CN114069080A - 电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质 - Google Patents

电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质。上述的电池热失控预警方法包括：获取第一热失控条件，所述第一热失控条件包括：电池最高温度超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池电压降低速率超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池的电压信号以及温度信号采样失效，电池的气压变化速率超过阈值或者气压升高超过阈值或者气压超过阈值的至少其中之一；获取第二热失控条件，所述第二热失控条件包括：电池的温差超过阈值；根据所述第一热失控条件、所述第二热失控条件确定电池热失控情况，若所述第一热失控条件以及所述第二热失控条件均满足，则触发热失控预警。

Description

电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质
技术领域
本发明涉及一种电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质。
背景技术
二次电池，以锂离子电池为例，随着其在车辆上的广泛应用，其电池包的热失控导致的电池包起火、冒烟甚至***的安全事故时有发生。
目前尚无绝对可靠的手段完全避免二次电池的电池包的热失控的发生，以及阻止热失控在电池包内的蔓延，因此有必要对热失控进行预警。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电池热失控预警方法。
本发明的一个目的在于提供一种电池热失控预警***。
本发明的一个目的在于提供一种智能终端。
本发明的一个目的在于提供一种计算机可读介质。
根据本发明的一个方面的一种电池热失控预警方法，所述方法包括：获取第一热失控条件，所述第一热失控条件包括：电池最高温度超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池电压降低速率超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池的电压信号以及温度信号采样失效，电池的气压变化速率超过阈值或者气压升高超过阈值或者气压超过阈值的至少其中之一；获取第二热失控条件，所述第二热失控条件包括：电池的温差超过阈值；根据所述第一热失控条件、所述第二热失控条件确定电池热失控情况，若所述第一热失控条件以及所述第二热失控条件均满足，则触发热失控预警。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，所述电池最高温度的阈值为68℃，所述电池温度升高速率的阈值为1s内温度上升大于3℃。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，所述电池电压降低速率的阈值为10s内电池单体电压下降大于500mV，且压差大于300mV。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，所述电池的气压变化速率的阈值为电池包内气压变化速率大于0.25kPa/0.5s，气压升高的阈值为当前时刻气压大于2min之前的气压3kPa，所述气压的阈值为106kPa。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，所述电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，若所述第一热失控条件、所述第二热失控条件持续预定时间，则判断所述第一热失控条件、所述第二热失控条件满足。
在所述电池热失控预警方法的一个或多个实施例中，触发热失控预警后，对具有电池的电子设备输出预警信号，以显示可视预警信息，和/或发出预警声响。
根据本发明的一个方面的一种智能终端，包括存储器以及与所述存储器相连接的处理器，其中：所述处理器执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如以上任意一项所述的电池热失控预警方法的步骤。
根据本发明的一个方面的一种电池热失控预警***，包括：温度传感器、压力传感器以及电压传感器；以及如上所述的智能终端。
根据本发明的一个方面的一种计算机可读介质，具有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任意一项所述的电池热失控预警方法。
根据本发明所提供的电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质，既能够准确及时地对电池热失控进行预警，又能够避免对电池热失控的误报。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1示出了本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法一实施例的流程示意图。
图2示出了本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法另一实施例的流程示意图。
图3示出了本发明的另一方面所提供的智能终端的结构示意图。
图4示出了本发明的另一方面所提供的电池热失控预警***的结构示意图。
附图标记
300 智能终端
310 存储器
320 处理器
400 电池热失控预警***
410 数据采集单元
421 温度传感器
422 电压传感器
423 压力传感器
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，另外，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
对于现有技术的电池热失控预警，发明人发现，通常面临无法及时预警，即发现热失控的时机太迟，或是误报的问题，由于热失控一般是较为严重的事故，一旦出现电池热失控的预警，车辆的使用者，包括乘员以及驾驶员均会尽快离开车辆，误报也会导致车辆使用者的不便。
因此，为了解决现有技术提供的电池热失控预警很难实现既能够准确及时地对电池热失控进行预警，又能够避免对电池热失控的误报的缺点，以下实施例提供了一种电池热失控预警方法及***、智能终端、计算机可读介质，以克服现有技术存在的问题。
在以下内容中，电池指的是具有多个电池单体的电池包或电池模组。
首先请参考图1来理解本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法。如图1所示出的，本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法包括：
步骤101：获取第一热失控条件；
步骤102：获取第二热失控条件；
步骤103：根据第一热失控条件、第二热失控条件确定电池热失控情况。
在步骤103中，若第一热失控条件、第二热失控条件均满足，则触发电池热失控预警，若第一热失控条件、第二热失控条件任一不满足，则不会触发电池热失控预警。
第一热失控条件包括：电池最高温度超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池电压降低速率以及电压差超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池的电压信号以及温度信号采样失效，电池的气压变化速率超过阈值或者气压升高超过阈值或者气压超过阈值的至少其中之一。
第二热失控条件包括：电池的温差超过阈值。
电池的最高温度指的是多个电池单体中，温度最高的电池单体的温度，电池温度升高速率指的是多个电池单体中，温度升高速率最快的电池单体的温度升高速率，电池的温差指的是多个电池单体中，温度最高的电池单体与温度最低的电池单体的差值，电池电压降低速率指的是多个电池单体中，电压差指的是多个电池单体中电压最大的电池单体与电压最小的电池单体的电压差值。气压指的是封闭的电池包或者电池模组内部的气压。电池的电压信号以及温度信号采样失效，指的是无法有效地采集电压以及温度信号，例如电压传感器、温度传感器发送无效值。
采用以上实施例的有益效果在于，通过第一热失控条件、第二热失控条件重叠判断的设置，使得既能够准确及时地对电池热失控进行预警，又能够避免对电池热失控的误报。
在一个或多个实施例中，第一热失控条件可以包括：电池最高温度的阈值为68℃，所述电池温度升高速率的阈值为1s内温度上升大于3℃；电池电压降低速率的阈值为10s内电池单体电压下降大于500mV，且电压差大于300mV；电池的气压变化速率的阈值为电池包内气压变化速率大于0.25kPa/0.5s，气压升高的阈值为当前时刻气压大于2min之前的气压3kPa，气压的阈值为106kPa。第二热失控条件可以包括电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃。以上的数字由发明人经过长期实践得到，通用性好，可以适用于目前常用的锂离子电池，例如磷酸铁锂电池，三元锂电池等，并且可以快速反映热失控。
在一个或多个实施例中，设定第一热失控条件、第二热失控条件持续一段预定时间，则判断所述第一热失控条件、所述第二热失控条件满足。预定时间可以根据信号采样的频率变化，一般设定预定时间为1s。
在一些实施例中，如图2所示的，例如若第一热失控条件为所有的电池单体的电压信号以及温度信号采样失效，持续1s，以及第二热失控条件为电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃，持续1s，此时即第一热失控条件、第二热失控条件满足，触发热失控预警。又例如对于具有压力传感器的电池，第一热失控条件为电池包内气压变化速率大于0.25kPa/0.5s，或者当前时刻气压大于2min之前的气压3kPa，或者气压大于106kPa，持续1s，以及第二热失控条件为电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃，持续1s，此时即第一热失控条件、第二热失控条件满足，触发热失控预警。又例如第一热失控条件为电池最高温度大于68℃且所述电池温度升高速率为1s内温度上升大于3℃，持续1s，以及第二热失控条件为电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃，持续1s，此时即第一热失控条件、第二热失控条件满足，触发热失控预警。又例如第一热失控条件为电池电压降低速率为10s内电池单体电压下降大于500mV，且电压差大于300mV，持续1s，以及第二热失控条件为电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃，持续1s，此时即第一热失控条件、第二热失控条件满足，触发热失控预警。
在一个或多个实施例中，第一热失控条件、第二热失控条件满足，触发热失控预警后，对具有电池的电子设备输出预警信号，以显示可视预警信息，和/或发出预警声响。例如对于具有电池的车辆而言，可以是输出预警信号至车辆的显示屏，例如发出醒目的“电池将要起火，请马上离车”的警示，警示车辆的使用者离开车辆，和/或发出预警声响，例如发出尖锐刺耳的报警声，也可以警示车辆的使用者离开车辆，以及当车辆内无人时，可以提示车辆附近的人员远离可能发生热失控的电池的车辆，或者准备进行救援救火工作。
至此，已经描述了本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法。根据本发明的一方面所提供的电池热失控预警方法，既能够准确及时地对电池热失控进行预警，又能够避免对电池热失控的误报。
本发明的另一方面还提供了一种智能终端，请参考图3，如图3所示出的，智能终端300包括存储器310以及与存储器相连接的处理器320，其中处理器320在执行存储在存储器上的计算机程序时实现如上任意一种实施例所描述的电池热失控预警方法的步骤。具体请详见上文关于电池热失控预警方法的描述，在此不再赘述。需要注意的是，上述的存储器310和处理器320并不局限于特定的某一个存储器或处理器。在一些情况下，存储器310和处理器320都可以具有分布式的结构，例如，可以包括分别位于车辆端和后台云端的存储器和处理器，由车辆端和后台云端共同实现上述的电池热失控预警方法。更进一步的，在采用分布式结构的实施例中，各个步骤可以根据实际情况调整具体的执行终端，各个步骤在特定终端实现的具体方案不应限制本发明的保护范围。
本发明的另一方面还提供了一种电池热失控预警***，请参考图4，如图4所示出的，电池热失控预警***400包括数据采集单元410、温度传感器421、电压传感器422，以及压力传感器423，以及如上所描述的智能终端300。其中，数据采集单元410可以是例如采样卡实时采集发出温度传感器421感测的所有电池单体的温度，通过处理器320的计算处理得到最高温度、温度升高速率，温差，同理地，采样卡实时采集发出电压传感器422感测的所有电池单体的电压，通过处理器320的计算处理得到电池电压降低速率、电压差。另外，处理器320也可以得到电池的电压信号以及温度信号采样是否失效。气压传感器无需对应每个电池单体设置，甚至可以集成在处理器320，采集气压信号后，通过处理器320处理计算得到电池的气压、气压变化速率、气压升高结果。可以理解到，图4中将温度传感器421、电压传感器422，以及压力传感器423置于同一个虚线框仅表示数据的流向，不代表温度传感器421、电压传感器422，以及压力传感器423的位置关系，并且，数据的流向也不以图4为限，例如承上所述的，压力传感器423的压力数据可以直接输出至智能终端300的处理器320。
本发明的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项实施例所描述的电池热失控预警方法的步骤，具体请参考上文的描述，在此不再赘述。另外，可以理解的是，上述的计算机可读存储介质亦可以是***形式，即包括有多个计算机可读存储子介质，以通过多个计算机可读存储介质共同实现上文所描述的电池热失控预警方法的步骤。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或借其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通讯介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池热失控预警方法，其特征在于，包括：
获取第一热失控条件，所述第一热失控条件包括：电池最高温度超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池电压降低速率以及电压差超过阈值且电池温度升高速率超过阈值，电池的电压信号以及温度信号采样失效，电池的气压变化速率超过阈值或者气压升高超过阈值或者气压超过阈值的至少其中之一；
获取第二热失控条件，所述第二热失控条件包括：电池的温差超过阈值；
根据所述第一热失控条件、所述第二热失控条件确定电池热失控情况，若所述第一热失控条件以及所述第二热失控条件均满足，则触发热失控预警。
2.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，所述电池最高温度的阈值为68℃，所述电池温度升高速率的阈值为1s内温度上升大于3℃。
3.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，所述电池电压降低速率的阈值为10s内电池单体电压下降大于500mV，且电压差大于300mV。
4.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，所述电池的气压变化速率的阈值为电池包内气压变化速率大于0.25kPa/0.5s，气压升高的阈值为当前时刻气压大于2min之前的气压3kPa，所述气压的阈值为106kPa。
5.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，所述电池的温差的阈值为最大温度处大于最小温度处30℃。
6.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，若所述第一热失控条件、所述第二热失控条件持续预定时间，则判断所述第一热失控条件、所述第二热失控条件满足。
7.如权利要求1所述的电池热失控预警方法，其特征在于，触发热失控预警后，对具有电池的电子设备输出预警信号，以显示可视预警信息，和/或发出预警声响。
8.一种智能终端，其特征在于，包括存储器以及与所述存储器相连接的处理器，其中：
所述处理器执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如权利要求1-7中任意一项所述的电池热失控预警方法的步骤。
9.一种电池热失控预警***，其特征在于，包括：
温度传感器、电压传感器；以及
如权利要求8所述的智能终端。
10.一种计算机可读介质，具有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的电池热失控预警方法。
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