一种纯电动客车电池热失控监测系统及方法

技术领域

本发明属于电池安全技术领域，尤其涉及一种纯电动客车电池热失控监测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

锂电池的能量密度高，是移动电源和储能的理想选择，随着新能源电动汽车和电池储能行业的大力发展，锂电池的应用越加广泛。目前的锂离子电池技术还不能做到使用过程中的绝对稳定安全，在给人们带来便利的同时，电池着火事件也时有发生，其主要安全隐患为电池使用过程中的热失控和热失控扩展。热失控是指单体蓄电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象；而热失控扩展是指蓄电池包或系统内部的单体蓄电池或单体蓄电池单元热失控,并触发该蓄电池系统中相邻或其他部位蓄电池的热失控的现象。

锂电池发生安全事故，与电池内部构成物质和电池使用方式直接相关。电池在使用过程中，比如电池过充电、过放电、外部短路、挤压、碰撞和高温等可能会导致电池内部化学物质发生反应，使电池内部生成大量的热，因而造成电池热失控，若不有效制止，最终将导致电池着火或爆炸。特别是在充电站或公交公司站点车辆集中的位置，在结束一天运营后集中充电或充电后一段时间内集中放置过程中，若此时车辆有热失控事件发生，一台车热失控可能会引起其他车辆的损失，造成严重的安全事故及财力损失。

锂电池火灾不同于一般火灾，反应活泼，可自身提供氧气，且电池箱空间狭小，结构紧凑，不宜散热，且锂电池热失控过程是温度由低到高的渐变过程，分为启动、加速、失控三个阶段。因此，如果不能在锂电池热失控的前期启动阶段及时发现问题，那么锂电池一旦着火，火势必然非常凶猛，难以控制。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种纯电动客车电池热失控监测系统及方法，能够实现在热失控现象发生时及时进行报警，避免火灾的蔓延，避免严重损失的风险。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种纯电动客车电池热失控监测系统。

一种纯电动客车电池热失控监测系统，包括监测模块、电池管理模块、车身控制模块和报警装置，其中：

监测模块，其用于采集锂电池热失控信号并发送给电池管理模块；

电池管理模块，其用于接收锂电池热失控信号，判断锂电池是否发生热失控现象，并在锂电池发生热失控现象时发送报警指令至车身控制模块；

车身控制模块，其用于接收报警指令，基于报警指令，发送启动报警信号至报警装置；

报警装置，其用于接收启动报警信号并进行报警。

优选的，所述监测模块包括设置于锂电池包内的温度探测器、气体探测器、烟雾探测器和火焰探测器。

优选的，所述电池管理模块还用于判断电池热失控的阶段，所述电池热失控的阶段包括潜伏阶段、可见烟阶段、高温阶段以及明火阶段，将电池热失控的阶段发送至车身控制模块。

优选的，所述电池管理模块还用于定位发生热失控的具体位置，将热失控的具体位置发送至车身控制模块。

优选的，所述车身控制模块还用于在接收到报警指令之后，将蓄电池电源分配给报警装置并启动报警装置。

优选的，所述报警装置包括扬声器。

优选的，还包括直流变换器模块，所述直流变换器模块用于将动力电池的电压进行转换，并为监测模块和电池管理模块供电。

优选的，还包括蓄电池模块，所述蓄电池模块用于为车身控制模块供电，并根据车身控制模块的指令选择性的为报警模块供电。

优选的，所述监测模块和电池管理模块之间通过CAN通信，所述电池管理模块和车身控制模块之间通过有线方式进行通信。

本发明第二方面提供了一种纯电动客车电池热失控监测方法。

一种纯电动客车电池热失控监测方法，包括以下步骤：

监测模块采集锂电池热失控信号并发送给电池管理模块；

电池管理模块接收监测模块发送的锂电池热失控信号，判断锂电池是否发生热失控现象，并在锂电池发生热失控现象时，判断电池热失控的阶段，同时定位发生热失控的具体位置，发送报警指令至车身控制模块；

车身控制模块接收报警指令，基于报警指令，发送启动报警信号至报警装置；

报警装置接收启动报警信号并进行报警。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、本发明提供了一种纯电动客车电池热失控监测系统，其中监控模块能够全面采集热失控现象发生时相关的信号，将信号发送至电池管理模块，电池管理模块进行信号的处理和判断，将热失控的阶段和热失控的具体位置发送至车身控制模块，进而由车身控制模块控制报警装置进行报警，使工作人员及时发现热失控的车辆，进行相应处理，延缓火灾的蔓延，避免严重损失的风险。

2、本发明的车身控制模块对蓄电池电源进行分配管理，当有热失控信号时，车身控制器将蓄电池电源分配给扬声器，当没有热失控信号时，车身控制模块不进行电源分配，在无用电设备时做到无静态功耗，能很好的保护蓄电池。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为第一个实施例的系统结构图。

图2为第一个实施例的电路连接示意图。

图3为第二个实施例的方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种纯电动客车电池热失控监测系统。

如图1所示，一种纯电动客车电池热失控监测系统，包括监测模块、电池管理模块、车身控制模块和报警装置，其中：

监测模块，其用于采集锂电池热失控信号并发送给电池管理模块；

电池管理模块，其用于接收锂电池热失控信号，判断锂电池是否发生热失控现象，并在锂电池发生热失控现象时发送报警指令至车身控制模块；

车身控制模块，其用于接收报警指令，基于报警指令，发送启动报警信号至报警装置；

报警装置，其用于接收启动报警信号并进行报警。

在该系统中，监测模块负责热失控监测，电池管理模块负责处理信号，车身控制模块用于启动报警装置。

进一步的，所述监测模块包括设置于锂电池包内的温度探测器、气体探测器、烟雾探测器和火焰探测器。

其中，温度探测器用于采集温度信号，气体探测器用于采集CO气体，烟雾探测器用于采集烟雾情况，火焰探测器用于采集火焰信号，温度探测器、气体探测器、烟雾探测器和火焰探测器均可提前监测采集各监测点热失控前的异常状态。

进一步的，所述电池管理模块还用于判断电池热失控的阶段，所述电池热失控的阶段包括潜伏阶段、可见烟阶段、高温阶段以及明火阶段，将电池热失控的阶段发送至车身控制模块。

进一步的，所述电池管理模块还用于定位发生热失控的具体位置，将热失控的具体位置发送至车身控制模块。

通过电池管理模块对信号的处理，能够准确得出热失控具体处于潜伏阶段、可见烟阶段、高温阶段和明火阶段的哪一阶段，并将具体阶段和具体位置发送至车身控制模块。

进一步的，所述车身控制模块还用于接收报警之后并转发给报警装置，同时在接收到报警指令之后，将蓄电池电源分配给报警装置并启动报警装置。报警指令之中包含热失控所处的具体阶段和具体发生位置。

车身控制模块对蓄电池电源进行分配管理，当有热失控信号时，车身控制器将蓄电池电源分配给扬声器，当没有热失控信号时，车身控制模块不进行电源分配，在无用电设备时做到无静态功耗，能很好的保护蓄电池。

具体的，如图2所示，车身控制模块接收到电池管理模块发送的报警指令后，控制继电器闭合，对蓄电池电源进行分配管理，从而将蓄电池电源分配给扬声器。

进一步的，所述报警装置包括扬声器。所述扬声器在接收到车身控制模块发送的报警指令之后，对热失控所处的具体阶段和具体发生位置进行语音播报。当值班人员听到警报声后，及时做出相应处理，避免事态扩大。

进一步的，还包括直流变换器模块，所述直流变换器模块用于将动力电池的电压进行转换，并为监测模块和电池管理模块供电。

进一步的，还包括蓄电池模块，所述蓄电池模块用于为车身控制模块供电，并根据车身控制模块的指令选择性的为报警模块供电。

进一步的，所述监测模块和电池管理模块之间通过CAN通信，所述电池管理模块和车身控制模块之间通过有线方式进行通信。

实施例二

本实施例公开了一种纯电动客车电池热失控监测方法。

如图3所示，一种纯电动客车电池热失控监测方法，包括以下步骤：

监测模块采集锂电池热失控信号并发送给电池管理模块；

电池管理模块接收监测模块发送的锂电池热失控信号，判断锂电池是否发生热失控现象，并在锂电池发生热失控现象时，判断电池热失控的阶段，同时定位发生热失控的具体位置，发送报警指令至车身控制模块；

车身控制模块接收报警指令，基于报警指令，发送启动报警信号至报警装置；

报警装置接收启动报警信号并进行报警。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。