【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在能源危機(jī)日益嚴(yán)重的今天，新能源行業(yè)迅猛發(fā)展，電動汽車的數(shù)量越來越多。電動汽車通常由電池管理系統(tǒng)管理電池箱中的動力電池為電動汽車供電。然而，現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)及電池箱均不具備火災(zāi)檢測和預(yù)警功能，從而無法對電池?zé)崾Э貢r造成的火災(zāi)事故進(jìn)行有效的檢測和預(yù)警，從而降低了電動汽車的安全性。

鑒于此，實有必要提供一種電池管理系統(tǒng)以克服以上缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能對電池?zé)崾Э卦斐傻幕馂?zāi)進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警的電池管理系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池箱內(nèi)的多個電池模組，所述電池管理系統(tǒng)包括氣體感測模塊、煙霧感測模塊、溫度感測模塊、控制模塊、滅火模塊及預(yù)警模塊，所述控制模塊與所述氣體感測模塊、所述煙霧感測模塊、所述溫度感測模塊、所述滅火模塊及所述預(yù)警模塊相連，所述氣體感測模塊感測所述電池箱中熱失控氣體的濃度，并將感測到的熱失控氣體的濃度值傳輸給所述控制模塊，所述煙霧感測模塊感測所述電池箱中煙霧的濃度，并將感測到的煙霧的濃度值傳輸給所述控制模塊，所述溫度感測模塊感測所述電池箱的溫度，并將感測到的溫度值傳輸給所述控制模塊，所述控制模塊將接收到的熱失控氣體的濃度值、煙霧的濃度值及溫度值與對應(yīng)的參考值比較，并根據(jù)比較結(jié)果來確定預(yù)警級別，所述控制模塊還在預(yù)警級別為一級時控制所述滅火模塊進(jìn)行滅火，并通過所述預(yù)警模塊警告相關(guān)人員盡快遠(yuǎn)離所述電池箱。

進(jìn)一步地，所述氣體感測模塊包括多個用于感測所述電池箱內(nèi)多個檢測點附近的熱失控氣體的濃度的氣體感測單元，每個氣體感測單元包括氣體傳感器及信號處理子單元，每個氣體傳感器設(shè)置在所述電池箱內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的熱失控氣體的濃度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元，每個信號處理子單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊。

進(jìn)一步地，所述煙霧感測模塊包括多個用于感測所述電池箱內(nèi)多個檢測點附近的煙霧的濃度的煙霧感測單元，每個煙霧感測單元包括煙霧傳感器及信號處理子單元，每個煙霧傳感器設(shè)置在所述電池箱內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的煙霧的濃度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元，每個信號處理子單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊。

進(jìn)一步地，所述溫度感測模塊包括多個用于感測所述電池箱內(nèi)多個檢測點附近的溫度的溫度感測單元，每個溫度感測單元包括溫度傳感器及信號處理子單元，每個溫度傳感器設(shè)置在所述電池箱內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的溫度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元，每個信號處理子單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊。

進(jìn)一步地，每個信號處理子單元包括運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、穩(wěn)壓二極管、第一電容及第二電容，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與相應(yīng)的氣體傳感器、煙霧傳感器或溫度傳感器相連，以接收相應(yīng)的氣體傳感器、煙霧傳感器或溫度傳感器輸出的感測結(jié)果，并通過所述第一電阻接地，且通過所述第一電容接地，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與所述控制模塊相連，并通過所述第二電容接地，所述穩(wěn)壓二極管的陽極接地，所述穩(wěn)壓二極管的陰極與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端相連。

進(jìn)一步地，每個信號處理子單元還包括第一二極管及第二二極管，所述第一二極管的陽極接地，所述第一二極管的陰極與所述第二電阻的第二端相連，所述第二二極管的陽極與所述第一二極管的陰極相連，所述第二二極管的陽極與電源相連。

進(jìn)一步地，所述電池管理系統(tǒng)還包括用于與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行通訊的通訊模塊，所述控制模塊還在預(yù)警級別為二級時控制所述預(yù)警模塊通知駕駛員將車開到維修站，并通過所述通訊模塊與所述遠(yuǎn)程控制端通訊，以通過所述遠(yuǎn)程控制端通知所述電池箱的生產(chǎn)商派相關(guān)人員來排查所述電池箱的異常并進(jìn)行維護(hù)。

進(jìn)一步地，所述電池管理系統(tǒng)還包括用于與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行通訊的通訊模塊，所述控制模塊還在預(yù)警級別為三級時控制所述預(yù)警模塊通知駕駛員所述電池箱存在熱失控的風(fēng)險，并通過所述通訊模塊與所述遠(yuǎn)程控制端通訊，以通過所述遠(yuǎn)程控制端通知所述電池箱的生產(chǎn)商派相關(guān)人員來排查所述電池箱的異常并進(jìn)行維護(hù)。

進(jìn)一步地，所述控制模塊在接收到的熱失控氣體的濃度值大于第一參考值、接收到的煙霧的濃度值大于第二參考值、接收的溫度值大于第三參考值且單位時間內(nèi)溫度的上升值大于第四參考值時，確定預(yù)警級別為一級。

進(jìn)一步地，所述電池管理系統(tǒng)還包括di/do電路，所述控制模塊通過所述di/do電路與所述滅火模塊相連，并通過所述di/do電路控制所述滅火模塊進(jìn)行滅火。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過所述氣體感測模塊感測所述電池箱中熱失控氣體的濃度，并將感測到的熱失控氣體的濃度值傳輸給所述控制模塊；并通過所述煙霧感測模塊感測所述電池箱中煙霧的濃度，并將感測到的煙霧的濃度值傳輸給所述控制模塊；且通過所述溫度感測模塊感測所述電池箱的溫度，并將感測到的溫度值傳輸給所述控制模塊；還通過所述控制模塊將接收到的熱失控氣體的濃度值、煙霧的濃度值及溫度值與對應(yīng)的參考值比較，并根據(jù)比較結(jié)果來確定預(yù)警級別；還通過所述控制模塊還在預(yù)警級別為一級時控制所述滅火模塊進(jìn)行滅火，并通過所述預(yù)警模塊警告相關(guān)人員盡快遠(yuǎn)離所述電池箱；從而使所述電池管理系統(tǒng)能對電池?zé)崾Э卦斐傻幕馂?zāi)進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，進(jìn)而提高了應(yīng)用所述電池管理系統(tǒng)的電動汽車的安全性。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的實施例提供的電池管理系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為圖1中氣體感測模塊的原理框圖。

圖3為圖1中煙霧感測模塊的原理框圖。

圖4為圖1中溫度感測模塊的原理框圖。

圖5為圖2至圖4中信號處理子單元的電路圖。

【具體實施方式】

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人士在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

當(dāng)一個元件被認(rèn)為與另一個元件“相連”時，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人士通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明的實施例提供的電池管理系統(tǒng)100的原理框圖。所述電池管理系統(tǒng)100包括氣體感測模塊10、煙霧感測模塊20、溫度感測模塊30、控制模塊40、滅火模塊60及預(yù)警模塊70。所述控制模塊40與所述氣體感測模塊10、所述煙霧感測模塊20、所述溫度感測模塊30、所述滅火模塊60及所述預(yù)警模塊70相連。所述電池管理系統(tǒng)100用于管理電池箱200內(nèi)的多個電池模組210。所述氣體感測模塊10感測所述電池箱200中熱失控氣體的濃度，并將感測到的熱失控氣體的濃度值傳輸給所述控制模塊40。所述煙霧感測模塊20感測所述電池箱200中煙霧的濃度，并將感測到的煙霧的濃度值傳輸給所述控制模塊40。所述溫度感測模塊30感測所述電池箱200的溫度，并將感測到的溫度值傳輸給所述控制模塊40。所述控制模塊40將接收到的熱失控氣體的濃度值、煙霧的濃度值及溫度值與對應(yīng)的參考值比較，并根據(jù)比較結(jié)果來確定預(yù)警級別。所述控制模塊40還在預(yù)警級別為一級時控制所述滅火模塊60進(jìn)行滅火，并通過所述預(yù)警模塊70警告相關(guān)人員盡快遠(yuǎn)離所述電池箱200。

請參閱圖2，圖2為本發(fā)明的實施例提供的所述氣體感測模塊10的原理框圖。所述氣體感測模塊10包括多個用于感測所述電池箱200內(nèi)多個檢測點附近的熱失控氣體的濃度的氣體感測單元12。每個氣體感測單元12包括氣體傳感器121及信號處理子單元123。每個氣體傳感器121設(shè)置在所述電池箱200內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的熱失控氣體的濃度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元123。每個信號處理子單元123對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊40。在本實施方式中，所述電池箱200內(nèi)多個檢測點的具體位置及數(shù)量均可根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

請參閱圖3，圖3為本發(fā)明的實施例提供的所述煙霧感測模塊20的原理框圖。所述煙霧感測模塊20包括多個用于感測所述電池箱200內(nèi)多個檢測點附近的煙霧的濃度的煙霧感測單元22。每個煙霧感測單元22包括煙霧傳感器221及信號處理子單元123。每個煙霧傳感器221設(shè)置在所述電池箱200內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的煙霧的濃度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元123。每個信號處理子單元123對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊40。

請參閱圖4，圖4為本發(fā)明的實施例提供的所述溫度感測模塊30的原理框圖。所述溫度感測模塊30包括多個用于感測所述電池箱200內(nèi)多個檢測點附近的溫度的溫度感測單元32。每個溫度感測單元32包括溫度傳感器321及信號處理子單元123。每個溫度傳感器321設(shè)置在所述電池箱200內(nèi)對應(yīng)的檢測點，并感測對應(yīng)的檢測點附近的溫度，且將感測到的結(jié)果傳輸給對應(yīng)的信號處理子單元123。每個信號處理子單元123對接收到的信號進(jìn)行處理，并將處理之后的信號傳輸給所述控制模塊40。

請參閱圖5，圖5為本發(fā)明的實施例提供的所述信號處理子單元123的原理框圖。每個信號處理子單元123包括運(yùn)算放大器u1、第一電阻r1、第二電阻r2、穩(wěn)壓二極管zd、第一電容c1及第二電容c2。所述運(yùn)算放大器u1的同相輸入端作為所述信號處理子單元123的輸入端in與相應(yīng)的氣體傳感器121、煙霧傳感器221或溫度傳感器321相連，以接收相應(yīng)的氣體傳感器121、煙霧傳感器221或溫度傳感器321輸出的感測結(jié)果，并通過所述第一電阻r1接地，且通過所述第一電容c1接地。所述運(yùn)算放大器u1的反相輸入端與所述運(yùn)算放大器u1的輸出端相連。所述運(yùn)算放大器u1的輸出端與所述第二電阻r2的第一端相連。所述第二電阻r2的第二端作為所述信號處理子單元123的輸出端out與所述控制模塊40相連，并通過所述第二電容c2接地。所述穩(wěn)壓二極管zd的陽極接地，所述穩(wěn)壓二極管zd的陰極與所述運(yùn)算放大器u1的同相輸入端相連。

在本實施方式中，每個信號處理子單元123還包括第一二極管d1及第二二極管d2。所述第一二極管d1的陽極接地，所述第一二極管d1的陰極與所述第二電阻r2的第二端相連。所述第二二極管d2的陽極與所述第一二極管d1的陰極相連，所述第二二極管d2的陽極與電源v1相連。所述第一二極管d1及所述第二二極管d2構(gòu)成電壓鉗位子單元，用于將所述每個信號處理子單元123輸出的信號的電壓鉗位在0v至所述電源v1的電壓之間，所述電源v1的電壓可根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

請再次參閱圖1，所述電池管理系統(tǒng)100還包括用于與遠(yuǎn)程控制端300進(jìn)行通訊的通訊模塊80。所述控制模塊40還在預(yù)警級別為二級時控制所述預(yù)警模塊70通知駕駛員將車開到維修站，并通過所述通訊模塊80與所述遠(yuǎn)程控制端300通訊，以通過所述遠(yuǎn)程控制端300通知所述電池箱200的生產(chǎn)商派相關(guān)人員來排查所述電池箱200的異常并進(jìn)行維護(hù)。

所述控制模塊40還在預(yù)警級別為三級時控制所述預(yù)警模塊70通知駕駛員所述電池箱200存在熱失控的風(fēng)險，并通過所述通訊模塊80與所述遠(yuǎn)程控制端300通訊，以通過所述遠(yuǎn)程控制端300通知所述電池箱200的生產(chǎn)商派相關(guān)人員來排查所述電池箱200的異常并進(jìn)行維護(hù)。

在本實施方式中，所述控制模塊40在接收到的熱失控氣體的濃度值大于第一參考值、接收到的煙霧的濃度值大于第二參考值、接收的溫度值大于第三參考值且單位時間內(nèi)溫度的上升值大于第四參考值時，確定預(yù)警級別為一級。所述控制模塊40在接收到的熱失控氣體的濃度值大于第五參考值且接收到的煙霧的濃度值大于第六參考值時，確定預(yù)警級別為二級。所述控制模塊40在接收到的熱失控氣體的濃度值大于第七參考值或接收到的煙霧的濃度值大于第八參考值時，確定預(yù)警級別為三級。所述第一參考值大于所述第五參考值，所述第五參考值大于所述第七參考值，所述第二參考值大于所述第六參考值，所述第六參考值大于所述第八參考值，所述第一至第八參考值的具體數(shù)值可根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。所述預(yù)警級別一級高于二級，二級高于三級，即，一級為最高級別的預(yù)警。由此可知，所述電池管理系統(tǒng)100能對所述電池箱200內(nèi)因電池?zé)崾Э囟斐傻幕馂?zāi)的發(fā)展過程進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，并能智能地判斷預(yù)警級別且抑制初期火災(zāi)，還能控制所述滅火模塊60進(jìn)行自動滅火，從而有效地減少了電池安全事故的發(fā)生。

在其它實施方式中，所述控制模塊40根據(jù)接收到的熱失控氣體的濃度值、煙霧的濃度值及溫度值與對應(yīng)的參考值的比較結(jié)果來確定預(yù)警級別的具體確定過程和步驟以及預(yù)警級別的具體級數(shù)都可根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。

在本實施方式中，所述電池管理系統(tǒng)100還包括di/do電路50。所述控制模塊40通過所述di/do電路50與所述滅火模塊60相連，并通過所述di/do電路50控制所述滅火模塊60進(jìn)行滅火。

在本實施方式中，所述電池管理系統(tǒng)100還包括電壓采集模塊90。所述電壓采集模塊90與所述控制模塊40及所述多個電池模組210相連。每個電池模組210包括多個串聯(lián)及/或并聯(lián)的電池單體。所述電壓采集模塊90采集每個電池模組210中每個電池單體的電壓，并將采集到的信號傳輸給所述控制模塊40。

本發(fā)明通過所述氣體感測模塊10感測所述電池箱200中熱失控氣體的濃度，并將感測到的熱失控氣體的濃度值傳輸給所述控制模塊40；并通過所述煙霧感測模塊20感測所述電池箱200中煙霧的濃度，并將感測到的煙霧的濃度值傳輸給所述控制模塊40；且通過所述溫度感測模塊30感測所述電池箱200的溫度，并將感測到的溫度值傳輸給所述控制模塊40；還通過所述控制模塊40將接收到的熱失控氣體的濃度值、煙霧的濃度值及溫度值與對應(yīng)的參考值比較，并根據(jù)比較結(jié)果來確定預(yù)警級別；還通過所述控制模塊40還在預(yù)警級別為一級時控制所述滅火模塊60進(jìn)行滅火，并通過所述預(yù)警模塊70警告相關(guān)人員盡快遠(yuǎn)離所述電池箱200；從而使所述電池管理系統(tǒng)100能對電池?zé)崾Э卦斐傻幕馂?zāi)進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，進(jìn)而減少了電池安全事故的發(fā)生，提高了應(yīng)用所述電池管理系統(tǒng)100的電動汽車的安全性。

本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人士而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。