CN211441960U - 一种动力电池的安全预警*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了动力电池的安全预警***。该***，包括：烟雾传感器、传感器电路接口、电池管理***和整车控制器，其中，所述烟雾传感器设置于动力电池包内部，用于监测所述动力电池的烟雾浓度并生成烟雾信号；所述传感器电路接口用于连接所述烟雾传感器以及所述电池管理***；所述电池管理***用于通过所述传感器电路接口，为所述烟雾传感器供电并接收所述烟雾传感器输出的烟雾信号，以根据所述烟雾信号生成热故障信号；所述整车控制器，与所述电池管理***电气连接，用于根据所述热故障信息生成预警信号，并根据所述预警信号进行预警。

Description

一种动力电池的安全预警***

技术领域

本实用新型实施例涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池的安全预警***。

背景技术

随着经济发展，汽车越来越普及，为了响应节能减排的号召，电动汽车在汽车市场上占的比例越来越大，随之而来的安全问题，也成为用户日益关注的问题。其中，动力电池作为电动汽车的动力来源，其安全性能尤为重要。而目前动力电池可能存在的安全隐患主要是热失控。

现有动力电池起火的预警***多种多样，然而所提供的传感器大多结构复杂、装配效率低；且传感器检测精度不够，经常误报，以及预警不够及时，无法满足对动力电池的安全要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力电池的安全预警***，传感器体积小、装配效率高，且直接与电池管理***连接，集成度高，大大降低了误报率。

本实用新型实施例提供了一种动力电池的安全预警***，该动力电池的安全预警***包括烟雾传感器、传感器电路接口、电池管理***和整车控制器，其中，所述烟雾传感器设置于动力电池包内部，用于监测动力电池箱内的烟雾浓度并生成烟雾信号；所述传感器电路接口用于连接所述烟雾传感器以及所述电池管理***；所述电池管理***用于通过所述传感器电路接口，为所述烟雾传感器供电并接收所述烟雾传感器输出的烟雾信号，以根据所述烟雾信号生成热故障信号；所述整车控制器，与所述电池管理***电气连接，用于根据所述热故障信息生成预警信号，并根据所述预警信号进行预警。

进一步地，所述烟雾传感器固定于所述动力电池包的支架上。

进一步地，所述烟雾传感器采用螺纹方式固定。

进一步地，所述烟雾传感器的个数为2个，且均匀分布于所述动力电池包的中间。

进一步地，该动力电池的安全预警***还包括：高压互锁电路，与所述烟雾传感器电气连接，用于检测所述烟雾传感器的连接状态，并输出传感器状态信号。

进一步地，所述整车控制器，具体用于：接收所述高压互锁电路输出的所述传感器状态信号，并根据所述传感器状态信号判断所述烟雾传感器连接是否正常；若是，则根据所述热故障信息进行预警。

进一步地，所述电池管理***，还包括：传感器失效检测模块，用于根据所述烟雾传感器输出的的连接状态和通讯状态判断所述烟雾信号是否失效，并当所述烟雾信号失效时输出失效信号。

进一步地，所述电池管理***，还包括：热故障信号存储模块，用于存储所述热故障信号。

进一步地，所述电池管理***，还包括：故障处理模块，与所述传感器失效检测模块和热故障信号存储模块电气连接，用于接收所述失效信号，并根据所述失效信号确定所述热故障信号存储模块存储的上一时刻的热故障信号为当前时刻的热故障信号。

进一步地，动力电池的安全预警***还包括：报警显示模块，与所述整车控制器电气连接，用于显示或播放所述预警信息。

本实用新型实施例的技术方案，通过将烟雾传感器设置于动力电池包内部，以监测动力电池的烟雾浓度，设置于内部，监测范围广且准确度高，同时装配方便；且将烟雾传感器通过相应接口直接与电池管理***和整车控制器连接，***集成度高，且有效保证了信号传输的可靠性，降低了误报的风险，提高了预警的及时性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种动力电池的安全预警***的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的另一种动力电池的安全预警***的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的另一种动力电池的安全预警***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种动力电池的安全预警***的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的动力电池的安全预警***包括烟雾传感器110、传感器电路接口120、电池管理***130和整车控制器140。

其中，烟雾传感器110设置于动力电池包内部，用于监测所述动力电池的烟雾浓度并生成烟雾信号；传感器电路接口120用于连接烟雾传感器110以及电池管理***130；电池管理***130用于通过传感器电路接口120，为烟雾传感器110供电并接收烟雾传感器110输出的烟雾信号，以根据所述烟雾信号生成热故障信号；所述整车控制器，与所述电池管理***电气连接，用于根据所述热故障信息生成预警信号，并根据所述预警信号进行预警。

本实用新型实施例的技术方案，通过将烟雾传感器设置于动力电池包内部，以监测动力电池的烟雾浓度，设置于内部，监测范围广且准确度高，同时装配方便；且将烟雾传感器通过相应接口直接与电池管理***和整车控制器连接，***集成度高，且有效保证了信号传输的可靠性，降低了误报的风险，提高了预警的及时性。

其中，烟雾传感器110通过检测烟雾浓来实现动力电池的火灾预警的，如可以是烟雾浓度大于100ppm、120ppm、150ppm或者其他值时进行预警。烟雾传感器110可以是离子式烟雾传感器或者光电式烟雾传感器。烟雾信号可以是数字信号0或1，0表示当前烟雾浓度未超过设定值(120ppm)，1则表示当前烟雾浓度超过设定值。当烟雾信号为1时，则需要进行烟雾预警。

其中，动力电池多指为电动汽车、电动自行车、电动列车等移动设备提供动力的锂离子电池。通常，动力电池由大数量的电池芯组成，还可以包括铜排、支架、箱体等辅助装置，当某一电池芯、线缆、铜排或高压电器发生短路产生高温时，会产生大量烟雾进而发生火灾。为了便于监测烟雾信息，同时兼顾装配效率、尺寸等问题，可以将烟雾传感器110放置于动力电池包内，以提高预警***的适用性。具体的，可以固定于动力电池包的支架上，可以是两个电池芯模组的中间的支架上。

进一步地，烟雾传感器110采用螺纹方式固定。采用螺纹的方式进行连接，拆卸方便、快捷，装配效率高。当然，也可以采用其他方式进行固定，如粘贴、焊接等，本实用新型对烟雾传感器的固定或安装方式不进行限定。

进一步地，所述烟雾传感器的个数为2个，且均匀分布于所述动力电池包的中间。

图2是本实用新型实施例提供的一种动力电池的安全预警***的结构示意图，结合图1和图2可知，该动力电池包括电池芯模组21、支架22和铜排23，该预警***包括第一烟雾传感器210和第二烟雾传感器220。

其中，第一烟雾传感器210和第二烟雾传感器220对称地防止与动力电池包的两侧，且放置于动力电池上表面的支架上。

当然，为了进一步提高监测精度和准确率，可以放置3、4甚至更多个烟雾传感器进行监测。

具体的，传感器接口120可以包括电源接口和通讯接口，电源接口用于连接烟雾传感器110和电池管理***130的电源，通讯接口具体为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯接口用于连接烟雾传感器110以及电池管理***130，以基于CAN总线进行数据通讯。

具体的，电池管理***(Battery Management System，BMS)是动力电池使用安全的控制***，时刻监控电池的使用状态，保障车辆的使用安全。本实施例中所涉及的电池管理***130主要用于为烟雾传感器110提供电源，同时分析烟雾传感器110输出的烟雾信号，以判断其有效性和确定是否需要进行预警。

图3是本实用新型实施例提供的另一种动力电池的安全预警***的结构示意图。结合图1和图3可知，该动力电池的安全预警***还包括：高压互锁电路150和报警显示模块160。电池管理***130还包括：传感器失效检测模块131、热故障信号存储模块132和故障处理模块133。

其中，高压互锁电路150与烟雾传感器110电气连接，用于检测烟雾传感器110的连接状态，并输出传感器状态信号。报警显示模块160与整车控制器140电气连接，用于显示或播放所述预警信息。传感器失效检测模块131用于根据烟雾传感器110的连接状态和通讯状态判断所述烟雾信号是否失效，并当所述烟雾信号失效时输出失效信号。热故障信号存储模块132用于存储所述热故障信号。故障处理模块133与传感器失效检测模块131和热故障信号存储模块132电气连接，用于接收所述失效信号，并根据所述失效信号确定所述热故障信号存储模块存储的上一时刻的热故障信号为当前时刻的热故障信号。

其中，高压互锁电路(HVIL，Hazardous Voltage Interlock Loop)，也称为危险电压互锁电路，通过使用低压信号来检测与高压母线相连的各个分路的回路的电气连接的完整性或连续性。连接状态包括可靠连接和不可靠连接两种，当高压互锁电路150输出的低压信号沿着闭合的低压回路(由烟雾传感器组成)传递时，信号未发生中断，则说明烟雾传感器110的连接状态为可靠连接；而反之，信号发送中断，则说明烟雾传感器110的连接状态为不可靠连接，即存在松动、脱落或者虚接等情况。本实施例通过将高压互锁电路150与烟雾传感器110电气连接，以检测烟雾传感器的连接状态是否可靠，提高了***的稳定性和安全性。

进一步地，整车控制器140，具体用于：接收所述高压互锁电路输出的所述传感器状态信号，并根据所述传感器状态信号判断烟雾传感器110连接是否正常；若是，则根据所述热故障信息进行预警。

其中，连接是否正常即为连接是否可靠。

具体的，警报显示模块160，可以是仪表集成电路，当接收到来自整车控制器140的控制信号时，若此时烟雾浓度大于设定值，需要进行预警时，警报显示模块160可根据整车控制器140的控制信号发出警报信息，信息的内容可以是“电池热失控故障，请即刻原理车辆”，当然也可以显示其他信息。警报显示模块160可以包括警报指示灯，当烟雾浓度大于设定值，通过警报指示灯进行警报，如指示灯的颜色为红色，还可以是闪烁状态。还可以包括蜂鸣器，以蜂鸣方式进行警报。

具体的，传感器失效检测模块131具体用于根据烟雾传感器110的连接状态以及通讯状态，判断烟雾传感器110输出的烟雾信号是否有效，有效时，则所述失效信号为0，无效时，所述失效信号为1。当所述失效信号为1时，即所述烟雾信号无效，则故障处理模块133获取热故障信号存储模块132存储的上一时刻的热故障信号，根据该信号判断是否需要预警。

当然，当烟雾传感器110的连接状态和通讯状态完好，即烟雾信号有效时，电池管理***130则直接根据当前时刻的烟雾信号生成热故障信号。即根据烟雾信号生成热故障信号，并存储于热故障信号存储模块132。相应的，整车控制器150则实时根据热故障信号存储模块存储的热故障信号生成预警信号，以进行烟雾预警。

示注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种动力电池的安全预警***，其特征在于，包括烟雾传感器、传感器电路接口、电池管理***和整车控制器，其中，

所述烟雾传感器设置于动力电池包内部，用于监测所述动力电池的烟雾浓度并生成烟雾信号；

所述传感器电路接口用于连接所述烟雾传感器以及所述电池管理***；

所述电池管理***用于通过所述传感器电路接口，为所述烟雾传感器供电并接收所述烟雾传感器输出的烟雾信号，以根据所述烟雾信号生成热故障信号；

所述整车控制器，与所述电池管理***电气连接，用于根据所述热故障信息生成预警信号，并根据所述预警信号进行预警。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述烟雾传感器固定于所述动力电池包的支架上。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述烟雾传感器采用螺纹方式固定。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述烟雾传感器的个数为2个，且均匀分布于所述动力电池包的中间。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：

高压互锁电路，与所述烟雾传感器电气连接，用于检测所述烟雾传感器的连接状态，并输出传感器状态信号。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述整车控制器，具体用于：

接收所述高压互锁电路输出的所述传感器状态信号，并根据所述传感器状态信号判断所述烟雾传感器连接是否正常；

若是，则根据所述热故障信息进行预警。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述电池管理***，还包括：

传感器失效检测模块，用于根据所述烟雾传感器的连接状态和通讯状态判断所述烟雾信号是否失效，并当所述烟雾信号失效时输出失效信号。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述电池管理***，还包括：

热故障信号存储模块，用于存储所述热故障信号。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述电池管理***，还包括：

故障处理模块，与所述传感器失效检测模块和热故障信号存储模块电气连接，用于接收所述失效信号，并根据所述失效信号确定所述热故障信号存储模块存储的上一时刻的热故障信号为当前时刻的热故障信号。

10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：

报警显示模块，与所述整车控制器电气连接，用于显示或播放所述预警信息。

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