CN116454426B - 一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法，包括：实时获取各个电池箱的状态参数；其中，状态参数包括压力、惰性气体的浓度、VOC浓度、CO浓度和温度；根据获取到的各个电池箱中的压力、VOC浓度、CO浓度、温度和预设的热失控特征参数模型，判断该电池箱是否发生热失控；当判断发生热失控时，采取热失控处置措施；当判断未发生热失控时，判断是否需要对该电池箱进行气体置换；若是，则对该电池箱进行气体置换。本发明能够实时获取各个电池箱的状态参数，并根据状态参数和预设的热失控特征参数模型，及时判断该电池箱是否发生热失控，从而及时在热失控早期抑制热失控；并对电池箱进行气体置换，从而实现对电池进行实时隔氧保护。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池安全防护技术领域，尤其涉及一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法。
背景技术
目前，大部分新能源车辆安装火灾探测系统，以避免电池发生火灾。但是，部分新能源车辆的消防系统在电池着火后才能检测到并执行相应的灭火动作，有一定的延迟，不能提供极早期的火灾报警；而且，部分新能源车辆的消防系统采用阀值判断是否有火灾发生，极易受传感器局限性从而错误判断导致电池损伤。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法。
本发明提出的一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法，包括：
实时获取各个电池箱的状态参数；其中，状态参数包括压力、惰性气体的浓度、VOC浓度、CO浓度和温度；
根据获取到的各个电池箱中的压力、VOC浓度、CO浓度、温度和预设的热失控特征参数模型，判断各个电池箱是否发生热失控；
当判断为是时，对该电池箱采取热失控处置措施；
当判断为否时，根据获取的各个电池箱中的惰性气体的浓度和预设的标准惰性气体浓度，判断是否需要对各个电池箱进行气体置换；
当电池箱中的惰性气体的浓度小于预设的标准惰性气体浓度时，则判断为是；
若判断为是，则利用惰性气体对该电池箱进行气体置换。
进一步地，当所有需要进行气体置换的电池箱均完成气体置换时，进入保压阶段；
在保压阶段，当电池箱内的压力下降至第一标准压力时，将惰性气体补充至该电池箱内；
其中，当该电池箱的压力在预先设定的第三时间内达到第二标准压力时，停止将惰性气体补充至该电池箱内；其中，第二标准压力大于第一标准压力；
若将惰性气体补充至该电池箱内达到第三时间时，该电池箱的压力尚未达到第二标准压力，判断该电池箱存在气密性问题。
进一步地，在停止将惰性气体补充至该电池箱内之后，还包括：
获取该电池箱在预设的第四时间内的压力；
计算该电池箱在第四时间的压力下降梯度；
根据压力下降梯度判断该电池箱是否存在气密性问题。
进一步地，各个电池箱均设有进气阀和防水透气阀；其中，利用惰性气体对该电池箱进行气体置换，具体包括：
将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内时，进入充满阶段；
当将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内至该电池箱的压力达到第三标准压力时，进入置换阶段；
在置换阶段，当将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内至该电池箱的压力达到第四标准压力时，停止向该电池箱充入惰性气体，记录该电池箱的置换时间，并向下一需要进行气体置换的电池箱进行气体置换；
当该电池箱内的压力下降至第五标准压力时，继续将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内；对所有需要进行气体置换的电池箱进行循环气体置换，至所有需要进行气体置换的电池箱均完成气体置换；
其中，第一标准压力、第三标准压力、第二标准压力、第五标准压力和第四准压力依次增大；
其中，当单个电池箱的置换时间达到预设的第二时间时，该电池箱完成气体置换。
进一步地，在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力尚未达到第二标准压力，判断该电池箱可能存在气密性问题或管道连接问题。
进一步地，在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力增大至大于第一标准压力且小于第二标准压力，判断该电池箱存在气密性问题；
若该电池箱的压力基本不变时，判断该电池箱存在管道连接问题。
进一步地，管道连接问题包括管道未连接和管道连接错误；
其中，当该电池箱内的压力基本不变，而其余各电池箱的压力均基本不变时，则判断该电池箱存在管道未连接问题；
当该电池箱的压力基本不变，其余各电池箱中某一电池箱的压力突然变大时，则判断该电池箱与该压力突然变大的电池箱存在管道连接错误问题。
进一步地，在置换阶段，当该电池箱内的置换时间达到第二时间时，若该电池箱内的压力小于第三标准压力时，判断该电池箱内存在气密性问题或管道连接问题。
进一步地，在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换的过程中，若该电池箱内的压力突然增大至预设的第六标准压力及以上时，停止气体置换，并报警；
其中，第六标准压力大于第四标准压力。
进一步地，在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换或将惰性气体补充至该电池箱内，还包括：
将惰性气体进行干燥。
本发明中，所提出的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，通过实时获取各个电池箱的状态参数，并根据状态参数和预设的热失控特征参数模型，及时判断该电池箱是否发生热失控，从而能够在热失控早期及时抑制热失控，从而避免电池发生热失控后导致的爆炸；并且，通过气体置换使得电池箱内的电池处于高浓度的惰性气体环境下，从而达到对电池箱电池进行实时隔氧保护的防护目的，而且对电池箱内的可燃气体和助燃气体进行稀释和置换，从而有利于在热失控早期阻止热失控进一步的发展和扩大。
附图说明
图1为本发明提出的一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明提出的一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法，包括：
实时获取各个电池箱的状态参数；其中，状态参数包括压力、惰性气体的浓度、VOC浓度、CO浓度和温度；
根据获取到的各个电池箱中的压力、VOC浓度、CO浓度、温度和预设的热失控特征参数模型，判断各个电池箱是否发生热失控；
当判断发生热失控时，对该电池箱采取热失控处置措施；
当判断未发生热失控时，根据获取的各个电池箱中的惰性气体的浓度和预设的标准惰性气体浓度，判断是否需要对各个电池箱进行气体置换；
当时，则判断为是；
若判断为是，则利用惰性气体对该电池箱进行气体置换。
本发明通过实时获取各个电池箱的状态参数，并根据状态参数和预设的热失控特征参数模型，及时判断该电池箱是否发生热失控，从而能够及时抑制热失控，从而避免电池发生热失控或可能的热失控造成的人员伤害以及财产损失；并且，能够在电池箱中的惰性气体小于预设的标准惰性气体浓度时利用惰性气体对该电池箱进行气体置换，将电池箱内存在的可燃气体和助燃气体进行稀释和置换，使得置换完成后的电池箱内的电池处于高浓度的惰性气体环境下，从而达到对电池箱电池进行实时隔氧保护的防护目的，有利于在热失控早期阻止热失控进一步的发展和扩大。
其中，热失控特征参数模型是根据前期的大量电池热失控特征参数数据的所拟合出的。
在本实施例中，当所有需要进行气体置换的电池箱完成气体置换时，进入保压阶段；
在保压阶段，当电池箱内的压力下降至第一标准压力时，将惰性气体补充至该电池箱内；
其中，当该电池箱的压力在预先设定的第三时间内达到预设的第二标准压力时，停止将惰性气体补充至该电池箱内；
若将惰性气体补充至该电池箱内达到第三时间时，该电池箱的压力尚未达到第二标准压力，判断该电池箱内部存在气密性问题；
其中，第一标准压力小于第三标准压力，第二标准压力大于第三标准压力。
如此设置，能够在将惰性气体补充至该电池箱内的过程中对该电池箱是否存在气密性问题进行判断，方便及时发现电池箱的气密性问题并及时处理，有利于提高安全性。
具体地，第一标准压力和第二标准压力根据实际情况进行设置。为了方便理解，在其中一个具体地实施例中，第一标准压力=环境压力+300 Pa，第二标准压力=环境压力+900Pa。
在进一步地实施例中，当判断该电池箱存在气密性问题时，进行报警，以提醒工作人员及时进行处理。
为了对该电池箱进行气密性检测，在本实施例中，在停止将惰性气体补充至该电池箱内之后，还包括：
获取该电池箱在预设的第四时间内的压力；
计算该电池箱在第四时间内的压力下降梯度；
根据压力下降梯度判断该电池箱是否存在气密性问题。
具体地，当该电池箱在补气之后的压力下降梯度过快时，也就超出了预设的标准压力下降梯度时，判断该电池箱存在气密性问题，有利于及时发现和及时处理存在气密性问题的电池箱，提高安全性。
为了能够对各个电池箱进行气体置换，在本实施例中，各个电池箱均设有进气阀和防水透气阀；其中，利用惰性气体对该电池箱进行气体置换，具体包括：
将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内时进入充满阶段；
将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内至该电池箱的压力达到预设的第三标准压力时进入置换阶段；
在置换阶段，将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内至该电池箱的压力达到第四标准压力时，停止向该电池箱充入惰性气体，记录该电池箱的置换时间，并向下一需要进行气体置换的电池箱进行气体置换；
当该电池箱内的压力下降至第五标准压力时，继续将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内；其中，第一标准压力、第三标准压力、第二标准压力、第五标准压力和第四准压力依次增大；
对所有需要进行气体置换的电池箱进行循环气体置换至所有需要进行气体置换的电池箱均完成气体置换；
其中，当单个电池箱的置换时间达到预设的第二时间时，该电池箱完成气体置换。
具体地，第三标准压力、第四标准压力和第五标准压力根据实际情况进行设置。为了方便理解，在其中一个具体地实施例中，第三标准压力=环境压力+800 Pa，第四标准压力=环境压力+2000 Pa，第五标准压力=环境压力+1000 Pa。
需要知道的是，对于本实施例中的防水透气阀，当电池箱内的压力高于环境300Pa及以上时，电池箱都会通过防水透气阀对外排气。
当然，在单个电池箱的置换时间达到第二时间时，该电池箱内的惰性气体的浓度达到标准惰性气体浓度。
在本实施例中，在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力尚未达到预设的第三标准压力，判断该电池箱可能存在气密性问题或管道连接问题。
如此设置，能够在进行气体置换的过程中进行气密性判断，有利于及时发现并及时处理气密性问题，有利于提高安全性。
在进一步地实施例中，当判断该电池箱可能存在气密性问题或管道连接问题时，进行报警，以提醒工作人员及时进行处理。
为了方便判断该电池箱是存在气密性问题还是管道连接问题，在本实施例中，在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力增大，且增大至大于第一标准压力且小于第二标准压力，判断该电池箱存在气密性问题；
若该电池箱的压力基本不变时，判断该电池箱存在管道连接问题。
具体地，管道连接问题包括管道未连接和管道连接错误。其中，当该电池箱内的压力基本不变，而其余各电池箱的压力在向该电池箱内充入惰性气体前后的压力基本不变时，则判断该电池箱存在管道未连接问题；当该电池箱的压力基本不变，而其余各电池箱中某一电池箱的压力在向该该电池箱内充入惰性气体后的压力突然变大时，则判断该电池箱与该压力突然变大的电池箱存在管道连接错误问题。
为了进一步对处于气体置换过程中的电池箱进行气密性问题或管道连接问题进行判断，从而进一步提高安全性，在本实施例中，在置换阶段，当该电池箱内的置换时间达到第二时间时，若该电池箱内的压力小于第三标准压力时，判断该电池箱内存在气密性问题或管道连接问题。
在进一步地实施例中，在置换阶段，当该电池箱内的置换时间达到第二时间时，若该电池箱内的压力增大，且增大后的压力大于第二标准压力且小于第三标准压力时，判断该电池箱存在气密性问题；
若该电池箱内的压力基本不变时，判断该电池箱存在管道连接问题。
具体管道连接问题判断过程同充满阶段。
在实际使用中，存在整车气源不足以支撑整个气体置换过程的情况，为了解决这一问题，在本实施例中，在置换阶段，当整车气源压力不足时，分别将各个电池箱的置换时间累加并记录，在下一次上电或者气源充足时继续置换。
在进一步地实施例中，当整车气源压力不足的时间超过两天及以上时，所有电池箱的累加置换时间清零、气密性问题记录清除，重新进行气体置换。
在实际使用中，当电池箱收到撞击时，电池箱的压力在会短时间内突然增大，为了及时处理这一问题，以提高安全性，在本实施例中，在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换的过程中，若该电池箱内的压力突然增大至预设的第六标准压力及以上，则停止进行气体置换，并报警；其中，第六标准压力大于第四标准压力。
当然，第六标准压力可以根据实际情况进行设置。
在其中一个具体地实施例中，第六标准压力≥环境压力+20000 Pa。
为了能够提高惰性气体的干燥度，从而在提高电池箱内的惰性气体的同时降低该电池箱内的湿度，实现对电池箱内的电芯的惰性环境和干燥环境的防护，在本实施例中，在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换或将惰性气体补充至该电池箱内，还包括：
将惰性气体进行干燥。
在本实施例中，惰性气体包括氙气、氪气、氡气和氮气。
在进一步地实施例中，当惰性气体为氮气时，标准惰性气体浓度为95%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，包括：
实时获取各个电池箱的状态参数；其中，状态参数包括压力、惰性气体的浓度、VOC浓度、CO浓度和温度；
根据获取到的各个电池箱中的压力、VOC浓度、CO浓度、温度和预设的热失控特征参数模型，判断各个电池箱是否发生热失控；
当判断为是时，对该电池箱采取热失控处置措施；
当判断为否时，根据获取的各个电池箱中的惰性气体的浓度和预设的标准惰性气体浓度，判断是否需要对各个电池箱进行气体置换；
当电池箱中的惰性气体的浓度小于预设的标准惰性气体浓度时，则判断为是；
若判断为是，则利用惰性气体对该电池箱进行气体置换；
当所有需要进行气体置换的电池箱均完成气体置换时，进入保压阶段；
在保压阶段，当电池箱内的压力下降至第一标准压力时，将惰性气体补充至该电池箱内；
其中，当该电池箱的压力在预先设定的第三时间内达到第二标准压力时，停止将惰性气体补充至该电池箱内；其中，第二标准压力大于第一标准压力；
若将惰性气体补充至该电池箱内达到第三时间时，该电池箱的压力尚未达到第二标准压力，判断该电池箱存在气密性问题；
各个电池箱均设有进气阀和防水透气阀；其中，利用惰性气体对该电池箱进行气体置换，具体包括：
将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内时，进入充满阶段；
当将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内至该电池箱的压力达到第三标准压力时，进入置换阶段；
在置换阶段，当该电池箱的压力达到第四标准压力时，停止向该电池箱充入惰性气体，记录该电池箱的置换时间，并向下一需要进行气体置换的电池箱进行气体置换；
当该电池箱内的压力下降至第五标准压力时，继续将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内；
对所有需要进行气体置换的电池箱进行循环气体置换，至所有需要进行气体置换的电池箱均完成气体置换；其中，当单个电池箱的置换时间达到预设的第二时间时，该电池箱完成气体置换；其中，第一标准压力、第三标准压力、第二标准压力、第五标准压力和第四准压力依次增大；
在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换的过程中，若该电池箱内的压力突然增大至预设的第六标准压力及以上时，停止气体置换，并报警；其中，第六标准压力大于第四标准压力。
2.根据权利要求1所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，在停止将惰性气体补充至该电池箱内之后，还包括：
获取该电池箱在预设的第四时间内的压力；
计算该电池箱在第四时间内的压力下降梯度；
根据压力下降梯度，判断该电池箱是否存在气密性问题。
3.根据权利要求1所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力尚未达到第二标准压力，判断该电池箱可能存在气密性问题或管道连接问题。
4.根据权利要求3所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，
在充满阶段，当将进气阀打开以将惰性气体通过进气阀充入该电池箱内达到预设的第一时间时，若该电池箱内的压力增大至大于第一标准压力且小于第二标准压力，判断该电池箱存在气密性问题；
若该电池箱的压力基本不变时，判断该电池箱存在管道连接问题。
5.根据权利要求4所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，管道连接问题包括管道未连接和管道连接错误；
其中，当该电池箱内的压力基本不变，而其余各电池箱的压力均基本不变时，则判断该电池箱存在管道未连接问题；
当该电池箱的压力基本不变，其余各电池箱中某一电池箱的压力突然变大时，则判断该电池箱与该压力突然变大的电池箱存在管道连接错误问题。
6.根据权利要求1所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，在置换阶段，当该电池箱内的置换时间达到第二时间时，若该电池箱内的压力小于第三标准压力时，判断该电池箱内存在气密性问题或管道连接问题。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电池箱惰性气体保护浓度控制方法，其特征在于，在利用惰性气体对该电池箱进行气体置换或将惰性气体补充至该电池箱内之前，还包括：
将惰性气体进行干燥。
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