CN113386568A - 一种车用防爆电池方案及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用防爆电池方案及系统，包括以下步骤，步骤S10：判断电池管理系统是否处于唤醒的状态，若是则进行步骤S20，若否则进行步骤S30；步骤S20：通过电池管理系统主板判断从板发送的电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息达到安全阈值点，若是则进行步骤S21，若否则回到步骤S10；步骤S30：通过气压传感器检测电池包内气压是否达到安全阈值点，若是则进行步骤S40，若否则回到步骤S10；步骤S40：打开消防栓，对着火后的电池包进行快速灭火降温工作。通过电池管理系统控制策略层面实时监测气压、绝缘阻值、温度、电流等关键参数，在动力电池系统异常时进行故障处理，且当电池系统发生热失控时能主动打开消防栓阻止电池包的热失控蔓延。

Description

一种车用防爆电池方案及系统
技术领域
本发明属于车用电池技术领域，具体地说，本发明涉及一种车用防爆电池方案及系统。
背景技术
车用电池，一般指动力电池，即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池，也会安装在一些特种车辆上，一般由电池单体、电池模组、电池单元、CSC采集系统、电池控制单元和电池高压分配单元组成。
现在的车用电池在安装于一些特种车辆如机场消防车、城市消防车、矿下运输车等时，其采用的动力电池方案为使用普通的锂离子电池安装在一些特种车辆的内部。
上述的动力电池方案有以下缺点：
一、由于这类特种车经常出入消防现场、井下矿场等，温度较高，其电池可能会发生热失控，大大增加了动力电池系统爆炸的概率，并且一旦动力电池发生爆炸，将会对操作人员以及周围环境产生非常严重的后果，而上述方式并未进行安全防爆处理；
二、现有的一些电池为了防止爆炸，会设置一种电池管理系统，时刻监控电池的使用状态，为新能源车辆的使用安全提供保障，但是由于环境的影响电池管理系统可能会发生失控的现象，如此便会使车辆再次陷入无安全防爆状态，从而发生上述状况的发生。
发明内容
本发明提供一种车用防爆电池方案及系统，解决了上述背景技术中所提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种车用防爆电池方案，包括以下步骤，
步骤S10：判断电池管理系统是否处于唤醒的状态，若是则进行步骤S20，若否则进行步骤S30；
步骤S20：通过电池管理系统主板判断从板发送的电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息达到安全阈值点，若是则进行步骤S21，若否则回到步骤S10；
步骤S21：接收电池包故障信息，并响应自身故障逻辑，且根据自身故障逻辑，选择是否进行步骤S40；
步骤S30：通过气压传感器检测电池包内气压是否达到安全阈值点，若是则进行步骤S40，若否则回到步骤S10；
步骤S40：打开消防栓，对着火后的电池包进行快速灭火降温工作；
优选的，所述步骤S21之后还包括以下步骤：
步骤S22：轻微故障，轻微故障会上报故障信息、降低充放电功率请求，预防故障升级；
步骤S23：严重故障，严重故障会上报故障信息上报故障信息、延迟2秒后主动断开高压继电器(保证驾驶安全)并存储故障信息至可编程只读存储器；
步骤S24：危险故障，危险故障会上报故障信息、立即主动断开高压继电器、存储故障信息至可编程只读存储器，并进行步骤S40。
优选的，所述步骤S20之前还包括以下步骤，
步骤S19：通过电池管理系统从板检测电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息，并发送至电池管理系统主板。
优选的，所述步骤S30中气压的安全阀值点高于步骤S20中气压的安全阀值点。
一种车用防爆电池系统，包括电池包，所述电池包包括电池模组、电池管理系统从控板、排气阀和消防栓；
电源分配插座，所述电源分配插座包括电池管理系统主控板，高压继电器；
所述电池包通过通讯线束与电源分配插座连接，且通过低压供电线与电源分配插座电性连接。
优选的，所述高压继电器包括主正继电器、主负继电器、预充继电器、快充正继电器、快充负继电器。
优选的，所述电池包由磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等电池材料组成，且电池包至少设置有两个，所述电池包的外壳由隔热、防爆材料组成。
优选的，所述电源分配插座还包括放电高压接口、充电高压接口和保险丝。
采用以上技术方案的有益效果是：
(1)电池管理系统控制策略层面，通过电池管理系统能够实时监测气压、绝缘阻值、温度、电流等关键参数，保证能够及时在动力电池系统异常时上报信息，从而保证及时进行故障处理，有效的避免动力电池爆炸，提高安全系数。
(2)消防层面，当电池管理系统发生热失控时，能够通过检测到电池包内气压是否达到安全阈值点的方式，主动打开消防栓，阻止电池包的热失控蔓延，进一步提高动力电池的安全系数。
(3)该方案可以根据不同的电池包故障信息，响应不同的故障逻辑，既保证电池包的故障能够处理，并且根据不同的信息进行相应的处理，不会造成过失操作，即避免电池包发生轻微故障便打开消防栓，增加电池包的使用寿命。
(4)电池包由磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等电池材料组成上述材料均为失控系数小的材料，避免电池会发生失控现象，且电池包的外壳由隔热、防爆材料组成，首先防止外界环境对电池造成影响，其次若电池发生爆炸，防止其造成更恶劣的影响，提高车辆的适用环境。
附图说明
图1是本发明提供车用防爆电池方案的流程框图；
图2是车用防爆电池系统结构示意图；
其中：
1、电池包；11、电池模组；12、电池管理系统从控板；13、排气阀；14、消防栓；2、电源分配插座；21、电池管理系统主控板；22、高压继电器；221、主正继电器；222、主负继电器；223、预充继电器；224、快充正继电器；225、快充负继电器；3、通讯线束；4、低压供电线。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图2所示，本发明是一种车用防爆电池方案及系统，通过电池管理系统控制策略层面实时监测气压、绝缘阻值、温度、电流等关键参数，在动力电池系统异常时进行故障处理，且当电池系统发生热失控时能主动打开消防栓阻止电池包的热失控蔓延。
具体的说，如图1所示，一种车用防爆电池方案，包括以下步骤，
步骤S10：判断电池管理系统是否处于唤醒的状态，若是则进行步骤S20，若否则进行步骤S30；
步骤S20：通过电池管理系统主板判断从板发送的电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息达到安全阈值点，若是则进行步骤S21，若否则回到步骤S10；
步骤S21：接收电池包故障信息，并响应自身故障逻辑，且根据自身故障逻辑，选择是否进行步骤S40；
步骤S30：通过气压传感器检测电池包内气压是否达到安全阈值点，若是则进行步骤S40，若否则回到步骤S10；
步骤S40：打开消防栓，对着火后的电池包进行快速灭火降温工作；
所述步骤S21之后还包括以下步骤：
步骤S22：轻微故障，轻微故障会上报故障信息、降低充放电功率请求，预防故障升级；
步骤S23：严重故障，严重故障会上报故障信息上报故障信息、延迟2秒后主动断开高压继电器(保证驾驶安全)并存储故障信息至可编程只读存储器；
步骤S24：危险故障，危险故障会上报故障信息、立即主动断开高压继电器、存储故障信息至可编程只读存储器，并进行步骤S40。
所述步骤S20之前还包括以下步骤，
步骤S19：通过电池管理系统从板检测电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息，并发送至电池管理系统主板。
所述步骤S30中气压的安全阀值点高于步骤S20中气压的安全阀值点。
具体的说，如图2所示，一种车用防爆电池系统，包括电池包1，所述电池包1包括电池模组11、电池管理系统从控板12、排气阀13和消防栓14；
电源分配插座2，所述电源分配插座2包括电池管理系统主控板21，高压继电器22；
所述电池包1通过通讯线束3与电源分配插座2连接，且通过低压供电线4与电源分配插座2电性连接。
电池管理系统主板21还能够完成高压上下电、充放电、继电器控制、高压采集、故障处理、与VCU通信、与从板通信等功能，电池管理系统从板22能够完成电芯温度、电压采集、气压检测、消防栓控制、与主板通信等功能。
所述高压继电器22包括主正继电器221、主负继电器222、预充继电器223、快充正继电器224、快充负继电器225。
所述电池包1由磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等电池材料组成，且电池包1至少设置有两个，所述电池包1的外壳由隔热、防爆材料组成。
所述电源分配插座2还包括放电高压接口、充电高压接口和保险丝。
电池包1由磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等电池材料组成上述材料均为失控系数小的材料，避免电池会发生失控现象，且电池包1的外壳由隔热、防爆材料组成，首先防止外界环境对电池造成影响，其次若电池发生爆炸，防止其造成更恶劣的影响，提高车辆的适用环境。
以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
本发明的一种车用防爆电池方案，工作过程依次包括以下步骤：
步骤S10：判断电池管理系统是否处于唤醒的状态，若是则进行步骤S20，若否则进行步骤S30；
步骤S19：通过电池管理系统从板检测电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息，并发送至电池管理系统主板；
步骤S20：通过电池管理系统主板判断从板发送的电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息达到安全阈值点，若是则进行步骤S21，若否则回到步骤S10；
步骤S21：接收电池包故障信息，并响应自身故障逻辑，且根据自身故障逻辑，选择是否进行步骤S40；
步骤S22：轻微故障，轻微故障会上报故障信息、降低充放电功率请求，预防故障升级；
步骤S23：严重故障，严重故障会上报故障信息上报故障信息、延迟2秒后主动断开高压继电器(保证驾驶安全)并存储故障信息至可编程只读存储器；
步骤S24：危险故障，危险故障会上报故障信息、立即主动断开高压继电器、存储故障信息至可编程只读存储器，并进行步骤S40；
步骤S30：通过气压传感器检测电池包内气压是否达到安全阈值点，若是则进行步骤S40，若否则回到步骤S10；
步骤S40：打开消防栓，对着火后的电池包进行快速灭火降温工作。
以上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，只要是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，将本发明的上述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 (8)

1.一种车用防爆电池方案，其特征在于：包括以下步骤，
步骤S10：判断电池管理系统是否处于唤醒的状态，若是则进行步骤S20，若否则进行步骤S30；
步骤S20：通过电池管理系统主板判断从板发送的电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息达到安全阈值点，若是则进行步骤S21，若否则回到步骤S10；
步骤S21：接收电池包故障信息，并响应自身故障逻辑，且根据自身故障逻辑，选择是否进行步骤S40；
步骤S30：通过气压传感器检测电池包内气压是否达到安全阈值点，若是则进行步骤S40，若否则回到步骤S10；
步骤S40：打开消防栓，对着火后的电池包进行快速灭火降温工作；
2.根据权利要求1所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述步骤S21之后还包括以下步骤：
步骤S22：轻微故障，轻微故障会上报故障信息、降低充放电功率请求，预防故障升级；
步骤S23：严重故障，严重故障会上报故障信息上报故障信息、延迟2秒后主动断开高压继电器(保证驾驶安全)并存储故障信息至可编程只读存储器；
步骤S24：危险故障，危险故障会上报故障信息、立即主动断开高压继电器、存储故障信息至可编程只读存储器，并进行步骤S40。
3.根据权利要求1所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述步骤S20之前还包括以下步骤，
步骤S19：通过电池管理系统从板检测电池包单体电压、温度、电池包内气压等信息，并发送至电池管理系统主板。
4.根据权利要求1所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述步骤S30中气压的安全阀值点高于步骤S20中气压的安全阀值点。
5.一种车用防爆电池系统，其特征在于：包括电池包(1)，所述电池包(1)包括电池模组(11)、电池管理系统从控板(12)、排气阀(13)和消防栓(14)；
电源分配插座(2)，所述电源分配插座(2)包括电池管理系统主控板(21)，高压继电器(22)；
所述电池包(1)通过通讯线束(3)与电源分配插座(2)连接，且通过低压供电线(4)与电源分配插座(2)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述高压继电器(22)包括主正继电器(221)、主负继电器(222)、预充继电器(223)、快充正继电器(224)、快充负继电器(225)。
7.根据权利要求5所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述电池包(1)由磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等电池材料组成，且电池包(1)至少设置有两个，所述电池包(1)的外壳由隔热、防爆材料组成。
8.根据权利要求5所述的一种车用防爆电池方案，其特征在于：所述电源分配插座(2)还包括放电高压接口、充电高压接口和保险丝。
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