CN116278752A - 热失控检查方法、装置、唤醒电路及非易失性存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热失控检查方法、装置、唤醒电路及非易失性存储介质。其中，该方法包括：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；主控芯片将根据目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，唤醒指令用于指示时钟芯片在目标时刻唤醒电池管理系统；控制车辆高压下电，以及控制电池管理系统下电；在目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于工作电压为采集组件上电，其中，工作电压为电源管理芯片被时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持主控芯片工作的电压；根据采集组件采集的动力电池的状态参数确定动力电池是否发生了热失控。本发明解决了车辆在下电状态下发生电池热失控时难以预警的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源车辆领域，具体而言，涉及一种热失控检查方法、装置、唤醒电路及非易失性存储介质。
背景技术
新能源汽车产业迅速推广，锂电池作为新能源汽车的能量核心具有高比能、自放电率低以及循环寿命长的优点，因此在电动汽车中广泛搭载。但随着锂离子电池的大规模使用也带来了一系列的安全问题，例如锂离子动力电池会发生热失控事故。热失控是指新能源汽车的动力电池因过温、过充、内短路、机械滥用等危害导致电池在短时间内释放巨大能量引起电池冒烟、起火甚至爆炸等链式反应现象。热失控问题给电动汽车以及驾乘人员带来极大的生命和财产威胁，是阻碍目前新能源汽车发展的主要安全因素之一。
热失控的本质是温度、电压、内阻等理化数据的变化，因此通过监测温度、电压等运行数据并设置合理的检测策略，能够提前预警热失控事件发生，给驾乘人员预留足够的逃生时间，同时通过合理的处理措施也可以极大地降低人员生命和财产损失。
数据显示热失控高发阶段在车辆静置8小时内，但车辆在下电休眠状态下，汽车的控制器无法监控当前电池状态，当热失控事件发生时无法有效预警，导致损失进一步扩大。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种热失控检查方法、装置、唤醒电路及非易失性存储介质，以至少解决车辆在下电状态下发生电池热失控时难以预警的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种热失控检查方法，包括：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；主控芯片将根据所述目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，所述主控芯片和所述时钟芯片位于所述车辆的电池管理系统中，所述唤醒指令用于指示所述时钟芯片在所述目标时刻唤醒所述电池管理系统；控制所述车辆高压下电，以及控制所述电池管理系统下电；在所述目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于所述工作电压为采集组件上电，其中，所述工作电压为所述电源管理芯片被所述时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持所述主控芯片工作的电压，所述唤醒信号为所述时钟芯片响应所述唤醒指令在所述目标时刻发出的信号，所述采集组件位于所述电池管理系统中并用于采集所述动力电池的状态参数；根据所述采集组件采集的所述动力电池的状态参数确定所述动力电池是否发生了热失控。
可选地，上述方法还包括：在所述目标时刻，接收所述时钟芯片发送的通知信号，以及接收所述电源管理芯片输出的工作电压；根据所述通知信号和所述工作电压，确定本次上电为热失控巡检状态；控制所述电池管理系统进入所述热失控巡检状态，其中，所述电池管理系统在所述热失控巡检状态下不发送报文且保持所述车辆处于高压下电状态。
可选地，所述接收所述时钟芯片发送的通知信号，包括：接收所述时钟芯片的中断管脚输出的低电平并将所述低电平作为所述通知信号，其中，所述中断管脚连接于所述主控芯片。
可选地，所述唤醒指令包括：指示所述时钟芯片在监控到时钟到达所述目标时刻的情况下通过所述中断管脚输出所述低电平，其中，所述低电平同时作为所述通知信号和所述唤醒信号。
可选地，所述确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻，包括：确定所述车辆进行高压下电的下电时刻；根据所述下电时刻和预设时间间隔，生成所述目标时刻，其中，所述预设时间间隔为对所述动力电池进行检查的时间间隔。
可选地，所述为采集组件上电，包括：分别为从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块上电，以使所述从控芯片采集所述动力电池的单体参数，使所述总压采集模块采集所述动力电池的总压，使所述绝缘检测模块采集所述动力电池的绝缘状态参数，其中，所述采集组件包括所述从控芯片、所述总压采集模块和所述绝缘检测模块。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种唤醒电路，所述唤醒电路应用于上述任意一项所述的热失控检查方法中，包括：时钟芯片，电源管理芯片，主控芯片，第一电源，第二电源，三极管，NMOS管，第一限流电阻，第二限流电阻，第一稳压二极管，第二稳压二极管，其中，所述时钟芯片的中断管脚和分别与所述主控芯片和所述NMOS管的源极连接；所述NMOS管，栅极与第一稳压二极管和所述第二限流电阻连接，漏极与所述三极管的基极连接；所述三极管，发射极与所述第二电源和所述第一限流电阻连接，集电极与所述电源管理芯片连接；所述电源管理芯片与所述主控芯片连接；所述第一稳压二极管分别与所述第一电源和所述时钟芯片连接；所述第二稳压二极管一端与所述第二限流电阻连接，另一端接地；所述第二限流电阻一端与所述NMOS管的栅极连接，另一端与所述第一限流电阻连接。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种热失控检查装置，包括：第一确定模块，用于确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；生成模块，用于主控芯片将根据所述目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，所述主控芯片和所述时钟芯片位于所述车辆的电池管理系统中，所述唤醒指令用于指示所述时钟芯片在所述目标时刻唤醒所述电池管理系统；控制模块，用于控制所述车辆高压下电，以及控制所述电池管理系统下电；上电模块，用于在所述目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于所述工作电压为采集组件上电，其中，所述工作电压为所述电源管理芯片被所述时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持所述主控芯片工作的电压，所述唤醒信号为所述时钟芯片响应所述唤醒指令在所述目标时刻发出的信号，所述采集组件位于所述电池管理系统中并用于采集所述动力电池的状态参数；第二确定模块，用于根据所述采集组件采集的所述动力电池的状态参数确定所述动力电池是否发生了热失控。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种非易失性存储介质，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行上述任意一项所述热失控检查方法。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行所述存储器存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述热失控检查方法。
在本发明实施例中，采用控制汽车在下电休眠状态下唤醒电池管理系统进行热失控巡检的方式，通过向电池管理系统的时钟芯片发送唤醒指令，指示时钟芯片在车辆处于下电状态的目标时刻唤醒电池管理系统对车辆的动力电池进行检查，达到了在车辆处于下电休眠状态下依然可以对车辆的动力电池进行定时安全巡检的目的，从而实现了在车辆处于下电休眠状态下及时检查动力电池是否发生热失控的技术效果，进而解决了车辆在下电状态下发生电池热失控时难以预警的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了一种用于实现热失控检查方法的计算机终端的硬件结构框图；
图2是根据本发明实施例提供的热失控检查方法的流程示意图；
图3是根据本发明可选实施例提供的热失控定时巡检方法的流程框图；
图4是根据本发明实施例提供的唤醒电路的电路图；
图5示出了根据本发明可选实施例提供的电池包的结构示意图；
图6是根据本发明实施例提供的热失控检查装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种热失控检查的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。图1示出了一种用于实现热失控检查方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端10可以包括一个或多个(图中采用102a、102b，……，102n来示出)处理器(处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器104。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口(I/O接口)、通用串行总线(USB)端口(可以作为BUS总线的端口中的一个端口被包括)、网络接口、电源和/或相机。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算机终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
应当注意到的是上述一个或多个处理器和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算机终端10中的其他元件中的任意一个内。如本申请实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制(例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择)。
存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的热失控检查方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的应用程序的热失控检查方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器(LCD)，该液晶显示器可使得用户能够与计算机终端10的用户界面进行交互。
相关技术中，一部分热失控解决方案提供的热失控检测只能在车辆被唤醒的状态下进行，该检测方法无法覆盖车辆的下电生命周期，当车辆下电休眠时无法对动力电池的热失控进行预警。或者，其他热失控监测方案需要依赖外部检测装备，例如加装烟雾传感器、压力传感器等外部传感器对动力电池进行单独检测，该方案成本较高。
为了解决新能源汽车的热失控检测问题，本发明提供了一种热失控检查方法。图2是根据本发明实施例提供的热失控检查方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻。
可选地，本步骤中的确定动作可以由电池管理系统中的主控芯片执行。其中，车辆为采用动力电池作为动力源的新能源汽车，例如可以是纯电动汽车，也可以是油电混动汽车。需要说明的是，目标时刻下车辆应当处于下电休眠状态，在目标时刻下相关技术提出的方案中由于车辆下电休眠而导致车辆上的电力设备无法工作，此时无法对动力电池进行热失控检查。
作为一种可选的实施例，可以通过如下方式确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻：确定车辆进行高压下电的下电时刻；根据下电时刻和预设时间间隔，生成目标时刻，其中，预设时间间隔为对动力电池进行检查的时间间隔。
可选地，车辆的高压下电时刻可以根据用户的熄火动作确定，例如，当用户执行让车辆熄火的动作时，主控芯片可以确定下电时刻为该动作的1秒之后，进而根据预设时间间隔可以确定在车辆处于下电休眠状态下时对动力电池进行第一次热失控检测的目标时刻。
此外，还可以基于如下可选实施例确定目标时刻，即根据车辆的电池管理系统上一次对动力电池进行热失控检查的时刻和预设时间间隔确定目标时刻，基于该可选实施例可以实现在车辆处于下电休眠状态时对动力电池进行定时巡检。需要说明的是，基于该可选实施例提供的热失控检查方法中可以不包括步骤S206中的“控制车辆高压下电”的动作，因为在电池管理系统上一次对动力电池进行热失控检查的时刻下车辆处于下电休眠的状态，因此不用控制车辆再进行高压下电了。
步骤S204，主控芯片将根据目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片(Real TimeClock，简称RTC)，其中，主控芯片和时钟芯片位于车辆的电池管理系统中，唤醒指令用于指示时钟芯片在目标时刻唤醒电池管理系统。
步骤S202和步骤S204中主控芯片为上电状态。主控芯片和时钟芯片均隶属于车辆的电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)，相关技术中电池管理系统随车辆上电启动而唤醒，随车辆下电休眠而下电休眠。需要说明的是，时钟芯片由于需要计时并提供准确地时钟信号，故其由单独的蓄电池进行供电，时钟芯片进而可以时刻保持上电状态，不随整车或者电池管理系统的上电状态的改变而改变自身上电状态。相关技术中，时钟芯片并不具有唤醒电池管理系统的能力，为了实现由时钟芯片根据唤醒指令在目标时刻唤醒电池管理系统，可以对电池管理系统中的电源管理芯片、主控芯片和时钟芯片之间的电路进行改进，可选地，可以采用本发明实施例提供的唤醒电路以使时钟芯片具有唤醒能力，该唤醒电路会在对应的实施例部分进行说明。
需要说明的是，时钟芯片的中断模式可以包括以下三种至少之一：定时模式，倒计时模式和固定频率模式。主控芯片可以通过唤醒指令将时钟芯片的中断模式设定为定时模式，同时将该模式下的中断时刻设定为目标时刻，进而实现控制时钟芯片在目标时刻通过中断引脚输出低电平并完成后续流程。
步骤S206，控制车辆高压下电，以及控制电池管理系统下电。
本步骤中，主控芯片可以控制车辆高压下电，使得车辆进入下电休眠状态，此时车主可以离开车辆，由主控芯片基于本实施例提供的热失控检查方法对车辆的动力电池进行热失控检测，保证车辆在下电休眠状态下的安全。
步骤S208，在目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于工作电压为采集组件上电，其中，工作电压为电源管理芯片被时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持主控芯片工作的电压，唤醒信号为时钟芯片响应唤醒指令在目标时刻发出的信号，采集组件位于电池管理系统中并用于采集动力电池的状态参数。
需要说明的是，目标时刻到来之前，车辆整车及电池管理系统中除了时钟芯片均处于下电休眠状态，时钟芯片在目标时刻响应唤醒指令发出唤醒信号，该信号首先唤醒电池管理系统的电源管理芯片，电源管理芯片被唤醒后为电池管理系统中的其他组件提供电能，使得整个电池管理系统被唤醒，其中，电池管理系统中的其他组件包括主控芯片和采集组件。
作为一种可选的实施例，时钟芯片还可以通过向主控芯片发送通知信号的方式告知主控芯片本次热失控检查是在车辆处于下电休眠状态下的热失控巡检，而不是车辆上电启动之后的检查。可选地，主控芯片在目标时刻可以接收时钟芯片发送的通知信号以及接收电源管理芯片输出的工作电压，主控芯片根据通知信号和工作电压，确定本次上电为热失控巡检状态；控制电池管理系统进入热失控巡检状态，其中，电池管理系统在热失控巡检状态下不发送报文且保持车辆处于高压下电状态。热失控巡检状态可以仅启动电池管理系统而不启动车辆的其他电力设备，因此电池管理系统在热失控巡检状态下可以不向外部发送报文，不进行通讯。
作为一种可选的实施例，主控芯片接收的时钟芯片发送的通知信号可以为时钟芯片的中断管脚输出的低电平，并将低电平作为通知信号，其中，中断管脚连接于主控芯片。可选地，主控芯片向时钟芯片发送的唤醒指令可以用于指示时钟芯片在监控到时钟到达目标时刻的情况下通过中断管脚输出低电平。需要说明的是，上述可选实施例中低电平可以同时作为通知信号和唤醒信号。
可选地，时钟芯片的中断管脚可以在平时输出高电平，而仅在达到目标时刻之后拉低引脚电平，通过引脚线路向外输出一个低电平，告知主控芯片本次电池管理系统的上电启动为热失控巡检状态，也通过低电平唤醒电源管理芯片，实现将电池管理系统唤醒并使电池管理系统进入热失控巡检状态。
由于时钟芯片本身不具有唤醒电源管理芯片的能力，因此可以采用本发明实施例提供的唤醒电路，使得时钟芯片的中断管脚输出的低电平可以打开电源管理芯片与为其供电的蓄电池之间的开关，使得电源管理芯片启动并为整个电池管理系统供电。具体的，时钟芯片计时到达目标时刻后可以通过中断管脚输出低电平，该电平信号一方面作为唤醒信号让上拉电源(12V)输出一个高电平触发电源管理芯片进而唤醒整个BMS系统；另一方面可以作为通知信号输出给主控芯片，让主控芯片识别当前唤醒源是哪个模块，进而决定进入什么工作模式。
步骤S210，根据采集组件采集的动力电池的状态参数确定动力电池是否发生了热失控。
本步骤中，主控芯片可以收集各个采集组件采集到的状态参数，然后基于热失控判断逻辑进行数据处理，确定车辆的动力电池当前是否发生了热失控现象。若出现了热失控，主控芯片可以通知告警单元进行告警，提示车主及时处理，避免事故扩大导致更大的损失。
作为一种可选的实施例，为采集组件上电，包括：分别为从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块上电，以使从控芯片采集动力电池的单体参数，使总压采集模块采集动力电池的总压，使绝缘检测模块采集动力电池的绝缘状态参数，其中，采集组件包括从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块。
通过上述步骤，采用控制汽车在下电休眠状态下唤醒电池管理系统进行热失控巡检的方式，通过向电池管理系统的时钟芯片发送唤醒指令，指示时钟芯片在车辆处于下电状态的目标时刻唤醒电池管理系统对车辆的动力电池进行检查，达到了在车辆处于下电休眠状态下依然可以对车辆的动力电池进行定时安全巡检的目的，从而实现了在车辆处于下电休眠状态下及时检查动力电池是否发生热失控的技术效果，进而解决了车辆在下电状态下发生电池热失控时难以预警的技术问题。
图3是根据本发明可选实施例提供的热失控定时巡检方法的流程框图，如图3所示，该可选的实施例提供的热失控定时巡检方法可以包括如下步骤：
S10，当车辆的电池管理系统接收到整车下电休眠指令时，主控芯片配置时钟芯片进行下一次热失控巡检为：当前时间加20min，得到目标时刻，根据目标时刻生成唤醒指令并发送至时钟芯片，并将最近一次ON/A+挡非时钟芯片唤醒下电休眠时间存入存储芯片中；
S20，在电池管理系统休眠过程中，电源管理芯片判断当前是否有其他唤醒信号(例如整车上电信号)；如果有非时钟芯片输出的唤醒信号，进入正常上电流程S30，如果没有，继续等待进入响应时钟芯片的唤醒信号的步骤S40；
S30，此时进入整车正常上电模式，实时监测当前单体电压、温度、绝缘、总压和通讯状态并清除时钟芯片定时计数器；
S60，根据当前运行数据，判断是否满足热失控条件，如果满足则可以通过网络管理或电平信号唤醒车辆的其他控制器并触发热失控报警；如果动力电池的当前参数不满足热失控条件，则可以认为动力电池当前的状态是安全的，此时可以判断是否有下电休眠指令；
S61，接收到下电休眠指令且钥匙关闭时，进入流程S10；如果无下电休眠指令则进入流程S30持续检测动力电池的状态；
S40，时钟芯片302对比当前日历时间与定时时间，如果定时时间到达且当前仅有时钟芯片唤醒信号则进入时钟芯片唤醒模式S50；如果不满足则进入S20持续检测唤醒信号；
S50，电池管理系统进入热失控巡检状态，该热失控巡检状态为由时钟芯片唤醒所达到的状态，电池管理系统可以实时检测当前单体电压、温度、绝缘、总压和通讯状态并持续该巡检状态30s；
S70，根据当前动力电池的状态参数判断是否满足热失控条件，如果有热失控发生则进入流程S80并触发热失控报警；如果状态参数不满足条件则进入流程S90；
S90，主控芯片读取存储芯片中最近一次ON/A+挡非时钟芯片唤醒下电休眠时间并与当前时钟芯片实时时间对比；
S100，判断当前下电总时间是否大于2h，如果间隔时间大于2h则进入流程S110,如果小于等于2h则进入流程S101；
S101，配置下一次时钟芯片唤醒定时时间为：当前时间+20min，根据该新的唤醒定时时间生成新的唤醒指令并发送给时钟芯片，然后控制电池管理系统进入休眠状态等待重新执行流程S20至S100；
S110，判断当前车辆的高压下电后的总时间是否大于4h。如果总时间大于4h则进入流程S120,如果小于等于4h则进入流程S111；
S111，配置下一次时钟芯片唤醒定时时间为：当前时间+40min，根据该新的唤醒定时时间生成新的唤醒指令并发送给时钟芯片，然后控制电池管理系统进入休眠状态等待重新执行流程S20至S110；
S120，判断当前下电总时间是否大于8h。如果间隔时间大于8h则进入流程S130,如果小于等于8h则进入流程S121；
S121，配置下一次时钟芯片唤醒定时时间为：当前时间+1h，并进入休眠状态重新执行流程S20至S120；
S130，配置下一次时钟芯片唤醒定时时间为：当前时间+2h，并进入休眠状态重新执行流程S20至S120。
可选地，上述步骤中的热失控判断条件可以包括如下几种条件：
条件一：单体最小电压Vmin＜2.0V||总压＜1.8V*串数(持续时间300ms)&&最大温度Tmax>68℃(持续时间2000ms)，需过滤0V电压值；
条件二：单体最小电压Vmin＜2.0V||总压＜1.8V*串数(持续时间300ms)&&温升过快dT/dt>3℃/s(持续时间2000ms)，需过滤0V电压值；
条件三：单体最小电压Vmin＜2.0V||总压＜1.8V*串数(持续时间300ms)&&温差(Tmax-Tmin)>30℃(持续时间2000ms)，需过滤0V电压值；
条件四：温升过快dT/dt>3℃/s(持续时间2000ms)&&最大温度Tmax>68℃(持续时间2000ms)；
条件五：温升过快dT/dt>3℃/s(持续时间2000ms)&&温差(Tmax-Tmin)>30℃(持续时间2000ms)；
条件六：采集线故障&&温升过快dT/dt>3℃/s(持续时间2000ms)(需过滤掉-40和255两个值)；
条件七：采集线故障&&最大温度Tmax>68℃(持续时间2000ms)(需过滤掉-40和255两个值)；
条件八：采集线故障&&温差(Tmax-Tmin)>30℃(持续时间2000ms)(需过滤掉-40和255两个值)；
条件九：单体数据不更新(菊花链故障或从机采集故障)(持续时间2000ms)&&最大温度Tmax>80℃(持续时间2000ms)；
条件十：单体数据不更新(菊花链故障或从机采集故障)(持续时间2000ms)&&温升过快dT/dt>3℃/s(2000ms)；
条件十一：单体数据不更新(菊花链故障或从机采集故障)(持续时间2000ms)&&温差(Tmax-Tmin)>30℃(2000ms)；
条件十二：绝缘故障>＝1&&数据不更新(菊花链故障或从机采集故障)(持续时间2000ms)；
条件十三：绝缘故障>＝1&&最大温差(Tmax-Tmin)>30℃(持续时间2000ms)。
需要说明的是，上述热失控判断条件中逻辑运算符“&&”表示“与”，“||”表示“或”。以上多种热失控判断条件之间为或的关系，热失控判断条件中涉及的各项参数均为采集组件采集到的动力电池的状态参数。主控芯片可以根据状态参数和上述热失控判断条件确定动力电池是否发生了热失控，例如，当上述多个热失控判断条件中的任意一个条件被满足时即判定动力电池发生了热失控，电池管理系统可以立即发出报警，禁止充电，向车辆电控系统请求下高压，并限制充放电功率为0，实现对车辆动力电池的安全防护。
本发明基于现有电池包系统架构，在不增加外部独立烟雾报警模块和压力传感器的情况下，利用电池管理系统内部的时钟芯片、温度检测、电压检测等组件，在车辆下电状态下，每间隔一段时间后定时唤醒电池管理系统主动检测动力电池的当前温度、电压、绝缘、通讯状态等运行数据并通过算法提前预警热失控事件。本发明主要解决了传统热失控检测方案无法覆盖车辆下电状态下检测问题和比较依赖外部独立热失控检测装备带来系统成本过高的问题。
根据本发明实施例，还提供了一种唤醒电路，该唤醒电路应用于上述任意一项的热失控检查方法中。图4是根据本发明实施例提供的唤醒电路的电路图，如图4所示，该唤醒电路包括：
时钟芯片，电源管理芯片，主控芯片，第一电源V1，第二电源V2，三极管Q1，NMOS管Q2，第一限流电阻R1，第二限流电阻R2，第一稳压二极管D1，第二稳压二极管D2，其中，时钟芯片的中断管脚和分别与主控芯片和NMOS管Q2的源极连接；NMOS管Q2，栅极与第一稳压二极管和第二限流电阻连接，漏极与三极管的基极连接；三极管Q1，发射极与第二电源和第一限流电阻连接，集电极与电源管理芯片连接；电源管理芯片与主控芯片连接；第一稳压二极管D1分别与第一电源和时钟芯片连接；第二稳压二极管D2一端与第二限流电阻连接，另一端接地；第二限流电阻一端与NMOS管的栅极连接，另一端与第一限流电阻连接。
上述唤醒电路中，当时钟芯片拉低中断管脚的电平，通过终端管脚输出低电平时，主控芯片可以捕捉到该低电平，同时该低电平可以导通NMOS管Q2，进而导通三极管Q1，使得蓄电池V2可以经过三极管Q1向电源管理芯片输送唤醒电压，使得电源管理芯片被唤醒，电源管理芯片可以进一步唤醒整个电池管理系统，使得电池管理系统进入热失控巡检状态。
图5示出了根据本发明可选实施例提供的电池包的结构示意图，如图5所示：V1为3.3V电源，用于在电池管理系统正常上电状态下给时钟芯片供电，V2/V3为12V的外部蓄电池，当电池管理系统处于下电休眠状态下，V2经过限流电阻R1、R2以及稳压二极管D2转换为3.3V给时钟芯片持续供电以保证电池管理系统在休眠状态下的时候时钟芯片可以正常工作。
电池管理系统在下电休眠前主控芯片可以通过SDA管脚与SCL管脚与时钟芯片通讯并通过传输唤醒指令为时钟芯片配置目标时刻，时钟芯片接收到主控芯片的基于实时时间和目标时刻进行比较，当实时时间到达目标时刻时，时钟芯片中断管脚输出一个低电平，此时回路上NMOS管Q2和三极管Q1导通，V2输出12V高电平给电源管理芯片唤醒IO检测口，此时低电平信号发挥的功能是用于唤醒电源管理芯片的唤醒信号。电源管理芯片激活开始工作并给主控芯片和其他外围芯片供电，完成定时唤醒电池管理系统的全过程。
可选的，电池管理系统可以包括如下各个组件：
主控模块300和从控模块200，主要功能包括：单体电压和温度采集、总压计算、均衡管理、SOX计算、热管理、电池状态控制、高压上下电管理、故障诊断、充电管理等；
由电池模组串101并联组成的电池组100，其正极为Vpack+，负极为Vpack-；
由单个电芯组成的电池模组101，电池模组101上方布有温度传感器、采集线202和单体电压采集线201；
从控模块200，主要负责电池单体电压、温度采集、计算、电池均衡以及相应的故障诊断，并将采集的信息通过CAN或者SPI通讯传递给主控模块300；
单体电压采集线束201，一端连接在模组电芯极片上，另一端连接在单体采集模块203采集口中，用来检测电芯单体电压，其采集电压为Vcell0——Vcelln，具体采集数量由电芯数量决定；
温度传感器以及采集线束202，其中温度传感器均匀分布在模组上方，采集线束一端接在温感反馈口、一端接在单体采集模块203采集口中，主要用来检测模组温度，其采集温度为T1——Tn，具体采集数量由温感排布决定；
单体电压和温度采集模块203，负责电芯单体电压、温度采集、计算和故障诊断，具体信息通过SPI或菊花链传递给从控芯片204；
从控芯片204，主要负责与主控模块300通讯，将处理完成的单体采集模块203采集的单体电压和温度信息上传给主控芯片204，同时，接收主控芯片204的指令控制单体采集模块203的均衡开启或关断；
主控模块300，一方面，负责接收从控模块的单体温度和电压信息；另一方面，实现电池模式状态控制、SOX计算、充放电管理、热管理功能、故障诊断、均衡管理、继电器控制、电流以及总压采集等等。
电源管理芯片301(System Basis Chip，缩写为SBC)，通过SPI与主控芯片通讯，负责主控模块300、从控模块204中所有模块以及芯片供电管理、唤醒识别以及看门狗功能管理，本发明中电源管理芯片301重点用来被时钟芯片302的唤醒信号唤醒，并为电池管理系统中的其他组件供电，以唤醒整个电池管理系统；
时钟芯片302，负责日历时间计时以及定时功能，通过I2C与主控芯片303进行通讯，在当前时间到达主控芯片配置的目标时刻后输出低电平的中断信号触发电源管理芯片唤醒电池管理系统中的所有组件，完成定时唤醒功能；
主控芯片303，一方面负责与各模块通讯接收各模块上传的信息并传递指令控制各模块运行并进行故障；另一方面，负责上传电池实时状态信息、故障报警、充电管理以及高压上下电控制；
总压采集模块304，负责电池包正负极总压采集以及分流器电流采集，通过SPI与主控芯片通讯；
绝缘检测模块305，负责电池高压正负极绝缘电阻采集以及计算并通过SPI与主控芯片通讯。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的热失控检查方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述热失控检查方法的热失控检查装置，图6是根据本发明实施例提供的热失控检查装置的结构框图，如图6所示，该热失控检查装置包括：第一确定模块62，生成模块64，控制模块66，上电模块68和第二确定模块70，下面对该热失控检查装置进行说明。
第一确定模块62，用于确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；
生成模块64，连接于上述第一确定模块62，用于主控芯片将根据目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，主控芯片和时钟芯片位于车辆的电池管理系统中，唤醒指令用于指示时钟芯片在目标时刻唤醒电池管理系统；
控制模块66，连接于上述生成模块64，用于控制车辆高压下电，以及控制电池管理系统下电；
上电模块68，连接于上述控制模块66，用于在目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于工作电压为采集组件上电，其中，工作电压为电源管理芯片被时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持主控芯片工作的电压，唤醒信号为时钟芯片响应唤醒指令在目标时刻发出的信号，采集组件位于电池管理系统中并用于采集动力电池的状态参数；
第二确定模块70，连接于上述上电模块68，用于根据采集组件采集的动力电池的状态参数确定动力电池是否发生了热失控。
此处需要说明的是，上述第一确定模块62，生成模块64，控制模块66，上电模块68和第二确定模块70对应于实施例中的步骤S202至步骤S210，多个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在实施例提供的计算机终端10中。
本发明的实施例可以提供一种计算机设备，可选地，在本实施例中，上述计算机设备可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。该计算机设备包括存储器和处理器。
其中，存储器可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的热失控检查方法和装置对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的热失控检查方法。存储器可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器可以通过传输装置调用存储器存储的信息及应用程序，以执行下述步骤：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；主控芯片将根据目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，主控芯片和时钟芯片位于车辆的电池管理系统中，唤醒指令用于指示时钟芯片在目标时刻唤醒电池管理系统；控制车辆高压下电，以及控制电池管理系统下电；在目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于工作电压为采集组件上电，其中，工作电压为电源管理芯片被时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持主控芯片工作的电压，唤醒信号为时钟芯片响应唤醒指令在目标时刻发出的信号，采集组件位于电池管理系统中并用于采集动力电池的状态参数；根据采集组件采集的动力电池的状态参数确定动力电池是否发生了热失控。
可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：在目标时刻，接收时钟芯片发送的通知信号，以及接收电源管理芯片输出的工作电压；根据通知信号和工作电压，确定本次上电为热失控巡检状态；控制电池管理系统进入热失控巡检状态，其中，电池管理系统在热失控巡检状态下不发送报文且保持车辆处于高压下电状态。
可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：接收时钟芯片发送的通知信号，包括：接收时钟芯片的中断管脚输出的低电平并将低电平作为通知信号，其中，中断管脚连接于主控芯片。
可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：唤醒指令包括：指示时钟芯片在监控到时钟到达目标时刻的情况下通过中断管脚输出低电平，其中，低电平同时作为通知信号和唤醒信号。
可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻，包括：确定车辆进行高压下电的下电时刻；根据下电时刻和预设时间间隔，生成目标时刻，其中，预设时间间隔为对动力电池进行检查的时间间隔。
可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：为采集组件上电，包括：分别为从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块上电，以使从控芯片采集动力电池的单体参数，使总压采集模块采集动力电池的总压，使绝缘检测模块采集动力电池的绝缘状态参数，其中，采集组件包括从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一非易失性存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(RandomAccess Memory，RAM)、磁盘或光盘等。
本发明的实施例还提供了一种非易失性存储介质。可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以用于保存上述实施例所提供的热失控检查方法所执行的程序代码。
可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；主控芯片将根据目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，主控芯片和时钟芯片位于车辆的电池管理系统中，唤醒指令用于指示时钟芯片在目标时刻唤醒电池管理系统；控制车辆高压下电，以及控制电池管理系统下电；在目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于工作电压为采集组件上电，其中，工作电压为电源管理芯片被时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持主控芯片工作的电压，唤醒信号为时钟芯片响应唤醒指令在目标时刻发出的信号，采集组件位于电池管理系统中并用于采集动力电池的状态参数；根据采集组件采集的动力电池的状态参数确定动力电池是否发生了热失控。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在目标时刻，接收时钟芯片发送的通知信号，以及接收电源管理芯片输出的工作电压；根据通知信号和工作电压，确定本次上电为热失控巡检状态；控制电池管理系统进入热失控巡检状态，其中，电池管理系统在热失控巡检状态下不发送报文且保持车辆处于高压下电状态。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：接收时钟芯片发送的通知信号，包括：接收时钟芯片的中断管脚输出的低电平并将低电平作为通知信号，其中，中断管脚连接于主控芯片。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：唤醒指令包括：指示时钟芯片在监控到时钟到达目标时刻的情况下通过中断管脚输出低电平，其中，低电平同时作为通知信号和唤醒信号。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻，包括：确定车辆进行高压下电的下电时刻；根据下电时刻和预设时间间隔，生成目标时刻，其中，预设时间间隔为对动力电池进行检查的时间间隔。
可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：为采集组件上电，包括：分别为从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块上电，以使从控芯片采集动力电池的单体参数，使总压采集模块采集动力电池的总压，使绝缘检测模块采集动力电池的绝缘状态参数，其中，采集组件包括从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个非易失性取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热失控检查方法，其特征在于，包括：
确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；
主控芯片将根据所述目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，所述主控芯片和所述时钟芯片位于所述车辆的电池管理系统中，所述唤醒指令用于指示所述时钟芯片在所述目标时刻唤醒所述电池管理系统；
控制所述车辆高压下电，以及控制所述电池管理系统下电；
在所述目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于所述工作电压为采集组件上电，其中，所述工作电压为所述电源管理芯片被所述时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持所述主控芯片工作的电压，所述唤醒信号为所述时钟芯片响应所述唤醒指令在所述目标时刻发出的信号，所述采集组件位于所述电池管理系统中并用于采集所述动力电池的状态参数；
根据所述采集组件采集的所述动力电池的状态参数确定所述动力电池是否发生了热失控。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述目标时刻，接收所述时钟芯片发送的通知信号，以及接收所述电源管理芯片输出的工作电压；
根据所述通知信号和所述工作电压，确定本次上电为热失控巡检状态；
控制所述电池管理系统进入所述热失控巡检状态，其中，所述电池管理系统在所述热失控巡检状态下不发送报文且保持所述车辆处于高压下电状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收所述时钟芯片发送的通知信号，包括：
接收所述时钟芯片的中断管脚输出的低电平并将所述低电平作为所述通知信号，其中，所述中断管脚连接于所述主控芯片。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述唤醒指令包括：指示所述时钟芯片在监控到时钟到达所述目标时刻的情况下通过所述中断管脚输出所述低电平，其中，所述低电平同时作为所述通知信号和所述唤醒信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻，包括：
确定所述车辆进行高压下电的下电时刻；
根据所述下电时刻和预设时间间隔，生成所述目标时刻，其中，所述预设时间间隔为对所述动力电池进行检查的时间间隔。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述为采集组件上电，包括：
分别为从控芯片、总压采集模块和绝缘检测模块上电，以使所述从控芯片采集所述动力电池的单体参数，使所述总压采集模块采集所述动力电池的总压，使所述绝缘检测模块采集所述动力电池的绝缘状态参数，其中，所述采集组件包括所述从控芯片、所述总压采集模块和所述绝缘检测模块。
7.一种唤醒电路，其特征在于，所述唤醒电路应用于权利要求1至6中任意一项所述的热失控检查方法中，包括：时钟芯片，电源管理芯片，主控芯片，第一电源V1，第二电源V2，三极管Q1，NMOS管Q2，第一限流电阻R1，第二限流电阻R2，第一稳压二极管D1，第二稳压二极管D2，其中，
所述时钟芯片的中断管脚和分别与所述主控芯片和所述NMOS管的源极连接；
所述NMOS管，栅极与第一稳压二极管和所述第二限流电阻连接，漏极与所述三极管的基极连接；
所述三极管，发射极与所述第二电源和所述第一限流电阻连接，集电极与所述电源管理芯片连接；
所述电源管理芯片与所述主控芯片连接；
所述第一稳压二极管分别与所述第一电源和所述时钟芯片连接；
所述第二稳压二极管一端与所述第二限流电阻连接，另一端接地；
所述第二限流电阻一端与所述NMOS管的栅极连接，另一端与所述第一限流电阻连接。
8.一种热失控检查装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定对车辆的动力电池进行检查的目标时刻；
生成模块，用于主控芯片将根据所述目标时刻生成的唤醒指令发送至时钟芯片，其中，所述主控芯片和所述时钟芯片位于所述车辆的电池管理系统中，所述唤醒指令用于指示所述时钟芯片在所述目标时刻唤醒所述电池管理系统；
控制模块，用于控制所述车辆高压下电，以及控制所述电池管理系统下电；
上电模块，用于在所述目标时刻接收电源管理芯片输出的工作电压，并基于所述工作电压为采集组件上电，其中，所述工作电压为所述电源管理芯片被所述时钟芯片发出的唤醒信号唤醒后输出的用于维持所述主控芯片工作的电压，所述唤醒信号为所述时钟芯片响应所述唤醒指令在所述目标时刻发出的信号，所述采集组件位于所述电池管理系统中并用于采集所述动力电池的状态参数；
第二确定模块，用于根据所述采集组件采集的所述动力电池的状态参数确定所述动力电池是否发生了热失控。
9.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述热失控检查方法。
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行所述存储器存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述热失控检查方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN116853070A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-10-10 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆电池的监控方法、装置、可读存储介质和车辆 |
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2022
- 2022-09-08 CN CN202211099521.8A patent/CN116278752A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116853070A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-10-10 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆电池的监控方法、装置、可读存储介质和车辆 |
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