一种主动式电池包的气密性检测方法以及装置与流程

1.本发明涉及电池相关技术领域，尤其是涉及一种主动式电池包的气密性检测方法以及装置。


背景技术：

2.新能源汽车电池包主要固定在汽车底盘，下雨天或经过有水的路面时，电池包有可能会被飞溅的水淋湿，或浸到水里，因此汽车动力电池包的开发往往对电池包的密封性要求较高。电池包在长期使用过程中，电池包有可能存在密封性能下降，当电池包在使用过程，发生一定程度的碰撞或底部剐蹭时，无法快捷识别电池的损坏程度，而汽车在行驶过程中，电池包底部可能发生剐蹭的频率较高，无法做到发生剐蹭时即送厂检测。如严重的剐蹭会导致电池包的密封性能下降，而汽车在雨天和有水的路上行驶时电池包进水或浸水的概率较高，水会进入到电池包内部，并且水也会腐蚀电池包内部结构件，导致电池包的强度减弱、绝缘阻值降低、耐压能力减弱，严重将导致电池发生漏电或短路起火的风险。


技术实现要素：

3.本发明的附加方面和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。本发明提供了一种主动式电池包的气密性检测方法以及装置，能够主动检测电池的气密性，提升电池包在使用过程中的安全性。
4.本发明的第一方面，提供了一种主动式电池包的气密性检测方法，所述主动式电池包的气密性检测方法包括：
5.从电池包中持续抽气第一时间，获取所述电池包在所述第一时间内的第一内部压强变化；
6.停止从所述电池包中抽气，获取所述电池包在停止抽气后的第二时间内的第二内部压强变化；
7.根据所述第一内部压强变化和所述第二内部压强变化，判断所述电池包的气密性。
8.本发明的第一方面提供的主动式电池包的气密性检测方法，至少具有如下有益效果：
9.本方法能够主动检测电池包的气密性，具体通过从电池包中抽气，检测电池包在抽气一段时间内产生的压强变化和电池包在结束抽气后一段时间内产生的压强变化，结合两个阶段的两段压强变化来综合检测电池包的气密性，能够提升气密性检测的准确度。
10.根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一内部压强变化和所述第二内部压强变化判断所述电池包的气密性，包括：
11.根据所述第一内部压强变化和所述电池包的标准抽气压强变化拟合匹配，获得所述电池包的第一气密性检测结果；
12.根据所述第二内部压强变化和所述电池包的标准保压压强变化拟合匹配，获得所
述电池包的第二气密性检测结果；
13.根据所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果，判断所述电池包的气密性。
14.根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果，判断所述电池包的气密性，包括：
15.当所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果至少有一个气密性检测结果符合预设的电池包气密性要求时，判断所述电池包的气密性完好。
16.根据本发明的一些实施例，所述根据所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果，判断所述电池包的气密性，还包括：
17.当所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果均不符合所述电池包气密性要求时，判断所述电池包的气密性异常。
18.根据本发明的一些实施例，在所述判断所述电池包的气密性之后，所述主动式电池包的气密性检测方法还包括：
19.当所述电池包的内部压强大于外界压强时，从所述电池包中抽气，直至所述内部压强与所述外界压强相等时，停止从所述电池包中抽气。
20.根据本发明的一些实施例，所述从电池包中持续抽气第一时间，包括：按照预设的恒定抽气速率从所述电池包中持续抽气第一时间。
21.本发明的第二方面，提供了一种主动式电池包的气密性检测装置，所述主动式电池包的气密性检测装置包括：
22.抽气泵，与电池包连通，所述抽气泵用于从所述电池包中持续抽气第一时间；
23.气压传感器，设置在所述电池包内，所述气压传感器用于检测所述电池包在所述第一时间内的第一内部压强变化，以及检测所述电池包在停止抽气后的第二时间内的第二内部压强变化；
24.ecu，与所述气压传感器电连接，所述ecu用于根据所述第一内部压强变化和所述第二内部压强变化，判断所述电池包的气密性。
25.本发明的第二方面提供的主动式电池包的气密性检测装置，至少具有如下有益效果：
26.本装置能够主动检测电池包的气密性，具体通过从电池包中抽气，检测电池包在抽气一段时间内产生的压强变化和电池包在结束抽气后一段时间内产生的压强变化，结合两个阶段的两段压强变化来综合检测电池包的气密性，能够提升气密性检测的准确度。
27.根据本发明的一些实施例，所述主动式电池包的气密性检测装置还包括与所述ecu电连接的控制阀，所述控制阀的一端与所述抽气泵连通，另外一端与所述电池包连通；所述ecu控制所述控制阀的开关状态。
28.根据本发明的一些实施例，所述电池包内还设置有与所述ecu电连接的bms，所述气压传感器设置在所述bms中。
29.根据本发明的一些实施例，所述ecu包括第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元，所述第一计算单元用于根据所述第一内部压强变化和所述电池包的标准抽气压强变化拟合匹配，获得所述电池包的第一气密性检测结果；所述第二计算单元用于根据所述第二内部压强变化和所述电池包的标准保压压强变化拟合匹配，获得所述电池包的第二气密
性检测结果；所述第三计算单元用于根据所述第一气密性检测结果和所述第二气密性检测结果，判断所述电池包的气密性。
附图说明
30.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
31.图1是本发明一实施例提供的一种主动式电池包的气密性检测装置的结构示意图；
32.图2是本发明一实施例提供的在不同温度的电池包内部压强与时间的变化曲线图；
33.图3是本发明一实施例提供的一种主动式电池包的气密性检测方法的流程示意图；
34.图4是图3中的步骤s300的具体流程示意图；
35.图5是图4中的步骤s330的具体流程示意图。
36.标号说明：
37.100、电池包；110、防爆阀；120、bms；121、气压传感器；130、抽气泵；140、控制阀。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
41.新能源汽车电池包主要固定在汽车底盘，下雨天或经过有水的路面时，电池包有可能会被飞溅的水淋湿，或浸到水里，因此汽车动力电池包的开发往往对电池包的密封性要求较高。
42.电池包密封之后，需要均衡电池包内外压力，此时主要使用的均衡方式，在电池包上安装均衡防爆阀，当电池包正常使用时，通过均衡阀透气，均衡内外气体压力，而当电池发生热失控，电池包内部产生大量气体，此时高压冲破均衡防爆阀，起到泄压的作用，以减少热量及压力累积保护电池不起火爆炸。
43.电池包在长期使用过程中，电池包有可能存在密封性能下降，当电池包在使用过程，发生一定程度的碰撞或底部剐蹭时，无法快捷识别电池的损坏程度，而汽车在行驶过程中，电池包底部可能发生剐蹭的频率较高，无法做到发生剐蹭时即送厂检测。如严重的剐蹭会导致电池包的密封性能下降，而汽车在雨天和有水的路上行驶时电池包进水或浸水的概
率较高，水会进入到电池包内部，并且水也会腐蚀电池包内部结构件，导致电池包的强度减弱、绝缘阻值降低、耐压能力减弱，严重将导致电池发生漏电或短路起火的风险。
44.参照图1，为了解决上述技术缺陷，本技术的第一方面，提供了一种主动式电池包的气密性检测装置，主动式电池包的气密性检测装置包括：
45.抽气泵130，与电池包100连通，抽气泵130用于从电池包100中抽气。需要注意的是，在本实施例中默认抽气泵130以恒定的抽气速率从电池包100中抽气一段时间。
46.气压传感器121，设置在电池包100内，气压传感器121用于检测电池包100在抽气过程中的第一内部压强值(第一内部压强值是指气压传感器121在电池包100的抽气过程中实时记载的电池包内部压强值)，以及检测抽气泵130停止抽气后的电池包100在一段时间内的第二内部压强值(第二内部压强值是指气压传感器121在电池包100停止抽气之后的一段时间内实时记载的电池包内部压强值)。在得到抽气阶段(即从电池包中抽气的一段时间)的第一内部压强值之后，就能得到抽气时段的第一内部压强变化，第一内部压强变化是指电池包内部在抽气阶段产生的压强变化曲线，其曲线可以根据气压传感器121采集的多个第一内部压强值得到；同理，在得到保压阶段(即停止抽气后的一段时间)的第二内部压强值之后，就能得到保压阶段的第二内部压强变化。
47.ecu(electronic control unit)，与气压传感器121电连接，ecu能够控制气压传感器121的开关状态(即控制气压传感器121的启停)，还能够根据气压传感器121测量得到的第一内部压强变化和第二内部压强变化，判断电池包的气密性。
48.第一内部压强变化可以反应电池包100在抽气时的气密性性能，而第二内部压强变化可以反应电池包100在保压阶段的气密性性能，本发明根据这两个检测结果进行最终的电池包100气密性检测。
49.在本技术的一些实施例中，抽气泵130安装在整车端，抽气泵130与ecu电连接，由ecu进行控制启停。
50.在本技术的一些实施例中，在本装置中，还设置有bms120，气压传感器121可以与bms120电连接，由bms120将气压传感器121的数据上传至ecu，气压传感器121也可以于bms120集成于一体，这里的bms指的是电池的管理系统。优选，气压传感器121一体式集成在bms120中，无需单独在电池包100内部进行设置，更节省成本。在本技术的一些实施例中，主动式电池包100的气密性检测装置还包括与ecu电连接的控制阀140，控制阀140的一端与抽气泵130连通，另外一端与电池包100连通。在需要抽气时，ecu可直接将控制阀140打开。在不需要抽气而是需要保压时，ecu将控制阀140关闭。这里的控制阀140和抽气泵130开关逻辑为电子控制。
51.在本实施例中，ecu根据气压传感器121测量得到的第一内部压强变化和第二内部压强变化，判断电池包的气密性，主要分为如下的三个过程：
52.第一个过程是将第一内部压强变化与预先设置的标准抽气压强变化进行拟合匹配，得到电池包100在抽气阶段的第一气密性检测结果。需要注意的是，标准抽气压强变化(即标准的压强变化曲线)是在实验中提前获得，例如：将同样规格的电池包100进行匀速抽气，记录在抽气过程中的标准内部气压变化曲线，当然的，可以在不同的环境(温度)下，进行多次的实验，例如，从-20度至40度的温度区间内，分别为每一度温度测量出一个标准曲线，当此时的温度为25度时，则将当前温度测的第一内部压强变化与事先测量的25度下的
标准曲线进行拟合匹配，当达到规定的拟合值时，证明电池包100在抽气过程中的密封性能良好。
53.第二个过程是将第二内部压强变化和电池包100的标准保压压强变化拟合匹配，获得电池包100在保压阶段的第二气密性检测结果，与第一个过程类似，因电池包100进入保压阶段后，电池包100内的压强在一定时间内的压强应为稳定状态，根据压强变化是否在合理范围以内判断电池包100密封性能。
54.第三个过程是结合上述的两个过程的判断结果进行综合性判断。
55.在本技术的一些实施例中，上述的第三个过程具体包括：
56.当第一气密性检测结果和第二气密性检测结果至少有一个满足电池包100的气密性要求时，判断电池包100的气密性完好；当第一气密性检测结果和第二气密性检测结果均不满足电池包100的气密性要求时，判断电池包100的气密性异常。需要注意的是，这里的气密性要求通过事先设定，本实施例不作具体限定。
57.在本技术的一些实施例中，本实施例提供的装置不仅仅能够进行气密性检测，而且在气压传感器121检测到电池包100的内部压强大于外界压强时，ecu能打开控制阀140，并控制抽气泵130从电池包100中抽气，当电池包100的内部压强与外界压强相等时，关闭控制阀140。以确保电池包100的内外平衡。
58.本装置一方面能够主动均衡电池包100内部压强，具体通过在检测到电池包100内部的压强大于外部压强时，将控制阀140和抽气泵130打开，从电池包100中抽气，这样能够确保电池包100内部的压强与外界压强平衡，提升电池包100使用过程中的安全性。另外一方面本装置能够主动的检测电池的气密性，具体通过以从电池包100中抽气，检测电池包100在抽气过程中的第一内部压强变化和检测抽气泵130停止抽气后的电池包100在一段时间内的第二内部压强变化，第一内部压强变化可以反应电池包100在抽气时的气密性性能，而第二内部压强变化可以反应电池包100在保压阶段的气密性性能，本发明根据这两个检测结果进行最终的电池包100气密性检测，能够提升电池包100在使用过程中的安全性，而且气密性检的准确度高。
59.参照图3至图5，本技术的一个实施例，提供了一种主动式电池包的气密性检测方法，本方法包括如下步骤s100至s300，具体的：
60.步骤s100、从电池包中持续抽气第一时间，获取电池包在第一时间内的第一内部压强变化。
61.步骤s200、停止从电池包中抽气，获取电池包在停止抽气后的第二时间内的第二内部压强变化。
62.步骤s300、根据第一内部压强变化和第二内部压强变化，判断电池包的气密性。
63.本方法能够主动检测电池包的气密性，具体通过从电池包中抽气，检测电池包在抽气一段时间内产生的压强变化和电池包在结束抽气后一段时间内产生的压强变化，结合两个阶段的两段压强变化来综合检测电池包的气密性，本方法能够提升电池包在使用过程中的安全性，而且气密性检的准确度高。
64.参照图4，在本技术的一些实施例中，步骤s300中的根据第一内部压强变化和第二内部压强变化判断电池包的气密性，包括如下的步骤s310至s330：
65.步骤s310、根据第一内部压强变化和电池包的标准抽气压强变化拟合匹配，获得
电池包的第一气密性检测结果。
66.步骤s320、根据第二内部压强变化和电池包的标准保压压强变化拟合匹配，获得电池包的第二气密性检测结果。
67.步骤s330、根据第一气密性检测结果和第二气密性检测结果，判断电池包的气密性。
68.参照图5，其中，步骤s330包括如下的步骤s331：
69.步骤s331、当第一气密性检测结果和第二气密性检测结果至少有一个气密性检测结果符合预设的电池包气密性要求时，判断电池包的气密性完好。当第一气密性检测结果和第二气密性检测结果均不符合电池包气密性要求时，判断电池包的气密性异常。
70.需要注意的是，本方法实施例与上述的装置实施例是基于相同的发明构思，因此上述装置实施例的相关内容同样适用于本方法实施例，此处不再赘述。
71.参照图1和图2，本技术的一个实施例，提供了一种主动式电池包的气密性检测装置及其方法，图1为主动式电池包的气密性检测装置的示意图，其中，电池包100内部包括：气体压力传感器(即气压传感器121)、bms120和防爆阀110，其中，气压传感器121与bms120电连接，也可以于bms120集成于一体，气压传感器121的作用是用于检测电池包100内部的压强；bms120主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；防爆阀110的作用是用于泄压保护电池，防爆阀110在常压下不透气，当电池内部发生热失控时，电池包100内部气压升高，防爆阀110爆破泄压保护电池不起火不爆炸。电池包100外部包括：ecu、控制阀140和抽气泵130，其中，ecu(electronic control unit)为电子控制单元，在本实施例中，ecu分别与bms120、控制阀140和抽气泵130电连接，ecu用于控制抽气泵130和控制阀140的开启和关闭，ecu用于接收bms120发送的信息并进行相关的数据处理；控制阀140和抽气泵130安装在整车端，控制阀140具备较好的密封性能，控制阀140和抽气泵130开关逻辑为电子控制，电池包100内外压力可通过气压传感器121检测，当电池包100内部与外部压力差异大，bms120接收到气压传感器121的采集信号之后，将与整车ecu通讯，需要对电池包100透气或密封性检测时，由ecu发送指令，打开控制阀140，抽气检测密封性时再打开抽气泵130。
72.本装置用于实现如下主动式电池包100的气密性检测方法：
73.1、常规泄压：
74.当气压传感器121检测到电池包100内的气压相对外界压力升高到一定值时，通过bms120上传至ecu，ecu将控制阀140开启，抽气泵130进行抽气，调节电池包100内部压力，电池包100的内部压力和外界压力达到平衡时，ecu将关闭控制阀140，并关闭抽气泵130。
75.2、主动式检测：
76.(1)第一阶段：ecu将控制阀140打开，抽气泵130以规定的恒定抽气速率从电池包100内部进行抽气，在抽气阶段，气压传感器121将实时记录电池包100在整个抽气阶段中的一个内部气压值，bms120会将这些个数值上传至ecu。ecu在获取内部气压值之后，将绘制出内部气压变化曲线，将绘制的内部气压变化曲线与对应条件下的标准曲线进行拟合匹配，r2越接近1，表示密封性能越好、电池包100的泄漏率约小。r2实际数值可在前期的实验中获取，一般定义r2≥任一值时，例如0.95以上代表电池包100密封性能良好。
77.需要注意的是，标准曲线是在实验中提前获得，例如：将同样规格的电池包100进
行匀速抽气，记录在抽气过程中的标准内部气压变化曲线。当然的，可以在不同的环境(温度)下，进行多次的实验，例如，从-20度至40度的温度区间内，分别为每一度温度测量出一个标准曲线。
78.(2)第二阶段：当电池包100的内部压强达到检测保压阶段的压强后，抽气完成，ecu将抽气泵130关闭，并关闭控制阀140。电池包100进入保压阶段，气压传感器121将实时记录电池包100在整个保压阶段中的一个内部气压值，bms120会将这些个数值上传至ecu。ecu在获取内部气压值之后，将绘制出内部气压变化曲线，将绘制的内部气压变化曲线与对应条件下的标准曲线进行拟合匹配。在保压阶段，电池包100的内部压强在一定时间内的压强应为稳定状态，根据实际保压状态，压强变化是否在合理范围以内判断电池包100密封性能。
79.(3)第三阶段：综上两个阶段的气压检验方式，采用与、或的方式来对电池包100的气密性判断，即第一阶段与第二阶段均满足要求或者第一阶段或第二阶段任一条件满足要求时，判断电池包100的气密性满足要求；若以上两个条件均不满足要求时，需对电池进行售后维护，进一步锁定电池包100具体泄漏位置。
80.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
81.以上是对本技术实施例的较佳实施进行了具体说明，但本技术实施例并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术实施例精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术实施例权利要求所限定的范围内。