一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统与流程

1.本公开属于新能源汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.电动汽车因其高效节能、低碳环保及低维护费用等突出优点近年来得到快速应用与推广，各主机厂动力电池热失控报警策略层出不穷，然而售后市场反馈的热失控误报漏报问题也屡见不鲜，往往对消费者造成较大负面影响，因此如何准确实现电池包热失控预警功能显得尤为重要。
4.现有电池包热失控预警技术大多根据电池管理系统采集的模组的温度及电压、电池包内烟雾浓度或压力值作为输入参数，运用硬线唤醒电路实现24小时不间断监测，当达到软件设定条件后进行预警，发明人发现，现有电池包动力电池预警方法在电池管理系统休眠状态下完全依赖外接设备烟雾或压力唤醒信号，无法准确判定气溶胶浓度异常由电池包发生热失控导致，极易出现漏报或误报现象。


技术实现要素：

5.本公开为了解决上述问题，提供了一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统，所述方案通过集成有红外光检测模块和蓝光检测模块的烟雾传感器采集的红外光和蓝光值，来判定电池包内的气溶胶浓度是否异常，基于气溶胶浓度的异常判别结果，来触发电池管理系统的唤醒，有效提升了热失控报警的精准性和鲁棒性。
6.根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其用于动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，包括：
7.周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；
8.当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；
9.当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；
10.当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。
11.进一步的，当所述蓝光值不大于预设阈值时，判定红外光检测结果异常，等待电池管理系统上电且完成自检后，烟雾传感器向电池管理系统上报烟雾浓度异常故障。
12.进一步的，当所述蓝光值不大于预设阈值时，所述电池管理系统接收到烟雾传感器上报的烟雾浓度异常故障后，整车控制器控制仪表盘进行相应故障展示。
13.进一步的，所述根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警，具体为：当模组温度及电压均无异常时，由电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并上报烟雾浓度异常故障；当模组温度和/或电压存在异常,电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并通过整车can网络向t-box和整车控制器上报热失控故障，实现热失控预警。
14.进一步的，所述红外光值及蓝光值通过集成于所述烟雾传感器中的红外光检测模块和蓝光检测模块进行获取。
15.进一步的，动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，烟雾传感器持续处于低功耗状态，仅红外光检测模块周期性检测动力电池包内气溶胶的红外光值。
16.进一步的，所述蓝光检测模块仅在气溶胶的红外光值大于预设阈值时进行唤醒。
17.根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种电动汽车动力电池热失控预警系统，包括：
18.红外光检测模块，其用于周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；
19.蓝光检测模块，其用于当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；
20.唤醒及预警模块，其用于当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。
21.根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法。
22.根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法。
23.与现有技术相比，本公开的有益效果是：
24.(1)本公开提供了一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统，所述方案通过集成有红外光检测模块和蓝光检测模块的烟雾传感器采集的红外光和蓝光值，来判定电池包内的气溶胶浓度是否异常(即判断是否真实产生烟雾)，基于气溶胶浓度的异常判别结果，来触发电池管理系统的唤醒，有效提升了热失控报警的精准性和鲁棒性。
25.(2)本公开所述方案在保障电动汽车动力电池出现热失控后及时发出热失控信号的同时，减少了因电池包内烟雾传感器烟雾检测口被遮挡、高功率或恶劣环境下出现的分子活动剧烈以及水蒸气湿度大等因素造成的整车热失控误报或漏报风险。
26.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
27.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
28.图1为本公开实施例中所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
32.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.实施例一：
34.本实施例的目的是提供一种电动汽车动力电池热失控预警方法。
35.本实施例所述方案主要采用如下技术构思：电动汽车动力电池在静置状态下发生热失控，低功耗状态下烟雾传感器中红外光检测电池包内气溶胶浓度(本公开所述方案中以气溶胶浓度对是否存在烟雾进行表征)，当检测异常后开启蓝光检测进一步确认气溶胶浓度上升是否因烟雾传感器探头被异物遮挡所致，通过设定阈值判定包内是否真实产生气溶胶浓度上升现象，若判定不是由气溶胶浓度上升所致，烟雾传感器将持续处于低功耗状态，若阈值确定为包内产生烟雾，烟雾传感器通过硬线信号唤醒电池管理系统，电池管理系统采集动力电池的电压和温度信息判定电池包热失控信息，若确认为热失控，电池管理系统唤醒整车控制器发出热失控信号，确保乘客舱在发生危险之前提供整车提供一个热事件报警信号。
36.具体的，本实施例提供了一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其用于动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，包括：
37.周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；
38.当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；
39.当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；
40.当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。
41.在具体实施中，动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，烟雾传感器持续处于低功耗状态，仅红外光检测模块周期性检测动力电池包内气溶胶的红外光值；所述红外光值及蓝光值通过集成于所述烟雾传感器中的红外光检测模块和蓝光检测模块进行获取，且所述蓝光检测模块仅在气溶胶的红外光值大于预设阈值时进行唤醒；当所述蓝光值不大于预设阈值时，判定红外光检测结果异常，等待电池管理系统上电且完成自检后，烟雾传感器向电池管理系统上报烟雾浓度异常故障；当所述蓝光值不大于预设阈值
时，所述电池管理系统接收到烟雾传感器上报的烟雾浓度异常故障后，整车控制器控制仪表盘进行相应故障展示。
42.在具体实施中，所述根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警，具体为：当模组温度及电压均无异常时，由电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并上报烟雾浓度异常故障；当模组温度和/或电压存在异常,电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并通过整车can网络向t-box和整车控制器上报热失控故障，实现热失控预警。
43.在具体实施中，电动汽车动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态，烟雾传感器在电池管理系统未发出置高位状态下(其中，置高位为bms控制烟雾传感器工作在连续工作模式)，烟雾传感器中的光学模块集成红外光检测模块和蓝光检测模块，持续处于低功耗状态下，红外光周期性检测电池包内气溶胶的红外光值，当检测到电池包内气溶胶浓度异常后，光学模块将检测出的红外光值进行滤波分析，确认是否需要蓝光探测介入检测，因为当烟雾传感器红外探测口被头发丝、水蒸气或灰尘覆盖，会造成红外光检测异常；蓝光探测功能需根据红外光结果判定是否开启检测，光学模块中蓝光检测模块的开启目的在于确认电池包内是否真实产生了气溶胶浓度上升，红外光检测模块作为主探测模块，蓝光检测模块作为辅助探测模块，此处设置在保证气溶胶浓度检测的准确性的同时，可有效降低电池包的整个静态功耗。在本实施例中，所述烟雾检测部分仅有红外光和蓝光模块；其中，低功耗是指红外光检测模块和蓝光检测模块；低功耗指烟雾传感器的红外光检测模块和蓝光检测模块处于非连续工作模式状态。
44.蓝光检测模块的开启取决于红外光探测值，若烟雾传感器检测红外光探测值高于设定阈值，此时蓝关探测模块开启检测电池包内气溶胶的蓝光值，若气溶胶的蓝光值低于设定阈值，则判定为红外光值过高并非由于电池包内真实产生烟雾所致，此时烟雾传感器将持续进入低功耗检测状态，当bms(battery management system)上电，且自检完成后，烟雾传感器向bms上报烟雾浓度异常故障，整车控制器vcu(vehicle control unit)点亮黄色维修灯，上报客户进行电池包内烟雾传感器功能维修信息。
45.当蓝光检测模块检测出蓝光值高于设定阈值后，此时烟雾传感器判定气溶胶浓度异常，并非为红外光探头被异物遮挡造成，而是电池包内气溶胶浓度异常真实存在，在具体实施中，此时烟雾传感器通过wake-up引脚唤醒bms，bms上电后，先完成自检，再通过request引脚至高烟雾传感器，使其工作在连续工作状态下，此时烟雾传感器通过pwm引脚向bms上报烟雾浓度信息。bms采集电池包内模组温度和电压信息，进行判断是否达到热失控上报条件，若采集到的电压和温度均无异常，达不到上报热失控的条件，此时bms通过硬线唤醒vcu，并上报烟雾浓度异常信息，提醒客户进行电池包维修，上述热失控报警策略规避了电池包内因温度上升造成分子扩散加剧或电池包内湿度过大，产生的热失控信号误报问题。
46.若bms采集到电压或/和温度出现骤变，达到热失控判定的标准，bms一方面通过硬线信号唤醒vcu，另一方面通过整车can网络向t-box和vcu上报热失控故障，仪表点亮热失控故障灯，在热失控发生前，给乘客留有足够的安全逃离时间。
47.在具体实施中，实现本方法各步骤需要的技术条件是需要将原有低功耗状态下烟雾检测光学模块的红外光和蓝光检测模块工作正常，当烟雾传感器切换至连续工作模式下
则通过烟雾传感器发出的占空比来反映的烟雾浓度信息,其中，所述占空比基于烟雾浓度计算得到，所述烟雾浓度基于电池包内气溶胶浓度进行表示，所述烟雾浓度与占空比成线性递增关系。
48.实施例二：
49.本实施例的目的是提供一种电动汽车动力电池热失控预警系统。
50.一种电动汽车动力电池热失控预警系统，包括：
51.红外光检测模块，其用于周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；
52.蓝光检测模块，其用于当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；
53.唤醒及预警模块，其用于当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。
54.本实施例所述系统与实施例一中所述方法相对应，其具体细节在实施例一中已经进行了详细说明，故此处不再赘述。
55.在更多实施例中，还提供：
56.一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
57.应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元cpu，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器dsp、专用集成电路asic，现成可编程门阵列fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
58.存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
59.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一中所述的方法。
60.实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
61.本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
62.上述实施例提供的一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统可以实现，具有广阔的应用前景。
63.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，其用于动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，包括：周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。2.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，当所述蓝光值不大于预设阈值时，判定红外光检测结果异常，等待电池管理系统上电且完成自检后，烟雾传感器向电池管理系统上报烟雾浓度异常故障。3.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，当所述蓝光值不大于预设阈值时，所述电池管理系统接收到烟雾传感器上报的烟雾浓度异常故障后，整车控制器控制仪表盘进行相应故障展示。4.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，所述根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警，具体为：当模组温度及电压均无异常时，由电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并上报烟雾浓度异常故障；当模组温度和/或电压存在异常,电池管理系统通过硬线唤醒整车控制器，并通过整车can网络向t-box和整车控制器上报热失控故障，实现热失控预警。5.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，所述红外光值及蓝光值通过集成于所述烟雾传感器中的红外光检测模块和蓝光检测模块进行获取。6.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，所述蓝光检测模块仅在气溶胶的红外光值大于预设阈值时进行唤醒。7.如权利要求1所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法，其特征在于，动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，烟雾传感器持续处于低功耗状态，仅红外光检测模块周期性检测动力电池包内气溶胶的红外光值。8.一种电动汽车动力电池热失控预警系统，其特征在于，其用于动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，包括：红外光检测模块，其用于周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；蓝光检测模块，其用于当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；唤醒及预警模块，其用于当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种电动汽车动力电池热失控预警方法。

技术总结
本公开提供了一种电动汽车动力电池热失控预警方法及系统，其用于动力电池静置工况下电池管理系统处于休眠状态的情况，包括：周期性获取动力电池包内气溶胶的红外光值；当所述红外光值大于预设阈值时，获取气溶胶的蓝光值；当所述蓝光值不大于预设阈值时，动力电池包内的烟雾传感器持续处于低功耗状态；当所述蓝光值大于预设阈值时，即气溶胶浓度异常时，烟雾传感器唤醒电池管理系统，烟雾传感器进入连续工作状态并向电池管理系统上报烟雾浓度信息，电池管理系统采集动力电池包内模组温度及电压信息，根据模组温度及电压信息是否异常，判断是否发出动力电池热失控预警。判断是否发出动力电池热失控预警。判断是否发出动力电池热失控预警。


技术研发人员：俞美鑫 宋开通 王恒 汪建建 甘泉 黄智浩 林健
受保护的技术使用者：奇瑞新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/6/27