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【销量】电动汽车动力电池热失控过程分析及预警机制设计( 二 )


【销量】电动汽车动力电池热失控过程分析及预警机制设计
本文插图

上图是电动汽车动力电池热失控预警系统的架构图 。 现将各部分的名称及在系统中的功能详细描述如下：
BIC：电池信息采集单元 。 检测串联单体电芯的电压 ， 模组电压 ， 电池温度 。
BMU：电池管理单元 。 主要进行电池热失控的报警条件判断 ， 同时进行环境温度的监控及唤醒 ， 气压的检测（可选项） 。
VCU：整车控制单元 。 接受热失控报警信号并结合整车情况采取相应措施 ， 包括给仪表进行报警提示、传数据给T-BOX、下高压电等整车逻辑相应的处理等 。
ICU：仪表控制单元 。 执行VCU命令 ， 报警提示乘员危险 。
T-BOX：远程数据终端 。 通过无线网络传输报警信号到大数据监控中心 。
大数据监控中心：故障发生前做出风险提示 ， 故障发生后联系车主及其他相关人员处理危险情况 。
三、热失控预警条件判断
热失控发生前一段时间温度信号有一些较明显特征 ， 但也不一定能确认出现这些特征就一定会发生热失控 。 温度相关的条件包括：
（1）某个温度值大于或等于一定值（推荐温度值60℃）并且持续一定时间（推荐时间3秒） 。
（2）最高温度值在一定时间内（推荐时间5秒）的温升大于或等于一定值（推荐2℃） 。
只要出现三个条件中的任何一个条件就应该引起注意 ， 有可能会发生热失控 。 相应的处理上仅做低级预警提示、数据的记录及上报给上一级控制单元 ， 不做其他任何实质性措施 。 另外该预警的一个重要作用是通过车载终端上报大数据监控中心 ， 通过人工分析热失控的可能性有多大 ， 从而采取进一步措施 。
根据实验数据分析 ， 在热失控发生的时刻 ， 如果BMS的所有测量值均有效 ， 则可以检测到的故障子条件包括：温度过高 ， 温升过快 ， 电压过低 ， 压降过快 ， 气压波动 。 这些信号又分为温度类 ， 电压类 ， 气压类 ， 如果出现任意两类条件同时满足 ， 则可判断发生热事件 。 现将所有热事件报警的组合列举如下表：
【销量】电动汽车动力电池热失控过程分析及预警机制设计
本文插图

条件①——温度过高
置位条件：如果有某个温度值大于60℃并且持续一定时间（推荐时间3秒） 。
清除条件：该温度值小于一定值（推荐温度值60℃）持续一定时间（推荐时间10分钟） 。
条件②——温升过快2级
置位条件：最高温度值在一定时间（推荐1秒）内的温升大于或等于一定值（推荐5℃） 。
清除条件：一定时间内（推荐5秒）没有新的置位条件则故障清除 。
条件③——电压过低
置位条件：某个电压值在小于等于一定值（推荐2V）并且维持一定时间（推荐2秒） 。
清除条件：该电压值大于一定值（推荐2V）并且维持一定时间（推荐2秒） 。
条件④——压降过快
置位条件：最低电压在一定时间（推荐2秒）之内下降一定值（推荐1V） 。
清除条件：每隔一定时间（推荐2秒）重新判断 。
条件⑤——气压波动
置位条件：两个气压传感器测量值在5秒时间间隔内都出现过气压大于120KPa的情况 。
清除条件：信号维持一定时间（推荐5秒）后无置位条件则故障清除 。
四、整车及大数据相关的处理机制
热失控的预警首先有电池包内的电池管理系统报出来 。 整车控制器在收到该报警信号后要做的一个是给仪表发送命令 ， 通知驾驶员及乘客立即撤离 。 报警要有声音、文字及信号灯的闪烁等形式 。
另外一点是通过整车的远程数据终端将报警信号及当时相关的数据上传的数据中心 。 数据中心应立刻通过电话等方式通知车主 ， 同时数据中心要通知消防部门赶往现场随时准备灭火工作 。


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