CN114148173A - 一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，包括安装于汽车的地板下的动力电池包、与所述动力电池包连接并安装于汽车前舱内的整车控制器以及与所述整车控制器连接并安装于汽车驾驶室内的汽车仪表，所述动力电池包包括电池包下托盘、与所述电池包下托盘组配形成安装空间的电池包上盖板、收纳于所述安装空间内的电池模组和电池管理器、以及安装于所述电池包下托盘内表面的撞击严重度检测传感器。本发明的有益效果在于：能够及时有效的监控动力电池包是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度；可以准确的对电池包的受损等级进行判断，并发出相应的控制指令，及时控制车辆的行驶状态。

Description

一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统及方法
【技术领域】
本发明涉及动力电池安全保护技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统及方法。
【背景技术】
随着电动汽车的不断普及，电动汽车动力电池包自燃事故频发，其中包括充电过程中动力电池包内部热失控导致的自燃、行驶过程中车辆碰撞导致电池包挤压自燃、行驶过程中电池包下托盘受到碰撞（包括外力撞击或剐蹭）变形导致电池包内部短路自燃。动力电池包出现自燃产生的损失很严重，轻则车辆自燃，重则人员伤亡。
电动汽车的动力电池包都布置在汽车地板下，动力电池包的下托盘不受车身结构保护，并且面积大、离地间隙小，在汽车行驶过程中容易受到外力撞击或剐蹭，而且下托盘造成的损伤在电池底部，不易察觉，具有隐蔽性。有些下托盘受到外力撞击或剐蹭虽然在当时未发生短路起火，车辆可以继续行驶，但动力电池包下托盘可能已经出现凹坑或开裂，电池模组受力挤压或电池包内部进水发生短路导致电池包起火爆炸，造成严重后果。
目前关于电动汽车碰撞安全研究主要集中在整车发生碰撞后对动力电池系统实施断电处理，而未研究汽车行驶过程中如何检测动力电池包本身是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度，以及出现此类事故后如何做出安全响应，避免车辆受损或人员伤亡。
【发明内容】
本发明公开了一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统及方法，其旨在解决汽车行驶过程中如何检测动力电池包本身是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度，以及出现此类事故后如何做出安全响应，可以有效的解决电池包受到外力撞击或剐蹭后带来安全问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，包括安装于汽车的地板下的动力电池包、与所述动力电池包连接并安装于汽车前舱内的整车控制器以及与所述整车控制器连接并安装于汽车驾驶室内的汽车仪表，所述动力电池包包括电池包下托盘、与所述电池包下托盘组配形成安装空间的电池包上盖板、收纳于所述安装空间内的电池模组和电池管理器、以及安装于所述电池包下托盘内表面的撞击严重度检测传感器，其中，
所述撞击严重度检测传感器用于实时检测动力电池包受到外力撞击或剐蹭受损情况并给所述整车控制器发出电压信号；
所述整车控制器根据接收到的电压信号判断动力电池包的受损等级，并对所述汽车仪表发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态；
所述汽车仪表根据接收到的控制指令进行预警提示。
作为本发明的一种优选改进，所述撞击严重度检测传感器数量为五个，且分别安装于所述动力电池包下托盘内表面前、后、左、右以及正中央的位置。
作为本发明的一种优选改进，所述动力电池包与所述整车控制器之间以及所述整车控制器与所述汽车仪表之间均通过CAN总线进行通信。
作为本发明的一种优选改进，所述撞击严重度检测传感器通过安装支架支撑于所述电池包下托盘上，且所述撞击严重度检测传感器的底端与所述电池包下托盘的接触面抵接。
作为本发明的一种优选改进，所述撞击严重度检测传感器包括线束接插头，所述CAN总线插接于所述线束接插头。
本发明还提供了一种基于所述的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、撞击严重度传感器检测动力电池包下托盘是否受到外力撞击或剐蹭，若是，则产生相应的电压信号；
步骤二、整车控制器通过CAN总线接收撞击严重度检测传感器发送过来的电压信号，并自动判断动力电池包的受损等级，并对所述汽车仪表发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态，该受损等级包括一级轻微受损、二级中度受损以及三级严重受损；
步骤三、汽车仪表根据接收到的控制指令进行预警提示。
作为本发明的一种优选改进，在步骤二中，所述行驶状态包括与一级轻微受损对应的汽车可继续行驶、与二级中度受损对应的控制汽车以安全车速行驶、以及与三级严重受损对应的汽车不能继续行驶。
作为本发明的一种优选改进，在步骤三中，所述预警提示包括与一级轻微受损对应的汽车仪表上点亮橙色的动力电池包撞击报警灯、与二级中度受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请尽快到附近的售后维修站检查动力电池系统”、以及与三级严重受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请驾乘人员尽快下车，并联系附近的售后维修站前来检查动力电池系统”。
本发明提供的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的有益效果：
1、本发明通过安装在动力电池包下托盘内表面上五个不同位置的撞击严重度检测传感器实时检测动力电池包受到外力撞击或剐蹭受损情况，检测的覆盖面大、检测的可靠性高，能够及时有效的监控动力电池包是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度；
2、本发明中的整车控制器接收到撞击严重度检测传感器发送的信号，可以准确的对电池包的受损等级进行判断，并发出相应的控制指令，及时控制车辆的行驶状态；
3、本发明中的汽车仪表根据整车控制器发送的指令，及时点亮仪表上面的故障指示灯或提醒文字，可以有效的指引驾驶员进行正确的操作，避免出现严重的行车安全事故。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的结构框图；
图2为本发明动力电池包的结构示意图；
图3为本发明撞击严重度检测传感器的安装结构示意图；
图4为本发明电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法的流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多条”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-3所示，本发明提供一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，包括安装于汽车的地板下的动力电池包1、与所述动力电池包1连接并安装于汽车前舱内的整车控制器2以及与所述整车控制器2连接并安装于汽车驾驶室内的汽车仪表3，所述动力电池包1与所述整车控制器2之间以及所述整车控制器2与所述汽车仪表3之间均通过CAN总线（未图示）进行通信。
所述动力电池包1包括电池包下托盘11、与所述电池包下托盘11组配形成安装空间的电池包上盖板（未图示）、收纳于所述安装空间内的电池模组12和电池管理器13、以及安装于所述电池包下托盘11内表面的撞击严重度检测传感器14。
所述撞击严重度检测传感器14用于实时检测动力电池包1受到外力撞击或剐蹭受损情况并给所述整车控制器2发出电压信号。
所述整车控制器2根据接收到的电压信号判断动力电池包1的受损等级，并对所述汽车仪表3发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态。
所述汽车仪表3根据接收到的控制指令进行预警提示。所述汽车仪表3与整车控制器2之间通过CAN总线通信，汽车仪表3会根据整车控制器2发送的信号实时显示动力电池包1状况，当动力电池包1受到外力撞击时，汽车仪表3及时的提醒驾驶员进行安全操作，避免车辆受损程度加重或驾乘人员伤亡。
所述电池管理器13与整车控制器2之间通过CAN总线通信，所述电池管理器会13根据整车控制器2发送的信号及时控制电池包1内部接触器的断开，避免动力电池包1严重受损后继续对外放电。
所述撞击严重度检测传感器数量14为五个，且分别安装于所述动力电池包下托盘11内表面前、后、左、右以及正中央的位置。这样设计，检测的覆盖面大、检测的可靠性高，能够及时有效的监控动力电池包1是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度。
所述整车控制器2通过CAN总线（未图示）与所述撞击严重度检测传感器14连接。具体的，所述撞击严重度检测传感器14包括线束接插头141，所述CAN总线插接于所述线束接插头141，所述撞击严重度检测传感器14会将外力撞击信号转换成电信号并通过线束接插头141和CAN总线传输给所述整车控制器2。
所述撞击严重度检测传感器14通过安装支架15支撑于所述电池包下托盘11上，且所述撞击严重度检测传感器14的底端与所述电池包下托盘的接触面16抵接，这样，当所述动力电池包1受到外力撞击或剐蹭时，振动会及时传递给所述撞击严重度检测传感器14。
再结合图4所示，本发明还提供了一种基于所述的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、撞击严重度传感器检测动力电池包下托盘是否受到外力撞击或剐蹭，若是，则产生相应的电压信号；
步骤二、整车控制器通过CAN总线接收撞击严重度检测传感器发送过来的电压信号，并自动判断动力电池包的受损等级，并对所述汽车仪表发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态，该受损等级包括一级轻微受损、二级中度受损以及三级严重受损；
具体的，所述行驶状态包括与一级轻微受损对应的汽车可继续行驶、与二级中度受损对应的控制汽车以安全车速（≤60公里/小时）行驶、以及与三级严重受损对应的汽车不能继续行驶。
步骤三、汽车仪表根据接收到的控制指令进行预警提示。
具体的，所述预警提示包括与一级轻微受损对应的汽车仪表上点亮橙色的动力电池包撞击报警灯、与二级中度受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请尽快到附近的售后维修站检查动力电池系统”、以及与三级严重受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请驾乘人员尽快下车，并联系附近的售后维修站前来检查动力电池系统”。
本发明提供的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的有益效果：
1、本发明通过安装在动力电池包下托盘内表面上五个不同位置的撞击严重度检测传感器实时检测动力电池包受到外力撞击或剐蹭受损情况，检测的覆盖面大、检测的可靠性高，能够及时有效的监控动力电池包是否受到外力撞击或剐蹭，撞击或剐蹭的严重程度；
2、本发明中的整车控制器接收到撞击严重度检测传感器发送的信号，可以准确的对电池包的受损等级进行判断，并发出相应的控制指令，及时控制车辆的行驶状态；
3、本发明中的汽车仪表根据整车控制器发送的指令，及时点亮仪表上面的故障指示灯或提醒文字，可以有效的指引驾驶员进行正确的操作，避免出现严重的行车安全事故。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，其特征在于，包括安装于汽车的地板下的动力电池包、与所述动力电池包连接并安装于汽车前舱内的整车控制器以及与所述整车控制器连接并安装于汽车驾驶室内的汽车仪表，所述动力电池包包括电池包下托盘、与所述电池包下托盘组配形成安装空间的电池包上盖板、收纳于所述安装空间内的电池模组和电池管理器、以及安装于所述电池包下托盘内表面的撞击严重度检测传感器，其中，
所述撞击严重度检测传感器用于实时检测动力电池包受到外力撞击或剐蹭受损情况并给所述整车控制器发出电压信号；
所述整车控制器根据接收到的电压信号判断动力电池包的受损等级，并对所述汽车仪表发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态；
所述汽车仪表根据接收到的控制指令进行预警提示。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，其特征在于，所述撞击严重度检测传感器数量为五个，且分别安装于所述动力电池包下托盘内表面前、后、左、右以及正中央的位置。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，其特征在于，所述动力电池包与所述整车控制器之间以及所述整车控制器与所述汽车仪表之间均通过CAN总线进行通信。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，其特征在于，所述撞击严重度检测传感器通过安装支架支撑于所述电池包下托盘上，且所述撞击严重度检测传感器的底端与所述电池包下托盘的接触面抵接。
5.如权利要求3所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统，其特征在于，所述撞击严重度检测传感器包括线束接插头，所述CAN总线插接于所述线束接插头。
6.一种基于权利要求1所述的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护系统的电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一、撞击严重度传感器检测动力电池包下托盘是否受到外力撞击或剐蹭，若是，则产生相应的电压信号；
步骤二、整车控制器通过CAN总线接收撞击严重度检测传感器发送过来的电压信号，并自动判断动力电池包的受损等级，并对所述汽车仪表发出相应的控制指令，同时控制车辆的行驶状态，该受损等级包括一级轻微受损、二级中度受损以及三级严重受损；
步骤三、汽车仪表根据接收到的控制指令进行预警提示。
7.如权利要求6所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法，其特征在于，在步骤二中，所述行驶状态包括与一级轻微受损对应的汽车可继续行驶、与二级中度受损对应的控制汽车以安全车速行驶、以及与三级严重受损对应的汽车不能继续行驶。
8.如权利要求6所述的一种电动汽车动力电池包碰撞预警与安全保护方法，其特征在于，在步骤三中，所述预警提示包括与一级轻微受损对应的汽车仪表上点亮橙色的动力电池包撞击报警灯、与二级中度受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请尽快到附近的售后维修站检查动力电池系统”、以及与三级严重受损对应的汽车仪表上点亮红色的动力电池包撞击报警灯并出现文字提示“请驾乘人员尽快下车，并联系附近的售后维修站前来检查动力电池系统”。
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CN115312891A (zh) * 2022-09-16 2022-11-08 吉林大学 一种基于云端机械损伤预测模型的电池保护方法及系统
CN115312891B (zh) * 2022-09-16 2024-04-19 吉林大学 一种基于云端机械损伤预测模型的电池保护方法及系统

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