[發明專利]一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警系統及預警方法

在審

• 申請號: 202110543795.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113437371A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 抄佩佩;戴宏亮;唐洪;程端前;胡陽鳴;王祎嵽;張芮源
• 申請（專利權）人: 湖南大學;中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

本發明公開了一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警系統，包括：用于監測電信號的電信號監測單元、用于監測溫度信號的溫度監測單元、用于采樣收集所述電信號和所述溫度信號對鋰離子電池的狀態進行判斷并發出相應的控制指令的微處理器、接收所述控制指令的控制器以及用于發出警報的警報器。本發明還提供了一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警方法。本發明的有益效果在于：能夠對鋰離子電池包括充放電電信號、電池溫度進行監控，能對不同情況下出現的鋰電池熱失控現象進行判定識別，并能夠根據監測結果及時做出預警并通知用戶及時處理，適用于各種新能源汽車的電池安全系統。

技術領域

本發明涉及新能源汽車技術領域，具體涉及一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警系統及預警方法。

背景技術

鋰離子電池自20世紀70年代問世以來，得到了迅猛的發展，因其比能量大、輸出電壓高、循環壽命長等優點，已被廣泛應用于數碼、家電等多個方面。近10年來隨著能源問題日益嚴峻，鋰離子電池在電動汽車和電化學儲能上得以快速發展。然而鋰離子電池本身存在著不能忽視的安全隱患，隨著鋰離子電池能量密度等指標的提高，鋰離子電池的安全性問題也越發尖銳。截止至2019年9月，我國報道的電動汽車安全問題有40余起。電池安全性問題在近些年受到廣泛關注，提高鋰離子電池的安全性能也成為了電池研發的重要方向。

目前大部分新能源汽車動力電池組安全預警器包括微處理器、采樣通道及聲光預警電路，其中，采樣通道串聯連接在電動汽車動力電池組安裝箱的外殼上，微處理器向采樣通道發送高電頻以啟動采樣通道，而采樣得出的數據又反饋回微處理器，并經過微處理器的判斷是否有故障現象的發生，進而控制聲光預警電路進行聲光預警。但是目前電池組安全預警器普遍存在如下問題：

1)只考慮到電池與安裝箱、車身短接這一種情況，致使電池組發生短路，進而引發電池發生熱失控。實際上，誘發電池失效起火爆炸，還包括外部條件惡劣(如電池箱內溫度過高)、電池單體過充過放、電池穿刺等等，不能充分實現實際預警作用，電池包內溫度是一個關鍵性監測點，其他監測值還包括電池電壓電流等；

2)在采集到數據后，處理器對電池狀況的判斷邏輯較為簡單，預警系統的可靠性還有提升的空間。

發明內容

本發明公開了一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警系統，其可以有效解決背景技術中涉及的技術問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種新能源汽車鋰離子電池熱失控預警系統，包括：

電信號監測單元，設置于鋰離子電池包內并用于監測電信號；

溫度監測單元，設置于鋰離子電池包內并用于監測溫度信號；

微處理器，與所述電信號監測單元和所述溫度監測單元連接，所述微處理器基于softmax回歸模型，在衡量兩個概率分布差異測量的函數時采用交叉熵，建立交叉熵損傷函數，然后通過多次迭代模型參數來進行模型訓練，在每次迭代中，根據當前讀取的小批量數據樣本，通過調用反向函數計算小批量隨機梯度，并調用優化算法迭代模型參數以根據采樣收集所述電信號和所述溫度信號對鋰離子電池的狀態進行判斷，并發出相應的控制指令；以及

控制器和警報器，所述控制器與所述微處理器連接并接收所述控制指令，在出現熱失控現象時控制所述警報器發出警報。

作為本發明的一種優選改進，所述電信號監測單元包括電信號采集單元，所述電信號采集單元用于實時采集鋰離子電池的電信號以便監測鋰離子電池的電信號。

作為本發明的一種優選改進，所述溫度監測單元包括熱傳感器單元，所述熱傳感器單元用于實時采集鋰離子電池的溫度信號以便監測所述鋰離子電池的溫度信號。

作為本發明的一種優選改進，所述電信號包括鋰離子電池的充放電電壓和電流。