信号输送至太阳能控制器3，能够将启动电池的电量信号发送至太阳能控制器3。
当电动汽车1在户外处于熄火停车状态且有光照条件时，太阳能电池板2在太阳光照下产生电能为太阳能控制器3供电，太阳能控制器3控制S与K1接触点闭合，为启动蓄电池4进行充电，同时电池管理系统7提供电能，使电池管理系统7由休眠模式转换为工作模式，通过采集监控动力电池6的电压信号、温度信号，对动力电池6进行实时监控，判断是否发生热失控，判断条件如下：
触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25％；
监测点温度达到制造商规定的最高工作温度；
监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上。
当a)和c)或者b)和c)发生时，判定发生热失控。
当电池管理系统7通过上述判断条件，判断出动力电池6发生热失控时，电池管理系统7将会唤醒整车T-Box5模块，向用户及汽车厂家发出警告信号，以便用户及汽车厂家及时作出相关措施，将用户的生命财产安全损失降到最低。
当太阳能电池板2产生的电能将启动蓄电池4充满时，太阳能控制器3控制S与K2接触点闭合，停止为启动蓄电池4充电，仅为电池管理系统7提供电能，使电池管理系统7一直处于工作模式，对动力电池6进行实时监控，判断是否发生热失控；
当无光照条件时，太阳能电池板2停止发电，此时启动蓄电池4为电池管理系统7提供电能，保证电池管理系统7处于工作模式，对动力电池6进行实时监控，若3h内无热失控发生，电池管理系统7则自动进入休眠模式，3h后再次自动唤醒进入工作模式，若5min内无热失控发生，电池管理系统7则再次进入休眠模式，以此进行循环，防止启动蓄电池4亏电，导致电动汽车1无法启动。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动汽车动力电池监控装置的供电系统，电动汽车内设有启动蓄电池和动力电池，其特征在于：所述电动汽车上安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板设有太阳能控制器，所述太阳能控制器的输出端子通过电源线连接启动蓄电池的正极以及电池管理系统的电源端，所述电池管理系统通过信号线连接T-Box，并通过T-Box向外发出无线报警信号。
2.根据权利要求1所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统，其特征在于：所述启动蓄电池的正极通过向电池管理系统方向导通的二极管连接电池管理系统的电源端。
3.根据权利要求2所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统，其特征在于：所述输出端子经电源线连接开关输入端，所述开关的两个输出端分部通过电源线连接启动蓄电池和电池管理系统，所述太阳能控制器输出控制信号至开关选择性启动蓄电池或电池管理系统。
4.根据权利要求3所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统，其特征在于：所述太阳能控制器连接CAN总线获取车辆状态信号，所述电池管理系统连接动力电池和启动蓄电池数据采集单元获取电池状态信号，所述电池管理系统连接太阳能控制器信号输入端并将启动蓄电池状态信号输送至太阳能控制器。
5.根据权利要求4所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统，其特征在于：所述太阳能电池板固定在电动汽车车顶，所述太阳能电池板由两块EVA夹持电池片构成电池组件，由两块钢化玻璃夹持电池组件构成，所述电池片的电极连接太阳能控制器的电源输入端。
6.一种基于权利要求1-5所述电动汽车动力电池监控装置的供电系统的供电方法，其特征在于：
1)当电动汽车熄火时，控制开关使太阳能电池板为启动蓄电池充电；
2)电池管理系统由启动蓄电池供电实时获取动力电池信息；
3)当动力电池存在异常时，电池管理系统唤醒T-Box；
4)T-Box向外发出报警信号。
7.根据权利要求6所述的供电方法，其特征在于：所述3)中动力电池存在异常是满足监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上，同时达到以下任一条件：
a)触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25％；
b)监测点温度达到制造商规定的最高工作温度。
8.根据权利要求6或7所述的供电方法，其特征在于：当太阳能控制器为启动蓄电池充电过程中启动蓄电池电量被充满，则太阳能控制器将切断太阳能电池板与启动蓄电池的充电电路，仅为电池管理系统提供电能，使电池管理系统一直处于工作模式。
9.根据权利要求8所述的供电方法，其特征在于：当电动汽车熄火且太阳能电池板停止发电时，启动蓄电池为电池管理系统提供电能，若设定时间A内动力电池无异常，则电池管理系统则自动进入休眠模式，休眠设定时间B后自动唤醒电池管理系统进入工作模式。
10.根据权利要求9所述的供电方法，其特征在于：电池管理系统休眠被唤醒后，每次工作设定时间C，若设定时间C内动力电池无异常则再次进入休眠模式，休眠时间为休眠设定时间B，以此进行循环，其中设定时间A大于设定时间C。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |