CN113844330A - 车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆。该控制系统包括监控模块、主控模块、外界压力执行装置和电池管理系统，监控模块监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并判断电池包的压力是否异常；主控模块包括分析模块和执行模块，分析模块基于接收到的监控信息判断异常压力为外界压力或内部压力；执行模块基于异常压力类型和电池包的实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，下达执行指令和监控指令，使外界压力执行装置执行缓解电池包外界压力的操作，或使电池管理系统执行缓解电池包内部压力的操作和报警操作。采用该控制系统可监测电池包内压力并进行异常诊断，并结合电池包温度及烟雾浓度进行热事件的综合判断、报警和处理。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车领域，具体而言，涉及车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆。
背景技术
目前，我国新能源汽车产业总体上对安全性认识不足，全链条中安全交互机制没有形成，导致了电动汽车安全事故频发，对消费者感观和产业发展都造成了负面影响。因此，对电池热失控监测和报警提出了新的要求：电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前应提供一个热事件报警信号，以服务于整车热事件报警，提醒乘员疏散。实际上，电池内部某个电芯的热失控，往往远早于发现车辆自燃的时间。第一块电芯热失控的火种会在一段时间内蔓延至整个电池包，并逐渐造成车辆自燃。由于没有良好的监控和报警系统，车辆往往无法快速对其余电池组进行降温保护，也无法联网通知消防部门及车主，最终造成巨大的损失。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆。该电池热失控智能控制系统可以监测电池包内压力并进行异常诊断，同时结合电池包的温度及烟雾浓度对压力异常进行实时预警，并结合外界压力执行装置和电池管理系统(BMS)进行热事件的综合判断、报警和处理。
根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种车辆用电池热失控智能控制系统。根据本发明的实施例，该控制系统包括：
监控模块，所述监控模块适于通过压力传感器、温度传感器和烟雾感应探测器监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于所述电池包的压力阈值判断所述电池包的压力是否异常；
主控模块，所述主控模块包括分析模块和执行模块，其中，
所述分析模块与所述监控模块相连，并基于接收到的所述电池包的异常压力信息和实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，判断所述异常压力为外界压力或内部压力；
所述执行模块与所述分析模块和所述监控模块相连，并基于接收到的异常压力类型信息和所述电池包的实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，下达执行指令和监控指令；
外界压力执行装置，所述外界压力执行装置与所述执行模块相连，且适于基于所述执行指令执行缓解所述电池包外界压力的操作；
电池管理系统，所述电池管理系统与所述执行模块相连，且适于基于所述执行指令执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作。
根据本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制系统，可以监测电池包内压力并进行异常诊断，同时结合电池包的温度及烟雾浓度对压力异常进行实时预警，并结合外界压力执行装置和电池管理系统(BMS)进行热事件的综合判断、报警和处理。通过采用该控制系统，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门。
另外，根据本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述异常压力为外界压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，同时向所述外界压力执行装置下达执行指令；所述异常压力为内部压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，同时向所述电池管理系统下达执行指令。
在本发明的一些实施例中，所述外界压力执行装置包括电池包转移装置和/或电池包缓冲装置；所述电池管理系统包括电芯隔离装置、散热装置和报警装置。
在本发明的一些实施例中，所述散热装置包括风冷装置和/或液冷装置。
在本发明的一些实施例中，所述异常压力为外界压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向所述外界压力执行装置下达执行指令，指示所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动以缓解电池包外界压力：所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动后所述电池包未继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，指令结束；所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动后所述电池包继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，所述执行模块继续下达所述异常压力为内部压力的执行指令和监控指令。
在本发明的一些实施例中，所述异常压力为内部压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向所述电池管理系统下达执行指令，唤醒所述电池管理系统，使所述电芯隔离装置启动隔离发热电芯、使所述散热装置启动对所述电池包进行散热，同时使所述报警装置启动发出警报。
在本发明的一些实施例中，所述执行模块向所述电池管理系统下达执行指令，唤醒所述电池管理系统，所述电池管理系统判断车辆的移动状态，所述报警装置基于所述车辆的移动状态发出警报：所述车辆处于行车状态，所述报警装置启动并通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；所述车辆处于停车状态，所述报警装置启动并通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主。
在本发明的一些实施例中，所述执行模块指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力，若所述电芯持续发热，或所述电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。
在本发明的一些实施例中，所述控制系统进一步包括：智能显示模块，所述智能显示模块适于基于车辆类型、所述电池包的分布位置、所述电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案。
在本发明的一些实施例中，所述智能显示模块与所述监控模块、所述主控模块、所述外界压力执行装置和所述电池管理系统中的至少之一相连，并显示和/或提醒电池热失控事件。
在本发明的一些实施例中，所述控制系统进一步包括：气味驱逐装置，所述气味驱逐装置与所述主控模块相连且适于接收所述执行模块的指令释放或停止释放气味。
在本发明的一些实施例中，所述监控模块与行车记录仪和/或红外监控装置相连，所述主控模块适于接收所述行车记录仪和/或红外监控装置的监控信息判断是否有小动物靠近所述电池包，并基于所述判断结果下达开启或关闭蜂鸣器和/或气味驱逐装置的指令。
基于同样的发明构思，根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种车辆用电池热失控智能控制方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
S1：监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断所述电池包的压力是否异常；
S2：基于电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，判断所述电池包的异常压力为外界压力或内部压力；
S3.1：所述电池包的异常压力为外界压力，执行缓解所述电池包外界压力的操作；
S3.2：所述电池包的异常压力为内部压力，执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作。
根据本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制方法，可以监测电池包内压力并进行异常诊断，同时结合电池包的温度及烟雾浓度对压力异常进行实时预警，并结合外界压力执行装置和电池管理系统(BMS)进行热事件的综合判断、报警和处理。通过采用该控制系统，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.1中：执行缓解所述电池包外界压力的操作，同时继续监控所述电池包的实时压力、温度和烟雾浓度；步骤S3.2中：执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作，同时继续监控所述电池包的实时压力、温度和烟雾浓度。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.1中：通过使电池包转移和/或缓冲装置开启来缓解电池包外界压力，所述电池包转移和/或所述缓冲装置开启后，所述电池包未继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，操作结束；所述电池包继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，执行步骤S3.2的操作。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.2中：通过隔离发热电芯并对所述电池包进行散热来缓解所述电池包的内部压力，同时发出警报。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.2中：利用风冷装置和/或液冷装置对所述电池包进行散热。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.2中：所述车辆处于行车状态，通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；所述车辆处于停车状态，通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主。
在本发明的一些实施例中，步骤S3.2中：所述电芯持续发热，或所述电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。
在本发明的一些实施例中，向智能显示模块中输入货物类型和货物重量，所述智能显示模块基于车辆类型、所述电池包的分布位置、所述电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案。
在本发明的一些实施例中，利用所述智能显示模块显示和/或提醒电池热失控事件。
在本发明的一些实施例中，利用气味驱逐装置释放气味驱逐靠近所述电池包的小动物。
在本发明的一些实施例中，利用行车记录仪和/或红外监控装置检测是否有小动物靠近所述电池包，并启动蜂鸣器和/或气味驱逐装置驱逐靠近所述电池包的小动物。
基于同样的发明构思，根据本发明的第三个方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆具有上述车辆用电池热失控智能控制系统或采用上述车辆用电池热失控智能控制方法。该车辆的可以对电池热失控事件进行实时监测和报警，并采取有效措施控制热失控的扩散，可以有效避免电池热失控引起热扩散造成的人员伤亡，安全性更高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的车辆用电池热失控智能控制系统的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的车辆用电池热失控智能控制方法的示意图。
图3是根据本发明再一个实施例的车辆用电池热失控智能控制方法的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种车辆用电池热失控智能控制系统。根据本发明的实施例，如图1所示，该控制系统包括：监控模块、主控模块、外界压力执行装置和电池管理系统。采用该控制系统，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门。下面参考图1对本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制系统进行详细描述。
监控模块
根据本发明的实施例，监控模块适于通过压力传感器、温度传感器和烟雾感应探测器监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断电池包的压力是否异常。
根据本发明的一个具体实施例，监控模块可以与高精度压力传感器、高精度温度传感器、高精度烟雾感应探测器实时监控电池包的压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断电池包的实时压力属于正常压力信息还是异常压力信息。
其中，正常压力信息包括：行车过程中，即运动状态下正常范围内的压力，包括路面颠簸、车内人和物移动等情况；以及停车过程中，即静止状态下正常范围内的压力，包括停车位置、角度不同对电池包造成的压力、车内人和物移动等情况。异常压力信息包括：外界压力和内部压力，外界压力包括电池包受挤压、冲击等情况；内部压力包括热失控引起的内部气压增大等。具体的压力阈值可模拟电池包在极限状态下的压力极值，以此作为正常压力信息和异常压力信息的临界点。
主控模块、外界压力执行装置和电池管理系统
根据本发明的实施例，主控模块包括分析模块和执行模块，其中，分析模块与监控模块相连，并基于接收到的电池包的异常压力信息和实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，判断异常压力为外界压力或内部压力；执行模块与分析模块和监控模块相连，并基于接收到的异常压力类型信息和电池包的实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，下达执行指令和监控指令。外界压力执行装置与执行模块相连，且适于基于执行指令执行缓解电池包外界压力的操作；电池管理系统与执行模块相连，且适于基于执行指令执行缓解电池包内部压力的操作和报警操作。
根据本发明的一个具体实施例，可能导致内部电池包热失控，此时执行模块可以向监控模块下达监控指令，同时向外界压力执行装置下达执行指令。其中，外界压力执行装置可以包括电池包转移装置和/或电池包缓冲装置，电池包转移装置可以使电池包转移，躲避应力集中区域以缓解电池包的外界压力；电池包缓冲装置可以设置电池包外侧，如包覆性气囊、缓冲性外壳等，通过缓冲装置缓解电池包的外界压力。
根据本发明的再一个具体实施例，异常压力为外界压力时，执行模块可以向监控模块下达监控指令，指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向外界压力执行装置下达执行指令，指示电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动以缓解电池包外界压力：若电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动后电池包未继续产生异常的温度、烟雾浓度和压力，指令结束；若电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动后电池包继续产生异常的温度、烟雾浓度和压力，执行模块继续下达异常压力为内部压力的执行指令和监控指令。
根据本发明的一个具体实施例，当电池包的压力异常属于内部压力值异常时，执行模块可以向监控模块下达监控指令，同时向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统。其中，电池管理系统可以包括电芯隔离装置、散热装置和报警装置，散热装置可以包括风冷装置和/或液冷装置，电芯隔离装置适于隔离发热电芯，散热装置适于对电池包进行风冷和/或液冷以达到散热降温的目的，报警装置适于及时向车主或消防部门等提醒所发生的热失控事件。
根据本发明的再一个具体实施例，异常压力为内部压力时，执行模块可以向监控模块下达监控指令，指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统，使电芯隔离装置启动隔离发热电芯、使散热装置启动对电池包进行散热，同时使报警装置启动发出警报。
根据本发明的又一个具体实施例，执行模块向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统后，电池管理系统可以判断车辆处于行驶或停车状态，使报警装置基于车辆的移动状态发出警报：具体地，当车辆处于行车状态时，报警装置启动并通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；当车辆处于停车状态时，报警装置启动并通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主，以上两种情况，可以实时监测并通告相关情况。进一步地，执行模块指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力，若电芯持续发热，或电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。由此，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门，包括停车所在位置保安人员等，尽可能就近选择救援机构(优先带有灭火器、高压水枪等设备的救援机构)。
发明人发现，停车模式下可能发生以下几种情境对动力电池包产生慢性损伤：如运载货车拉货、普通家用车搬家等情境下，不同重量货物分布，较重的货物长期对电池包产生较大的压力，电池包在应力集中的环境下、如遇较低温度可能会发生外部结构的脆断。为此，根据本发明的一个具体实施例，控制系统可以进一步包括：智能显示模块，智能显示模块适于基于车辆类型、电池包的分布位置、电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案。由此，车主/运载人员在装载货物进行摆放分布时，可采用智能显示模块根据货物的种类、重量等进行优化分布建议：即将较重的、体积较大的货物放置在远离电池包的区域范围内；将较轻的、体积较小的货物优先放置在电池包及靠近电池包的区域范围内。具体可以因不同车型及其电池包分布位置的不同，智能显示模块自行提示，人工选择性听取建议操作。
根据本发明的再一个具体实施例，智能显示模块可以与监控模块、主控模块、外界压力执行装置和电池管理系统中的至少之一相连，并显示和/或提醒电池热失控事件。由此提醒车主并使车主可以实时关注所发生的电池热失控事件的动态。
发明人还发现，停车模式下还可能发生以下情境对动力电池包产生慢性损伤：如停车区域内有小动物，一般以流浪猫、流浪狗作为主要防范对象，可能会出现老鼠等其它动物。不论电池包是布置在发动机舱内、车尾部或底盘等位置，都存在动物啃咬、挠抓的可能。为防范动物对电池包可能造成的损伤，根据本发明的一个具体实施例，控制系统可以进一步包括：气味驱逐装置，气味驱逐装置可以与主控模块相连，且适于接收执行模块的指令释放或停止释放气味，其中气味驱逐装置优选设在电池包的周围，由此可以通过释放气体驱逐小动物。
或者，根据本发明的再一个具体实施例，监控模块可以与行车记录仪和/或红外监控装置相连，主控模块适于接收行车记录仪和/或红外监控装置的监控信息判断是否有小动物靠近电池包，并基于判断结果下达开启或关闭蜂鸣器和/或气味驱逐装置的指令。由此，一旦发现有小动物啃抓电池包，可以通过车内的蜂鸣器报警和/或释放气味，用声音和/或释放气味驱逐小动物。
综上所述，根据本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制系统，可以监测电池包内压力并进行异常诊断，同时结合电池包的温度及烟雾浓度对压力异常进行实时预警，并结合外界压力执行装置和电池管理系统(BMS)进行热事件的综合判断、报警和处理。通过采用该控制系统，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门。
基于同样的发明构思，根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种车辆用电池热失控智能控制方法。参考图2～3，根据本发明的实施例，该方法包括：
S1：监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断电池包的压力是否异常
根据本发明的一个具体实施例，可以通过压力传感器、温度传感器和烟雾感应探测器检测电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并将电池包的实时压力、温度和烟雾浓度信息传送至监控模块，监控模块基于电池包的压力阈值判断电池包的压力是否异常。具体地，监控模块可以与高精度压力传感器、高精度温度传感器、高精度烟雾感应探测器实时监控电池包的压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断电池包的实时压力属于正常压力信息还是异常压力信息。
其中，正常压力信息包括：行车过程中，即运动状态下正常范围内的压力，包括路面颠簸、车内人和物移动等情况；以及停车过程中，即静止状态下正常范围内的压力，包括停车位置、角度不同对电池包造成的压力、车内人和物移动等情况。异常压力信息包括：外界压力和内部压力，外界压力包括电池包受挤压、冲击等情况；内部压力包括热失控引起的内部气压增大等。具体的压力阈值可模拟电池包在极限状态下的压力极值，以此作为正常压力信息和异常压力信息的临界点。
S2：基于电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，判断电池包的异常压力为外界压力或内部压力
根据本发明的实施例，可以利用主控模块来分析电池包的异常压力类型并基于不同的异常压力类型采取不同的操作。具体地，主控模块可以包括分析模块和执行模块，其中，分析模块可以与监控模块相连，并基于接收到的电池包的异常压力信息和实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，判断异常压力为外界压力或内部压力；执行模块可以与分析模块和监控模块相连，并基于接收到的异常压力类型信息和电池包的实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，下达执行指令和监控指令。其中，外界压力执行装置与执行模块相连，且适于基于执行指令执行缓解电池包外界压力的操作；电池管理系统与执行模块相连，且适于基于执行指令执行缓解电池包内部压力的操作和报警操作。
根据本发明的一个具体实施例，外界压力执行装置可以包括电池包转移装置和/或电池包缓冲装置，电池包转移装置可以使电池包转移，躲避应力集中区域以缓解电池包的外界压力；电池包缓冲装置可以设置电池包外侧，如包覆性气囊、缓冲性外壳等，通过缓冲装置缓解电池包的外界压力。电池管理系统可以包括电芯隔离装置、散热装置和报警装置，散热装置可以包括风冷装置和/或液冷装置，电芯隔离装置适于隔离发热电芯，散热装置适于对电池包进行风冷和/或液冷以达到散热降温的目的，报警装置适于及时向车主或消防部门等提醒所发生的热失控事件。
当电池包的压力异常属于外界压力值异常时，可能导致内部电池包热失控，此时采用步骤S3.1的操作，具体地：
S3.1：电池包的异常压力为外界压力，执行缓解电池包外界压力的操作
根据本发明的实施例，步骤S3.1中可以具体包括同时进行步骤S3.11和步骤S3.12：
S3.11：继续监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度
S3.12：执行缓解电池包外界压力的操作
根据本发明的一个具体实施例，可以通过使电池包转移和/或缓冲装置开启来缓解电池包外界压力，电池包转移和/或缓冲装置开启后，即步骤S3.12完成后，继续进行步骤S3.11，若电池包未继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，操作结束；若电池包继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，执行步骤S3.2的操作。
根据本发明的再一个具体实施例，异常压力为外界压力时，可以利用执行模块向监控模块下达监控指令，指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向外界压力执行装置下达执行指令，指示电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动以缓解电池包外界压力：若电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动后电池包未继续产生异常的温度、烟雾浓度和压力，指令结束；若电池包转移装置和/或电池包缓冲装置启动后电池包继续产生异常的温度、烟雾浓度和压力，执行模块继续下达异常压力为内部压力的执行指令和监控指令。
当电池包的压力异常属于内部压力值异常时，可能出现内部电池包热失控，此时采用步骤S3.2的操作，具体地：
S3.2：电池包的异常压力为内部压力，执行缓解电池包内部压力的操作和报警操作
根据本发明的实施例，步骤S3.2中可以具体包括同时进行步骤S3.21和步骤S3.22：
S3.21：继续监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度
S3.22：执行缓解电池包内部压力的操作和报警操作
根据本发明的一个具体实施例，可以通过隔离发热电芯并对电池包进行散热来缓解电池包的内部压力，同时发出警报。具体地，利用风冷装置和/或液冷装置对电池包进行散热。报警操作可通过蜂鸣器、语言提醒、手机APP和车联网系统中的至少之一发出警报。
根据本发明的再一个具体实施例，当电池包的压力异常属于内部压力值异常时，可以利用执行模块向监控模块下达监控指令，同时向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统。具体地，执行模块可以向监控模块下达监控指令，指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统，使电芯隔离装置启动隔离发热电芯、使散热装置启动对电池包进行散热，同时使报警装置启动发出警报。
根据本发明的又一个具体实施例，步骤S3.2中，可以根据车辆所处的移动状态执行不同的报警操作：即当车辆处于行车状态，可以通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；当车辆处于停车状态，可以通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主，以上两种情况，可以实时监测并通告相关情况。进一步地，若电芯持续发热，或电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，可以联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。由此，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门，包括停车所在位置保安人员等，尽可能就近选择救援机构(优先带有灭火器、高压水枪等设备的救援机构)。
根据本发明的又一个具体实施例，利用执行模块向电池管理系统下达执行指令，唤醒电池管理系统后，电池管理系统可以判断车辆处于行驶或停车状态，使报警装置基于车辆的移动状态发出警报：具体地，当车辆处于行车状态时，报警装置启动并通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；当车辆处于停车状态时，报警装置启动并通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主，以上两种情况，可以实时监测并通告相关情况。进一步地，执行模块指示监控模块继续监控电池包的实时温度、烟雾浓度和压力，若电芯持续发热，或电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。
发明人发现，停车模式下可能发生以下几种情境对动力电池包产生慢性损伤：如运载货车拉货、普通家用车搬家等情境下，不同重量货物分布，较重的货物长期对电池包产生较大的压力，电池包在应力集中的环境下、如遇较低温度可能会发生外部结构的脆断。
为此，根据本发明的一个具体实施例，可以利用智能显示模块提示货物摆放方案。具体地，可以向智能显示模块中输入货物类型和货物重量，智能显示模块基于车辆类型、电池包的分布位置、电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案。由此，车主/运载人员在装载货物进行摆放分布时，可采用智能显示模块根据货物的种类、重量等进行优化分布建议：即将较重的、体积较大的货物放置在远离电池包的区域范围内；将较轻的、体积较小的货物优先放置在电池包及靠近电池包的区域范围内。具体可以因不同车型及其电池包分布位置的不同，智能显示模块自行提示，人工选择性听取建议操作。
根据本发明的再一个具体实施例，可以利用智能显示模块显示和/或提醒电池热失控事件。具体地，可以使智能显示模块与监控模块、主控模块、外界压力执行装置和电池管理系统中的至少之一相连，并显示和/或提醒电池热失控事件。由此提醒车主并使车主可以实时关注所发生的电池热失控事件的动态。
发明人还发现，停车模式下还可能发生以下情境对动力电池包产生慢性损伤：如停车区域内有小动物，一般以流浪猫、流浪狗作为主要防范对象，可能会出现老鼠等其它动物。不论电池包是布置在发动机舱内、车尾部或底盘等位置，都存在动物啃咬、挠抓的可能。
为防范动物对电池包可能造成的损伤，根据本发明的一个具体实施例，可以利用气味驱逐装置释放气味驱逐靠近电池包的小动物。具体地，气味驱逐装置可以与主控模块相连，接收执行模块的指令释放或停止释放气味，其中气味驱逐装置优选设在电池包的周围，由此可以通过释放气体驱逐小动物。
或者，据本发明的再一个具体实施例，可以利用行车记录仪和/或红外监控装置检测是否有小动物靠近电池包，并启动蜂鸣器和/或气味驱逐装置驱逐靠近电池包的小动物。具体地，可以使监控模块与行车记录仪和/或红外监控装置相连，主控模块接收行车记录仪和/或红外监控装置的监控信息判断是否有小动物靠近电池包，并基于判断结果下达开启或关闭蜂鸣器和/或气味驱逐装置的指令。由此，一旦发现有小动物啃抓电池包，可以通过车内的蜂鸣器报警和/或释放气味，用声音和/或释放气味驱逐小动物。
综上所述，根据本发明上述实施例的车辆用电池热失控智能控制方法，可以监测电池包内压力并进行异常诊断，同时结合电池包的温度及烟雾浓度对压力异常进行实时预警，并结合外界压力执行装置和电池管理系统(BMS)进行热事件的综合判断、报警和处理。通过采用该控制系统，无论车辆是在行驶、充电还是停车状态，都可以及时发现第一个电芯的热失控并采取相应措施来延缓乃至抑制从单个电芯扩散到整包的起火，并报警通知车主和/或消防部门。
基于同样的发明构思，根据本发明的第三个方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆具有上述车辆用电池热失控智能控制系统或采用上述车辆用电池热失控智能控制方法。该车辆的可以对电池热失控事件进行实时监测和报警，并采取有效措施控制热失控的扩散，可以有效避免电池热失控引起热扩散造成的人员伤亡，安全性更高。需要说明的是，上述针对车辆用电池热失控智能控制系统和车辆用电池热失控智能控制方法所描述的特征及效果同样适用于该车辆，此处不再一一赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种车辆用电池热失控智能控制系统，其特征在于，包括：
监控模块，所述监控模块适于通过压力传感器、温度传感器和烟雾感应探测器监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于所述电池包的压力阈值判断所述电池包的压力是否异常；
主控模块，所述主控模块包括分析模块和执行模块，其中，
所述分析模块与所述监控模块相连，并基于接收到的所述电池包的异常压力信息和实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，判断所述异常压力为外界压力或内部压力；
所述执行模块与所述分析模块和所述监控模块相连，并基于接收到的异常压力类型信息和所述电池包的实时压力信息、温度信息和烟雾浓度信息，下达执行指令和监控指令；
外界压力执行装置，所述外界压力执行装置与所述执行模块相连，且适于基于所述执行指令执行缓解所述电池包外界压力的操作；
电池管理系统，所述电池管理系统与所述执行模块相连，且适于基于所述执行指令执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述异常压力为外界压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，同时向所述外界压力执行装置下达执行指令；所述异常压力为内部压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，同时向所述电池管理系统下达执行指令。
任选地，所述外界压力执行装置包括电池包转移装置和/或电池包缓冲装置；所述电池管理系统包括电芯隔离装置、散热装置和报警装置，
任选地，所述散热装置包括风冷装置和/或液冷装置。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述异常压力为外界压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向所述外界压力执行装置下达执行指令，指示所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动以缓解电池包外界压力：
所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动后所述电池包未继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，指令结束；
所述电池包转移装置和/或所述电池包缓冲装置启动后所述电池包继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，所述执行模块继续下达所述异常压力为内部压力的执行指令和监控指令。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述异常压力为内部压力，所述执行模块向所述监控模块下达监控指令，指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力；同时，向所述电池管理系统下达执行指令，唤醒所述电池管理系统，使所述电芯隔离装置启动隔离发热电芯、使所述散热装置启动对所述电池包进行散热，同时使所述报警装置启动发出警报。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述执行模块向所述电池管理系统下达执行指令，唤醒所述电池管理系统，所述电池管理系统判断车辆的移动状态，所述报警装置基于所述车辆的移动状态发出警报：
所述车辆处于行车状态，所述报警装置启动并通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；
所述车辆处于停车状态，所述报警装置启动并通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述执行模块指示所述监控模块继续监控所述电池包的实时温度、烟雾浓度和压力，若所述电芯持续发热，或所述电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括：智能显示模块，所述智能显示模块适于基于车辆类型、所述电池包的分布位置、所述电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案，
任选地，所述智能显示模块与所述监控模块、所述主控模块、所述外界压力执行装置和所述电池管理系统中的至少之一相连，并显示和/或提醒电池热失控事件；
任选地，所述控制系统进一步包括：气味驱逐装置，所述气味驱逐装置与所述主控模块相连且适于接收所述执行模块的指令释放或停止释放气味；
任选地，所述监控模块与行车记录仪和/或红外监控装置相连，所述主控模块适于接收所述行车记录仪和/或红外监控装置的监控信息判断是否有小动物靠近所述电池包，并基于所述判断结果下达开启或关闭蜂鸣器和/或气味驱逐装置的指令。
8.一种车辆用电池热失控智能控制方法，其特征在于，包括：
S1：监控电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，并基于电池包的压力阈值判断所述电池包的压力是否异常；
S2：基于电池包的实时压力、温度和烟雾浓度，判断所述电池包的异常压力为外界压力或内部压力；
S3.1：所述电池包的异常压力为外界压力，执行缓解所述电池包外界压力的操作；
S3.2：所述电池包的异常压力为内部压力，执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S3.1中：执行缓解所述电池包外界压力的操作，同时继续监控所述电池包的实时压力、温度和烟雾浓度；步骤S3.2中：执行缓解所述电池包内部压力的操作和报警操作，同时继续监控所述电池包的实时压力、温度和烟雾浓度；
任选地，步骤S3.1中：通过使电池包转移和/或缓冲装置开启来缓解电池包外界压力，所述电池包转移和/或所述缓冲装置开启后，所述电池包未继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，操作结束；所述电池包继续产生异常温度、烟雾浓度和压力，执行步骤S3.2的操作；
任选地，步骤S3.2中：通过隔离发热电芯并对所述电池包进行散热来缓解所述电池包的内部压力，同时发出警报；
任选地，步骤S3.2中：利用风冷装置和/或液冷装置对所述电池包进行散热；
任选地，步骤S3.2中：所述车辆处于行车状态，通过蜂鸣器或语音提示，提醒车主立即寻找合适地点停车，并远离车辆；所述车辆处于停车状态，通过蜂鸣器、手机APP和车联网系统中的至少之一通知车主及周边可能影响的车辆车主；
任选地，步骤S3.2中：所述电芯持续发热，或所述电池包内温度、烟雾、压力未见恢复正常，持续30s以上时，联网报警通知消防部门和/或停车所在位置保安人员；
任选地，向智能显示模块中输入货物类型和货物重量，所述智能显示模块基于车辆类型、所述电池包的分布位置、所述电池包的实时压力和/或温度、以及输入的货物类型和货物重量中的至少之一自动提示货物摆放方案，
任选地，利用所述智能显示模块显示和/或提醒电池热失控事件；
任选地，利用气味驱逐装置释放气味驱逐靠近所述电池包的小动物；
任选地，利用行车记录仪和/或红外监控装置检测是否有小动物靠近所述电池包，并启动蜂鸣器和/或气味驱逐装置驱逐靠近所述电池包的小动物。
10.一种车辆，其特征在于，具有权利要求1～7中任一项所述的车辆用电池热失控智能控制系统或采用权利要求8或9的车辆用电池热失控智能控制方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202010594670.6A CN113844330A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202010594670.6A CN113844330A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆 |
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| CN202010594670.6A Pending CN113844330A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 车辆用电池热失控智能控制系统及方法和车辆 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114655018A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-24 | 江苏英拓动力科技有限公司 | 一种动力电池工作压力智能监控系统 |
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2020
- 2020-06-28 CN CN202010594670.6A patent/CN113844330A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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