动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆，包括：多个单NTC温度传感器，单NTC温度传感器包括一个NTC电阻，NTC电阻布置在一个电芯上，用于采集电芯的温度所对应的阻值；多个双NTC温度传感器，双NTC温度传感器包括两个并联的NTC电阻，两个NTC电阻分别布置在两个不同电芯上，用于采集这两个不同电芯的温度所对应的阻值；数据采集处理模块，基于所采集的阻值判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，并在判断出动力电池出现热失控时发出预警指令；预警模块，用于预警提示。本发明专利技术提高了对电芯温度监控的比例，保证了对热失控前后温度监控的准确和及时性。失控前后温度监控的准确和及时性。失控前后温度监控的准确和及时性。

【技术实现步骤摘要】
动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆


[0001]本专利技术属于新能源电动汽车电池包
，具体涉及一种动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆。

技术介绍

[0002]新能源电动汽车的发展呈上升趋势，市场上的新能源电动汽车保有量也不断增长。作为整车动力总成核心之一的动力电池总成，也随着国家的对于电动化的推进，得到各种技术上的突破和发展，高容量、高比能的电芯是各大电池厂家和汽车生产商所追求的目标，随之而来的则是电池安全方面所面对的巨大的挑战和严苛的考验。近年来，尽管电动汽车的各类事故跃然纸上，各大厂家所发生的汽车起火事件更是层出不穷，动力电池占据了较大的原因。一旦发生热安全事件，对于消费者和厂家而言，轻则损失财物，重则危害生命。尽管各厂家对于电池本身的问题越来越重视，但仍然无法避免这一类问题，因而如何对电池热失控时间的监控并报警提醒车内成员，是新能源电动汽车在安全方面一项重要的工作。
[0003]当前主流的电池热失控监控及报警的系统，基本上是基于在电池包内添加各类传感器总成，通过采集电池包的电压、温度、气压、烟雾浓度、绝缘状态等数据，并上传至电池管理系统对热失控的状态进行监控并进行判断和报警。传感器总成或者集成的传感器增加总成的成本，但往往都只能在电池热失控发生之后进行诊断，无法实现早期的预警；另一方面，目前大多的电池包系统，其温度采集点往往是以热管理或其他目的设计，大部分的电芯都难以及时监测到其温度变化，也使得热失控的早期识别更加困难。如专利文献CN113948781A公开的一种电池热失控预警方法和装置，该方法采用电池内部温度及电压的变化来实现分级预警，当温度监控不够准确时则变得难以实现。
[0004]因此，有必要开发一种新的动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种动力电池热失控预警采集系统、方法及车辆，能提高对电芯温度监控的比例，并能保证对热失控前后温度的监控准确和及时性。
[0006]本专利技术所述的一种动力电池热失控预警采集系统，包括：
[0007]多个单NTC温度传感器，所述单NTC温度传感器包括一个NTC电阻，该NTC电阻布置在动力电池中的其中一个电芯上，用于采集该电芯的温度所对应的阻值；
[0008]多个双NTC温度传感器，所述双NTC温度传感器包括两个并联的NTC电阻，两个NTC电阻分别布置在动力电池中的其中两个不同电芯上，用于采集这两个不同电芯的温度所对应的阻值；
[0009]数据采集处理模块，其分别与各单NTC温度传感器、各双NTC温度传感器连接，基于所采集的阻值判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，并在判断出动力电池出现热失控或即将出现热失控时发出预警指令；
[0010]预警模块，其与数据采集处理模块连接，基于预警指令进行预警。
[0011]基于所采集的阻值判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，具体为：
[0012]基于单NTC温度传感器所采集的阻值查第一阻值与温度的对应关系表得到对应的第一温度值；
[0013]基于双NTC温度传感器所采集的阻值查第二阻值与温度的对应关系表得到对应的第二温度值；
[0014]基于双NTC温度传感器所采集的阻值乘以2后查第三阻值与温度的对应关系表得到对应的第三温度值；
[0015]将第一温度值与预设温度阈值进行比较；
[0016]将同一单NTC温度传感器的当前采样周期的第一温度值减去上一采样周期的第一温度值，并除以采样周期，得到第一温度变化速率，将第一温度变化速率与第一温度变化速率阈值进行比较；
[0017]将同一双NTC温度传感器的当前采样周期的第二温度值减去上一采样周期的第二温度值，并除以采样周期，得到第二温度变化速率，并将该第二温度变化速率与第二温度变化速率阈值进行比较；
[0018]将第三温度值与各第一温度值的平均值作差得到温度差值，并将温度差值与差值阈值进行比较；
[0019]响应于第一温度值大于预设温度阈值，或计算出的温度差值大于差值阈值，或计算出的第一温度变化速率大于第一温度变化速率阈值时，或计算出的第二温度变化速率大于第二温度变化速率阈值时，则判定动力电池出现热失控或即将出现热失控。
[0020]可选地，所述预警模块集成于电池管理系统中，该预警模块与电池管理系统的主控制器连接；所述数据采集处理模块与电池管理系统的主控制器连接；在电池管理系统处于下电休眠模式时，当第一温度值大于预设温度阈值，或计算出的温度差值大于差值阈值，或计算出的第一温度变化速率大于第一温度变化速率阈值，或计算出的第二温度变化速率大于第二温度变化速率阈值时，则判定动力电池出现热失控或即将出现热失控，数据采集处理模块唤醒电池管理系统的主控制器进行热失控预警，在电池管理系统处于下电休眠模式下时，本系统也能够对动力电池的热失控进行监控。
[0021]可选地，所述单NTC温度传感器还包括偏置电阻R，偏置电阻R和NTC电阻串联，且偏置电阻R和NTC电阻的连接点为采集端口，当给V+上施加电压，回路中产生偏置电流，此时采集端口处可采集到NTC电阻两端的电压值U，通过电压值U计算出NTC电阻的阻值R
N
，进而根据阻值R
N
查询得到对应温度值，能够确保所采集温度的准确性。
[0022]可选地，所述双NTC温度传感器还包括偏置电阻R，两个NTC电阻并联后与偏置电阻R串联，NTC电阻与偏置电阻R的连接点为采集端口；由于两个NTC电阻是并联的，故此双NTC温度传感器仅占用数据采集处理模块的一个采集通道，即仅占用数据采集处理模块的一个采集通道就能够实现对两个不同电芯的采集，相对于现有一个采集通道仅采集一个电芯温度的方式，提高了对电芯温度监控的比例。
[0023]第二方面，本专利技术所述的一种动力电池热失控预警采集方法，采用如本专利技术所述的动力电池热失控预警采集系统，其方法包括以下步骤：
[0024]通过各单NTC温度传感器采集对应电芯的温度所对应的阻值；
[0025]通过各双NTC温度传感器采集对应两个电芯的温度所对应的阻值；
[0026]基于所采集的阻值判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，若判断出动力电池出现热失控或即将出现热失控时发出预警指令，否则不发送预警指令；
[0027]基于预警指令进行预警。
[0028]可选地，所述第一阻值与温度的对应关系表、第二阻值与温度的对应关系表和第三阻值与温度的对应关系表通过标定得到，通过查表的方式具有简单、方便、准确、计算量少的优点。
[0029]第三方面，本专利技术所述的一种车辆，采用如本专利技术所述的动力电池热失控预警采集系统。
[0030]本专利技术具有以下优点：
[0031](1)本专利技术采用单NTC温度传感器和双NTC温度传感器混合布置的方式，由于双NTC温度传感器能够同时对两个不同的电芯温度进行采集，故相对于现有仅采用单NTC温度传感器的方式，采用相同数量的传感器就能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池热失控预警采集系统，其特征在于，包括：多个单NTC温度传感器（1），所述单NTC温度传感器（1）包括一个NTC电阻，该NTC电阻布置在动力电池中的其中一个电芯上，用于采集该电芯的温度所对应的阻值；多个双NTC温度传感器（2），所述双NTC温度传感器（2）包括两个并联的NTC电阻，两个NTC电阻分别布置在动力电池中的其中两个不同电芯上，用于采集这两个不同电芯的温度所对应的阻值；数据采集处理模块（3），其分别与各单NTC温度传感器（1）、各双NTC温度传感器（2）连接，基于所采集的阻值转化为温度来判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，并在动力电池出现热失控或即将出现热失控时发出预警指令；预警模块（4），其与数据采集处理模块（3）连接，基于预警指令进行预警。2.根据权利要求1所述的动力电池热失控预警采集系统，其特征在于：基于所采集的阻值判断动力电池是否出现热失控或即将出现热失控，具体为：基于单NTC温度传感器（1）所采集的阻值查第一阻值与温度的对应关系表得到对应的第一温度值；基于双NTC温度传感器（2）所采集的阻值查第二阻值与温度的对应关系表得到对应的第二温度值；基于双NTC温度传感器（2）所采集的阻值乘以2后查第三阻值与温度的对应关系表得到对应的第三温度值；将第一温度值（A）与预设温度阈值进行比较；将同一单NTC温度传感器（1）的当前采样周期的第一温度值（A）减去上一采样周期的第一温度值，并除以采样周期，得到第一温度变化速率，将第一温度变化速率与第一温度变化速率阈值进行比较；将同一双NTC温度传感器（2）的当前采样周期的第二温度值（c）减去上一采样周期的第二温度值，并除以采样周期，得到第二温度变化速率，并将该第二温度变化速率与第二温度变化速率阈值进行比较；将第三温度值（B）与各第一温度值的平均值作差得到温度差值，并将温度差值与差值阈值进行比较；响应于第一温度值大于预设温度阈值，或计算出的温度差值大于差值阈值，或计算出的第一温度变化速率大于第一温度变化速率阈值时，或计算出的第二温度变化速率大于第二温度变化速率阈值时，则判定动力电池出现热失控或即将出现热失控。3.根据权利要求2所述的动力电池热失控预警采集系统，其特征在于：所述预警模块（4）集成于电池管理系统中，该预警模块（4）与电池管理系统的主控制器连接；所述数据采集处理模块（3）与电池管理系统的主控制器连接；在电池管理系统处于下电休眠模式时，当第一温度值大于预设温度阈值，或计算出的温度差值大于差值阈值，或计算出的第一温度变化速率大于第一温度变化速率阈值，或计算出的第二温度变化速率大于第二温度变化速率阈值时，则判定动力电池出现热失控或即将出现热失控，所述数据采集处理模块（3）唤醒电池管理系统的主控制器进行热失控预警。4.根据权利要求1至3任一所述的动力电池热失控预警采集系统，其特征在于：所述单NTC温度传感器（1）还包括偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁世民，杨辉前，张友群，徐前，杨旭，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：