一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動汽車安全運行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其包括整車控制系統(tǒng)以及至少一個電池箱，電池箱中設(shè)有多組電池，其特征在于，所述電池箱中還設(shè)有電池檢測單元及動作執(zhí)行裝置，所述電池檢測單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、CPU核心處理模塊、通訊傳輸模塊及執(zhí)行裝置控制模塊；數(shù)據(jù)采集模塊包括電池模組溫度、電池電壓電流以及電池模組環(huán)境參數(shù)的采集裝置；本發(fā)明還公開了電池監(jiān)控方法，即分別對模組溫度、電流電壓以及電池箱中溫度、煙霧、氣體及火焰等參數(shù)監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)電池性能發(fā)生突變或熱失控時發(fā)出預(yù)警或滅火信號：本發(fā)明通過電池模組內(nèi)外各項參數(shù)的綜合分析處理，能準確判斷熱失控的發(fā)展階段，提高熱失控檢測的準確率。
【專利說明】
一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車安全運行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車作為一種環(huán)保汽車正在推廣，作為電動汽車新能源的電池組的可靠安全則關(guān)系著電動汽車發(fā)展的成敗。電池的安全性問題事關(guān)人身和財產(chǎn)安全，特別是目前電動汽車作為電池的主要載體，一旦電池發(fā)生起火或爆炸容易造成人員傷亡。由于鋰電池容量小，一輛鋰電池電動車會使用幾百甚至上千塊鋰電池，再加上鋰離子比較活躍，即使在靜止存放的狀態(tài)下也有可能發(fā)生熱失控，因此在安全性上很難控制。電動車的電池安全的提升是一個過程，需要在電極、隔膜、電解液等材料以及保護技術(shù)、保護電路等設(shè)計方面加以完善，但從鋰電池本身解決還是不夠的，應(yīng)用中多眾多電池的監(jiān)控檢測和管理仍是一個十分重要的問題。但目前，提高電動汽車安全性的方法除了對電池組加強保護之外，很難有實質(zhì)性的技術(shù)出現(xiàn)。
[0003]目前，車載鋰離子動力電池組與用戶之間的唯一紐帶是電池管理系統(tǒng)(BMS，Battery Management System)，BMS的主要作用是估測動力電池組的荷電狀態(tài)、單體電池均衡充放電等安全管理。但現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)(BMS)對熱失控的管理不足，不能進行電池組全面的熱失控檢測。即現(xiàn)有的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)存在兩方面不足:
[0004]—是從電池組的統(tǒng)一管理方面系統(tǒng)行差;二是在對電池的熱失控狀態(tài)檢測方面比較遲緩或狀態(tài)確認比較模糊:
[0005]在對電池?zé)崾Э乇O(jiān)控方面，BMS采用布點溫度探測的方法。而車用鋰離子電池組內(nèi)的單體電池數(shù)量多，依靠布點探測的方法不能實現(xiàn)全面的熱失控檢測。如果在沒有布置溫度傳感器的部位發(fā)生熱失控，BMS無法發(fā)現(xiàn)，所以漏報率非常高。另外，當附著在電池組外表面的溫度傳感器探測到電池“溫度顯著升高”時，往往已經(jīng)太晚，此時熱失控已經(jīng)發(fā)生并且無法控制。
[0006]在現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)中，一般由以下方式實現(xiàn)熱失控檢測:通過電池部分電極和溫度傳感器之間的接觸來檢測，在幾十到幾百支單體電芯組成的一個電池包中，一般設(shè)置不超過8只溫度傳感器。其缺點在于即若只有一只單體電池發(fā)生熱失控時，也必須將溫度傳感器安排在所有單體電池的電池位置才能第一時間檢測到，否則，如果溫度傳感器僅安排在一個或幾個電極處，不接近于溫度傳感器的單體電池發(fā)生的熱失控只有在下面情況下才能被檢測出來:即有大量的足以抵達溫度傳感器的熱量散發(fā)出來。此時，即使檢測確認有熱失控發(fā)生，但也已經(jīng)形成了不可挽回的安全威脅，因為在如此的熱量下，與熱失控電池相鄰的單體電池已到達或超過導(dǎo)致其引發(fā)熱失控的外界溫度條件，熱失控連鎖反應(yīng)已經(jīng)形成，極大可能造成極為迅猛的火災(zāi)?，F(xiàn)有已知的系統(tǒng)通過部署盡量多的溫度傳感器來解決這些問題，然而這會導(dǎo)致系統(tǒng)成本極為昂貴，安裝更加復(fù)雜，且由于極為繁雜的線束，這又降低電池組的可靠性和安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種檢測較為準確的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括整車控制系統(tǒng)VCU(Vehicle Control Unit)以及至少一個電池箱，所述電池箱中設(shè)有多組電池，其特征在于，所述電池箱中還設(shè)有電池檢測單元BMU(Battery MonitoringUnit)及動作執(zhí)行裝置，所述電池檢測單元BMU與所述整車控制系統(tǒng)VCU通過整車CAN總線電連接。所述電池檢測單元BMU還與所述動作執(zhí)行裝置連接以輸出啟動信號。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:將電池狀態(tài)信息通過所述電池檢測單元BMU傳輸?shù)剿稣嚳刂葡到y(tǒng)VCU，使電池狀態(tài)與車輛其它信息如智能儀表、油門控制、燈光控制等等一體化管理，便于駕駛?cè)藛T把控操作。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0011 ]進一步，所述電池箱設(shè)有多個，每個所述電池箱中均設(shè)有電池檢測單元BMU及動作執(zhí)行裝置，還包括電池管理單元BCU(Battery Control Unit)及內(nèi)部CAN總線，每個所述電池檢測單元BMU通過所述內(nèi)部CAN總線與所述電池管理單元BCU電連接；
[0012]所述電池管理單元BCU，用于接收電池檢測單元BMU上傳的當前電池?zé)崾Э貐?shù)，根據(jù)各項參數(shù)綜合判斷當前熱失控狀態(tài)，發(fā)出預(yù)警信號，若達到啟動滅火裝置級別向電池檢測單元BMU下達手動啟動動作執(zhí)行裝置指令。
[0013]采用上述進一步方案的有益效果是，對于比較大型的車輛，會配置許多組電池組，如電動公共車，此時增設(shè)電池管理單元BCU來對每個電池箱的信息匯總管理能使系統(tǒng)對熱失控狀態(tài)反應(yīng)更快捷，管理更集中。
[0014]進一步，所述電池檢測單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、CPU核心處理模塊、通訊傳輸模塊及執(zhí)行裝置控制模塊；
[0015]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集電池箱內(nèi)部的各個檢測節(jié)點的當前熱失控參數(shù)并傳送給所述CHJ核心處理模塊；
[0016]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置；
[0017]所述電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置包括煙霧濃度傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器以及火焰?zhèn)鞲衅鳎?br>[0018]檢測的氣體主要為CO，也包括02、⑶2、C2H2、CH4等氣體。
[0019]所述火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測電池箱內(nèi)出現(xiàn)明火的準確時刻，為后期熱失控的抑制手段提供動作依據(jù)；
[0020]所述CPU核心處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)漠斍盁崾Э貐?shù)，并對所述當前熱失控參數(shù)進行分析處理以判斷是否出現(xiàn)熱失控和監(jiān)測熱失控過程。
[0021 ]所述CPU核心處理模塊對數(shù)據(jù)采集模塊采集到的煙霧濃度、氣體濃度、火焰信息、電池表面及周圍溫度、電池電壓進行數(shù)據(jù)過濾分析處理，經(jīng)過算法分析排除環(huán)境因素、熱輻射等干擾因素造成的誤報警，全程監(jiān)測電池?zé)崾Э貭顟B(tài)。通過火焰檢測確定啟動滅火器的最佳時機，避免熱失控連鎖反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)。
[0022]所述CPU核心處理模塊判斷出當前區(qū)域出現(xiàn)熱失控時，向電池管理單元BCU或整車控制系統(tǒng)VCU發(fā)送熱失控報警信息、動作信息并顯示。
[0023]所述通訊模塊用于傳輸自身健康狀態(tài)、熱失控信息、動作信息，并用于接收BMS或V⑶發(fā)出的命令。
[0024]所述電池管理單元還可與汽車智能儀表進行通信，當CHJ核心處理模塊判斷出當前區(qū)域出現(xiàn)熱失控時，通過汽車智能儀表通知駕駛員，發(fā)出聲光報警提示。
[0025]另外，本電池管理系統(tǒng)還有手動啟動動作執(zhí)行裝置功能。當駕駛員發(fā)現(xiàn)異常時，可手動啟動動作執(zhí)行裝置，由VCU發(fā)送手動啟動動作執(zhí)行裝置指令并傳送給CPU核心處理模塊執(zhí)行。
[0026]采用上述進一步方案的有益效果是，在檢測電池模組的溫度值、電池的電流電壓信息的基礎(chǔ)上，融合電池模組環(huán)境參數(shù)(煙霧、氣體、周圍環(huán)境溫度、火焰信息)，有利于準確判斷熱失控的發(fā)展階段，特別是熱失控后期階段，即檢測熱失控導(dǎo)致燃燒的準確時刻，為后期熱失控的抑制手段提供動作依據(jù)，提高熱失控檢測的準確率。既不延誤時機，又不因為過早啟動滅火裝置而造成損失。
?0027] 進一步，所述通訊傳輸模塊為Zigbee無線傳輸模塊、GPRS通訊模塊、CAN接口模塊或因特網(wǎng)接口模塊。
[0028]采用上述進一步方案的有益效果是，便于將電池箱中的熱失控信號傳輸?shù)狡囌嚳刂破?V⑶)或電池管理單元(B⑶)。
[0029]進一步，所述執(zhí)行裝置控制模塊，用于接收CPU核心處理模塊信號，并向動作執(zhí)行裝置發(fā)出電壓、電流和/或頻率控制信號，用于啟動動作執(zhí)行裝置。
[0030]采用上述進一步方案的有益效果是，用于及時的給執(zhí)行裝置發(fā)送啟動信號。
[0031 ]進一步，所述動作執(zhí)行裝置，包括滅火裝置和/或冷卻裝置；
[0032]所述滅火裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，并根據(jù)信號適啟動滅火裝置；
[0033]所述冷卻裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，用于控制電池環(huán)境溫度。
[0034]采用上述進一步方案的有益效果是，可以針對不同預(yù)警等級采取相應(yīng)的處理措施。
[0035]進一步，還包括與所述CAN(Controller Area Network)數(shù)據(jù)總線電連接的智能儀表。
[0036]采用上述進一步方案的有益效果是，將車載電池的工作狀態(tài)在智能儀表上顯示。
[0037]本發(fā)明還公開了一種電動汽車的電池監(jiān)控方法，包括如上所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，在管理系統(tǒng)開始進入工作狀態(tài)后，電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置同時進入監(jiān)控狀態(tài)，即同時進行步驟
1、π及m的檢測過程，并通過所述CPU核心處理模塊處理數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)電池性能發(fā)生突變或熱失控時發(fā)出預(yù)警或滅火信號，監(jiān)控步驟如下:
[0038]I:
[0039](I)、通過電池模組溫度采集裝置獲取電池模組的溫度信號；
[0040](2)、CI3U核心處理模塊根據(jù)該溫度信號判斷電池模組內(nèi)單體電池的溫度變化速率；
[0041](3)、將所得溫度變化速率與預(yù)設(shè)的速率閾值比較，如果小于速率閾值則轉(zhuǎn)入開始循環(huán);如果大于或等于閾值則:
[0042](4)、判斷設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率是否連續(xù)超過閾值，并根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率給出預(yù)警級別初步判定；
[0043](5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV;
[0044]Π:
[0045](1)、通過電池電壓電流采集裝置獲取電池的電壓或/和電流信號；
[0046](2)、判斷電池工作狀態(tài):如在非使用狀態(tài)則轉(zhuǎn)入步驟(6);如果在充電或放電的使用狀態(tài)，則:
[0047](3)、計算電池參數(shù)并與標準參數(shù)比較，并進行剩余電量估算，求出剩余電量估算值；
[0048](4)、判斷剩余電量估算值參數(shù)是否正常，如正常則返回開始循環(huán)狀態(tài)；否則根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定；
[0049](5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV;
[0050](6)、計算懸浮電壓參數(shù)并判斷是否發(fā)生突變;如無突變則轉(zhuǎn)入開始循環(huán)步驟;如發(fā)生突變則:
[0051](7)、根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的懸浮電壓非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定；
[0052](8)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV:
[0053]ΠΙ:
[0054](I)、通過電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置獲取環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)；
[0055](2)、對所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值；
[0056](3)、分別判斷每個所述特征值是否大于或等于相應(yīng)的設(shè)定閾值;否則則返回開始繼續(xù)檢測，如果是大于或等于閾值，則繼續(xù)判斷是否為電池箱外環(huán)境影響:如果為環(huán)境影響則繼續(xù)返回開始繼續(xù)檢測;否則轉(zhuǎn)步驟(5):
[0057](4)、在上述步驟(I)進行的同時，通過火焰?zhèn)鞲衅鳙@取火焰信號參數(shù)，并與火焰信號閾值比較，小于閾值則轉(zhuǎn)開始循環(huán)狀態(tài);大于等于火焰閾值則；
[0058](5)、根據(jù)所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值作出預(yù)警級別初步判定;并轉(zhuǎn)到綜合判定步驟IV:
[0059]IV
[0060](1)、將以上1、π及m步驟中所獲取的各項預(yù)警級別初步判定信號綜合分析，給出最終預(yù)警級別，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號；
[0061](2)、當與預(yù)先設(shè)定的最終預(yù)警級別比較，達到需要啟動滅火裝置的級別時，在預(yù)警的同時啟動滅火裝置；
[0062](3)、管理系統(tǒng)仍然返回開始狀態(tài)循環(huán)監(jiān)控即時狀態(tài)。
[0063]采用本方法的有益效果是，既能通過監(jiān)控火焰檢測器的信號確定明火發(fā)生時間，又能結(jié)合其它熱失控參數(shù)判斷事態(tài)大小，是否誤檢等，從而既能采取更準確、更及時的處置措施，又能最大限度減少誤報、誤操作，縮小損失。
【附圖說明】
[0064]圖1為本發(fā)明的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖2為本發(fā)明的另一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0066]圖3為本發(fā)明的電池檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖4為本發(fā)明的監(jiān)控方法步驟流程示意圖。
[0068]在圖1到圖3中，1、電池檢測單元BMU; 2、執(zhí)行裝置;3、電池管理單元BCU;4、整車控制系統(tǒng)V⑶;5、智能儀表;6、電池箱。
【具體實施方式】
[0069]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0070]如圖1到圖3所示，一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括整車控制系統(tǒng)V⑶以及至少一個電池箱6，所述電池箱6中設(shè)有多組電池，所述電池箱中還設(shè)有電池檢測單元BMUI及動作執(zhí)行裝置2，所述電池檢測單元BMUl與所述整車控制系統(tǒng)VCU4通過整車CAN總線電連接。
[0071]所述電池檢測單元BMU還與所述動作執(zhí)行裝置連接以輸出啟動信號。
[0072]在新能源汽車上，所述電池箱6設(shè)有多個，每個所述電池箱6中均設(shè)有電池檢測單元BMUl及動作執(zhí)行裝置2，還包括電池管理單元BCU3及內(nèi)部CAN總線，每個所述電池檢測單元BMUl通過所述內(nèi)部CAN總線與所述電池管理單元B⑶3電連接；
[0073]所述電池管理單元BCU3用于接收電池檢測單元BMUl上傳的當前電池?zé)崾Э貐?shù)，根據(jù)各項參數(shù)綜合判斷當前熱失控狀態(tài)，發(fā)出預(yù)警信號，若達到啟動滅火裝置級別向電池檢測單元BMUl下達手動啟動動作執(zhí)行裝置指令。
[0074]所述電池檢測單元I包括數(shù)據(jù)采集模塊、CPU核心處理模塊、通訊傳輸模塊及執(zhí)行裝置控制模塊；
[0075]所述數(shù)據(jù)采集模塊11用于采集電池箱內(nèi)部的各個檢測節(jié)點的當前熱失控參數(shù)并傳送給所述CHJ核心處理模塊12;
[0076]所述數(shù)據(jù)采集模塊11包括電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置；
[0077]這里的電池模組溫度采集裝置是指安裝在電池模組內(nèi)的溫度傳感器，通常在一個電池箱中設(shè)有多個電池模組，而每個電池模組則由若干片單體電池組成，該溫度傳感器就安裝在電池模組內(nèi)；所述的電池電壓電流采集裝置則源于現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)的對電池電壓的檢測元件。
[0078]所述電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置包括煙霧濃度傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器以及火焰?zhèn)鞲衅鳎?br>[0079]所述氣體濃度可采集檢測的氣體主要為CO，也包括02、C02、C2H2、CH4等氣體。
[0080]所述火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測電池箱內(nèi)出現(xiàn)明火的準確時刻，為后期熱失控的抑制手段提供動作依據(jù)；
[0081]所述CPU核心處理模塊12，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊11傳輸?shù)漠斍盁崾Э貐?shù)，并對所述當前熱失控參數(shù)進行分析處理以判斷是否出現(xiàn)熱失控和監(jiān)測熱失控過程。
[0082]所述CPU核心處理模塊12對數(shù)據(jù)采集模塊11采集到的煙霧濃度、氣體濃度、火焰信息、電池表面及周圍溫度、電池電壓電流信息進行數(shù)據(jù)過濾分析處理，經(jīng)過算法分析排除環(huán)境因素、熱輻射等干擾因素造成的誤報警，全程監(jiān)測電池?zé)崾Э貭顟B(tài)。通過火焰檢測確定啟動滅火器的最佳時機，避免熱失控連鎖反應(yīng)導(dǎo)致火災(zāi)。
[0083]所述CPU核心處理模塊11判斷出當前區(qū)域出現(xiàn)熱失控時，向電池管理單元B⑶或整車控制系統(tǒng)VCU發(fā)送熱失控報警信息、動作信息并顯示。
[0084]所述通訊模塊13用于傳輸自身健康狀態(tài)、熱失控信息、動作信息，并用于接收BMS或V⑶發(fā)出的命令。
[0085]所述電池管理單元I還可與汽車智能儀表進行通信，當CPU核心處理模塊判斷出當前區(qū)域出現(xiàn)熱失控時，通過汽車智能儀表通知駕駛員，發(fā)出聲光報警提示。
[0086]另外，本電池管理系統(tǒng)還有手動啟動動作執(zhí)行裝置功能。當駕駛員發(fā)現(xiàn)異常時，可手動啟動動作執(zhí)行裝置，由VCU發(fā)送手動啟動動作執(zhí)行裝置指令并傳送給CPU核心處理模塊執(zhí)行。
[0087]所述通訊傳輸模塊為Zigbee無線傳輸模塊、GPRS通訊模塊、CAN接口模塊或因特網(wǎng)接口模塊。
[0088]所述執(zhí)行裝置控制模塊，用于接收CPU核心處理模塊信號，并向動作執(zhí)行裝置發(fā)出電壓、電流和/或頻率控制信號，用于啟動動作執(zhí)行裝置。
[0089]所述動作執(zhí)行裝置2，包括滅火裝置和/或冷卻裝置；
[0090]所述滅火裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，并根據(jù)信號適啟動滅火裝置；
[0091 ]所述冷卻裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，用于控制電池環(huán)境溫度。
[0092]還包括與所述CAN(Controller Area Network)數(shù)據(jù)總線電連接的智能儀表。
[0093]本發(fā)明提供的系統(tǒng)還可與智能儀表通過CAN網(wǎng)絡(luò)進行通信，用于當所述CPU核心處理模塊12判斷出當前區(qū)域出現(xiàn)熱失控時，進行聲光報警提示，及時通知駕駛員。
[0094]如圖4所示，本發(fā)明還公開了一種電動汽車的電池監(jiān)控方法，包括如上所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，在管理系統(tǒng)開始進入工作狀態(tài)后，電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置同時進入監(jiān)控狀態(tài)，即同時進行步驟1、Π及ΙΠ的檢測過程，并通過所述CPU核心處理模塊處理數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)電池性能發(fā)生突變或熱失控時發(fā)出預(yù)警或滅火信號，監(jiān)控步驟如下:
[0095]I:
[0096](I)、通過電池模組溫度采集裝置獲取電池模組的溫度信號；
[0097](2)、CI3U核心處理模塊根據(jù)該溫度信號判斷電池模組內(nèi)單體電池的溫度變化速率；
[0098](3)、將所得溫度變化速率與預(yù)設(shè)的速率閾值比較，如果小于速率閾值則轉(zhuǎn)入開始循環(huán);如果大于或等于閾值則:
[0099](4)、判斷設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率是否連續(xù)超過閾值，并根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率給出預(yù)警級別初步判定；
[0100](5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV;
[0101]π:
[0102](1)、通過電池電壓電流采集裝置獲取電池的電壓或/和電流信號；
[0103](2)、判斷電池工作狀態(tài):如在非使用狀態(tài)則轉(zhuǎn)入步驟(6);如果在充電或放電的使用狀態(tài)，則:
[0104](3)、計算電池參數(shù)并與標準參數(shù)比較，進行剩余電量估算，求出剩余電量估算值；
[0105](4)、判斷剩余電量估算值參數(shù)是否正常，如正常則返回開始循環(huán)狀態(tài)；否則根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定；
[0106](5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV;
[0107](6)、計算懸浮電壓參數(shù)并判斷是否發(fā)生突變;如無突變則轉(zhuǎn)入開始循環(huán)步驟;如發(fā)生突變則:
[0108](7)、根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的懸浮電壓非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定；
[0109](8)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV:
[oho] m:
[0111](I)、通過電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置獲取環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)；
[0112](2)、對所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值；
[0113](3)、分別判斷每個所述特征值是否大于或等于相應(yīng)的設(shè)定閾值;否則則返回開始繼續(xù)檢測，如果是大于或等于閾值，則繼續(xù)判斷是否為電池箱外環(huán)境影響:如果為環(huán)境影響則繼續(xù)返回開始繼續(xù)檢測;否則轉(zhuǎn)步驟(5):
[0114](4)、在上述步驟(I)進行的同時，通過火焰?zhèn)鞲衅鳙@取火焰信號參數(shù)，并與火焰信號閾值比較，小于閾值則轉(zhuǎn)開始循環(huán)狀態(tài);大于等于火焰閾值則；
[0115](5)、根據(jù)所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值作出預(yù)警級別初步判定;并轉(zhuǎn)到綜合判定步驟IV:
[0116]IV:
[0117](1)、將以上1、π及m步驟中所獲取的各項預(yù)警級別初步判定信號綜合分析，給出最終預(yù)警級別，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號；
[0118](2)、當與預(yù)先設(shè)定的最終預(yù)警級別比較，達到需要啟動滅火裝置的級別時，在預(yù)警的同時啟動滅火裝置；
[0119](3)、管理系統(tǒng)仍然返回開始狀態(tài)循環(huán)監(jiān)控即時狀態(tài)。
[0120]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括整車控制系統(tǒng)VCU以及至少一個電池箱，所述電池箱中設(shè)有多組電池，其特征在于，所述電池箱中還設(shè)有電池檢測單元BMU及動作執(zhí)行裝置，所述電池檢測單元BMU與所述整車控制系統(tǒng)VCU通過整車CAN總線電連接;所述電池檢測單元BMU還與所述動作執(zhí)行裝置連接以輸出啟動信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱設(shè)有多個，每個所述電池箱中均設(shè)有電池檢測單元BMU及動作執(zhí)行裝置，還包括電池管理單元B⑶及內(nèi)部CAN總線，每個所述電池檢測單元BMU通過所述內(nèi)部CAN總線與所述電池管理單元BCU電連接； 所述電池管理單元BCU，用于接收各個電池檢測單元BMU上傳的當前電池?zé)崾Э貐?shù)，根據(jù)各項參數(shù)綜合判斷當前熱失控狀態(tài)，發(fā)出預(yù)警信號，若達到啟動滅火裝置級別向電池檢測單元BMU下達啟動動作執(zhí)行裝置指令。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池檢測單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、CPU核心處理模塊、通訊傳輸模塊及執(zhí)行裝置控制模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集電池箱內(nèi)部的各個檢測節(jié)點的當前熱失控參數(shù)并傳送給所述CPU核心處理模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置； 所述電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置包括煙霧濃度傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器以及火焰?zhèn)鞲衅鳎?所述火焰?zhèn)鞲衅饔糜跈z測電池箱內(nèi)出現(xiàn)明火的準確時刻，為后期熱失控的抑制手段提供動作依據(jù)； 所述CHJ核心處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)漠斍盁崾Э貐?shù)，并對所述當前熱失控參數(shù)進行分析處理以判斷是否出現(xiàn)熱失控和監(jiān)測熱失控過程。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊傳輸模塊為Zigbee無線傳輸模塊、GPRS通訊模塊、CAN接口模塊或因特網(wǎng)接口模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行裝置控制模塊，用于接收CHJ核心處理模塊信號，并向動作執(zhí)行裝置發(fā)出電壓、電流和/或頻率控制信號，用于啟動動作執(zhí)行裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述動作執(zhí)行裝置，包括滅火裝置和/或冷卻裝置； 所述滅火裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，并根據(jù)信號適啟動滅火裝置； 所述冷卻裝置用于接收所述CPU核心處理模塊發(fā)送的處理信號，用于控制電池環(huán)境溫度。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述CAN數(shù)據(jù)總線電連接的智能儀表。8.一種電動汽車的電池監(jiān)控方法，包括如權(quán)利要求1?7任一項所述的電動汽車的電池監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，在管理系統(tǒng)開始進入工作狀態(tài)后，電池模組溫度采集裝置、電池電壓電流采集裝置以及電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置同時進入監(jiān)控狀態(tài)，即同時進行步驟.1、π及m的檢測過程，并通過所述CPU核心處理模塊處理數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)電池性能發(fā)生突變或熱失控時發(fā)出預(yù)警或滅火信號，監(jiān)控步驟如下: I: (1 )、通過電池模組溫度采集裝置獲取電池模組的溫度信號； (2)、CRJ核心處理模塊根據(jù)該溫度信號判斷電池模組內(nèi)單體電池的溫度變化速率； (3)、將所得溫度變化速率與預(yù)設(shè)的速率閾值比較，如果小于速率閾值則轉(zhuǎn)入開始循環(huán);如果大于或等于閾值則: (4)、判斷設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率是否連續(xù)超過閾值，并根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的溫度變化速率給出預(yù)警級別初步判定； (5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV;II: (1 )、通過電池電壓電流采集裝置獲取電池的電壓或/和電流信號； (2)、判斷電池工作狀態(tài):如在非使用狀態(tài)則轉(zhuǎn)入步驟(6);如果在充電或放電的使用狀態(tài)，則: (3)、計算電池參數(shù)并與標準參數(shù)比較，并進行剩余電量估算，求出剩余電量估算值； (4)、判斷剩余電量估算值參數(shù)是否正常，如正常則返回開始循環(huán)狀態(tài)；否則根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定； (5)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV； (6)、計算懸浮電壓參數(shù)并判斷是否發(fā)生突變;如無突變則轉(zhuǎn)入開始循環(huán)步驟;如發(fā)生突變則: (7)、根據(jù)設(shè)定時間段內(nèi)的懸浮電壓非正常參數(shù)給出預(yù)警級別初步判定； (8)、轉(zhuǎn)綜合判定步驟IV: m: (1)、通過電池模組環(huán)境參數(shù)采集裝置獲取環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)； (2)、對所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值； (3)、分別判斷每個所述特征值是否大于或等于相應(yīng)的設(shè)定閾值;否則則返回開始繼續(xù)檢測，如果是大于或等于閾值，則繼續(xù)判斷是否為電池箱外環(huán)境影響:如果為環(huán)境影響則繼續(xù)返回開始繼續(xù)檢測;否則轉(zhuǎn)步驟(5): (4)、在上述步驟(I)進行的同時，通過火焰?zhèn)鞲衅鳙@取火焰信號參數(shù)，并與火焰信號閾值比較，小于閾值則轉(zhuǎn)開始循環(huán)狀態(tài);大于等于火焰閾值則: (5)根據(jù)所獲取的環(huán)境溫度值、氣體濃度值、煙霧濃度值及火焰參數(shù)提取特征值作出預(yù)警級別初步判定;并轉(zhuǎn)到綜合判定步驟IV:IV (1)、將以上1、π及m步驟中所獲取的各項預(yù)警級別初步判定信號綜合分析，給出最終預(yù)警級別，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號； (2)、當與預(yù)先設(shè)定的最終預(yù)警級別比較，達到需要啟動滅火裝置的級別時，在預(yù)警的同時啟動滅火裝置； (3)、管理系統(tǒng)仍然返回開始狀態(tài)循環(huán)監(jiān)控即時狀態(tài)。
【文檔編號】B60L3/00GK105904992SQ201610409078
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張立磊
【申請人】煙臺創(chuàng)為新能源科技有限公司