[發明專利]電池包安全性評估及保護方法

在審

• 申請號: 202111228528.0
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN114004072A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 岳凡;烏云翔;邵詩逸;常國梅;劉洋;武治江;徐國林
• 申請（專利權）人: 無錫賽思億電氣科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 張磊

1.電池包安全性評估及保護方法，具體過程如下：

步驟1，故障危害參數設定；設置電池包發生故障的頻率以及故障發生對電池動力系統的危害程度，具體如下：

步驟1-1，故障發生頻率F等級設定：

(1)F＝1，此類故障在電池包中基本不會發生，故障發生概率低于5％；

(2)F＝2，此類故障在電池包中很少發生，故障發生概率為5％～10％；

(3)F＝3，此類故障在電池包中可能發生，故障發生概率為10％～30％；

(4)F＝4，此類故障在電池包中偶爾發生，故障發生概率為30％～50％；

(5)F＝5，此類故障在電池包中經常發生，故障發生概率大于50％；

步驟1-2，故障后果G等級設定：

G＝1，此類故障發生后，對電池包與電池動力系統的正常運轉沒有影響，屬于常規運行時誤差范圍內的波動；

G＝2，此類故障發生后，對電池包與電池動力系統的正常運轉有輕微的影響，但此類故障屬于短暫的臨時波動，系統會迅速自主恢復正常運行；

G＝3，此類故障發生后，對電池包與電池動力系統的正常運轉有一定的影響，系統無法再自主恢復正常運轉，雖然整個系統仍然可以進行降功率運行，但需要工作人員及時對故障進行處理，才能恢復正常運行；

G＝4，此類故障發生后，對電池包與電池動力系統的正常運轉有明顯的影響，系統無法正常運轉，需在短時間內停止一切作業，工作人員需及時故障進行處理，隨時準備啟動應急響應方案，防止故障的進一步擴大；

G＝5，此類故障發生后，對電池包與電池動力系統的正常運轉有破壞性的影響，系統無法正常運轉，需立即停止作業，工作人員需首先疏散附近人員再對故障進行處理，同時啟動應急響應方案，防止故障波及全船；

步驟2，故障風險值計算；根據對電池動力系統中電池包的長期使用數據，設定各類常見故障的發生頻率數值Fi與故障發生時的影響后果程度數值Gi，各個故障發生時的風險值Si計算如下：S_i＝F_iG_i，i為各類具體故障，i＝{電芯模組短路，電芯模組虛焊，電芯異常溫升，電池包電壓異常，電池包溫度過高，電池包內壓力過高…}；

當電池動力系統運行時，電池模組管理單元實時讀取電池包中各個傳感器的參數以及各個電池模組的電壓變化情況，將其與預設的參數進行對比，一旦有不屬于設定閾值的參數時，即認定相關故障已發生，并將信息傳輸給中央控制系統，由其為整個電池包進行風險值評估，電池包的最終風險值S為當前時間段t內各個故障的風險值的綜合S＝∑S_i；

步驟3，通過對前述故障頻率與故障后果等級的乘積得到風險值S，按不同風險值S進行處理，具體如下：

(1)風險等級Ⅰ：當0S≤2時，此時為無風險狀態，電池動力系統可以正常運轉；

(2)風險等級Ⅱ：當2S≤6時，此時為低風險狀態，電池動力系統會發出低聲警報，對船上工作人員進行提示；

(3)風險等級Ⅲ：當6S≤8時，此時為中低風險狀態，電池動力系統會自動降低運行功率，電池動力系統發出警報聲；

(4)風險等級Ⅳ：當8S≤12時，此時為中高風險狀態，電池動力系統逐漸減少輸出功率并在5s之后與電池斷開，電池動力系統發出警報聲；

(5)風險等級Ⅴ：當12S≤25時，此時為高風險狀態，電池動力系統直接將推進功率進行降速到0立即斷開與電池包的連接，發出警報聲。

2.如權利要求1所述的電池包安全性評估及保護方法，其特征在于：所述步驟3中，得到風險值S后，電池動力系統對電池包進行熱失控判斷及處理，具體如下：

電池模組管理單元實時監測電池包的相關參數，且當以下(1)和(2)或者(2)和(3)同時發生時，電池模組管理單元判定電池包發生熱失控，并向中央控制系統發出信號，此時如果中央控制系統分析所得的當前綜合風險值S仍低于8，則直接提升至12，即系統自動判定進入Ⅳ級風險等級，并啟動相應措施：

(1)電池包輸出的電壓產生電壓降，且下降后的電池包輸出的電壓值低于電池設定的運行電壓V的最低閾值；

(2)電池包中電池模組的電芯溫度大于等于預設的T℃，并持續3s以上；

(3)電池包中電池模組的電芯溫升速率dT/dt≥1℃/s，并持續3s以上。