动力电池风险等级预警方法及系统与流程

1.本发明涉及动力电池安全领域，特别涉及一种动力电池风险等级预警方法及系统。


背景技术：

2.电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏；一般通过在电芯之间设置隔热材料，如气凝胶材料层，电芯上方设置云母板或者电池包箱体设置防爆阀等热抑制措施来阻挡单颗电芯热失控引起的热蔓延。
3.但是多个电芯同时发生热失控的极端情况，例如车辆翻滚，严重碰撞，电池管理系统故障等等，当前的热抑制技术无法确保整包电池百分之百无起火爆炸；因此针对上述情况，如果可以增加有效的主动安全预警的机制，在动力电池发生热失控甚至起火爆炸前能对电池电芯的任何时刻健康度都可进行风险等级预警判断，能把有一定问题的电池电芯及时进行问题排查和修理替换，能优化新能源汽车的电池电芯，使电池电芯能保持在最佳状态，则将大幅提高动力电池安全防护的可靠性，能有效保护驾乘人身安全和车辆财产安全。


技术实现要素：

4.本发明的提供一种动力电池风险等级预警方法及系统，在动力电池发生热失控甚至起火爆炸前能对电池电芯的任何时刻健康度都可进行风险等级预警判断，能优化新能源汽车的电池电芯，使电池电芯能保持在最佳状态，大幅提高动力电池安全防护的可靠性，能有效保护驾乘人身安全和车辆财产安全。
5.第一方面，提供一种动力电池风险等级预警方法，包括以下步骤：
6.获取电池电芯的初始能量信息；
7.当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息，及电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；
8.根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；
9.根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
10.根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度”步骤，具体包括以下步骤：
11.所述初始能量信息包括初始总能量值、初始健康度、初始荷电值；
12.所述当前能量信息包括当前荷电值；
13.根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值；
14.根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值；
15.根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度。
16.根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值”步骤，具体包括以下步骤：
17.根据初始总能量值e0，初始健康度soh，初始荷电值socx，当前荷电值socy，获取电池电芯的第一运行能量值为h1：
18.h1＝|socy
–
socx|*e0*soh
ꢀꢀꢀ
式(一)。
19.根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，4、所述“根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值”步骤，具体包括以下步骤：
20.根据以下公式，获取电池电芯的第二运行能量值h2：
[0021][0022]
其中，t0和t1分别为电池电芯运行过程的初始时刻和终止时刻，
[0023]
u为从t0到t1时间内电池电芯对应不同时刻下的电压值，i为从t0到t1时间内电池电芯对应不同时刻下的电流值，t为从t0到t1时间内的不同时刻。
[0024]
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度”步骤，具体包括以下步骤：
[0025]
根据第一运行能量值h1，及第一运行能量值h2；
[0026]
获取电池电芯的当前健康度为h：
[0027][0028]
根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述“根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级”步骤，具体包括以下步骤：
[0029]
当所述当前健康度大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值时，判断电池电芯为低风险等级；
[0030]
当所述当前健康度大于第二预设阈值且小于等于第三预设阈值时，判断电池电芯为中风险等级；
[0031]
当所述当前健康度大于第三预设阈值且小于等于第四预设阈值时，判断电池电芯为高风险等级。
[0032]
根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述“根据所述当前健康度，发送电池电芯健康状态风险等级预警信息”步骤，具体包括以下步骤：
[0033]
根据所述当前健康度，发送电池电芯健康状态风险等级预警信息至用户通信终端或车载终端或云端；或者，
[0034]
根据所述当前健康度，控制车辆发出提示报警信息。
[0035]
第二方面，提供一种动力电池风险等级预警系统，包括：
[0036]
初始能量信息获取模块，用于获取电池电芯的初始能量信息；
[0037]
当前能量信息获取模块，用于当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息；
[0038]
过程能量信息获取模块，用于当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；
[0039]
当前健康度模块，与所述初始能量信息获取模块、所述当前能量信息获取模块和所述过程能量信息获取模块均通信连接，用于根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；
[0040]
风险等级模块，与所述当前健康度模块通信连接，用于根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
[0041]
根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述初始能量信息包括初始总能量值、初始健康度、初始荷电值；所述当前能量信息包括当前荷电值；所述当前健康度模块用于根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值；根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值；根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度。
[0042]
根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述风险等级模块用于当所述当前健康度大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值时，判断电池电芯为低风险等级；当所述当前健康度大于第二预设阈值且小于等于第三预设阈值时，判断电池电芯为中风险等级；当所述当前健康度大于第三预设阈值且小于等于第四预设阈值时，判断电池电芯为高风险等级。
[0043]
与现有技术相比，本发明的优点如下：为了能使电池电芯具有有效的主动安全预警机制，在动力电池发生热失控甚至起火爆炸前能对电池电芯的任何时刻健康度都可进行风险等级预警判断；具体为，首先获取电池电芯的初始能量信息；再当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息，及电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；再根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；最后根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
[0044]
因此，能把有一定问题的电池电芯及时进行问题排查和修理替换，能优化新能源汽车的电池电芯，使电池电芯能保持在最佳状态，则将大幅提高动力电池安全防护的可靠性，能有效保护驾乘人身安全和车辆财产安全。
附图说明
[0045]
图1是本发明一种动力电池风险等级预警方法的一实施例的流程示意图；
[0046]
图2是本发明一种动力电池风险等级预警方法的又一实施例的流程示意图；
[0047]
图3是本发明一种动力电池风险等级预警方法的又一实施例的流程示意图；
[0048]
图4是本发明一种动力电池风险等级预警系统的结构示意图。
[0049]
附图说明：
[0050]
100、动力电池风险等级预警系统；110、初始能量信息获取模块；120、当前能量信息获取模块；130、过程能量信息获取模块；140、当前健康度模块；150、风险等级模块。
具体实施方式
[0051]
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
[0052]
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0053]
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
[0054]
参见图1所示，本发明实施例提供一种动力电池风险等级预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0055]
s100，获取电池电芯的初始能量信息；
[0056]
s200，当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息，及电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；
[0057]
s300，根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；
[0058]
s400，根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
[0059]
具体地，本实施例中，电池系统内部设置若干个电芯，每只电芯均有电压采样、电流采样点。电池系统以某种工况进行放电或者充电，每只电芯的电压随电流动态变化。倘若电池系统内部每只电芯一致性非常好，则相应地每只电芯的动态电压步调一致，不会出现差异。若电池系统内部某只电芯或者某几只电芯出现了较为明显的衰减，则这只电芯或者这几只电芯的动态电压会出现离群现象。
[0060]
因此，为了能使电池电芯具有有效的主动安全预警机制，在动力电池发生热失控甚至起火爆炸前能对电池电芯的任何时刻健康度都可进行风险等级预警判断；具体为，首先获取电池电芯的初始能量信息；再当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息，及电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；再根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；最后根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
[0061]
因此，能把有一定问题的电池电芯及时进行问题排查和修理替换，能优化新能源汽车的电池电芯，使电池电芯能保持在最佳状态，则将大幅提高动力电池安全防护的可靠性，能有效保护驾乘人身安全和车辆财产安全。
[0062]
优选地，在本技术另外的实施例中，参见图2所示，所述“s300，根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度”步骤，具体包括以下步骤：
[0063]
所述初始能量信息包括初始总能量值、初始健康度、初始荷电值；
[0064]
所述当前能量信息包括当前荷电值；
[0065]
s310，根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值；
[0066]
s320，根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值；
[0067]
s330，根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度。
[0068]
优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s310，根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值”步骤，具体包括以下步骤：
[0069]
根据初始总能量值e0，初始健康度soh，初始荷电值socx，当前荷电值socy，获取电池电芯的第一运行能量值为h1：
[0070]
h1＝|socy
–
socx|*e0*soh
ꢀꢀꢀ
式(一)。
[0071]
优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s320，根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值”步骤，具体包括以下步骤：
[0072]
根据以下公式，获取电池电芯的第二运行能量值h2：
[0073][0074]
其中，t0和t1分别为电池电芯运行过程的初始时刻和终止时刻，
[0075]
u为从t0到t1时间内电池电芯对应不同时刻下的电压值，i为从t0到t1时间内电池电芯对应不同时刻下的电流值，t为从t0到t1时间内的不同时刻。
[0076]
具体地，本实施例中，式(二)代表电池电芯在充电过程或者放电过程中每一时刻的电压值与电流值的乘积，然后在时间维度上进行积分计算。
[0077]
假设t0到t1时间内的某时刻ta对应的电压值为ua和电流值ia，某时刻ta的下一时刻tb对应的电压值为ub和ib；则从ta到tb车辆行驶所运行的能量是ua*ia*ta+ub*ib*tb；再进一步计算从t0到t1这段时间内车辆所运行(充电或放电)的能量(第二运行能量值)是u0*i0*t0+
……
ua*ia*ta+ub*ib*tb+
……
+u1*i1*t1。
[0078]
优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s330，根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度”步骤，具体包括以下步骤：
[0079]
根据第一运行能量值h1，及第一运行能量值h2；
[0080]
获取电池电芯的当前健康度为h：
[0081][0082]
优选地，在本技术另外的实施例中，参见图3所示，所述“s400，根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级”步骤，具体包括以下步骤：
[0083]
s410，当所述当前健康度大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值时，判断电池电芯为低风险等级；
[0084]
s420，当所述当前健康度大于第二预设阈值且小于等于第三预设阈值时，判断电池电芯为中风险等级；
[0085]
s430，当所述当前健康度大于第三预设阈值且小于等于第四预设阈值时，判断电
池电芯为高风险等级。
[0086]
具体地，本实施例中，第一预设阈值为1，第二预设阈值为1.05，第三预设阈值为1.1，第四预设阈值为1.3；
[0087]
若1＜h≤1.05，则需要通知用户一个月内联系售后进行进一步的排查与问题确认；若1.05＜h≤1.1，则需要通知用户一周内联系售后进行进一步的排查与问题确认；若1.1＜h≤1.3，则需要通知用户立即联系售后进行进一步的排查与问题确认，并停止使用车辆。
[0088]
优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s400，根据所述当前健康度，发送电池电芯健康状态风险等级预警信息”步骤，具体包括以下步骤：
[0089]
根据所述当前健康度，发送电池电芯健康状态风险等级预警信息至用户通信终端或车载终端或云端；或者，
[0090]
根据所述当前健康度，控制车辆发出提示报警信息。
[0091]
同时参见图4所示，本发明实施例还提供了一种动力电池风险等级预警系统100，包括：初始能量信息获取模块110、当前能量信息获取模块120、过程能量信息获取模块130、当前健康度模块140、风险等级模块150；
[0092]
初始能量信息获取模块110，用于获取电池电芯的初始能量信息；
[0093]
当前能量信息获取模块120，用于当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息；
[0094]
过程能量信息获取模块130，用于当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；
[0095]
当前健康度模块140，与所述初始能量信息获取模块110、所述当前能量信息获取模块120和所述过程能量信息获取模块130均通信连接，用于根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；
[0096]
风险等级模块150，与所述当前健康度模块140通信连接，用于根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警信息。
[0097]
所述当前健康度模块140还用于根据初始总能量值、初始健康度、初始荷电值及当前荷电值，获取电池电芯的第一运行能量值；根据所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的第二运行能量值；根据所述第一运行能量值及所述第二运行能量值，获取电池电芯的当前健康度。
[0098]
所述风险等级模块150还用于当所述当前健康度大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值时，判断电池电芯为低风险等级；当所述当前健康度大于第二预设阈值且小于等于第三预设阈值时，判断电池电芯为中风险等级；当所述当前健康度大于第三预设阈值且小于等于第四预设阈值时，判断电池电芯为高风险等级。
[0099]
本发明为了能使电池电芯具有有效的主动安全预警机制，在动力电池发生热失控甚至起火爆炸前能对电池电芯的任何时刻健康度都可进行风险等级预警判断；具体为，首先获取电池电芯的初始能量信息；再当电池电芯运行一段时间后，获取电池电芯的当前能量信息，及电池电芯在运行过程中每一时刻的电压值和电流值；再根据所述初始能量信息、所述当前能量信息、及所述每一时刻的电压值和电流值，获取电池电芯的当前健康度；最后根据所述当前健康度，判断电池电芯的风险等级，并发送电池电芯健康状态风险等级预警
信息。
[0100]
因此，能把有一定问题的电池电芯及时进行问题排查和修理替换，能优化新能源汽车的电池电芯，使电池电芯能保持在最佳状态，则将大幅提高动力电池安全防护的可靠性，能有效保护驾乘人身安全和车辆财产安全。
[0101]
具体的，本实施例中各个模块的功能在相应的方法实施例中已经进行详细说明，因此不再一一赘述。
[0102]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
[0103]
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0104]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
[0105]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
[0106]
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0107]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的
计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0108]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0109]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0110]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0111]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。