一种新能源汽车的电池安全监测系统及监测方法与流程

本发明涉及电池安全，特别涉及一种新能源汽车的电池安全监测系统及监测方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的推广和普及，市面上的新能源汽车保有量越来越多，随之而来的是频繁发生的新能源汽车的火灾事故。绝大多数的新能源汽车的火灾事故都是由于其动力电池热失控所引起的，除了受到外物撞击、挤压或者穿刺等外部因素外，导致新能源汽车电池的热失控故障的一个很主要原因是电池的绝缘组件的绝缘性出了问题，进而引发动力电池的内部短路及过热起火的情况，因此需要对新能源汽车电池的绝缘性能进行安全可靠的监测。现有技术中，常见的对新能源汽车的电池的绝缘性能检测的方法有使用漏电流传感器检测电池对车辆底盘的泄露电流的漏电流检测法、使用惠斯敦电桥连接电池正负极以及车辆底盘以测量电池和车辆底盘之间的绝缘电阻的电桥检测法以及使用外部电源向新能源汽车的电池正负端子施加外部电压以测量电池和车辆底盘之间的绝缘电阻的电压注入法，其中漏电流检测法和电桥检测法由于检测精度较低并未被广泛使用。电压注入法中的低频电压注入法仅适用于测量交流电阻，对于电池绝缘组件的高频响应和特定频率的绝缘性能评估能力有限。电压注入法中的高压注入法具有测量精度高、适用范围广的优势，但由于其在实施过程中需要在动力电池的正负极与车辆底盘之间注入500伏乃至更高的直流电压，容易产生电击事故，需要在特定环境以及专业人员的操作下实施，无法及时有效地对新能源汽车的电池安全进行监测。

技术实现思路

1、本发明正是基于上述问题，提出了一种新能源汽车的电池安全监测系统及监测方法，能够及时有效地对新能源汽车动力电池的绝缘组件的绝缘性能进行监测。

2、有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种新能源汽车的电池安全监测系统，包括用于检测车辆的行车状态的运动传感器、用于检测车内或车外人体的人体识别传感器、用于执行电压注入检测的绝缘检测模块以及与所述运动传感器、所述人体识别传感器、所述绝缘检测模块连接的控制模块，所述绝缘检测模块包括与车辆动力电池的正、负极连接的第一端子以及与接地点连接的第二端子，所述控制模块被配置为根据所述运动传感器传感器检测到的车辆行车状态以及所述人体识别传感器检测到的车内外的人体存在状态来控制所述绝缘检测装置执行对车辆动力电池绝缘性能检测。

3、优选的，所述绝缘检测模块还包括电压输出单元、分压单元以及电压采样单元，所述电压输出模块包括用于输出直流电的直流电源、用于调节并输出直流电压的dc-dc变换器、用于调制并输出低频交流电压的dc-ac变换器以及用于切换直流输出或交流输出的交直流切换开关。

4、优选的，所述第一端子包括连接于车辆动力电池正极的正极端子以及连接于车辆动力电池负极的负极端子，所述分压单元包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一分压开关s1以及第二分压开关s2，所述第一分压开关s1为单刀单掷继电器开关，所述第二分压开关s2为单刀双掷继电器开关，所述第一电阻r1的第一端连接于所述正极端子和负极端子中的一个，所述第一电阻r1的第二端与所述第一分压开关s1的第一端连接，所述第一分压开关s1的第二端与所述第二分压开关s2的固定端连接，所述第二电阻r2与所述第三电阻r3并联，且所述第二电阻r2与所述第三电阻r3的第一端连接于所述第二分压开关s2的自由端，所述第二电阻r2与所述第三电阻r3的第二端连接于所述正极端子和负极端子中的另一个。

5、优选的，所述电压采样单元包括第一电压采样芯片m1，第二电压采样芯片m2，所述第一电压采样芯片m1与所述第一电阻r1并联用于测量所述第一电阻r1两端的电压，所述第二采样芯片m2与所述第二电阻r2、所述第三电阻r3并联用于测量所述第二电阻r2或所述第三电阻r3两端的电压。

6、优选的，所述电压输出单元的一端连接于所述第一分压开关s1和第二分压开关s2之间，另一端连接于所述第二端子。

7、本发明的第二方面提出了一种新能源汽车的电池安全监测方法，包括：

8、实时检测车辆的行车状态，所述行车状态包括行驶状态和停止状态；

9、当车辆从行驶状态变成停止状态且持续一段时间后，检测车辆内部是否处于无人状态；

10、当检测到车辆内部处于无人状态时，获取上一次执行高压注入检测的时间；

11、在当前时间与上一次执行高压注入检测的时间大于或等于预设的高压注入检测周期时，根据车辆的历史数据预测车辆的无人状态持续时间；

12、判断所述无人状态持续时间是否大于预设的高压注入检测时长；

13、当所述无人状态持续时间大于预设的高压注入检测时长时，通过车辆的外部监测组件进行人体检测；

14、在车外预设距离范围内没有检测到人体时，执行高压注入检测。

15、优选的，根据车辆的历史数据预测车辆的无人状态持续时间的步骤具体包括：

16、获取车辆过去一段时间内的人体存在状态变更事件以及对应的事件发生时间；

17、将所述人体存在状态变更事件以及对应的事件发生时间输入预先训练好的事件发生时间预测模型中预测下一个人体存在状态变更事件的发生时间；

18、将下一个人体存在状态变更事件的发生时间与当前时间的时间间隔确定为所述无人状态持续时间。

19、优选的，执行高压注入检测的步骤具体包括：

20、将电压输出单元的交直流切换开关配置为接通直流电源与dc-dc变换器的状态；

21、将第一分压开关s1配置为断路状态；

22、将第二分压开关s2配置为接通电压输出单元与第二电阻r2的状态；

23、通过所述电压输出单元输出第一目标注入电压。

24、优选的，在实时检测车辆的行车状态的步骤之后，还包括：

25、当车辆处于行驶状态时，实时获取运动传感器的监测数据；

26、根据所述监测数据判断车辆是否受到外物碰撞；

27、当车辆受到外物碰撞碰撞时，执行低频电压注入检测。

28、优选的，执行低频电压注入检测的步骤具体包括：

29、将电压输出单元的交直流切换开关配置为接通直流电源与dc-ac变换器的状态；

30、将第一分压开关s1配置为通路状态；

31、将第二分压开关s2配置为接通电压输出单元与第三电阻r3的状态；

32、通过所述电压输出单元输出第二目标注入电压。

33、本发明提出了一种新能源汽车的电池安全监测系统及监测方法，通过设置用于检测车辆的行车状态的运动传感器、用于检测车内或车外人体的人体识别传感器、用于执行电压注入检测的绝缘检测模块以及与所述运动传感器、所述人体识别传感器、所述绝缘检测模块连接的控制模块，所述绝缘检测模块包括与车辆动力电池的正、负极连接的第一端子以及与接地点连接的第二端子，所述控制模块被配置为根据所述运动传感器传感器检测到的车辆行车状态以及所述人体识别传感器检测到的车内外的人体存在状态来控制所述绝缘检测装置执行对车辆动力电池绝缘性能检测，能够及时有效地对新能源汽车动力电池的绝缘组件的绝缘性能进行监测。