CN116359759B - 大型储能电池包热失控检测装置、方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大型储能电池包热失控检测装置、方法及存储介质，该方法包括以下步骤：实时采集储能电池包中电芯的检测参数；若采集到的微连接结构的状态为断开状态，且采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则识别出发生热失控的电芯，并预警识别出的电芯出现热失控；若采集到的微连接结构的状态为连接状态，且采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则预警电芯出现热失控。本发明利用电芯发生热失控不同阶段的特性，通过湿度检测单元和连接单元双重标准判断热失控状态，避免误触发报警和不报警，提高了产品的精准度和客户使用的体验感，也能及时发现热失控，并且能提前发现电池包出现热失控，避免造成更大的损失。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及大型储能电池包热失控检测装置、方法及存储介质。
背景技术
储能电池包适用范围/产品包括：1、大容量工业电池系统中的电池；2、固定式：UPS、紧急电源、电力储备及相同用途装置；3、移动式：高尔夫运输车、叉车、无人运输车、铁路和海洋运输。
对于储能电池包，需要关注蓄电池和电池系统的安全要求。不仅需要进行电气类测试、热类测试、机械类测试等传统等级测试，还需要进行电池功能安全测试。
为了提高储能电池包的安全性，现阶段通过获取电芯异常的警示信号来判定是否发生热失控。如：申请日为2020年10月27号，公开号为CN112259900A，名称为电池模组、电池包及其电池热失控检测方法的中国发明专利公开了一种电池模组、电池包及其电池热失控检测方法，本电池包的电池模组包括多个电芯，多个电芯侧向彼此依次侧向邻接，且每个电芯一面配置有防爆阀；汇流排支架，汇流排支架呈板状且与多个电芯设有防爆阀的一面邻接设置，汇流排支架在与防爆阀对应的位置设有开口；电路采样板，电路采样板安装于汇流排支架的表面，电路采样板具有主体和与主体一体连接的至少一个弱化部，至少一个弱化部与开口的位置相对应，本电池模组可获取电芯异常的警示信号。但是，由于上述发明专利的弱化部结构具有特殊性；一方面，整体模组运输过程中可能会因为震动导致弱化部折断，从而误触发报警，如果在此种状况下直接进行热失控处理，会影响客户工程项目的进度，影响产品的精准度和客户使用的体验感；另一方面，由于不同型号的电芯的开阀压力值、喷射速度（喷射力）、喷射角度可能存在不同，当设计的弱化部结构（如板厚度、与电路采样板的主体的连接方式）与电芯不适配时，可能存在实际情况下电解液喷射无法一次性直接冲断弱化部结构的情况，无法及时上报电池包的故障状态，存在非常大的安全隐患；再一方面，在热失控发生的前期，可能仅出现电解液泄露的现象，并未发展到防爆阀弹开的程度，若仅依靠后续检测防爆阀的状态来识别热失控，无法做到提前报警电池包的故障状态，会出现给系统反应预留的时间不充足，无法避免造成更大的损失的问题。
发明内容
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供大型储能电池包热失控检测装置，包括集成模块，所述集成模块上集成有若干串联铝排、若干PCB板、正负铝排，所述串联铝排用于串联电池模组中的电芯，所述正负铝排用于引出正负极，所述PCB板与所述串联铝排、所述正负铝排电连接，所述PCB板上设有若干开口、若干微连接结构、若干检测模块、若干电芯识别电路、BMS采集芯片，所述开口的位置与电芯的防爆阀的位置对应，所述微连接结构位于所述开口处，所述微连接结构设有连接引脚，所述微连接结构的连接引脚固定在所述PCB板上，所述检测模块内包含单个电芯对应的湿度检测单元和连接单元，所述湿度检测单元布设于对应电芯的微连接结构的底部，所述湿度检测单元用于检测对应电芯的湿度值，所述连接单元贯穿对应的所述微连接结构的连接引脚，所述连接单元用于检测所述微连接结构与所述PCB板的状态，每个所述电芯识别电路与对应的所述连接单元并联，相邻的所述电芯识别电路之间串联，每个电芯对应的所述电芯识别电路中电阻的阻值均不相同，所述BMS采集芯片与对应的检测模块中的湿度检测单元、连接单元以及所述电芯识别电路连接。
进一步地，所述湿度检测单元包括两个交叉设置的F形检测电路，两个交叉设置的F形检测电路用于检测电解液是否喷出。
进一步地，所述PCB板上还设有分压电路，每个湿度检测单元中的两个交叉设置的F形检测电路分别与所述分压电路并联，所述分压电路与所述BMS采集芯片连接，所述分压电路用于检测电解液喷出状态和未喷出状态对应的电压值。
进一步地，所述PCB板上还设有功率电子开关、若干温度采集电路，所述功率电子开关与所述BMS采集芯片连接，所述功率电子开关与所述温度采集电路连接，所述功率电子开关用于根据所述BMS采集芯片发送的控制指令通过所述温度采集电路采集对应位置处电芯的温度值；
所述集成模块上还设有若干温感采集镍片，所述PCB板通过所述温感采集镍片与对应的串联铝排、正负铝排连接；
所述温度采集电路包括温度传感器，所述温度传感器与所述温感采集镍片电连接。
本发明的第二目的是提供上述装置的大型储能电池包热失控检测方法，包括以下步骤：
实时采集储能电池包中电芯的检测参数，所述检测参数包括湿度参数、以及微连接结构与PCB板的状态；
判断采集到的微连接结构与PCB板的状态是否为断开状态；
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为断开状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则识别发生热失控的电芯，并预警识别出的电芯出现热失控；
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控；
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为连接状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则预警电芯出现热失控；
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控。
进一步地，所述实时采集储能电池包中电芯的检测参数包括以下步骤：
实时采集分压电路的电压值；
实时采集电芯识别电路的电压值。
进一步地，所述判断采集到的微连接结构与PCB板的状态是否为断开状态包括以下步骤：
获取采集到的电芯识别电路的第一电压值；
判断所述第一电压值是否达到第一预设电压值；
是则判定所述微连接结构与PCB板的状态为连接状态；
否则判定所述微连接结构与PCB板的状态为断开状态；
所述识别发生热失控的电芯包括以下步骤：
获取所述第一电压值；
通过所述第一电压值以及每个电芯对应的所述电芯识别电路中电阻的分压比，判断出发生热失控的电芯。
进一步地，所述判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值包括以下步骤：
获取采集到的分压电路的第二电压值；
判断所述第二电压值是否达到第二预设电压值；
是则判定采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值；
否则判定采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值。
进一步地，还包括以下步骤：
触发温度检测电路采集储能电池包中每个电芯对应的温度参数；
若采集到的温度参数达到预设的温度阈值，并且若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则识别出发生热失控的电芯，并预警电芯出现热失控；
所述触发温度检测电路采集储能电池包中每个电芯对应的温度参数包括以下步骤：
根据控制指令获取功率电子开关的温度采集通道的真值；
将获取到的真值与真值表对照，匹配出对应的温度采集电路；
控制匹配出的温度采集电路采集电芯的温度值。
本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现上述方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用电池包泄压、电解液的导电特性，设计了大型储能电池包热失控检测方法和装置，方案简单可靠、易实现、可靠性高、无需堆叠各种传感器、成本低，非常适合储能系统安全状态检测。
本发明利用电芯发生热失控不同阶段的特性，在热失控发生初期出现电解液泄露，但未发展至防爆阀弹开时，由于电解液具有导电性，若电解液喷射到检测模块内的湿度检测单元上，湿度检测单元受电解液影响，其阻值发生变化，进而可以判断出已经发生热失控，提前报警电池包的故障状态，并上报给上级系统，给系统反应预留出足够的时间，避免造成更大的损失；
本发明利用电池包中电芯的防爆阀喷射泄压和电解液的导电特性，当防爆阀打开，电解液喷射出来时，若因微连接结构与电芯不适配等原因导致电解液喷射无法一次性直接冲断弱化部结构，则通过检测模块内的湿度检测单元能够判断出电解液是否喷射出来，进而可以判断出电池包是否已发生热失控，实现及时上报电池包的故障状态，提高安全性；若冲断微连接板，则能够识别到防爆阀发生动作，再结合电解液喷射到检测模块内的湿度检测单元上，湿度检测单元受电解液影响，其阻值发生变化，进而确定已发生热失控，通知BMS系统及时终止电池的充、放电状态等，及时通知上级系统做出相应对策，避免造成更大的损失；
本发明利用电池包中电芯的防爆阀喷射泄压和电解液的导电特性，当防爆阀打开时，通过检测模块内的湿度检测单元进一步判断电解液是否喷射出来，若未检测到电解液喷出，则判定可能是因为整体模组运输过程中震动导致微连接结构折断引发误触发报警，不会影响客户工程项目的进度，提高了产品的精准度和客户使用的体验感。
本发明结合电芯热失控发展的规律，电芯温度的升高是电芯内压力升高的前提，当电芯内压强达到开阀值时，防爆阀才会弹开。利用这一规律，在每个电芯的镍片都布置有温度传感器，当发生热失控时，电芯温度会升高，当温度过高报警时，再结合防爆阀的状态和/或湿度检测结果，触发热失控报警，能够提前发现电池包出现热失控，并上报给上级系统，避免电池包状况进一步恶化，避免造成更大的损失。
本发明通过在检测模块的连接单元处并联电芯识别电路，将相邻的电芯识别电路之间串联，设置每个电芯对应的电芯识别电路中电阻的阻值均不相同，当连接单元被断开时，串联的电芯识别电路组成分压网络，通过检测电压及分压比不同，能够直接识别出微连接结构断裂的个数与具体位置，提高热失控处理的效率和准确性，检测精度高，需要的电阻器件少，元器件空间占比少，提高了空间利用率。
本发明通过电芯异常温度的定位，在微连接结构未被冲断的情况下，也能实现发生热失控的电芯的定位，提高热失控处理的效率和准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
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为热失控检测方式及反应过程示意图；
图2为实施例1的大型储能电池包结构示意图；
图3为实施例1的储能电池包热失控检测装置结构示意图；
图4为实施例1的两个交叉设置的F形检测电路、分压电路、连接单元及电芯识别电路示意图；
图5为实施例1的功率电子开关及温度采集电路示意图；
图6为实施例1的微连接结构示意图一；
图7为实施例1的微连接结构示意图二；
图8为实施例1的微连接结构示意图三；
图9为实施例1的微连接结构示意图四；
图10为实施例2的大型储能电池包热失控检测方法流程图；
图11为实施例3的电子设备示意图；
图12为实施例4的存储介质示意图。
图中：1、储能电池包热失控检测装置；11、PCB板；111、微连接结构；1111、连接引脚；112、BMS采集芯片；113、温度传感器；114、割槽；115、连接单元；116、湿度检测单元；12、串联铝排；13、正铝排；14、负铝排；15、温感采集镍片；2、电芯模组；3、托盘；4、前面板；5、上盖。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
在电芯热失控发生初期，电芯内部经过一系列的电化学反应之后，导致热失控发生，出现电芯内部防爆阀弹出的情况。如图1所示，本发明通过BMS采集板检测热失控信号，将检测到的热失控信号传输给BMS主板，BMS主板通过CAN或者Enthernet通讯方式传递给上级EMS系统（能量管理系统），进而采取相关的抑制措施，如关闭充、放电，启动消防等。
实施例1
应用了本发明提出的热失控检测装置的大型储能电池包的结构如图2所示。大型储能电池包包括储能电池包热失控检测装置1、电芯模组2、托盘3、前面板4和上盖5。在电芯的防爆阀上方的PCB板11上布设微连接结构111，配合BMS采集芯片112模拟采集功能，判断PCB板11上微连接结构111正常与否，进而可以判断出电芯防爆阀的状态，防爆阀上方布置温度传感器113可以辅助检测电芯内部喷出气体、烟雾、电解液的温度来判断热失控。
大型储能电池包热失控检测装置，如图3所示，包括集成模块，集成模块上集成有若干串联铝排12、若干PCB板11、正铝排13、负铝排14，串联铝排12用于串联电池模组中的电芯，正铝排13用于引出正极，负铝排14用于引出负极，PCB板与串联铝排、正负铝排电连接，PCB板11上设有若干开口、若干微连接结构111、若干检测模块、若干电芯识别电路、BMS采集芯片112，开口的位置与电芯的防爆阀的位置对应，微连接结构111位于开口处，微连接结构111设有连接引脚1111，微连接结构111的连接引脚1111固定在PCB板11上，检测模块内包含单个电芯对应的湿度检测单元116和连接单元115，将湿度检测单元116和连接单元115集成在一个模块中，能够显著减少空间占比，提高空间使用率。湿度检测单元116布设于对应电芯的微连接结构111的底部，湿度检测单元116用于检测对应位置处电芯的湿度值，连接单元115贯穿对应的微连接结构111的连接引脚1111，连接单元115用于检测微连接结构111与PCB板的状态，每个电芯识别电路与对应的连接单元115并联，相邻的电芯识别电路之间串联，每个电芯对应的电芯识别电路中电阻的阻值均不相同，BMS采集芯片112与对应的检测模块中的湿度检测单元116、连接单元115连接，BMS采集芯片112与电芯识别电路连接。BMS采集芯片112用于执行大型储能电池包热失控检测方法，关于方法的详细描述，可以参照下述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
如图6至图9所示，微连接结构111是通过在PCB板11预设位置进行切割形成割槽114，并在预设位置保留微连接结构111的连接引脚1111。本实施例中，PCB板11与微连接结构111、微连接结构111的连接引脚1111为一体结构；连接单元115采用信号线，信号线贯穿对应的微连接结构111的连接引脚1111；如图9所示，电芯识别电路采用电阻设计，电阻与信号线并联。
如图4所示，U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11为检测模块，需要说明的是，检测模块的数量不仅限于8个，图4中检测模块的数量仅是示例性的。检测模块的3号引脚和4号引脚之间的单元为连接单元115，每个连接单元115并联一个电阻，每个连接单元115并联的电阻值不同。U4的连接单元并联电阻R9，R9的阻值为510Ω，U5的连接单元并联电阻R73，R73的阻值为1KΩ，U6的连接单元并联电阻R51，R51的阻值为2KΩ，U7的连接单元并联电阻R52，R52的阻值为3KΩ，U8的连接单元并联电阻R53，R53的阻值为3.9KΩ，U9的连接单元并联电阻R55，R55的阻值为4.99KΩ，U10的连接单元并联电阻R56，R56的阻值为5.6KΩ，U11的连接单元并联电阻R74，R74的阻值为10KΩ。当某一检测模块中的连接单元115被冲断时，该连接单元115并联的电阻与电阻R8分压，分压经过电阻R81做缓冲送给BMS采集芯片112的A_AUXIN2引脚，可保护芯片避免受损。通过不同阻值的电阻的分压比不同，能够直接识别出微连接结构111断裂的个数与具体位置。相邻的电芯识别电路之间串联组成分压网络，通过检测电压实现电芯定位，检测精度高，需要的电阻器件少，空间占比少，提高了空间使用率。
当电芯因内、外部因素导致内部发生电化学反应，急剧产热、产气，导致内部气压升高。电芯因内部压力过大，导致防爆阀气压过大从电芯顶部弹出。防爆阀弹开、电解液喷出瞬间会产生一个向上的冲击力，当这个冲击力大于PCB板11上微连接结构111的连接引脚1111的支撑点力时，会将微连接结构111的连接引脚1111折断，检测模块的3号引脚和4号引脚之间的信号线会断开，相当于开路，微连接结构111与电芯识别电路的并联电路的信号就会从电芯识别电路的电阻经过，也就是说，微连接结构111与电芯识别电路并联电路的阻抗发生变化，进而将信号传送给BMS采集芯片112进行检测，由于不同的微连接结构111对应不同阻值的并联电阻，BMS采集芯片112根据不同阻值的电阻的分压比不同进而识别出已经喷射弹开的防爆阀。
湿度检测单元116包括两个交叉设置的F形检测电路，两个交叉设置的F形检测电路用于检测电解液是否喷出。PCB板11上还设有分压电路，每个湿度检测单元116的两个交叉设置的F形检测电路分别与分压电路并联，分压电路与BMS采集芯片112连接，分压电路用于检测电解液喷出状态和未喷出状态对应的电压值。
如图4所示，检测模块的1号引脚和2号引脚之间的单元为湿度检测单元116，也就是两个交叉设置的F形检测电路，F形检测电路可以采用PCB板上裸露出的铜层进行设计。本实施例中，两个交叉设置的F形检测电路中每条细线间距设计为1MM，储能电池包在组装好后处于密封状态，储能电池包内的水汽可能在低温下析出凝露，通常凝露的直径不大于1MM，不会误触发湿度检测。当出现防爆阀弹开，喷出电解液时，电解液的量通常会大于预设的检测距离，触发湿度检测。分压电路包括第一分压电路和第二分压电路，第一分压电路包括电阻R3、电阻R5，第二分压电路包括各检测模块以及电阻R4。当无电解液喷出，没有触发湿度检测时，由电阻R3和电阻R5分压，经过缓冲限流电阻R6传送给BMS采集芯片112。当有电解液喷出，两个交叉设置的F形检测电路遇到电解液之后，电阻值会发生变化，比如当U11中的湿度检测单元116被触发时，由电阻R3和电阻R4分压，经过缓冲限流电阻R6传送给BMS采集芯片112。通过检测出的电压值的差异实现电解液是否喷出的判断。
电芯因内、外部因素导致内部发生电化学反应，急剧产热、产气，导致内部气压升高。也就是说，电芯温度的升高是电芯内压力升高的前提，当电芯内压强达到开阀值时，防爆阀才会弹开。因此，通过温度检测可以实现辅助判断电池热失控的状态。
PCB板11上还设有功率电子开关、若干温度采集电路，功率电子开关与BMS采集芯片连接，功率电子开关与温度采集电路连接，功率电子开关用于根据BMS采集芯片112发送的控制指令通过温度采集电路采集对应位置处电芯的温度值。集成模块上还设有若干温感采集镍片15，PCB板11通过温感采集镍片15与对应的串联铝排12、正负铝排14连接，温度采集电路包括温度传感器113，温度传感器113与温感采集镍片15电连接。
如图5所示，功率电子开关为U3，U3的S0引脚、S1引脚、S2引脚用于接收BMS采集芯片112发送的控制指令，U3的Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚、Y7引脚用于采集对应电芯的温度值。通过控制S0引脚、S1引脚、S2引脚的数值，实现不同温度采集电路的温度采集，S0引脚、S1引脚、S2引脚再将采集到的温度信息传送给BMS采集芯片112。U3的S0引脚、S1引脚、S2引脚的真值表如表1所示。
表1 U3的S0引脚、S1引脚、S2引脚的真值表
本实施例中，温度传感器113采用NTC热敏电阻，由于NTC热敏电阻在不同温度下对应的阻值会发生变化。图5中，NTC热敏电阻与VREF2连接的10K电阻组成分压网络，将分压值传送到功率电子开关U3，经过BMS采集芯片112调节功率电子开关U3，读取8路温度数据。
本发明利用电池包泄压、电解液的导电特性，设计了大型储能电池包热失控检测装置，方案简单可靠、易实现、可靠性高、无需堆叠各种传感器、成本低，非常适合储能系统安全状态检测。
本发明能够避免增加传感器模块个数、增加测试工作、增加成本、问题检测及维护难度增加等问题。
实施例2
大型储能电池包热失控检测方法如图10所示，包括以下步骤：
通过检测模块实时采集储能电池包中电芯的检测参数；检测参数包括湿度参数、以及微连接结构与PCB板的状态，检测模块内包含单个电芯对应的湿度检测单元和连接单元，湿度检测单元布设于对应电芯的微连接结构的底部，湿度检测单元用于检测对应位置处电芯的湿度值，连接单元贯穿对应的微连接结构的连接引脚，连接单元用于检测微连接结构的状态。具体包括以下步骤：
实时采集与湿度检测单元连接的分压电路的电压值；湿度检测单元包括两个交叉设置的F形检测电路，每个湿度检测单元与分压电路并联，两个交叉设置的F形检测电路用于检测电解液是否喷出，分压电路用于检测电解液喷出状态和未喷出状态对应的电压值。如图4所示，U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11为检测模块，需要说明的是，检测模块的数量不仅限于8个，图4中检测模块的数量仅是示例性的。检测模块的1号引脚和2号引脚之间的单元为湿度检测单元，也就是两个交叉设置的F形检测电路。本实施例中，两个交叉设置的F形检测电路中每条细线间距设计为1MM，储能电池包在组装好后处于密封状态，储能电池包内的水汽可能在低温下析出凝露，通常凝露的直径不大于1MM，不会误触发湿度检测。当出现防爆阀弹开，喷出电解液时，电解液的量通常会大于预设的检测距离，触发湿度检测。分压电路包括第一分压电路和第二分压电路，第一分压电路包括电阻R3、电阻R5，第二分压电路包括各检测模块以及电阻R4。当无电解液喷出，没有触发湿度检测时，由电阻R3和电阻R5分压，经过缓冲限流电阻R6传送给BMS采集芯片。当有电解液喷出，两个交叉设置的F形检测电路遇到电解液之后，电阻值会发生变化，比如当U11中的湿度检测单元被触发时，由电阻R3和电阻R4分压，经过缓冲限流电阻R6传送给BMS采集芯片。通过检测出的电压值的差异实现电解液是否喷出的判断。
实时采集与连接单元连接的电芯识别电路的电压值。如图4所示，检测模块的3号引脚和4号引脚之间的单元为连接单元，每个连接单元并联一个电阻，每个连接单元并联的电阻值不同。U4的连接单元并联电阻R9，R9的阻值为510Ω，U5的连接单元并联电阻R73，R73的阻值为1KΩ，U6的连接单元并联电阻R51，R51的阻值为2KΩ，U7的连接单元并联电阻R52，R52的阻值为3KΩ，U8的连接单元并联电阻R53，R53的阻值为3.9KΩ，U9的连接单元并联电阻R55，R55的阻值为4.99KΩ，U10的连接单元并联电阻R56，R56的阻值为5.6KΩ，U11的连接单元并联电阻R74，R74的阻值为10KΩ。当某一检测模块中的连接单元被冲断时，该连接单元并联的电阻与电阻R8分压，分压经过电阻R81做缓冲送给BMS采集芯片的A_AUXIN2引脚，可保护芯片避免受损。通过不同阻值的电阻的分压比不同，能够直接识别出微连接结构断裂的个数与具体位置。相邻的电芯识别电路之间串联组成分压网络，通过检测电压实现电芯定位，检测精度高，需要的电阻器件少，空间占比少，提高了空间使用率。
判断采集到的微连接结构与PCB板的状态是否为断开状态；具体包括以下步骤：
获取与连接单元和电芯识别电路连接的采样点A_AUXIN2采集到的第一电压值；
判断第一电压值是否达到第一预设电压值；如：可将第一预设电压值设为电阻R8和电阻R7分压的电压值。
是则判定微连接结构的状态为连接状态；
否则判定微连接结构的状态为断开状态。比如当某一检测模块中的连接单元被冲断时，该连接单元并联的电阻与电阻R8的分压，分压经过电阻R81做缓冲送给BMS采集芯片的A_AUXIN2引脚，此时BMS采集芯片的A_AUXIN2引脚采集到的电压与第一预设电压值不同，由此判断出微连接结构的状态为断开状态。
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为断开状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则通过对应的电芯识别电路识别出发生热失控的电芯，并预警识别出的电芯出现热失控；每个电芯识别电路与对应的连接单元并联，相邻的电芯识别电路之间串联，每个电芯对应的电芯识别电路中电阻的阻值均不相同。其中，通过对应的电芯识别电路识别出发生热失控的电芯包括以下步骤：
获取第一电压值；
通过第一电压值以及每个电芯对应的电芯识别电路中电阻的分压比，判断出发生热失控的电芯。
具体地，判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值包括以下步骤：
获取与分压电路和湿度检测单元连接的采样点采集到的第二电压值；
判断第二电压值是否达到第二预设电压值；如：可将第二预设电压值设为电阻R3和电阻R5分压的电压值。
是则判定采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值；
否则判定采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值。即当有电解液喷出，两个交叉设置的F形检测电路遇到电解液之后，电阻值会发生变化，比如当U11中的湿度检测单元被触发时，由电阻R3和电阻R4分压，经过缓冲限流电阻R6传送给BMS采集芯片。通过检测出的电压的差异实现电解液是否喷出的判断。
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控。利用电池包中电芯的防爆阀喷射泄压和电解液的导电特性，当防爆阀打开时，通过检测模块内的湿度检测单元进一步判断电解液是否喷射出来，若未检测到电解液喷出，则判定可能是因为整体模组运输过程中震动导致微连接结构折断引发误触发报警，不会影响客户工程项目的进度，提高了产品的精准度和客户使用的体验感。
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为连接状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则预警电芯出现热失控；
利用电池包中电芯的防爆阀喷射泄压和电解液的导电特性，当防爆阀打开，电解液喷射出来时，若因微连接结构与电芯不适配等原因导致电解液喷射无法一次性直接冲断弱化部结构，则通过检测模块内的湿度检测单元能够判断出电解液是否喷射出来，进而可以判断出电池包是否已发生热失控，实现及时上报电池包的故障状态，提高安全性；若冲断微连接板，则能够识别到防爆阀发生动作，再结合电解液喷射到检测模块内的湿度检测单元上，湿度检测单元受电解液影响，其阻值发生变化，进而确定已发生热失控，通知BMS系统及时终止电池的充、放电状态等，及时通知上级系统做出相应对策，避免造成更大的损失。
利用电芯发生热失控不同阶段的特性，在热失控发生初期出现电解液泄露，但未发展至防爆阀弹开时，由于电解液具有导电性，若电解液喷射到检测模块内的湿度检测单元上，湿度检测单元受电解液影响，其阻值发生变化，进而可以判断出已经发生热失控，提前报警电池包的故障状态，并上报给上级系统，给系统反应预留出足够的时间，避免造成更大的损失。
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控。
电芯因内、外部因素导致内部发生电化学反应，急剧产热、产气，导致内部气压升高。也就是说，电芯温度的升高是电芯内压力升高的前提，当电芯内压强达到开阀值时，防爆阀才会弹开。因此，通过温度检测可以实现辅助判断电池热失控的状态。本实施例还包括以下步骤：
触发温度检测电路采集储能电池包中每个电芯对应的温度参数；温度检测电路包括功率电子开关和温度采集电路，功率电子开关用于根据控制指令通过温度采集电路采集对应位置处电芯的温度值；具体包括以下步骤：
根据控制指令获取功率电子开关的温度采集通道的真值；如图5所示，功率电子开关为U3，U3的S0引脚、S1引脚、S2引脚用于接收BMS采集芯片发送的控制指令，U3的Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚、Y7引脚用于采集对应电芯的温度值。通过控制S0引脚、S1引脚、S2引脚的数值，实现不同温度采集电路的温度采集。U3的S0引脚、S1引脚、S2引脚的真值表如表1所示。
将获取到的真值与真值表对照，匹配出对应的温度采集电路；
控制匹配出的温度采集电路采集电芯的温度值。
若采集到的温度参数达到预设的温度阈值，并且若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则识别出发生热失控的电芯，并预警电芯出现热失控。
相应地，通过温度参数对应的温度采集电路识别出发生热失控的电芯包括以下步骤：
若当前采集到的温度参数达到预设的温度阈值，则获取当前采集到的温度参数对应的温度采集通道的真值；
将获取到的真值与真值表对照，匹配出对应的温度采集电路。通过电芯异常温度的定位，在微连接结构未被冲断的情况下，也能实现发生热失控的电芯的定位，提高热失控处理的效率和准确性。
本发明结合电芯热失控发展的规律，电芯温度的升高是电芯内压力升高的前提，当电芯内压强达到开阀值时，防爆阀才会弹开。利用这一规律，在每个电芯的镍片都布置有温度传感器，当发生热失控时，电芯温度会升高，当温度过高报警时，再结合防爆阀的状态和/或湿度检测结果，触发热失控报警，能够提前发现电池包出现热失控，并上报给上级系统，避免电池包状况进一步恶化，避免造成更大的损失。
实施例3
一种电子设备，如图11所示，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与存储器联接，并且当程序代码被处理器执行时，实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
实施例4
一种计算机可读存储介质，如图12所示，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现上述方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.大型储能电池包热失控检测装置，其特征在于：包括集成模块，所述集成模块上集成有若干串联铝排、若干PCB板、正负铝排，所述串联铝排用于串联电池模组中的电芯，所述正负铝排用于引出正负极，所述PCB板与所述串联铝排、所述正负铝排电连接，所述PCB板上设有若干开口、若干微连接结构、若干检测模块、若干电芯识别电路、BMS采集芯片，所述开口的位置与电芯的防爆阀的位置对应，所述微连接结构位于所述开口处，所述微连接结构设有连接引脚，所述微连接结构的连接引脚固定在所述PCB板上，所述检测模块内包含单个电芯对应的湿度检测单元和连接单元，所述湿度检测单元布设于对应电芯的微连接结构的底部，所述湿度检测单元用于检测对应电芯的湿度值，所述连接单元贯穿对应的所述微连接结构的连接引脚，所述连接单元用于检测所述微连接结构与所述PCB板的状态，每个所述电芯识别电路与对应的所述连接单元并联，相邻的所述电芯识别电路之间串联，每个电芯对应的所述电芯识别电路中电阻的阻值均不相同，所述BMS采集芯片与对应的检测模块中的湿度检测单元、连接单元以及所述电芯识别电路连接。
2.如权利要求1所述的大型储能电池包热失控检测装置，其特征在于：所述湿度检测单元包括两个交叉设置的F形检测电路，两个交叉设置的F形检测电路用于检测电解液是否喷出。
3.如权利要求2所述的大型储能电池包热失控检测装置，其特征在于：所述PCB板上还设有分压电路，每个湿度检测单元中的两个交叉设置的F形检测电路分别与所述分压电路并联，所述分压电路与所述BMS采集芯片连接，所述分压电路用于检测电解液喷出状态和未喷出状态对应的电压值。
4.如权利要求1所述的大型储能电池包热失控检测装置，其特征在于：所述PCB板上还设有功率电子开关、若干温度采集电路，所述功率电子开关与所述BMS采集芯片连接，所述功率电子开关与所述温度采集电路连接，所述功率电子开关用于根据所述BMS采集芯片发送的控制指令通过所述温度采集电路采集对应位置处电芯的温度值；
所述集成模块上还设有若干温感采集镍片，所述PCB板通过所述温感采集镍片与对应的串联铝排、正负铝排连接；
所述温度采集电路包括温度传感器，所述温度传感器与所述温感采集镍片电连接。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述装置的大型储能电池包热失控检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时采集储能电池包中电芯的检测参数，所述检测参数包括湿度参数、以及微连接结构与PCB板的状态；
判断采集到的微连接结构与PCB板的状态是否为断开状态；
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为断开状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则识别发生热失控的电芯，并预警识别出的电芯出现热失控；
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控；
若采集到的微连接结构与PCB板的状态为连接状态，则判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值；
若采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值，则预警电芯出现热失控；
若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则判定电芯未出现热失控。
6.如权利要求5所述的大型储能电池包热失控检测方法，其特征在于，所述实时采集储能电池包中电芯的检测参数包括以下步骤：
实时采集分压电路的电压值；
实时采集电芯识别电路的电压值。
7.如权利要求6所述的大型储能电池包热失控检测方法，其特征在于，所述判断采集到的微连接结构与PCB板的状态是否为断开状态包括以下步骤：
获取采集到的电芯识别电路的第一电压值；
判断所述第一电压值是否达到第一预设电压值；
是则判定所述微连接结构与PCB板的状态为连接状态；
否则判定所述微连接结构与PCB板的状态为断开状态；
所述识别发生热失控的电芯包括以下步骤：
获取所述第一电压值；
通过所述第一电压值以及每个电芯对应的所述电芯识别电路中电阻的分压比，判断出发生热失控的电芯。
8.如权利要求6所述的大型储能电池包热失控检测方法，其特征在于，所述判断采集到的湿度参数是否达到预设的湿度阈值包括以下步骤：
获取采集到的分压电路的第二电压值；
判断所述第二电压值是否达到第二预设电压值；
是则判定采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值；
否则判定采集到的湿度参数达到预设的湿度阈值。
9.如权利要求5所述的大型储能电池包热失控检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
触发温度检测电路采集储能电池包中每个电芯对应的温度参数；
若采集到的温度参数达到预设的温度阈值，并且若采集到的湿度参数未达到预设的湿度阈值，则识别出发生热失控的电芯，并预警电芯出现热失控；
所述触发温度检测电路采集储能电池包中每个电芯对应的温度参数包括以下步骤：
根据控制指令获取功率电子开关的温度采集通道的真值；
将获取到的真值与真值表对照，匹配出对应的温度采集电路；
控制匹配出的温度采集电路采集电芯的温度值。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如权利要求5至9任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: West of Building 28, No. 2, Mount Taishan Road, High tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee after: Suzhou Jingkong Energy Technology Co.,Ltd. Address before: West of Building 28, No. 2, Mount Taishan Road, High tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee before: SUZHOU JK ENERGY Ltd. |