[發明專利]一種電動汽車動力電池安全檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201910441741.6
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110239348A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 楊世春;張祚銘;華旸;郭斌;閆嘯宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L3/04;B60L58/10;B60Q9/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明設計了一種電動汽車動力電池安全檢測系統及方法，系統主要由碰撞檢測模塊、電池安全監測模塊、電池管理系統、高壓繼電器、報警裝置組成。可在碰撞事故中對高壓電氣回路切斷的同時，通過電池安全監測模塊反饋電池當前的安全信號，電池管理系統依據安全狀態信息決定是否閉合繼電器以重新接通高壓回路。電池安全監測模塊由超聲波傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器組成。其中，超聲波傳感器可以實現對電池內部氣體狀態特征的反映，及時對碰撞后有風險涌現早期的電池安全性即可做出預判與診斷來反映碰撞后電池的安全狀態。電池管理系統通過將安全監測模塊反饋的狀態信號與預設閾值進行比較，判斷電池安全狀態并采取相應措施。

技術領域

本發明屬于電動汽車動力電池安全領域，涉及一種電動汽車動力電池安全檢測系統及方法。

背景技術

目前為了滿足電動汽車行駛時的動力性需求，整個電動汽車的動力電池系統一般具有300V～400V高壓，如果汽車在行駛的過程中發生了碰撞，電池在碰撞中可能受到如擠壓、沖擊等機械濫用，從而引起內部短路、電池電解液泄露以及有害氣體的釋放等，嚴重時會發生起火甚至爆炸等現象。由于碰撞事故中電池的受損程度和電池內部化學反應的劇烈程度有所不同，難于直接評估碰撞對電池系統造成的危害。現有安全措施通常是采取切斷電池系統高壓回路的方法阻斷電氣連接，但缺少對動力電池系統是否受到損傷的判斷，也難以確定電池系統的安全性，因為電池的受損程度和電池內部化學反應的快慢程度的不同，電池造成的危害有時候可以直接表現出來，有時候卻不能直接表現出來。如果電池系統仍可滿足使用，則應使高壓系統重新上電，避免非必要斷電情況的出現，快速駛離現場以對車輛進行維修。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種碰撞后動力電池安全性檢測的系統和方法，以判斷電池系統在碰撞后的安全性，并根據電池安全性評價結果確定電池系統是否安全可用。

本發明一種電動汽車動力電池安全檢測系統，包括碰撞檢測模塊、電池安全監測模塊、電池管理系統、高壓繼電器與報警裝置。

所述碰撞檢測模塊與電池管理系統相連，用于獲得電池箱體碰撞信號；碰撞檢測模塊包括形變傳感器與加速度傳感器各布置4個，測得電池箱體的形變信號與加速度信號，并將獲得的電池箱體碰撞信號傳送至電池管理系統。

所述電池安全監測模塊與電池管理系統相連，用于將檢測電池狀態，獲得電池狀態信號，并傳送至電池管理系統。

所述高壓繼電器與電池管理系統相連，用于接收電池管理系統的控制指令來切斷電池系統與驅動系統之間的高壓電氣回路。

所述報警裝置與電池管理系統相連，用于接收電池管理系統的控制指令來進行安全報警。

所述電池管理系統通過將電池箱體碰撞信號以及電池狀態信號與預設閾值進行比較，判斷碰撞強度等級和電池安全狀態并采取相應措施，具體為：

A、若形變信號與加速度信號均未超出第一閾值，則高壓電氣系統繼續正常工作。

B、若形變信號與加速度信號之一超出第一閾值，但未超出第二閾值的情況下，此時電池管理系統向高壓繼電器發出可逆式斷電保護控制指令，驅動高壓繼電器切斷高壓電氣系統的高壓回路。

C、若形變信號與加速度信號之一超出第一閾值，同時該信號還超出第二閾值，此時電池管理系統發出不可逆式斷電保護控制指令，控制高壓繼電器切斷高壓電氣回路中電池系統和電機之間額外加裝的熔斷開關；同時發送報警信號給報警裝置。