一种动力电池碰撞安全保护方法及装置与流程

本发明涉及汽车
技术领域：
，特别是涉及一种动力电池碰撞安全保护方法及装置。
背景技术：
：动力电池作为电动汽车的能量来源，存储了巨大的能量。当电动汽车发生碰撞等事故时，动力电池作为高压高能量的部件，需要应对碰撞做相应的保护处理措施，来保护人员、电池，减少二次伤害的发生。在现有技术中，通常是由整车控制器(VCU)来执行保护程序，需要一定的反应时间来对动力电池进行碰撞保护。进一步地，如果整车控制器与动力电池之间的通讯线路故障，则无法对动力电池进行保护。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种动力电池碰撞安全保护方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。为实现上述目的，本发明提供一种动力电池碰撞安全保护方法，所述方法包括：电池管理系统基于加速度信号以及来自整车的碰撞相关信号，判断整车是否发生碰撞，如果判断发生碰撞，进行动力电池保护操作。优选地，所述方法包括下述步骤：步骤S1：电池管理系统基于加速度信号来判断整车是否可能已发生碰撞，如果判断可能已发生碰撞，转步骤S2，否则转步骤S6；步骤S2：电池管理系统检测整车系统和电池系统通讯连接是否断开，如果没有断开，转步骤S3；否则转步骤S4；步骤S3：电池管理系统与整车系统通讯，确定整车系统是否检测到碰撞，如果检测到碰撞，转步骤S4；否则转步骤S5；步骤S4：电池管理系统确认已发生碰撞，并进行动力电池保护操作；步骤S5；电池管理系统上报碰撞信息至整车控制器；以及步骤S6：电池管理系统(2)与整车系统通讯，确定整车系统是否检测到碰撞，如果检测到碰撞，转步骤S4；否则转步骤S1。优选地，所述动力电池保护操作包括：电池管理系统断开电池系统的高压连接；电池管理系统禁止电池系统再次上高压，并保持碰撞报警标识；电池管理系统通过CAN总线持续发送报警信息。优选地，所述动力电池保护操作进一步包括：控制电池包内温度。优选地，控制电池包内温度包括下述步骤：步骤S41：检测当前电池温度上升速率是否大于设定温升速率阈值，如果是，执行步骤S42；否则重复执行步骤S41；步骤S42：检测电池包空气进入口的温度是否高于设定温度阈值，如果是，执行步骤S43；否则转到步骤S44；步骤S43：开启电池包箱体内的阻燃灭火装置；步骤S44：开启电池包冷却装置，对电池包进行强制制冷。优选地，所述加速度信号由设置在动力电池包内的加速度传感器检测。优选地，所述加速度传感器为三轴加速度传感器，用于检测X向、Y向和Z向的加速度，其中，车辆前进方向为X轴正方向，车辆水平方向为Y轴，垂直于地面的方向为Z轴。优选地，若只检测到X轴正方向加速度超过第一设定阈值K1，判断车辆可能发生追尾碰撞；若只检测到X轴负方向加速度超过第二设定阈值K2，判断车辆可能发生正面碰撞；若只检测到Y轴正方向加速度超过第三设定阈值K3，和/或Y轴负方向加速度超过第四设定阈值K4，判断车辆可能发生来自侧面的碰撞；若检测到Z轴方向加速度超过第五设定阈值K5，同时检测到Y轴方向加速度超过第六设定阈值K6或X轴方向加速度超过第七设定阈值K7，表示车辆可能发生碰撞并翻滚。优选地，在步骤S3中，所述电池管理系统与所述整车系统的安全气囊和整车控制器通讯，以确定整车系统是否检测到碰撞。优选地，所述方法进一步包括下述步骤：整车控制器检测整车是否发生碰撞，如果是，则发送控制信号至电池管理系统，电池管理系统在接收到所述控制信号后执行所述步骤S4。本发明还提供一种动力电池碰撞安全保护装置，所述动力电池碰撞安全 保护装置包括电池管理系统，所述电池管理系统基于加速度信号以及来自整车的碰撞相关信号，判断整车是否发生碰撞，如果判断发生碰撞，进行动力电池保护操作。优选地，所述电池管理系统包括：可能碰撞判断单元，用于基于加速度信号来判断整车是否可能已发生碰撞；通讯连接判断单元，用于在判断整车可能发生碰撞时检测整车系统和电池系统通讯连接是否断开；碰撞确认单元，用于与整车系统通讯，在整车系统检测到碰撞或者整车系统和电池系统通讯断开时，确认已发生碰撞；动力电池保护控制单元：用于控制动力电池保护操作；以及碰撞信息上报单元；在判断整车可能已经碰撞、电池管理系统与整车系统通讯正常、且整车系统未检测到碰撞时，向整车控制器上报碰撞信息。优选地，所述动力电池保护操作包括：电池管理系统断开电池系统的高压连接；电池管理系统禁止电池系统再次上高压，并保持碰撞报警标识；电池管理系统通过CAN总线持续发送报警信息。优选地，所述动力电池保护控制单元进一步包括：电池包内温度控制单元。优选地，所述电池包内温度控制单元包括：温升速率检测单元，用于检测当前电池温度上升速率是否大于设定温升速率阈值；温度检测单元，用于检测电池包空气进入口的温度是否高于设定温度阈值；阻燃灭火装置控制单元，用于在当前电池温度上升速率大于设定温升速率阈值、且电池包空气进入口的温度高于设定温度阈值的情况下，开启电池包箱体内的阻燃灭火装置；电池包冷却装置控制单元：用于在当前电池温度上升速率大于设定温升速率阈值、且电池包空气进入口的温度小于等于设定温度阈值的情况下，开启电池包冷却装置，对电池包进行强制制冷。优选地，所述加速度信号由设置在动力电池包内的加速度传感器检测。优选地，所述加速度传感器为三轴加速度传感器(3)，用于检测X向、 Y向和Z向的加速度，其中，车辆前进方向为X轴正方向，车辆水平方向为Y轴，垂直于地面的方向为Z轴。优选地，所述电池管理系统与车辆的安全气囊(4)和整车控制器通讯连接，以确定整车系统是否检测到碰撞。优选地，所述车辆进一步包括整车控制器，所述整车控制器在检测到整车发生碰撞时，发送控制信号至电池管理系统，电池管理系统在接收到所述控制信号后执行动力电池保护操作。本发明的动力电池碰撞安全保护方法及装置利用电池管理系统来进行碰撞判断，从而能够更好地对动力电池进行碰撞保护，在车辆发生碰撞后，能够更好地保护人员、电池及车辆的目的，减少二次伤害的发生。附图说明图1为根据本发明一实施例的动力电池碰撞安全保护装置的示意性结构图。图2为根据本发明一实施例的动力电池碰撞安全保护方法的示意性流程图。图3为图2所示方法中控制电池包内温度过程的示意性流程图。附图标记：1电池包4安全气囊2BMS5整车控制器3加速度传感器具体实施方式在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。图1为根据本发明一实施例的动力电池碰撞安全保护装置的示意性结构图。图1中示出了电池包1、电池管理系统(BMS)2、加速度传感器3、安全气囊4和整车控制器(VCU)5。其中，电池管理系统2和设置在电池包内的加速度传感器3是动力电池碰撞安全保护装置的核心构件。加速度传感器3为三轴加速度传感器，用来检测碰撞。加速度传感器3 布置在电池包1内，其检测的加速度数据输送至电池管理系统(BMS)2进行检测，电池管理系统2基于所述加速度数据判断车辆是否发生碰撞。电池管理系统2除了基于加速度传感器的信号来判断碰撞之外，还可以通过CAN总线或硬线信号，来获取整车碰撞检测的信息，例如，来自安全气囊4的碰撞检测信息，或者来自整车控制器(VCU)5的碰撞检测信息。本实施例的动力电池碰撞安全保护方法包括：电池管理系统2基于来自加速度传感器3的加速度信号、以及来自整车的碰撞相关信号，判断整车是否发生碰撞，如果判断发生碰撞，进行动力电池保护操作。从而，所述方法能够更好地对动力电池进行碰撞保护，在车辆发生碰撞后，能够更好地保护人员、电池及车辆的目的，减少二次伤害的发生。参见图2，本实施例的动力电池碰撞安全保护方法具体包括下述步骤。步骤S1：电池管理系统2基于加速度信号来判断整车是否可能已发生碰撞，如果判断可能已发生碰撞，转步骤S2，否则转步骤S6。步骤S2：电池管理系统2检测整车系统和电池系统通讯连接是否断开，如果没有断开，转步骤S3；否则转步骤S4。步骤S3：电池管理系统2与整车系统通讯，确定整车系统是否检测到碰撞，如果检测到碰撞，转步骤S4；否则转步骤S5。也就是说，当电池管理系统通过电池包中布置的加速度传感器检测到可能碰撞发生时，电池管理系统校验整车发送的碰撞检测信息。更具体地，电池管理系统2除了基于加速度传感器的信号来判断碰撞之外，还可以通过CAN总线或硬线信号，来获取整车碰撞检测的信息，例如，来自安全气囊的碰撞检测信息，或者来自整车控制器(VCU)的碰撞检测信息。整车系统的碰撞检测可以是VCU也可以是安全气囊。BMS可以直接获取安全气囊的碰撞检测信号。或者是车辆中布置有其他碰撞检测装置。通过与VCU通信，获得该信息。若车辆设置碰撞预判程序，在即将发生碰撞时，进行预判。无论车辆中还采用了哪种碰撞检测的方式，电池管理系统都可以获得该检测结果。检测结果可通过CAN总线或者硬线获得。步骤S4：电池管理系统2确认已发生碰撞，并进行动力电池保护操作。通常，所述动力电池保护操作包括：电池管理系统2断开电池系统的高压连接；电池管理系统2禁止电池系统再次上高压，在电池管理系统2中保持碰撞报警标识；电池管理系统2通过CAN总线持续发送报警信息。步骤S5：电池管理系统2上报碰撞信息至整车控制器。也就是说，若电池管理系统检测到碰撞，整车系统也检测到碰撞，则电池管理系统认为车辆发生碰撞，进入碰撞处理程序。若电池管理系统检测到碰撞，整车系统未检测到碰撞，则电池管理系统认为车辆可能发生轻微碰撞，只上报碰撞信息。步骤S6：电池管理系统2与整车系统通讯，确定整车系统是否检测到碰撞，如果检测到碰撞，转步骤S4；否则转步骤S1。优选地，所述动力电池保护操作进一步包括：控制电池包内温度。优选地，控制电池包内温度包括下述步骤：步骤S41：检测当前电池温度上升速率是否大于设定温升速率阈值，如果是，执行步骤S42；否则重复执行步骤S41；步骤S42：检测电池包空气进入口的温度是否高于设定温度阈值，如果是，执行步骤S43；否则转到步骤S44；步骤S43：开启电池包箱体内的阻燃灭火装置；步骤S44：开启电池包冷却装置(例如风扇)，对电池包进行强制制冷。也就是说，碰撞发生后，为避免电池系统发生未知的危害，电池管理系统启动碰撞后的热管理保护。电池管理系统通过降低冷却系统开启的温度阈值或强制开启冷却系统，来保证电池温度，预防发生电池过热等危险。例如，在一个实施例中，使用风扇对电池系统进行冷却。电池管理系统降低风扇开启的温度阈值。正常情况下，风扇开启的温度阈值为T1，碰撞发生后，温度阈值自动更改为T2，其中T2<T1。计算温度的上升速率ΔT，若温度上升速率大于预设的温度阈值，则开启风扇，为电池系统强制冷却。检测电池包空气进入口的温度，若电池入口温度高于设定的阈值，则不开启冷却风扇。此时可能电池箱外部发生起火等事故，不开启风扇，防止将高温引入电池箱，引起其他事故。电池箱中可设置阻燃灭火装置，当碰撞发生后，电池管理系统检测到电池温度过高，可能发生起火等事故时，电池管理系统控制开启电池箱内的阻燃灭火装置，喷出阻燃物质，达到灭火或防止燃烧的目的。有利的是，如前所述，所述加速度信号由设置在动力电池包内的加速度传感器检测。优选地，所述加速度传感器为三轴加速度传感器3，用于检测X向、Y向和Z向的加速度，其中，车辆前进方向为X轴正方向，车辆水平方向为Y轴，垂直于地面的方向为Z轴。可能碰撞方式可以如下地判断：若只检测到X轴正方向加速度超过第一设定阈值K1，判断车辆可能发生追尾碰撞；若只检测到X轴负方向加速度超过第二设定阈值K2，判断车辆可能发生正面碰撞；若只检测到Y轴正方向加速度超过第三设定阈值K3，和/或Y轴负方向加速度超过第四设定阈值K4，判断车辆可能发生来自侧面的碰撞；若检测到Z轴方向加速度超过第五设定阈值K5，同时检测到Y轴方向加速度超过第六设定阈值K6或X轴方向加速度超过第七设定阈值K7，表示车辆可能发生碰撞并翻滚。通过对碰撞方式进行细化，可以更具体地分析相关碰撞参数或信息，进行更有针对性的碰撞判定及碰撞保护。优选地，在步骤S3中，所述电池管理系统2与所述整车系统的安全气囊4和整车控制器5通讯，以确定整车系统是否检测到碰撞。优选地，所述方法进一步包括下述步骤：整车控制器检测整车是否发生碰撞，如果是，则发送控制信号至电池管理系统2，电池管理系统2在接收到所述控制信号后执行所述步骤S4。有利的是，该步骤的优先级高于上述的步骤S1、S2、S3。也就是说，除了电池管理系统2执行上述步骤的碰撞保护及向整车控制器查询碰撞信息之外，整车控制器可以在检测到碰撞时以较高的优先级直接向电池管理系统发出控制信号，命令电池管理系统进行碰撞保护动作。这有利于进一步提高安全性能。例如，在整车控制器在电池管理系统之前检测到碰撞信息时，能够尽快进行碰撞保护。与上述的保护方法相对应，本发明的另一实施例为一种动力电池碰撞安全保护装置。所述动力电池碰撞安全保护装置包括电池管理系统2，所述电池管理系统2基于加速度信号以及来自整车的碰撞相关信号，判断整车是否发生碰撞，如果判断发生碰撞，进行动力电池保护操作。优选地，所述电池管理系统2包括：可能碰撞判断单元，用于基于加速度信号来判断整车是否可能已发生碰撞；通讯连接判断单元，用于在判断整车可能发生碰撞时检测整车系统和电池系统通讯连接是否断开；碰撞确认单元，用于与整车系统通讯，在整车系统检测到碰撞或者整车 系统和电池系统通讯断开时，确认已发生碰撞，有利的是，在整车系统未检测到碰撞时，重复执行可能碰撞判断单元；动力电池保护控制单元：用于控制动力电池保护操作；以及碰撞信息上报单元；在判断整车可能已经碰撞、电池管理系统2与整车系统通讯正常、且整车系统未检测到碰撞时，向整车控制器上报碰撞信息。优选地，所述动力电池保护操作包括：电池管理系统2断开电池系统的高压连接；电池管理系统2禁止电池系统再次上高压，并保持碰撞报警标识；电池管理系统2通过CAN总线持续发送报警信息。优选地，所述动力电池保护控制单元进一步包括：电池包内温度控制单元。优选地，所述电池包内温度控制单元包括：温升速率检测单元，用于检测当前电池温度上升速率是否大于设定温升速率阈值；温度检测单元，用于检测电池包空气进入口的温度是否高于设定温度阈值；阻燃灭火装置控制单元，用于在当前电池温度上升速率大于设定温升速率阈值、且电池包空气进入口的温度高于设定温度阈值的情况下，开启电池包箱体内的阻燃灭火装置；电池包冷却装置控制单元：用于在当前电池温度上升速率大于设定温升速率阈值、且电池包空气进入口的温度小于等于设定温度阈值的情况下，开启电池包冷却装置，对电池包进行强制制冷。优选地，所述加速度信号由设置在动力电池包内的加速度传感器检测。优选地，所述加速度传感器为三轴加速度传感器3，用于检测X向、Y向和Z向的加速度，其中，车辆前进方向为X轴正方向，车辆水平方向为Y轴，垂直于地面的方向为Z轴。优选地，所述电池管理系统2与车辆的安全气囊4和整车控制器5通讯连接，以确定整车系统是否检测到碰撞。优选地，所述车辆进一步包括整车控制器，所述整车控制器在检测到整车发生碰撞时，发送控制信号至电池管理系统2，电池管理系统2在接收到所述控制信号后执行动力电池保护操作。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3