电动汽车的电池发热处理方法及系统与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及电动汽车的电池发热处理方法及系统。

背景技术：

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。

电动车电池在充电和使用过程中都会产生大量的热，如果不及时疏散，就会出现温度过高甚至自然的情况。造成电动车电池发热的主要原因有两种：一种是放电发热，另一种是充电发热。

有时电动车电池在充电或使用中会有异常发热的现象，原因可能是电池衰老、内阻变大、电解液干涸、内部有短路等造成发热。电池随着使用的次数增加，这包括放电和充电，电池中的水分子逐渐流失，这就是电池析气、失水，从而导致电池在电化学反应中发热；另外则是电池溶液在充放电过程中形成硫酸结晶、沉淀粘糊在铅板上，导致电池电阻增大而发热。

在行驶过程中电动车出现异常发热，必须进行紧急处理，以免发生危险。

技术实现要素：

本发明提供电动汽车的电池发热处理方法及系统，以实现在电池发热后的及时告警及处理，避免发生危险。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车的电池发热处理方法，该方法包括：

电动汽车的电池管理系统bms获取电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度；

对于每一时刻，bms计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t；

bms判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若成立，判定电池箱为1级高温故障，向整车控制器vcu发送1级高温报警；

vcu在显示器上提示低速行驶至安全区等待检修，其中，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

该方法进一步包括：当a1<t<a2和b1<△t<b2不成立时，bms判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，判定电池箱为2级高温故障，向vcu发送2级高温报警；

vcu在显示器上提示车内人员进行逃离。

所述bms向vcu发送2级高温报警之后进一步包括：vcu控制蜂鸣器发出蜂鸣声，以警示附近行人远离车辆。

所述bms向vcu发送2级高温报警之后进一步包括：

vcu断开电池箱的总正极和总负极的继电器；或/和，

断开电池箱的输出；或/和，

开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀。

所述vcu驱动水泵使冷却液流入电池箱之后进一步包括：

vcu检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动。

一种电动汽车的电池发热处理系统，该系统包括：电池管理系统bms和整车控制器vcu，其中：

bms，获取电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度；对于每一时刻，计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t，判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若成立，判定电池箱为1级高温故障，向vcu发送1级高温报警，其中，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限；

vcu，接收bms发来的1级高温报警，在电动汽车的显示器上提示低速行驶至安全区等待检修。

所述bms进一步地，当a1<t<a2和b1<△t<b2不成立时，判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，判定电池箱为2级高温故障，向vcu发送2级高温报警；

所述vcu进一步地，接收bms发来的2级高温报警，在电动汽车的显示器上提示车内人员进行逃离。

所述vcu进一步地，当接收到bms发来的2级高温报警时，控制蜂鸣器发出蜂鸣声，以警示附近行人远离车辆。

所述vcu进一步地，当接收到bms发来的2级高温报警时，断开电池箱的总正极和总负极的继电器；或/和，断开电池箱的输出；或/和，开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀。

所述vcu进一步地，在驱动水泵使冷却液流入电池箱之后，检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动。

本发明通过设置分级温度故障报警，并针对不同程度的温度故障执行对应的处理措施，使得故障报警和故障处理更合理、准确。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是本发明一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图；

图2为本发明另一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图；

图3为本发明又一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图；

图4为电动汽车的电池箱的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电动汽车的电池发热处理系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电动汽车的bms的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电动汽车的vcu的结构示意图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图，其具体步骤如下：

步骤101：电动汽车的bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)获取电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度。

电池箱内的不同位置上分别设置有温度传感器。

步骤102：对于每一时刻，bms计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t。

步骤103：bms判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若是，执行步骤104；否则，执行步骤105。

其中，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

步骤104：bms判定电池箱为1级高温故障，向vcu发送1级高温报警，以使得：vcu在显示器上提示1级高温报警，并提示低速行驶至安全区等待检修，返回步骤101。

步骤105：bms判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，执行步骤106；否则，执行步骤107。

步骤106：bms判定电池箱为2级高温故障，向vcu发送2级高温报警，以使得：vcu在显示器上提示2级高温报警，并提示车内人员进行逃离，并控制蜂鸣器发出蜂鸣声，同时，断开电池箱的总正极和总负极的继电器，断开电池箱的输出，开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀，并在检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动，返回步骤101。

步骤107：bms判定电池箱温度正常，返回步骤101。

图2为本发明另一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图，其具体步骤如下：

步骤201：vcu接收bms发来的1级高温报警，其中，1级高温报警为：bms判定a1<t<a2或者b1<△t<b2成立时向vcu发出的。

t为bms计算得到的电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度的平均值，△t为各温度传感器采集的温度的最大温差，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

步骤202：vcu在显示器上提示1级高温报警，并提示低速行驶至安全区等待检修。

步骤203：vcu接收bms发来的2级高温报警，其中，2级高温报警为：bms判定t>a2或者△t>b2成立时向vcu发出的。

步骤204：vcu在显示器上提示2级高温报警，并提示车内人员进行逃离，并控制蜂鸣器发出蜂鸣声，同时，断开电池箱的总正极和总负极的继电器，断开电池箱的输出，开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀，当检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动。

图3为本发明又一实施例提供的电动汽车的电池发热处理方法流程图，其具体步骤如下：

步骤301：电池箱的各温度传感器实时采集环境温度，并将采集的环境温度值实时发送给bms。

步骤302：对于任一时刻各温度传感器采集的温度，bms实时计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t。

△t＝该时刻各温度传感器采集的温度的最大值-该时刻各温度传感器采集的温度的最小值。

步骤303：bms判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若是，执行步骤304；否则，执行步骤306。

a1为一级高温下限，a2为一级高温上限；b1为一级高温温差下限，b2为一级高温温差上限。

步骤304：bms判定电池箱为1级高温故障，向vcu发送1级高温报警。

此时电池箱有热失控趋势，但不会发生爆炸或燃烧。

步骤305：vcu在显示器上提示1级高温报警，并在显示器上提示：低速行驶至安全区等待检修，同时保存故障信息，返回步骤302。

保存的故障信息包括：故障类型：一级高温，故障发生时间，处理措施等，以方便后期判断与维护。

步骤306：bms判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，执行步骤307；否则，执行步骤311。

步骤307：bms判定电池箱为2级高温故障，向vcu发送2级高温报警。

此时电池箱已经处于热失控状态，电池已无法恢复，可能发生自燃或爆炸情况。

步骤308：vcu在显示器上提示车内人员进行逃离，并控制蜂鸣器发出蜂鸣声，以警示附近行人远离车辆，同时，vcu进行如下处理：

1)断开电池箱的总正极和总负极的继电器，使得电池箱下电；

2)断开电池箱的输出，以免发生绝缘等故障；

3)开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀v2，驱动水泵p使冷却液流入电池箱，以对电池箱内燃烧部件进行扑灭，并对内部进行降温；

4)开启电池箱内排水槽位置的电磁阀v1，以将高温的冷却液排出电池箱，并快速平衡电池箱内外压力，防止发生爆炸。

图4为电动汽车的电池箱的结构示意图。

步骤309：当vcu检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，确定消防人员来到现场并将电池箱入水口位置的快插接头拔下，则vcu控制水泵p停止驱动以防止水泵p端的冷却液流出。

此后，消防人员将高压水枪与快插接头连接，向电池箱内注入高压冷却的液体，将电池箱快速降温，防止电池发生热蔓延爆炸情况。

步骤310：vcu保存故障信息，返回步骤302。

步骤311：bms判定电池箱温度正常，返回步骤302。

本发明中，bms、温度传感器和vcu均由低压蓄电池进行供电。

本发明的有益技术效果如下：

一)通过设置分级温度故障报警，并针对不同程度的温度故障执行对应的处理措施，使得故障报警和故障处理更合理、准确；

二)在电池有热失控趋势后，提示驾驶员将汽车行驶出交通区，当电池热失控时，提示驾驶员和周围人群远离车辆，保护了人员安全；

三)当电池热失控时，通过对电池箱的一系列控制措施，使电池箱减缓热失控现象，给消防人员的到来争取宝贵时间；同时，在检测到消防人员打开电池箱的注水端口后，控制水泵停止驱动以防止水泵端的冷却液流出，能够使电池箱避免发生热蔓延和爆炸情况，使汽车能够更好的回收利用。

四)增加故障信息的保存，能够更好地优化后期设计，也能为发生故障的情况进行说明和判断。

图5为本发明实施例提供的电动汽车的电池发热处理系统的结构示意图，该系统主要包括：bms51和vcu52，其中：

bms51，获取电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度，对于每一时刻，计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t，判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若成立，判定电池箱为1级高温故障，向vcu52发送1级高温报警；若不成立，判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，判定电池箱为2级高温故障，向vcu52发送2级高温报警，其中，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

vcu，接收bms51发来的1级高温报警，在电动汽车的显示器上提示低速行驶至安全区等待检修；接收bms51发来的2级高温报警，在电动汽车的显示器上提示车内人员进行逃离。

进一步地，当vcu52接收到bms51发来的2级高温报警时，控制蜂鸣器发出蜂鸣声，以警示附近行人远离车辆。

进一步地，当vcu52接收到bms51发来的2级高温报警时，断开电池箱的总正极和总负极的继电器；或/和，断开电池箱的输出；或/和，开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀。

进一步地，vcu52驱动水泵使冷却液流入电池箱之后，检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动。

以下给出bms51和vcu52的具体结构：

图6为本发明实施例提供的bms51的结构示意图，bms51主要包括：计算模块511和判断模块512，其中：

计算模块511，获取电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度；对于每一时刻，计算该时刻所有温度传感器采集的温度的平均值t，并计算该时刻各温度传感器采集的温度的最大温差△t，将计算得到的t和△t实时发送给判断模块512。

判断模块512，接收计算模块511发来的t和△t，实时判断a1<t<a2或者b1<△t<b2是否成立，若成立，判定电池箱为1级高温故障，向vcu52发送1级高温报警，以使得：vcu52在显示器上提示低速行驶至安全区等待检修；若不成立，判断t>a2或者△t>b2是否成立，若是，判定电池箱为2级高温故障，向vcu52发送2级高温报警，以使得：vcu52在显示器上提示车内人员进行逃离，其中，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

图7为本发明实施例提供的vcu52的结构示意图，vcu52主要包括：报警接收模块521和发热控制模块522，其中：

报警接收模块521，接收bms51的判断模块512发来的1级高温报警，向发热控制模块522发送1级高温报警提示；接收bms51的判断模块512发来的2级高温报警，向发热控制模块522发送2级高温报警提示；其中，1级高温报警为：bms51的判断模块512判定a1<t<a2或者b1<△t<b2成立时发出的，2级高温报警为：bms51的判断模块512判定t>a2或者△t>b2成立时发出的，t为bms51的计算模块511计算得到的电池箱内设置的各温度传感器实时采集的温度的平均值，△t为bms51的计算模块511计算得到的各温度传感器采集的温度的最大温差，a1为1级高温下限，a2为1级高温上限，b1为1级高温温差下限，b2为1级高温温差上限。

发热控制模块522，当接收到报警接收模块521发来的1级高温报警提示时，在电动汽车的显示器上提示低速行驶至安全区等待检修；当接收到报警接收模块521发来的2级高温报警提示时，执行如下处理：在电动汽车的显示器上提示车内人员进行逃离；控制蜂鸣器发出蜂鸣声；断开电池箱的总正极和总负极的继电器，或/和，断开电池箱的输出，或/和，开启电池箱内入水管三通位置的电磁阀，驱动水泵使冷却液流入电池箱，开启电池箱内排水槽位置的电磁阀；检测到电池箱入水口位置的快插接头位置的互锁开关断开时，控制水泵停止驱动。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。