CN111653840A - 一种预警方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预警方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，通过本发明的技术方案，能够准确预警电池热失控。

Description

一种预警方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种预警方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
安全问题是妨碍锂离子电池在电动汽车中大规模应用的主要障碍。随着锂离子电池能量密度的不断提高，提高其安全性对电动汽车的发展日益迫切。热失控是电池安全研究中的一个关键问题，也是电池管理***对电池故障预警的重点和难点。目前，电池管理***对电池热失控的预警方法通常都集中在温度变化速率的判断，或增加烟雾传感器、气体传感器等设备进行安全预防。但上述方法从温度变化维度判断容易受温度传感器采样精度和特性影响，有误报风险；而增设烟雾传感器、气体传感器的措施，虽然可从多维度保证预警的准确性，但也增加了***潜在功能失效风险和***成本。
发明内容
本发明实施例提供一种预警方法、装置、设备及存储介质，以实现能够准确预警电池热失控，并对用户进行预警提示。
第一方面，本发明实施例提供了一种预警方法，包括：
实时采集电池单体电压和电池模组温度；
根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；
若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
第二方面，本发明实施例还提供了一种预警装置，该装置包括：
采集模块，用于实时采集电池单体电压和电池模组温度；
计算模块，用于根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；
预警模块，用于若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的预警方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种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如本发明实施例中任一所述的预警方法。
本发明实施例通过实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，能够准确预警电池热失控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1A是本发明实施例一中的一种预警方法的流程图；
图1B是本发明实施例一中的池管理***热失控装置示意图；
图1C是本发明实施例一中的电池管理***拓扑结构示意图；
图2是本发明实施例二中的一种预警装置的结构示意图；
图3是本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种预警方法的流程图，本实施例可适用于预警的情况，该方法可以由本发明实施例中的预警装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图1A所示，该方法具体包括如下步骤：
S110，实时采集电池单体电压和电池模组温度。
S120，根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数。
S130，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
可选的，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警之前，还包括：
根据所述电池特征参数确定线路情况；
相应的，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，包括：
若所述电池特征参数和所述线路情况满足预设条件，则进行预警。
可选的，所述电池特征参数包括：电池模组温度最大值、最小值、以及对应采样点，电池单体电压最大值、最小值以及对应采样点，电池模组温度平均值、电池模组温度最值点相邻温度采样点的温度值，电池模组温度最大值变化速率、电池模组温度最大值所对应同一电池模组内的相邻温度点变化速率、电池模组温度最大值与电池模组温度平均值的差值、相邻温度值与电池模组温度平均值的差值以及电池单体电压最小值变化速率中的至少一种。
可选的，所述线路情况包括：电池单体电压采样线开路故障、温度传感器采样线开路故障、温度传感器采样线短路故障、采样板通讯线路故障、采样板供电线路故障、采样板的通讯响应标识异常中的至少一种。
其中，所述线路情况包括线路正常和线路故障，线路故障包括：电池单体电压采样线开路故障、温度传感器采样线开路故障、温度传感器采样线短路故障、采样板通讯线路故障、采样板供电线路故障、采样板的通讯响应标识异常中的至少一种；线路正常情况包括：电池单体电压采样线路正常、温度传感器采样线路正常、采样板通讯线路正常、采样板供电线路正常以及采样板的通讯响应标识正常中的至少一种。本发明实施例对此不进行限制。
可选的，根据所述电池特征参数确定线路情况包括：
若电池单体电压最大值和电池单体电压最小值的差值大于单体电压采样线开线故障的压差阈值，且电池单体电压最大值采样点位置与电池单体电压最小值采样点位置的差值等于1，则确定电池单体电压最大值、最小值采样点中间位置的采样线发生开路故障。
其中，所述单体电压采样线开线故障的压差阈值可以为***设定，也可以为人为设定，本发明实施例对此不进行限制。
或者，
若温度传感器的电压值大于电压阈值，则确定温度传感器采样线开路或者短路故障；
其中，所述电压阈值可以为***设定，也可以为人为设定，本发明实施例对此不进行限制。
具体的，采集温度传感器的电压值，若温度传感器的电压值大于电压阈值，则确定温度传感器采样线开路或者短路故障。
或者，
若采样板上传的电池单体电压和/或模组温度数据不更新，且采样板通信响应标识异常，则确定采样板通讯线路和/或供电线路故障。
可选的，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，包括：
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常阈值，电池单体电压最小值小于电池热失控的电池单体电压异常阈值，当前采样周期电池单体电压最小值和上一采样周期电池单体电压最小值的差值大于第一阈值，且电池模组温度最大值采样点位置和电池单体电压最小值采样点位置在同一电池模组内，则进行预警，其中，所述第一阈值为电池单体电压最小值变化速率阈值与预设倍数的电池单体电压数据采样周期的比值。
其中，所述预设倍数可以根据需求进行设定，针对当前方案，预设倍数可以设定为1-5倍。
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，当前检测周期最大温度值点的温度值与上一采样检测周期最大温度值点的温度值的差值大于第二阈值，且在预设倍数的电池模组温度数据采样周期内电池模组温度最大值与平均值的差值大于温度最大值与均值的差值变化阈值，则进行预警，其中，所述第二阈值为变化速率阈值与变化速率的判断周期的比值。
其中，所述预设倍数可以根据需求进行设定，针对本方案预设倍数可以设定为10-20倍。
其中，所述温度最大值与均值的差值变化阈值可以为20℃-25℃。
其中，所述变化速率包括快速变化速率和/或极速变化速率，所述快速变化速率的判断周期为第一预设倍数的电池模组温度数据采样周期，所述极速变化速率的判断周期为第二预设倍数的电池模组温度数据采样周期。其中，所述第一预设倍数可以为20-30倍，第二预设倍数可以为10-20倍。
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常阈值，当前采样周期最大温度值点相邻温度点的温度值与上一采样周期最大温度值点相邻温度点的温度值的差值大于第二阈值，且电池模组温度最大值点相邻前一温度点或者后一温度点与平均值的差值大于温度最大值点相邻温度点与均值的差值变化阈值，则进行预警。
其中，所述最大温度值点相邻温度点可以为最大温度值点相邻前一温度点，也可以为最大温度值点相邻后一温度点，还可以既包括最大温度值点相邻前一温度点，又包括最大温度值点相邻后一温度点，本发明实施例对此不进行限制。
可选的，在电池模组温度最大值采样点位置等于1时，最大温度值点相邻温度点为最大温度值点相邻后一温度点，在电池模组温度最大值采样点位置等于电池模组温度采样点数时，最大温度值点相邻温度点为最大温度值点相邻前一温度点。
其中，所述温度最大值点相邻温度点与均值的差值变化阈值可以为10℃-25℃。
可选的，若所述电池特征参数和所述线路情况满足预设条件，则进行预警，包括：
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，电池单体电压采样线开路故障，电池模组温度最大值采样点位置和电池单体电压采样线开路故障点在同一模组，且温度传感器处于正常工作状态，则进行预警；
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，温度传感器处于正常工作状态，采样板通信响应标识异常，电池模组温度最大值采样点位置和采样板通信响应标识异常点在同一模组，且电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值的时间先于采样板信响应标识异常，则进行预警；
或者，
若当前检测周期最大温度值点的温度值与上一采样检测周期最大温度值点的温度值的差值大于第二阈值，且在预设倍数的电池模组温度数据采集周期内电池模组温度最大值与平均值的差值大于温度最大值与均值的差值变化阈值，温度传感器故障，温度变化先于温度传感器故障，电池单体电压采样线开路正常，电池单体电压最小值小于电池热失控的电池单体电压异常最值，且当前采样周期电池单体电压最小值和上一采样周期电池单体电压最小值的差值大于第一阈值，则进行预警，其中，所述第一阈值为电池单体电压最小值变化速率阈值与预设倍数的电池单体电压数据采样周期的比值，其中，所述第二阈值为变化速率阈值与变化速率的判断周期的比值。
在一个具体的例子中，本发明实施例是在基于菊花链的电池管理***拓扑结构下，能够运用电池温度最值的变化特征和因电池热失控导致的电池管理***电气故障的定位方法，准确预警电池热失控，并在车辆仪表上对用户进行预警提示，同时可以将故障信息上传大数据监控平台。如图1B所示，通过本发明的技术方案可以诊断出发生热失控的故障位置，能够对后续的车辆维修、故障分析提供参考信息，也有助于电池***结构、布置的设计改进。首先需要对电池单体电压、温度数据进行实时采集，并对电池单体电压、温度最值点的变化特征和异常位置进行识别及校验，具体包括如下步骤：步骤1：通过电池管理***采样从板实时采集电池单体电压、电池模组温度数据，由电池管理***主控板对电池单体电压、电池模组温度数据建立数组并进行赋值处理：电池单体电压数据数组：CellVol[n]，电池模组温度数据数组：ModuleTemp[m]，其中，n为电池***单体电压采样点数；m为电池***电池模组温度采样点数。步骤2：实时对电池单体电压数据数组和电池模组温度数据数组进行数据处理，计算出电池单体电压最小值、最大值及对应采样点和电池模组温度最小值、最大值及对应采样点，以及电池模组温度平均值：f[Vmin，NumVmin]＝Min(CellVol[n])，f[Vmax，NumVmax]＝Max(CellVol[n])，f[Tmin，NumTmin]＝Min(ModuleTemp[m])，f[Tmax，NumTmax]＝Max(ModuleTemp[m])，Tavg＝Sum(ModuleTemp[m])/m，其中，Vmin为电池单体电压最小值，NumVmin为电池单体电压最小值采样点位置；Tmax为电池模组温度最大值，NumTmax为电池模组温度最大值采样点位置；Tavg为电池模组温度平均值。步骤3：计算电池模组温度最值点相邻温度采样点的值；Tmaxf＝ModuleTemp[NumTmax-1],Tmaxb＝ModuleTemp[NumTmax+1]，其中，Tmaxf为电池模组温度最大值前一个采样点的温度,Tmaxb为电池模组温度最大值后一个采样点的温度。如果NumTmax＝1,Tmaxf＝Tmax；如果NumTmax＝m，Tmaxb＝Tmax。步骤4：为保证对电池模组温度最大值的变化速率识别的准确性，考虑到电池能量密度对温升速率的影响，其温度变化的快速性和极速性,计算电池模组温度最大值变化速率：快速变化速率：ΔTmax1＝Tmax(i)-Tmax(i-1)，极速变化速率：ΔTmax2＝Tmax(j)-Tmax(j-1)，其中，Tmax(i)、Tmax(j)为当前检测周期最大温度值点的温度值，Tmax(i-1)、Tmax(j-1)为上一检测周期最大温度值点的温度值；ΔTmax1的检测周期大于ΔTmax1。步骤5：考虑到电池发生热失控时，由于故障电池单体发热影响，其相邻温度采样点也会有快速温升变化，同时也排除电池模组温度最大值采样点传感器采样异常的干扰，计算电池模组温度最大值所在同一电池模组内的相邻温度点变化速率：ΔTmaxf＝Tmaxf(k)-Tmaxf(k-1)，ΔTmaxb＝Tmaxb(k)-Tmaxb(k-1)；其中，Tmaxf(k)、Tmaxb(k)为当前采样周期相邻温度点的温度值，Tmaxf(k-1)、Tmaxb(k-1)为上一采样周期相邻温度点的温度值。步骤6：考虑到电池热失控可能由某一单体异常引起，所以采用电池模组温度最大值以及相邻温度值与电池模组温度平均值的差值变化特征进行识别，其差值计算如下：ΔT＝Tmax-Tavg，ΔTf＝Tmaxf-Tavg，ΔTb＝Tmaxb-Tavg；其中，ΔT是电池模组温度最大值与平均值的差值，ΔTf是电池模组温度最大值相邻前一温度点与平均值的差值，ΔTb是电池模组温度最大值相邻后一温度点与平均值的差值。步骤7：除考虑电池热失控对电池温度特征的影响，对电池单体电压变化的影响也进行了识别。计算电池单体电压最小值变化速率：ΔVmin＝Vmin(k)Vmin(k-1)；其中，Vmin(k)为当前采样周期单体电压最小值，Vmin(k-1)为上一采样周期单体电压最小值。步骤8：综合步骤4～7的计算数据进行电池热失控预警：
电池热失控判定工况1：
条件①Vmin<Vrt
条件②ΔVmin>V1/t4
条件③Tmax>Trt
条件④NumTmax和NumVmin在同一电池模组内
条件①～④全部满足，热失控预警标识1置为1。
其中，Vrt为电池热失控的单体电压异常最值，Trt电池热失控的电池温度异常最值；V1为电池单体电压最小值变化速率阈值，范围为1V～4V；t4为电池单体电压数据采样周期的1～5倍。
电池热失控判定工况2：
条件①Tmax>Trt
条件②ΔTmax1>T1/t1或ΔTmax2>T2/t2
条件③ΔT>T3，且保持时间>t3
条件①～③全部满足，热失控预警标识2置为1。
条件②中，是为保证对电池模组温度最大值的变化速率识别的准确性，考虑到电池能量密度对温升速率的影响，其温度变化的快速性和极速性，对电池模组温度最大值变化特征进行双速率识别。其中，ΔTmax1为快速，T1为快速变化速率阈值，范围为1℃～3℃，t1为快速变化速率的判断周期，范围为电池模组温度数据采样周期的20～30倍；ΔTmax2为极速，T2为极速变化速率阈值，范围为2℃～5℃，t2为极速变化速率的判断周期，范围为电池模组温度数据采样周期的5～10倍。
条件③中，T3为温度最大值与均值的差值变化阈值，范围为20℃～25℃，t3为温度差值的保持时间，范围为电池模组温度数据采样周期的10倍～20倍。
电池热失控判定工况3：
条件①Tmax>Trt
条件②ΔTmaxf>T1/t1或ΔTmaxb>T1/t1
条件③ΔTf>T4或ΔTb>T4，且保持时间>t3
条件①～③全部满足，热失控预警标识3置为1。
其中，T4为温度最大值相邻温度点与均值的差值变化阈值，范围为10℃～25℃。
考虑到电池发生热失控时，由于故障电池单体发热影响，其相邻温度采样点也会有快速温升变化，同时也排除电池模组温度最大值采样点传感器采样异常的干扰，对电池模组温度最大值所在同一电池模组内的相邻温度点变化特征进行快速率识别。也可根据单个电池模组温度采样点数，选择采用ΔTmaxf或ΔTmaxb，或者两者都采用。如果NumTmax＝1，只采用ΔTmaxb的判断结果；如果NumTmax＝m，只采用ΔTmaxf的判断结果。
判定工况1～3任一热失控预警标识置为1，电池管理***发出电池热失控预警信号，否则，进入电池特性变化和电池管理***电气故障联合识别电池热失控诊断流程。
当发生电池热失控时可能影响电池管理***的单体电压、温度数据采样线路，使采样数据发生异常，不能确保采样数据的精准性；同时电池热失控也可能对电池管理***的数据传输、通讯线路、采样板供电线路产生影响，这些电池管理***电气故障会导致数据不能及时更新，甚至阻断数据传输，存在故障误报、漏报的风险。考虑到上述情况，对电池管理***的数据采样线路、通讯线路、采样板供电线路进行识别，并结合前述的电池单体电压、温度最值点的变化特征和异常位置识别及校验方法，对电池***发生热失控的位置进行更精准的识别，同时也提高了对电池热失控预警的准确性。
在另一个例子中，具体包括如下步骤：步骤1：根据相邻电池单体电压变化和压差识别出电池单体电压采样线开路故障，并识别出故障位置。
ΔV＝Vmax-Vmin
单体压差识别：ΔV＞V2
压差位置识别：|NumVmax-NumVmin|＝1
其中，V2为单体电压采样线开线故障的压差阈值。
满足上述条件，判断出单体电压最大值、最小值采样点中间位置的采样线发生开路故障。
步骤2：根据电池模组温度最大值、最小值采样值进行范围判断，识别出温度传感器采样线开路或短路故障，同时识别出故障位置。如果电池模组温度最大值、最小值超出温度传感器采样温度范围，则判断超出范围的温度采样点发生温度传感器采样线开路或短路故障。
步骤3：当发生电池管理***采样板通讯线路、供电线路故障时，体现出的是异常采样板上传的电池单体电压、模组温度数据不再更新，以及采样板的通讯响应标识异常，从这些数据及响应标识的异常，可以识别出故障位置。
步骤4：结合电池模组温度变化、单体电压变化与步骤1～3中的条件联合定位热失控故障。
电池热失控判定工况4：
条件①Tmax>Trt
条件②有电池单体电压采样线开路故障
条件③NumTmax和电池单体电压采样线开路故障点在同一模组
条件④无温度传感器故障
条件①～④全部满足，热失控预警标识4置为1。
电池热失控判定工况5：
条件①Tmax>Trt
条件②无温度传感器故障
条件③采样板通讯响应标识异常
条件④NumTmax和采样板通讯响应标识异常点在同一模组
条件⑤Tmax>Trt时间先于采样板通讯响应标识异常
条件①～⑤全部满足，热失控预警标识5置为1。
电池热失控判定工况6：
条件①ΔTmax>T1/t1或ΔTmax>T2/t2
条件②ΔT>T3，且保持时间>t3
条件③有温度传感器故障
条件④温度变化先于温度传感器故障
条件⑤无电池单体电压采样线开路故障
条件⑥Vmin<Vrt
条件⑦ΔVmin>V1/t4
条件①～⑦全部满足，热失控预警标识6置为1。
判定工况4～5任一热失控预警标识置为1，电池管理***发出电池热失控预警信号，否则，重新进入电池特性变化识别电池热失控诊断流程。
经过上述方法诊断出电池热失控故障后，电池管理***会控制高压回路断开，上报仪表电池热失控故障，提示用户立即远离车辆，电池管理***同步上传故障信息至大数据监控平台。
在另一个具体的例子中，如图1C所示，图中，电池管理***1包括一个主控板和6个从控板，电池***正极2和电池***负极3分别设置，电池模组与主控板或者从控板通过电池管理***采样线路连接，电池模组与电池模组通过电池模组间连接铜排相连，主控板与从控板或者从控板与从控板通过电池管理***通讯线路相连，针对上述电池管理***拓扑结构，设置电池热失控判定工况1～6的判定值：
电池热失控判定工况1：
条件①Vmin<Vrt
条件②ΔVmin>V1/t4
条件③Tmax>Trt
条件④NumTmax和NumVmin在同一电池模组内
条件①～④全部满足，热失控预警标识1置为1。
电池热失控判定工况2：
条件①Tmax>Trt
条件②ΔTmax1>T1/t1或ΔTmax2>T2/t2
条件③ΔT>T3，且保持时间>t3
条件①～③全部满足，热失控预警标识2置为1。
电池热失控判定工况3：
条件①Tmax>Trt
条件②ΔTmaxf>T1/t1或ΔTmaxb>T1/t1
条件③ΔTf>T4或ΔTb>T4，且保持时间>t3
条件①～③全部满足，热失控预警标识3置为1。
电池热失控判定工况4：
条件①Tmax>Trt
条件②有电池单体电压采样线开路故障
条件③NumTmax和电池单体电压采样线开路故障点在同一模组
条件④无温度传感器故障
条件①～④全部满足，热失控预警标识4置为1。
电池热失控判定工况5：
条件①Tmax>Trt
条件②无温度传感器故障
条件③采样板通讯响应标识异常
条件④NumTmax和采样板通讯响应标识异常点在同一模组
条件⑤Tmax>Trt时间先于采样板通讯响应标识异常
条件①～⑤全部满足，热失控预警标识5置为1。
电池热失控判定工况6：
条件①ΔTmax>T1/t1或ΔTmax>T2/t2
条件②ΔT>T3，且保持时间>t3
条件③有温度传感器故障
条件④温度变化先于温度传感器故障
条件⑤无电池单体电压采样线开路故障
条件⑥Vmin<Vrt
条件⑦ΔVmin>V1/t4
条件①～⑦全部满足，热失控预警标识6置为1。
本发明实施例中，Trt可以为65℃、85℃、100℃，Vrt可以为1V、1.5V、2V，V1可以为1V、2V、4V，T1可以为1℃、2℃、3℃，T2可以为2℃、3℃、5℃，T3可以为20℃、23℃、25℃，T4可以为10℃、15℃、20℃，t1可以为2s、2.5s、3s，t2可以为500ms、800ms、1000ms，t3可以为1s、1.5s、2s，t4可以为100ms、300ms、500ms。根据实验结果报警后的数据变化分析可得，电池热失控判定工况4和5同样可报出电池热失控故障，且本发明实施例公开的技术方案可以准确进行电池热失控故障定位。
本发明实施例考虑了电池热失控导致的电池温度变化特征，以及对同电池模组电池单体的影响，可以避免由某一温度传感器发生采样异常导致的热失控误诊断。本发明所涉及的由电池热失控引起的电池管理***电气故障的定位方法，可以避免因单独判断电池温度变化趋势导致的热失控误诊断，提高对电池热失控的位置定位的准确性。本发明实施例中的电池管理***拓扑结构包括但不限于分布式拓扑结构，也能通过集中式实现。
本发明实施例运用基于菊花链的电池管理***拓扑结构的特点进行电池热失控故障诊断定位，不增设其他气体、压力传感器；运用与电池热失控温度最值点相同电池模组的相邻温度点的采样值的变化特征以及与电池温度均值差值的变化特征识别方法，对电池热失控导致的温度最值进行校验，提高温度最值识别的准确性，排除因单一温度传感器采样异常引起的故障误报。电池热失控温度最值的快速、极速变化特征的识别方法与其他发明用温度单一速率比较，更能覆盖高能量密度电池的热失控工况。用电池热失控电池模组温度最值变化、单体电压最值变化与电池管理***采样故障、通讯故障进行联合诊断定位，能够降低电池管理***电气故障引发的因数据不能及时更新、数据传输阻断导致的故障误报、漏报的风险。在电池热失控故障处理措施方面不仅考虑当前的高压断开操作、仪表预警提示，还能够将故障信息同步上传至大数据监控平台，对售后维修、大数据分析、电池***设计改进都有积极作用。
本发明实施例是为了在纯电动汽车上有效检测电池热失控，提出了一种结合电池温度变化特征识别和因电池热失控导致的电池管理***电气故障定位检测，根据温度变化特征和故障定位对电池热失控进行预警。本发明实施例运用基于菊花链的电池管理***拓扑结构的特点进行电池热失控故障诊断定位，不增设其他气体、压力传感器，在成本上有优势；运用与电池热失控温度最值点相同电池模组的相邻温度点的采样值的变化特征以及与电池温度均值差值的变化特征识别方法，对电池热失控导致的温度最值进行校验，提高温度最值识别可靠性；用电池热失控温度最值的快速、极速变化特征的识别方法与其他发明用温度单一速率比较，更能覆盖高能量密度电池的热失控工况；用电池热失控电池模组温度最值变化、单体电压最值变化与电池管理***采样故障、通讯故障进行联合诊断定位，能够降低电池管理***电气故障引发的因数据不能及时更新、数据传输阻断导致的故障误报、漏报的风险；在电池热失控故障处理措施方面不仅考虑当前的高压断开操作、仪表预警提示，还可以将故障信息同步上传至大数据监控平台，对售后维修、大数据分析、电池***设计改进都有积极作用。
本实施例的技术方案，通过实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，能够准确预警电池热失控。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种预警装置的结构示意图。本实施例可适用于预警的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可集成在任何提供预警的功能的设备中，如图2所示，所述预警装置具体包括：采集模块210、计算模块220和预警模块230。
其中，采集模块，用于实时采集电池单体电压和电池模组温度；
计算模块，用于根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；
预警模块，用于若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本实施例的技术方案，通过实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，能够准确预警电池热失控。
实施例三
图3为本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图3显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，***存储器28，连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外，本实施例中的计算机设备12，显示器24不是作为独立个体存在，而是嵌入镜面中，在显示器24的显示面不予显示时，显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的预警方法：实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
实施例四
本发明实施例四提供了一种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如本申请所有发明实施例提供的预警方法：实时采集电池单体电压和电池模组温度；根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种预警方法，其特征在于，包括：
实时采集电池单体电压和电池模组温度；
根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；
若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警之前，还包括：
根据所述电池特征参数确定线路情况；
相应的，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，包括：
若所述电池特征参数和所述线路情况满足预设条件，则进行预警。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电池特征参数包括：电池模组温度最大值、最小值、以及对应采样点，电池单体电压最大值、最小值以及对应采样点，电池模组温度平均值、电池模组温度最值点相邻温度采样点的温度值，电池模组温度最大值变化速率、电池模组温度最大值所对应同一电池模组内的相邻温度点变化速率、电池模组温度最大值与电池模组温度平均值的差值、相邻温度值与电池模组温度平均值的差值以及电池单体电压最小值变化速率中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线路情况包括：电池单体电压采样线开路故障、温度传感器采样线开路故障、温度传感器采样线短路故障、采样板通讯线路故障、采样板供电线路故障、采样板的通讯响应标识异常中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述电池特征参数确定线路情况包括：
若电池单体电压最大值和电池单体电压最小值的差值大于单体电压采样线开线故障的压差阈值，且电池单体电压最大值采样点位置与电池单体电压最小值采样点位置的差值等于1，则确定电池单体电压最大值、最小值采样点中间位置的采样线发生开路故障；
或者，
若温度传感器的电压值大于电压阈值，则确定温度传感器采样线开路或者短路故障；
或者，
若采样板上传的电池单体电压和/或模组温度数据不更新，且采样板通信响应标识异常，则确定采样板通讯线路和/或供电线路故障。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警，包括：
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常阈值，电池单体电压最小值小于电池热失控的电池单体电压异常阈值，当前采样周期电池单体电压最小值和上一采样周期电池单体电压最小值的差值大于第一阈值，且电池模组温度最大值采样点位置和电池单体电压最小值采样点位置在同一电池模组内，则进行预警，其中，所述第一阈值为电池单体电压最小值变化速率阈值与预设倍数的电池单体电压数据采样周期的比值；
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，当前检测周期最大温度值点的温度值与上一采样检测周期最大温度值点的温度值的差值大于第二阈值，且在预设倍数的电池模组温度数据采样周期内电池模组温度最大值与平均值的差值大于温度最大值与均值的差值变化阈值，则进行预警，其中，所述第二阈值为变化速率阈值与变化速率的判断周期的比值；
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常阈值，当前采样周期最大温度值点相邻温度点的温度值与上一采样周期最大温度值点相邻温度点的温度值的差值大于第二阈值，且电池模组温度最大值点相邻前一温度点或者后一温度点与平均值的差值大于温度最大值点相邻温度点与均值的差值变化阈值，则进行预警。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述电池特征参数和所述线路情况满足预设条件，则进行预警，包括：
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，电池单体电压采样线开路故障，电池模组温度最大值采样点位置和电池单体电压采样线开路故障点在同一模组，且温度传感器处于正常工作状态，则进行预警；
或者，
若电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值，温度传感器处于正常工作状态，采样板通信响应标识异常，电池模组温度最大值采样点位置和采样板通信响应标识异常点在同一模组，且电池模组温度最大值大于电池热失控的电池温度异常最值的时间先于采样板信响应标识异常，则进行预警；
或者，
若当前检测周期最大温度值点的温度值与上一采样检测周期最大温度值点的温度值的差值大于第二阈值，且在预设倍数的电池模组温度数据采集周期内电池模组温度最大值与平均值的差值大于温度最大值与均值的差值变化阈值，温度传感器故障，温度变化先于温度传感器故障，电池单体电压采样线开路正常，电池单体电压最小值小于电池热失控的电池单体电压异常最值，且当前采样周期电池单体电压最小值和上一采样周期电池单体电压最小值的差值大于第一阈值，则进行预警，其中，所述第一阈值为电池单体电压最小值变化速率阈值与预设倍数的电池单体电压数据采样周期的比值，其中，所述第二阈值为变化速率阈值与变化速率的判断周期的比值。
8.一种预警装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于实时采集电池单体电压和电池模组温度；
计算模块，用于根据所述电池单体电压和电池模组温度计算得到电池特征参数；
预警模块，用于若所述电池特征参数满足预设条件，则进行预警。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理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中任一所述的方法。
10.一种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中任一所述的方法。
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