CN115257456A - 一种车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法，包括设于电池外部的检测模块、报警模块以及控制模块；散热机构，设于电池的内部，包括蒸发回流组件及挤压组件，蒸发回流组件包括锥形管，锥形管包括管体以及设于管体顶部的锥形开口，且锥形开口设于电池的外部；挤压组件包括气囊结构及驱动结构，驱动结构设于气囊结构上方并与控制模块电连接，管体的底部插入气囊结构内部，以使锥形管与气囊结构相互连通。本发明中的车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法，通过在驱动机构挤压气囊结构，将水挤压到锥形管中进行蒸发吸热，实现水循环蒸发散热效果，降低了电池温度。

Description

一种车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法
技术领域
本发明涉及电池故障检测领域，特别涉及一种车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法。
背景技术
车辆电池是汽车上把化学能转化为电能的装置，电池分为普通蓄电池、干荷蓄电池、免维护蓄电池。通常，车辆电池是指铅酸蓄电池，车辆电池正常使用寿命在1-8年不等，与车辆的情况有很大关系，如何提高车辆电池的寿命十分重要。
新能源汽车产生的热量来自于动力电池，动力电池工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。车辆使用时间过长时，车辆电池将会积累大量热量，当达到一定的高温将使电池的绝缘外皮加速熔化，从而导致电池短路损坏。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种车辆电池保护装置及车辆电池故障检测方法，解决背景技术中高温将使电池的绝缘外皮加速熔化，从而导致电池短路损坏的问题。
本发明一方面提供一种车辆电池保护装置，装置包括：
电池检测机构，包括设于电池外部的检测模块、报警模块以及与检测模块进行电连接的控制模块，检测模块用于检测电池的减损速度及温度，报警模块用于判断检测模块检测的减损速度及温度是否达到阈值并发出警报，控制模块用于根据检测模块检测的温度发出控制指令；
散热机构，散热机构设于电池的内部，散热机构包括蒸发回流组件及挤压组件，蒸发回流组件包括锥形管，锥形管包括管体以及设于管体顶部的锥形开口，且锥形开口设于电池的外部；
挤压组件包括气囊结构及驱动结构，管体的底部插入气囊结构内部，以使锥形管与气囊结构相互连通；驱动结构设于气囊结构上方且与控制模块进行电连接，以根据控制模块发出的控制指令对气囊结构进行挤压。
进一步的，气囊结构包括相互连接的第一气囊及第二气囊；
第二气囊设于驱动结构及第一气囊之间并与驱动结构活动连接，且第二气囊上设有出气口。
进一步的，散热机构还包括摆动组件，摆动组件包括设于锥形管底部的弹性件以及设于锥形管的管体内的摆动件，弹性件与摆动件连接。
进一步的，弹性件包括第一弹簧，摆动件通过第一弹簧与锥形管底部活动连接。
进一步的，锥形管底部设有一波形管，第一弹簧设于波形管内部。
进一步的，驱动结构包括气缸。
进一步的，锥形开口以及驱动结构之间设有晃动板，晃动板通过第二弹簧与锥形开口的外侧连接。
进一步的，检测模块包括第一检测单元和第二检测单元；第一检测单元用于检测电池的减损速度，第二检测单元用于检测电池的温度。
进一步的，第一检测单元包括放电仪，第二检测单元包括一温度传感器。
本发明中的车辆电池保护装置，通过在电池内部设有散热机构，散热机构包括蒸发回流组件和挤压组件，其中挤压组件的气囊结构将收到驱动结构的挤压将水排入蒸发回流组件的锥形管中，水在锥形管中受热蒸发并在锥形开口内冷却回流，实现循环蒸发散热效果，避免了电池产生高温，从而解决了背景技术中车辆电池在使用过程中产生大量热量导致电池短路损坏的问题。
本发明还提供一种车辆电池故障检测方法，方法包括：
获取电池故障判断请求，根据电池故障判断请求，以第一预设频率获取车辆电池的放电电流；
根据放电电流计算电池减损速度，判断减损速度是否达到预设阈值；
若减损速度达到预设阈值，则继续获取车辆车速，判断车辆车速是否达到预设车速；
若车辆车速未达到预设车速，则发出电池故障警报。
附图说明
图1为本发明第一实施例中车辆电池保护装置结构示意图；
图2为本发明图1正剖视结构示意图；
图3为本发明图2中A部放大结构示意图；
图4为本本发明气囊结构局部结构示意图；
图5为本发明第二实施例中车辆电池故障检测方法。
蓄电池 100 锥形管 121
报警模块 112 锥形开口 124
检测模块 113 驱动结构 131
控制模块 114 第一气囊 122
散热机构 120 第二气囊 133
第一弹簧 231 晃动板 135
波形管 123 第二弹簧 134
气囊结构 140 出气口 137
摆动件 233
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图1所示，本实施例中提供一种车辆电池保护装置，用于保护车辆电池，包括一壳体，壳体内设有多组电池和散热机构120，壳体外设有电池检测机构。电池检测机构与车辆电池进行电性连接，以检测电池的使用情况。车辆电池由多个蓄电池100组装而成，组装后的车辆电池中间设有开口，电池检测机构设于电池的外部，散热机构120则设于开口内部。
电池检测机构包括检测模块113、报警模块112和控制模块114，检测模块113包括第一检测单元以及第二检测单元，其中检测模块113和控制模块114分别设于电池的两侧，报警模块112设于电池的正面。
第一检测单元包括放电仪，放电仪用于检测电池的放电电流，根据放电电流计算电池的减损速度，放电时电压不低于10V是正常的，低于10V则证明电瓶可能断格，必须进行更换，加负载时电压低得越多说明电瓶内阻越大，放电特性越差。第二检测单元包括温度传感器，用于检测电池的温度。当检测到电池的减损速度或温度达到预设阈值，则判定电池异常，报警模块112发出警报，提醒用户电池故障。控制模块114与检测模块113进行电连接，接收检测模块113的监测数据。其中，控制模块114包括一微处理器，该微处理器用于根据检测模块113的温度数据，并判断温度达到温度阈值后，发出对应的控制指令。
如图2所示，散热机构120包括蒸发回流组件和挤压组件。蒸发回流组件包括锥形管121，锥形管121包括管体以及设于管体顶部的锥形开口124，管体设于电池的内部，而锥形开口124则置于电池的开口外。锥形管121的底部则连接挤压组件，挤压组件包括气囊结构140和设于气囊结构140上方的驱动结构131，驱动结构131与气囊结构140活动连接，可选的，驱动结构131与气囊结构140也可固定连接。锥形管121的底部插入气囊结构140，使得气囊结构140与锥形管121底部相互连通。
其中驱动结构131还与控制模块114进行电连接，并根据控制模块114发出的控制指令在气囊结构上下运动。具体的，当检测模块113检测到车辆电池温度，控制模块114根据接收到的电池温度数据，判断该电池温度是否达到预设阈值，若是，则向驱动结构发出驱动指令，控制驱动结构131在气囊结构上下进行往复运动，以对电池进行散热。可选的，在本实施中驱动结构为气缸。
气囊结构140中放置一定量水，当驱动结构接收到在驱动指令时，驱动结构131在气囊结构140上进行上下移动，因此驱动结构131对气囊结构140不断挤压。当气囊结构140受到挤压时，气囊结构140内部封闭，又与锥形管121的底部相互连通，气压减少，因此水由气囊结构140进入到锥形管121的管体，进而粘附在管体的内壁。又因电池内部的温度过高时，锥形管121中的水将因高温而蒸发，进而上升至锥形管121的锥形开口124处。锥形开口124在电池外部，外部空气的温度与电池内部高温形成温差，因此水蒸气在锥形开口124处将再次因电池外部的冷空气冷却凝聚成水珠，进而汇聚到锥形开口124的侧壁，沿着锥形开口124的斜壁滑落至锥形管121内部，再由锥形管121内部回流入气囊结构140中。由此循环往复，达到对循环蒸发散热的效果。
可选的，在本实施例中，如图3所示，散热机构120还包括摆动组件，摆动组件设于锥形管121的管体内，摆动组件包括设于锥形管121底部的弹性件以及设于锥形管121的管体内部的摆动件233。其中弹性件包括设于锥形管121底部的波形管123和第一弹簧231，摆动件233可为一弧形杆或小球。波形管123呈圆锥形，波形管123底部为出水口，第一弹簧231设于波形管123的内部并固定在出水口处，第一弹簧231的另一端连接摆动件233。
在本实施例中，摆动件233为弧形杆，当水冷却回流至气囊结构140内时，水流在通过出水口时，水流带动第一弹簧231和弧形杆晃动，使弧形杆撞击到锥形管121内壁，弧形杆的撞击使锥形管121内顶部的水珠加速滴落，加速液体循环冷却速度。
可选的，气囊结构140包括第一气囊122和第二气囊133，第一气囊122和第二气囊133相互连接，第二气囊133设于第一气囊122与驱动结构131之间。可选的，第一气囊122和第二气囊133可通过弹簧活动连接或固定连接。当第二弹簧133收到挤压时，第一弹簧122同时被挤压。
如图4所示，第二气囊133上设有至少一出气口137，当驱动结构131挤压第二气囊133时，第二气囊133中的空气从出气口137中吹出，第二弹簧133中吹出的气体在电池内部形成气流，气流的流动使蓄电池100内部加速降温，而且第二气囊133在受压过程中体积压缩，带动出气口137下降，促进更多气流流动。
在锥形管121的锥形开口124的外侧还设有一晃动板135，晃动板135设于锥形开口124以及驱动结构131之间。可选的，晃动板135与锥形开口124的外侧通过第二弹簧134连接。当车辆使用时，晃动板135跟随车辆颠簸在第二弹簧134的弹性下上下晃动，从而在电池的开口内产生气流，加速电池外部的冷气流经过电池的内部，气流可进一步带走电池内部的热量，提高散热效果。
第二检测单元本发明实施例具备以下有益效果：
(1)通过驱动结构131的晃动挤压第二气囊133中的气体从出气口137吹出，使蓄电池100内部的气流加速，气流的流动加速了蓄电池100中热量的散发，加速了降温，而且出气口137跟随着第二气囊133的活动，使出气口137可以对蓄电池100内部的多个位置进行散热，确保了蓄电池100的散热。
(2)第一气囊122和锥形管121为密封件，使水流在内部循环利用，水流的蒸发进行吸热，加速蓄电池100中温度的降低，减缓了蓄电池100中绝缘层的熔化，蒸汽的上升到锥形管121内顶部，外界的温度使蒸汽转化为水珠，继而使水可以进行重复的利用。
综上，本发明上述实施例当中的车辆电池保护装置，通过在电池内部设有散热机构，散热机构包括蒸发回流组件和挤压组件，其中挤压组件的气囊结构将收到驱动结构的挤压将水排入蒸发回流组件的锥形管中，水在锥形管中受热蒸发并在锥形开口内冷却回流，实现循环蒸发散热效果，避免了额外的热量产生，从而解决了背景技术中高温将使电池的绝缘外皮加速熔化，从而导致电池短路损坏的问题。
实施例二
请参阅图5，所示为本发明第二实施例中的车辆电池故障检测方法，包括步骤S11-S14。
S11、获取电池故障判断请求，根据电池故障判断请求，以第一预设频率获取车辆电池的放电电流。
车辆使用时，电池11安装在车辆中，电池对车辆进行供电，通过第一检测机构对车辆的电池放电电量进行实时监控，通过报警装置对监测模块的数据进行收集。当车辆上电后，车辆电池进入使用状态，即开始进行电池故障判断。
通过检测机构的放电仪，以第一预设频率采集电池的放电电流，在预设时间内采集多次放电电流。
S12、根据放电电流计算电池减损速度，判断电池减损速度是否达到第一预设阈值。
若减损速度达到预设阈值，则执行步骤S13。
报警装置以第一预设频率采集的电池放电电流，根据预设时间内多次采集的电池放电电流求得电池减损速度，也即电池减损速度，判断减损速度是否达到预设阈值。
在本实施例中，因车辆电池使用时间过长后，电池内阻变得很大，充电速度和放电速度都很快，而此时的车辆电池用三用表测其空载电压也是正常的，所以，不能仅从电池的空载电压判断放电速度，需测量电池的放电电流以准确的检测电池的减损速度。
若减损速度达到预设阈值，则执行步骤S13。
S13、继续检测车辆实时车速，根据车辆实时车速获取对应车辆实时车速的电池减损速度预设阈值，并判断电池减损速度是否达到对应车辆实时车速的电池减损速度预设阈值。
若电池减损速度是否达到对应车辆实时车速的电池减损速度预设阈值，则执行步骤S14。
S14、发出电池故障警报。
获取车辆实时车速，并检测车辆在当前车速下的电池减损速度，得到与车速一一对应的电池减损速度，从而建立车速与减损速度的预设阈值之间的映射关系表，不同的车速对应不同的减损速度预设阈值。对应每个车速分别设置电池减损速度的预设阈值，即在当前车速下，车辆的电池减损速度保持在对应车速的预设阈值内则放电速度稳定，若超出该预设阈值，则电池放电异常。
若电池的减损速度达到预设速度，则继续通过车辆传感器获取预设时间内的车辆实时车速，根据实时车速获取对应实时车速下的电池减损速度阈值，判断当前实际测量的电池减损速度是否达到对应车辆实时车速下的电池放电速度阈值；若电池减损速度同时达到了对应实时车速下的电池放电速度阈值，则表示放电异常，发出电池故障警报，告知用户电池故障，需尽快停车检查。
若电池减损速度未达到对应该车速的减损速度预设阈值，则检测电池状态正常。
同时，当检测到温度过高时，可通过报警装置12进行电池高温报警。
综上，本发明上述实施例当中的车辆电池保护装置，通过第一检测单元检测车辆电池的放电速度，通过放电速度计算出电池的减损速度，若减损速度达到预设阈值，则进一步检测车辆车速，若电池减损速度达到了对应车辆车速的预设阈值，则发出电池故障警报，提醒用户检测电池，避免电池进一步损坏，提高了电池寿命。
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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆电池保护装置，其特征在于，所述装置包括：
电池检测机构，包括设于电池外部的检测模块、报警模块以及与所述检测模块进行电连接的控制模块，所述检测模块用于检测电池的减损速度及温度，所述报警模块用于判断所述检测模块检测的所述减损速度及所述温度是否达到阈值并发出警报，所述控制模块用于根据所述检测模块检测的温度发出控制指令；
散热机构，所述散热机构设于所述电池的内部，所述散热机构包括蒸发回流组件及挤压组件，所述蒸发回流组件包括锥形管，所述锥形管包括管体以及设于所述管体顶部的锥形开口，且所述锥形开口设于所述电池的外部；
所述挤压组件包括气囊结构及驱动结构，所述管体的底部插入所述气囊结构内部，以使所述锥形管与气囊结构相互连通；所述驱动结构设于所述气囊结构上方且与所述控制模块进行电连接，以根据所述控制模块发出的控制指令对所述气囊结构进行挤压。
2.根据权利要求1所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述气囊结构包括相互连接的第一气囊及第二气囊；
所述第二气囊设于所述驱动结构及所述第一气囊之间并与所述驱动结构活动连接，且所述第二气囊上设有出气口。
3.根据权利要求2所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述散热机构还包括摆动组件，所述摆动组件包括设于所述锥形管底部的弹性件以及设于所述锥形管的管体内的摆动件，所述弹性件与所述摆动件连接。
4.根据权利要求3所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述弹性件包括第一弹簧，所述摆动件通过所述第一弹簧与所述锥形管底部活动连接。
5.根据权利要求4所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述锥形管底部设有一波形管，所述第一弹簧设于所述波形管内部。
6.根据权利要求2所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述驱动结构包括气缸。
7.根据权利要求2所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述锥形开口以及所述驱动结构之间设有晃动板，所述晃动板通过第二弹簧与所述锥形开口的外侧连接。
8.根据权利要求1所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述检测模块包括第一检测单元和第二检测单元；所述第一检测单元用于检测所述电池的减损速度，所述第二检测单元用于检测所述电池的温度。
9.根据权利要求8所述的车辆电池保护装置，其特征在于，所述第一检测单元包括放电仪，所述第二检测单元包括一温度传感器。
10.一种车辆电池故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-9任意一项所述的车辆电池保护装置，所述方法包括：
获取电池故障判断请求，根据所述电池故障判断请求，以第一预设频率获取车辆电池的放电电流；
根据所述放电电流计算电池减损速度，判断所述电池减损速度是否达到第一预设阈值；
若所述减损速度达到预设阈值，则继续检测车辆实时车速，根据车辆实时车速获取对应所述车辆实时车速的电池减损速度预设阈值，并判断所述电池减损速度是否达到对应所述车辆实时车速的电池减损速度预设阈值；
若所述电池减损速度是否达到对应所述车辆实时车速的电池减损速度预设阈值，则发出电池故障警报。
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