CN216002279U - 一种动力电池热失控预警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池热失控预警装置，所述预警装置包括气压传感器、控制装置、报警装置，所述气压传感器设置在动力电池内，所述气压传感器的输出端连接控制装置，所述控制装置的输出端连接报警装置，所述控制装置根据气压传感器采集的气压信号判断气压是否超出阈值并在超出阈值时控制报警装置发出报警信号。本实用新型的优点在于：可以及时监测到热失控导致的电池包的气压变压及时给出提醒，做到电池包热失控初期就可以监测到并发出报警信号提醒用于，便于及时通知驾驶员及乘客进行安全撤离，提高整车安全性，并尽可能的保护人员生命安全及财产。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池安全监控领域，特别涉及一种
背景技术
在动力电池因外部短路、外部高温、振动失效和内部短路造成热失控时，电池会因为热失控起火造成车辆着火的安全事故，若不及时发现或发现过晚，造成火势过大，人员不能及时离开，将会造成车内人员伤亡及生命财产损失。现有技术中仅从温控着手，通过冷却系统对电池进行降温，然而有些特殊情况下，热失控是无法通过降温来进行控制的，因此现有技术的电池冷却系统对于热失控造成的电池安全事故是无法起到作用的，
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种动力电池热失控预警装置，用于对电池包的热失控进行检测并及时发出预警信号。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种动力电池热失控预警装置，所述预警装置包括气压传感器、控制装置、报警装置，所述气压传感器设置在动力电池内，所述气压传感器的输出端连接控制装置，所述控制装置的输出端连接报警装置，所述控制装置根据气压传感器采集的气压信号判断气压是否超出阈值并在超出阈值时控制报警装置发出报警信号。
所述报警装置为仪表、车载显示屏、车载报警器中的一个或多个。
所述预警装置还包括CAN通讯模块，所述控制装置通过CAN通讯模块与BMS连接或与VCU连接，所述BMS、VCU根据接收到的控制装置的报警信息来控制车载报警器发出报警信号。
所述控制装置的电源端与车载蓄电池连接，所述车载蓄电池在车辆启动后为控制装置供电，所述预警装置还包括备用电源，所述备用电源的输出端经开关模块与控制模块连接，所述开关模块用于根据在车辆熄火停车时控制备用电源为控制模块供电。
所述控制装置的输出端连接至车窗控制器，所述车窗控制器用于根据控制装置的热失控信号来控制车窗的开启。
所述控制装置的输出端连接车门锁控制器，所述车门锁控制器用于根据控制模块检测到的热失控信号来控制车门解锁。
本实用新型的优点在于：可以及时监测到热失控导致的电池包的气压变压及时给出提醒，做到电池包热失控初期就可以监测到并发出报警信号提醒用于，便于及时通知驾驶员及乘客进行安全撤离，提高整车安全性，并尽可能的保护人员生命安全及财产。可以做到车辆启动和关闭时均能监控；在监控到热失控现象后不仅可以发出报警以提醒用户，还可以快速的打开车窗、解锁车门锁，从而方便用户及时离开车内，避免安全事故。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型的动力电池热失控预警装置原理示意图；
图2为本申请实用新型实施例2原理示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，一种动力电池热失控预警装置，包括气压传感器、控制装置、报警装置，气压传感器设置在动力电池内，用于检测动力电池在热失效后的气压的变化，根据气压变化来判断动力电池是否热失效，气压传感器的输出端连接控制装置，控制装置的输出端连接报警装置，控制装置根据气压传感器采集的气压信号判断气压是否超出阈值并在超出阈值时控制报警装置发出报警信号。当设定的气压值，说明车辆热失效气压上升，此时控制装置发出报警控制信号至报警装置中，报警装置发出报警信号。
控制装置可以采用具备数据处理和控制功能的控制器来实现，包括单片机来实现，单片机通过CAN通讯模块连接至BMS中，从而实现将报警信号上传至BMS中，BMS通过CAN连接VCU或通过单片机连接VCU，BMS、VCU根据接收到的控制装置的报警信息来控制车载报警器发出报警信号。报警器可以为与VCU、BMS连接车载报警器、显示屏、仪表等来进行报警提醒，从而给出报警信号。
如图1所示，气压传感器的膜片来检测气体从而来判断气压，控制装置的IO输入端连接气压传感器的输出端来获取气压数据，控制模块的电源端与BMS的12V电源连接，可以接收BMS的电源驱动，BMS的唤醒信号来可以输入到控制装置(单片机)的唤醒信号输入端来唤醒工作，从休眠中启动工作；CAN工作接口通过CAN通讯模块连接至BMS的CAN通讯接口从而实现控制装置与BMS的通信，用于将热失控信号发送至BMS中，由BMS控制与其连接的车载报警器发出报警信号，或者上传报警信号至VCU中，由VCU控制车载报警器发出报警信号。
其具体工作原理为：系统主要由两部分组成：一是用于检测压力的感应传感器，二是用于传输信号的控制装置。控制装置的输入电压为6～16Vdc，工作电源使用BMS唤醒电源，当BMS点火唤醒时，装置开始正常工作。为了对车辆在停车时也进行监控，并检测此时车辆的热失控状况，在其中增加12V备用电源，当车辆行驶及充电时使用整车蓄电池电源同时让整车电源对装置的备用电源进行充电，当车辆处于停车状态，使用备用电源，以达到实时监控的设计要求。
感应传感器是通过监控动力电池内压强来判断并传输信息。在传感器内部，有一个小的膜片，被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号，从而确定此时动力电池内部的压强值；通过大量的试验数据，确定正常情况下动力电池内部的压强范围，当测得压强值超出范围，既判断发生热失控，通过CAN通讯接口与BMS及整车进行通讯，上报整车故障。
如图1所示：1是被测介质(空气)，2是膜片，3是控制装置，4是动力电池管理系统。当车辆进行工作时，钥匙打到ON档，接通车上所有电器电源，并开始自检，此时BMS输出低压12V至控制装置，控制装置开始上电并工作。当动力电池热失控发生时，由于高温会导致负极SEI膜分解、正极活性物质分解和电解液的氧化分解，产生大量的气体，导致锂离子电池内部气体压力急剧升高，引起电池发生爆炸，大量高温、可燃和有毒的气体从电池中释放出来，导致动力电池内压强变大，超出正常范围。平常状态下被测介质会接触膜片，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，检测装置检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号，从而确定此时动力电池内部的压强值。动力电池管理系统会将信息通过整车CAN上传至VCU，并使用仪表进行蜂鸣警示驾驶员及乘客，及时有效的正确的处理方式和安全有效的撤离。当车辆停止状态，控制装置自带电源可以进行工作，可以达到时刻监控车辆火灾情况，避免在停车状态，有人员在车辆上，发生火灾造成不可挽回的损失及人员伤亡。
实施例2：本实施例在实施例1的基础上进行优化拓展，包括实施例1中的全部技术方案，在此基础上对电源进行改进，控制装置的电源端与车载蓄电池连接，车载蓄电池在车辆启动后为控制装置供电，备用电源的输出端经开关模块与控制模块连接，开关模块用于根据在车辆熄火停车时控制备用电源为控制模块供电。开关模块采用继电器，继电器的线圈串接在控制装置的电源端与车载蓄电池的供电回路上；继电器的常闭触点串接在备用电源与控制装置的电源端之间，从而可以实现当车辆ON当启动后，车载蓄电池对外输出供电，则车载蓄电池为控制装置供电导通后继电器线圈通电，备用电源与控制装置之间常闭触点断开，则只通过车载蓄电池供电；当车辆停车后，12V蓄电池停止供电输出，则继电器线圈停止通电，常闭触点闭合，备用电源通过闭合的常闭触点连接控制装置的电源端从而实现备用电源供电工作。备用电源的正负极分别连接动力电池的正负输出端，当整车工作后，动力电池对外输出则可以为本申请的备用电池充电，从而保证了电池的有效供电。
进一步地一个优选的实施例中，在及时发出提醒信号后为了进一步优化用户的逃生通道，提高安全性能，及时打开车窗或解锁车门来保证用户在报警后的第一时间可以通过车门逃出或在意外事故引发的电池热失控车门无法打开等情况，及时通过打开的车窗逃生，从而保证用户的安全进一步提高整车的安全辅助功能，在提醒热失控的同时通过一系列的车窗车门操作，来提高用户的逃生机率，提高用户的安全。其具体的连接关系是：
控制装置的输出端连接至车窗控制器，车窗控制器用于根据控制装置的热失控信号来控制车窗的开启。当监测到气压大于设定气压后判断热失控，此时控制装置输出控制信号至车窗控制器，驱动车窗控制器打开车窗。
控制装置的输出端连接车门锁控制器，车门锁控制器用于根据控制模块检测到的热失控信号来控制车门解锁。当监测到气压大于设定气压后判断热失控，此时控制装置输出控制信号至车门锁控制器来驱动车门锁的解锁。车门锁控制器、车窗控制器均为车内的车载控制部件，通过can、lin等车内通信总线或新布线的方式将两者连接从而实现控制信号的传递来实现控制。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述预警装置包括气压传感器、控制装置、报警装置，所述气压传感器设置在动力电池内，所述气压传感器的输出端连接控制装置，所述控制住装置的输出端连接报警装置，所述控制装置根据气压传感器采集的气压信号判断气压是否超出阈值并在超出阈值时控制报警装置发出报警信号。
2.如权利要求1所述的一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述报警装置为仪表、车载显示屏、车载报警器中的一个或多个。
3.如权利要求2所述的一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述预警装置还包括CAN通讯模块，所述控制装置通过CAN通讯模块与BMS连接或与VCU连接，所述BMS、VCU根据接收到的控制装置的报警信息来控制车载报警器发出报警信号。
4.如权利要求1所述的一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述控制装置的电源端与车载蓄电池连接，所述车载蓄电池在车辆启动后为控制装置供电，所述预警装置还包括备用电源，所述备用电源的输出端经开关模块与控制模块连接，所述开关模块用于根据在车辆熄火停车时控制备用电源为控制模块供电。
5.如权利要求1所述的一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述控制装置的输出端连接至车窗控制器，所述车窗控制器用于根据控制装置的热失控信号来控制车窗的开启。
6.如权利要求1所述的一种动力电池热失控预警装置，其特征在于：所述控制装置的输出端连接车门锁控制器，所述车门锁控制器用于根据控制模块检测到的热失控信号来控制车门解锁。
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| CN202122190686.3U Active CN216002279U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种动力电池热失控预警装置 |
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