动力电池热失控处理方法、装置及电动汽车与流程

1.本发明涉及电动汽车动力电池安全技术领域，特别是涉及一种动力电池热失控处理方法、装置及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车是一种以车载电源为动力，通过电机驱动车轮行驶的车辆，其安全问题主要在于动力电池；其中，动力电池的热失控是电动汽车最危险的事故之一。因此，预防和控制电动汽车的动力电池的热失控，对于提高电动汽车的安全性至关重要。
3.近年来，清华大学的任东生等人提出了一种动力电池电极材料热稳定性判断方法、判断装置和计算机可读存储介质(cn201810123757.8)，该方法包括选择第一动力电池电极材料的温度数据；依据所述第一动力电池电极材料的温度数据，并根据电极材料的热分解反应动力学模型，获得所述第一动力电池电极材料的产热功率数据；将所述产热功率数据与标准值比较，判断所述第一动力电池电极材料的热稳定性。该方法可以用来评价第一动力电池电极材料在不同温度下的热稳定性，以实现对第一动力电池电极材料的热稳定性进行综合评估，从而能够提高电极材料的热稳定性的评估效率。但是，该方法需要采集较多的电池内部温度，同时需要比较时间长度的热冲击后的温度与热失控标准值，计算的工作量较大，且需要判断的时间较长，因此该方法很难在较短的时间内做出准确的判断，使得其难以有效地预判动力电池热失控风险，从而导致无法保证动力电池的安全性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种动力电池热失控处理方法、装置及电动汽车，其能够有效地识别出所述动力电池发生热失控故障，从而提高了动力电池的安全性。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种动力电池热失控处理方法，包括：
6.采集动力电池在启动工作状态下的工作参数；
7.当所述工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险；
8.在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数；其中，所述故障参数包括动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
9.根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障；
10.当识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障时，执行热失控故障处理。
11.作为优选方案，所述根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，具体包括：
12.判断所述故障参数是否满足预设的第二条件；其中，所述预设的第二条件为同时满足：所述动力电池的温度大于预设的第一电池温度阈值、所述环境温度大于预设的第一环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值小于预设的第一绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值大于预设的第一内阻阻值；
13.当所述故障参数满足预设的第二条件时，识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障；
14.当所述故障参数不满足预设的第二条件时，识别出所述动力电池发生的故障为非热失控故障。
15.作为优选方案，所述动力电池热失控的控制方法，还包括：
16.当所述工作参数不满足预设的第一条件时，确定所述动力电池未有热失控风险；
17.在确定所述动力电池未有热失控风险后，采集动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
18.当所述动力电池的温度小于等于预设的第二电池温度阈值、所述环境温度小于等于预设的第二环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值大于等于预设的第二绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值小于等于预设的第二内阻阻值时，控制所述动力电池进入工作模式。
19.作为优选方案，所述工作参数包括动力电池的电压、动力电池的温升速度、动力电池的最高温度、动力电池的温差和动力电池内部的压力；
20.所述预设的第一条件为同时满足：
21.所述动力电池的电压小于预设的电压阈值、所述动力电池的温升速度大于预设的温升速度阈值、所述动力电池的最高温度大于预设的最高温度阈值、所述动力电池的温差大于预设的温差阈值和所述动力电池内部的压力大于预设的压力阈值。
22.作为优选方案，在所述采集动力电池在启动工作状态下的工作参数之前，还包括：
23.采集动力电池的温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
24.当所述动力电池的温度大于预设的第三电池温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值小于预设的第三绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值大于预设的第三内阻阻值阈值时，确定所述动力电池已启动工作。
25.作为优选方案，所述动力电池的类型为采用液冷式热管理的方形硬壳电池，且所述动力电池的底部设置有温度传感器；则，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池底部的温度作为所述动力电池的温度；
26.或者，所述动力电池的类型为采用风冷式热管理的方形硬壳电池、采用液冷式热管理的圆柱形电池或采用风冷式热管理的圆柱形电池，且所述动力电池的外壳设置有温度传感器；则，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池的外壳的温度作为所述动力电池的温度；
27.或者，所述动力电池的类型为采用自然冷却式热管理的方形硬壳电池或采用自然冷却式热管理的圆柱形电池，且所述动力电池的电极设置有温度传感器；则，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池的电极的温度作为所述动力电池的温度；
28.或者，所述动力电池的类型为采用液冷式热管理的软包电池或采用风冷式热管理的软包电池，且所述动力电池表面设置有温度传感器；则，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池表面的温度作为所述动力电池的温度；
29.或者，所述动力电池的类型为采用自然冷却式热管理的软包电池，且所述动力电池的极耳设置有温度传感器；则，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池的极耳的温度作为所述动力电池的温度。
30.作为优选方案，所述动力电池热失控的控制方法，还包括：
31.当识别出所述动力电池发生的故障为非热失控故障时，执行相应的非热失控故障处理。
32.为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种动力电池热失控处理装置，包括：
33.工作参数采集模块，用于采集动力电池在启动工作状态下的工作参数；
34.热失控风险模块，用于当所述工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险；
35.故障参数采集模块，用于在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数；其中，所述故障参数包括动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
36.故障识别模块，用于根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障；以及，
37.热失控故障处理模块，用于当识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障时，执行热失控故障处理。
38.为了解决相同的技术问题，本发明还提供另一种动力电池热失控处理装置，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述存储器上运行的动力电池热失控处理程序，所述动力电池热失控处理程序被所述处理器执行时实现上述的动力电池热失控处理方法。
39.为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种电动汽车，包括动力电池以及上述的动力电池热失控处理装置，所述动力电池与所述动力电池热失控处理装置电连接。
40.与现有技术相比，本发明提供的一种动力电池热失控处理方法、动力电池热失控处理装置及电动汽车，通过在采集到的动力电池在启动工作状态下的工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险，并在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数，以根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，从而能够有效地识别出所述动力电池是否发生热失控故障，使得在所述动力电池发生热失控故障时能够及时执行相应的热失控故障处理，进而提高了动力电池的安全性。此外，本发明采用多种参数综合识别所述动力电池是否发生热失控故障，避免了误报热失控故障的现象，从而提高了用户体验。
附图说明
41.图1是本发明实施例中的动力电池热失控处理方法的一个实施例的流程示意图；
42.图2是本发明实施例中的动力电池热失控处理方法的另一个实施例的流程示意图；
43.图3是本发明实施例中的动力电池热失控处理装置的结构示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.参见图1，是本发明实施例提供的动力电池热失控处理方法的流程示意图。
46.本发明实施例提供的一种动力电池热失控处理方法，可由bms(battery management system，电池管理系统)执行，且本实施例均以bms作为执行主体进行说明。
47.在本发明实施例中，所述动力电池热失控处理方法，包括以下步骤s11-s15：
48.s11、采集动力电池在启动工作状态下的工作参数。
49.具体地，在唤醒bms后，所述bms进行自检，并在自检通过后，采集动力电池在启动工作状态下的工作参数。在一种优选实施方式中，为了有效地识别出所述动力电池是否具有热失控风险，采集的所述工作参数包括动力电池的电压、动力电池的温升速度、动力电池的最高温度、动力电池的温差和动力电池内部的压力。其中，需要说明的是，所述动力电池的温差具体为所述动力电池的最高温度与最低温度之间的差值。
50.s12、当所述工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险。
51.在步骤s12中，所述预设的第一条件为同时满足：
52.所述动力电池的电压小于预设的电压阈值、所述动力电池的温升速度大于预设的温升速度阈值、所述动力电池的最高温度大于预设的最高温度阈值、所述动力电池的温差大于预设的温差阈值和所述动力电池内部的压力大于预设的压力阈值。
53.可以理解的，当采集到的所述动力电池的电压小于所述电压阈值、所述动力电池的温升速度大于所述温升速度阈值、所述动力电池的最高温度大于所述最高温度阈值、所述动力电池的温差大于所述温差阈值以及所述动力电池内部的压力大于所述压力阈值时，表明所述动力电池的电压过低、所述动力电池的温升速度过快，所述动力电池的最高温度过高、所述动力电池的温差过大且所述动力电池内部的压力过高，并已超过泄气阀所允许的压力阈值，因此，可以确定所述动力电池具有热失控风险。其中，需要说明的是，所述电压阈值、所述温升速度阈值、所述最高温度阈值、所述温差阈值以及所述压力阈值均可以根据实际使用情况设置，如可以根据环境温度、动力电池的工作模式以及动力电池的材料等进行调整，本发明不做限制。
54.s13、在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数；其中，所述故障参数包括动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值。
55.需要说明的是，采集的所述故障参数包括，但不限于所述动力电池的温度、所述环境温度、所述动力电池的绝缘阻值和所述动力电池的内阻阻值。
56.此外，在确定所述动力电池具有热失控风险后，还包括步骤：对所述动力电池进行热失控预处理。可以理解的，在确定所述动力电池具有热失控风险后，可针对所述动力电池具有的热失控风险执行相应的处理，以降低热失控发生的风险，从而确保所述动力电池的安全性，以保证驾驶人员的安全。
57.s14、根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障；
58.在步骤s14中，所述根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，具体包括以下步骤：
59.判断所述故障参数是否满足预设的第二条件；其中，所述预设的第二条件为同时满足：所述动力电池的温度大于预设的第一电池温度阈值、所述环境温度大于预设的第一环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值小于预设的第一绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值大于预设的第一内阻阻值；
60.当所述故障参数满足预设的第二条件时，识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障；
61.当所述故障参数不满足预设的第二条件时，识别出所述动力电池发生的故障为非热失控故障。
62.可以理解的，当采集到的所述动力电池的温度大于所述第一电池温度阈值、所述环境温度大于所述第一环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值小于所述第一绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值大于所述第一内阻阻值时，可确定所述动力电池已发生热失控故障；当所述动力电池的温度小于等于所述第一电池温度阈值、所述环境温度小于等于所述第一环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值大于等于所述第一绝缘阻值阈值或所述动力电池的内阻阻值小于等于所述第一内阻阻值时，可确定所述动力电池发生非热失控故障。其中，需要说明的是，所述第一电池温度阈值、所述第一环境温度阈值、所述第一绝缘阻值阈值以及所述第一内阻阻值均可以根据实际使用情况设置，如可以根据环境温度、动力电池的工作模式以及动力电池的材料等进行调整，本发明不做限制。
63.在另一优选实施方式中，在采集动力电池的故障参数时，还检测动力电池的减压阀的当前状态以及检测动力电池内部是否有电解液泄露；当采集到的所述动力电池的温度小于等于第一电池温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值大于等于第一绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值小于等于第一内阻阻值，以及检测到所述动力电池的减压阀的当前状态为关闭状态时，或者当采集到的所述动力电池的温度小于等于所述第一电池温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值大于等于所述第一绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值小于等于所述第一内阻阻值，以及检测到所述动力电池内部有电解液泄露时，可确定所述动力电池发生的故障为所述非热失控故障。
64.s15、当识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障时，执行热失控故障处理。
65.当所述动力电池发生热失控故障时，可能会导致电池包起火爆炸，因此，为了确保人员的安全，当识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障时，需要及时执行热失控故障处理。其中，所述执行热失控故障处理具体包括：通过远程监控网络将热失控故障信息上传至监控平台，并执行相应的故障处理，如降低动力电池的功率、禁止动力电池充电和启动灭火装置等。
66.在本发明实施例中，通过在采集到的动力电池在启动工作状态下的工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险，并在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数，以根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，从而能够有效地识别出所述动力电池是否发生热失控故障，使得在所述动力电池发生热失控故障时能够及时执行相应的热失控故障处理，进而提高了动力电池的安全性，确保了驾驶人员的安全。此外，本发明采用多种参数综合识别所述动力电池是否发生热失控故障，避免了误报热失控故障的现象，从而提高了用户体验。
67.进一步地，在本发明实施例中，所述动力电池热失控的控制方法，还包括步骤s16：
68.s16、当识别出所述动力电池发生的故障为非热失控故障时，执行相应的非热失控故障处理。
69.具体地，所述执行相应的非热失控故障处理具体包括：通过远程监控网络将非热失控故障信息上传至监控平台，并执行相应的故障处理。
70.需要说明的是，所述非热失控故障包括一般故障和系统误报；其中，所述一般故障指可以自行恢复的故障，如动力电池的电流过大，在电流减小到安全值以后，该故障的报警提示消失，可以继续使用所述动力电池；另外，需要多个信号综合确认的故障，若只有单个故障被确认而没有其他相应的信号校验确认，则可以认为是系统误报，例如绝缘故障，只有连续确认5次以上才会确认发生绝缘故障。
71.如图2所示，在一种优选实施方式中，在执行步骤s11所述采集动力电池在启动工作状态下的工作参数之后，所述动力电池热失控的控制方法，还包括以下步骤s12
’-
s14’：
72.s12’、当所述工作参数不满足预设的第一条件时，确定所述动力电池未有热失控风险；
73.s13’、在确定所述动力电池未有热失控风险后，采集动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
74.s14’、当所述动力电池的温度小于等于预设的第二电池温度阈值、所述环境温度小于等于预设的第二环境温度阈值、所述动力电池的绝缘阻值大于等于预设的第二绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值小于等于预设的第二内阻阻值时，控制所述动力电池进入工作模式。
75.具体地，当采集到的所述动力电池的电压大于等于预设的电压阈值、所述动力电池的温升速度小于等于预设的温升速度阈值、所述动力电池的最高温度小于等于预设的最高温度阈值、所述动力电池的温差小于等于预设的温差阈值或所述动力电池内部的压力小于等于预设的压力阈值时，可确定所述动力电池未有热失控风险；且在确定所述动力电池未有热失控风险后，通过采集所述动力电池的温度、所述环境温度、所述动力电池的绝缘阻值和所述动力电池的内阻阻值，并与相应的阈值进行比较，以识别所述动力电池是否可进入工作模式。需要说明的是，所述第二电池温度阈值、所述第二环境温度阈值、所述第二绝缘阻值阈值以及所述第二内阻阻值均可以根据实际使用情况设置，如可以根据环境温度、动力电池的工作模式以及动力电池的材料等进行调整，本发明不做限制。
76.此外，在实际控制过程中，还可在所述bms接收到vcu(vehicle control unit，整车控制器)发送的动力电池进入工作模式的请求后，再通过上述参数在识别出所述动力电池可进入工作模式时，才控制所述动力电池进入工作模式，在此不做更多的赘述。另外，本实施例在控制所述动力电池进入工作模式后，循环执行上述步骤s11-s15直至所述动力电池退出所述工作模式，使得在所述动力电池处于工作模式的过程中，能够有效地识别出所述动力电池是否发生热失控故障，以进一步保证动力电池的正常工作。
77.在本发明实施例中，通过在确定所述动力电池未有热失控风险后，并在采集到的所述动力电池的温度、所述环境温度、所述动力电池的绝缘阻值和所述动力电池的内阻阻值满足预设的条件时，控制所述动力电池进入工作模式，从而保证所述动力电池的正常工作，进而进一步确保了所述动力电池的安全性。
78.在本发明实施例中，为了确定所述动力电池已启动工作，以采集所述动力电池在启动工作状态下的工作参数，在一种优选实施方式中，在所述采集动力电池在启动工作状态下的工作参数之前，还包括以下步骤s01-s02：
79.s01、采集动力电池的温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
80.s02、当所述动力电池的温度大于预设的第三电池温度阈值、所述动力电池的绝缘
阻值小于预设的第三绝缘阻值阈值和所述动力电池的内阻阻值大于预设的第三内阻阻值阈值时，确定所述动力电池已启动工作。
81.需要说明的是，所述第三电池温度阈值、所述第三绝缘阻值阈值以及所述第三内阻阻值阈值均可以根据实际使用情况设置，如可以根据环境温度、动力电池的工作模式以及动力电池的材料等进行调整，本发明不做限制。
82.在本发明实施例中，车辆内动力电池的结构不同，安装于所述动力电池上的温度传感器的位置也不同，因此，可根据车辆内的动力电池结构，确认动力电池的温度的监控位置以及动力电池热失控危险防护位置。在一种优选实施方式，本实施例中的所述动力电池的类型为采用液冷式热管理的方形硬壳电池，且所述动力电池的底部设置有温度传感器；则，在上述的步骤s13、s13’和s01中，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池底部的温度作为所述动力电池的温度；
83.或者，本实施例中的所述动力电池的类型为采用风冷式热管理的方形硬壳电池、采用液冷式热管理的圆柱形电池或采用风冷式热管理的圆柱形电池，且所述动力电池的外壳设置有温度传感器；则，在上述的步骤s13、s13’和s01中，所述采集动力电池的温度，具体为：通过温度传感器采集所述动力电池的外壳的温度作为所述动力电池的温度；
84.或者，本实施例中的所述动力电池的类型为采用自然冷却式热管理的方形硬壳电池或采用自然冷却式热管理的圆柱形电池，且所述动力电池的电极设置有温度传感器；则，在上述的步骤s13、s13’和s01中，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池的电极的温度作为所述动力电池的温度；
85.或者，本实施例中的所述动力电池的类型为采用液冷式热管理的软包电池或采用风冷式热管理的软包电池，且所述动力电池表面设置有温度传感器；则，在上述的步骤s13、s13’和s01中，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池表面的温度作为所述动力电池的温度；
86.或者，本实施例中的所述动力电池的类型为采用自然冷却式热管理的软包，且所述电池动力电池的极耳设置有温度传感器；则，在上述的步骤s13、s13’和s01中，所述采集动力电池的温度，具体为：通过所述温度传感器采集所述动力电池的极耳的温度作为所述动力电池的温度。
87.参见图3，是本发明实施例提供的一种动力电池热失控处理装置的结构示意图；所述动力电池热失控处理装置，包括：
88.工作参数采集模块11，用于采集动力电池在启动工作状态下的工作参数；
89.热失控风险模块12，用于当所述工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险；
90.故障参数采集模块13，用于在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数；其中，所述故障参数包括动力电池的温度、环境温度、动力电池的绝缘阻值和动力电池的内阻阻值；
91.故障识别模块14，用于根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障；以及，
92.热失控故障处理模块15，用于当识别出所述动力电池发生的故障为热失控故障时，执行热失控故障处理。
93.在本发明实施例中，通过所述热失控风险模块1在采集到的动力电池在启动工作
状态下的工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险，并通过所述故障参数采集模块13在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数，以使所述故障识别模块14根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，从而能够有效地识别出所述动力电池是否发生热失控故障，使得在所述动力电池发生热失控故障时能够及时执行相应的热失控故障处理，进而提高了动力电池的安全性，确保了驾驶人员的安全。此外，本发明采用多种参数综合识别所述动力电池是否发生热失控故障，避免了误报热失控故障的现象，从而提高了用户体验。
94.在本发明实施例中，所述动力电池热失控处理装置还包括多个模块/单元，使得所述动力电池热失控处理装置能够实现上述的动力电池热失控的控制方法的其他步骤，在此不做更多的赘述。
95.相应地，本发明实施例还提供另一种动力电池热失控处理装置，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述存储器上运行的动力电池热失控处理程序，所述动力电池热失控处理程序被所述处理器执行时实现上述的动力电池热失控处理方法。其中，所述动力电池热失控处理方法具体可参考上述实施例的描述，在此不做更多的赘述。
96.相应地，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括动力电池以及上述的动力电池热失控处理装置，所述动力电池与所述动力电池热失控处理装置电连接。
97.综上，本发明提供的一种动力电池热失控处理方法、装置及电动汽车，通过在采集到的动力电池在启动工作状态下的工作参数满足预设的第一条件时，确定所述动力电池具有热失控风险，并在确定所述动力电池具有热失控风险后，采集动力电池的故障参数，以根据所述故障参数识别所述动力电池发生的故障，从而能够有效地识别出所述动力电池是否发生热失控故障，使得在所述动力电池发生热失控故障时能够及时执行相应的热失控故障处理，进而提高了动力电池的安全性，并保证了驾驶人员的安全。此外，本发明采用多种参数综合识别所述动力电池是否发生热失控故障，避免了误报热失控故障的现象，从而提高了用户体验。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。