基于电池热失控监测的整车安全系统、控制方法及车辆与流程

本发明属于新能源汽车综合安全，尤其涉及一种基于电池热失控监测的整车安全系统、控制方法及车辆。

背景技术：

1、随着电动汽车的迅猛发展，动力电池热失控已成为行业核心安全问题。热失控时，电池单体可在短时间内释放大量热量，温度急剧升高并伴随产生大量可燃、有毒气体和浓烟，极易引发爆炸、爆燃及持续性火灾。

2、现有技术在热失控后主动提醒驾乘人员并执行预定的安全措施。然而，其电池系统的内部防护、整车动态控制与乘员逃生仍是相对独立的功能模块，缺乏深度联动且有滞后性，当火情发生时仍需乘员手动执行复杂操作，任何环节的延迟或错误都可能贻误逃生时机。此外，现有技术中车辆在行驶中突发电池热失控时，传统车辆解锁、下车流程繁琐，且在乘员恐慌、车辆断电、车门变形等极端情况下逃生门可能被堵塞。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种基于电池热失控监测的整车安全系统、控制方法及车辆，以解决现有技术中存在的以下技术问题：孤立和零散的安全技术方案存在滞后性、安全链条断裂、逃生路径不通畅、火势与毒气蔓延风险高的系统性不足问题，无法为乘员争取并创造宝贵的逃生时间窗口和畅通的逃生路径。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种基于电池热失控监测的整车安全系统，包括：

4、中央智能决策与执行模块，包括多模态传感器阵列和中央控制单元，所述中央控制单元与所述多模态传感器阵列连接，基于多参数融合预警算法对多维热状态参数进行综合判断，当判定存在热失控风险时触发电池包全包裹式隔热绝燃模块与乘员舱防火墙模块协同执行防护响应；

5、电池包全包裹式隔热绝燃模块，采用多层复合结构从外至内包裹电池包总成，包括外层防火壳体、中层隔热层及内层主动膨胀阻燃层；

6、乘员舱防火墙模块，包括多层复合阻燃隔热地毯总成，所述多层复合阻燃隔热地毯总成包括上层阻燃耐磨面料层、核心层隔热垫层、下层智能膨胀密封层，所述下层智能膨胀密封层受热后膨胀碳化主动填充并密封地毯与车身地板间的间隙和孔洞。

7、进一步的技术方案，所述多模态传感器阵列包括温度传感器、电压采样单元、烟雾探测器及特征气体传感器，布置于电池包内部。

8、进一步的技术方案，多参数融合预警算法包括采用阈值判断，当任意两项参数同时超过预设阈值时，判定为存在热失控风险；

9、或，采用预训练的热失控预测模型输入实时传感器数据，输出预测结果，是否存在热失控风险，所述热失控预测模型采用基于跨模态交互机制的深度融合网络，具体的：电池热状态特征和车辆运行状态特征分别经由各自独立的时序编码器进行初步特征提取得到电池热状态时序特征表示和车辆运行状态时序特征表示；将两路时序特征表示进入跨模态交叉注意力模块得到跨模态交互特征表示；所述跨模态交互特征表示进入门控融合层，对跨模态交互特征与原始时序特征进行加权融合；将加权融合后的特征向量经全连接层和softmax层组成的输出网络输出是否存在热失控风险。

10、进一步的技术方案，所述跨模态交叉注意力模块包括：

11、以电池热状态特征表示作为查询向量，以车辆运行状态特征表示作为键向量和值向量，计算电池热状态特征对车辆运行状态特征的注意力权重；

12、以车辆运行状态特征作为查询向量、以电池热状态特征作为键向量和值向量，计算反向注意力权重；

13、两路交叉注意力的输出经残差连接后融合为统一的跨模态交互特征表示。

14、进一步的技术方案，所述内层主动膨胀阻燃层，面向电芯的一侧，涂覆或贴合有以石墨或磷酸铵盐为基料的涂料或片材。

15、进一步的技术方案，所述下层智能膨胀密封层为带有铝箔贴面的膨胀型防火涂料或膨胀型防火发泡材料。

16、第二方面，本发明公开了一种基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法，包括：

17、采集多模态传感器数据；

18、基于多参数融合预警算法对所述多模态传感器数据进行综合判断，预测是否存在热失控风险；

19、当存在热失控风险触发电池包全包裹式隔热绝燃模块与乘员舱防火墙模块协同执行防护响应；所述电池包全包裹式隔热绝燃模块，采用多层复合结构从外至内包裹电池包总成，包括外层防火壳体、中层隔热层及内层主动膨胀阻燃层；乘员舱防火墙模块，包括多层复合阻燃隔热地毯总成，所述多层复合阻燃隔热地毯总成包括上层阻燃耐磨面料层、核心层隔热垫层、下层智能膨胀密封层，所述下层智能膨胀密封层受热后膨胀碳化主动填充并密封地毯与车身地板间的间隙和孔洞。

20、第三方面，本发明公开了一种车辆，包括基于电池热失控监测的整车安全系统。

21、第四方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法。

22、第五方面，本发明公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括可执行指令，可执行指令存储在计算机可读存储介质中；其中，车辆的处理器从计算机可读存储介质中读取可执行指令，并执行可执行指令时，完成上述基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

24、本发明通过采用多参数融合预警算法，综合判断温升速率、特定气体浓度梯度、烟雾浓度及内部压力变化等多维参数，系统能够在明火出现前识别出热失控的早期不可逆特征，提高了预警准确性和提前量，为后续自动化响应争取了宝贵时间。系统将风险确认到完成车辆制动、解脱约束、开启通道的全过程自动化快速完成，在乘员受伤、惊慌或儿童、老人无法快速自救的情况下，系统提供的自动化响应显著提升了逃生成功率。

25、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，所述多模态传感器阵列包括温度传感器、电压采样单元、烟雾探测器及特征气体传感器，布置于电池包内部。

3.如权利要求1所述的基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，所述多参数融合预警算法包括采用阈值判断，当任意两项参数同时超过预设阈值时，判定为存在热失控风险；

4.如权利要求3所述的基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，所述跨模态交叉注意力模块包括：

5.如权利要求1所述的基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，所述内层主动膨胀阻燃层，面向电芯的一侧，涂覆或贴合有以石墨或磷酸铵盐为基料的涂料或片材。

6.如权利要求1所述的基于电池热失控监测的整车安全系统，其特征在于，所述下层智能膨胀密封层为带有铝箔贴面的膨胀型防火涂料或膨胀型防火发泡材料。

7.基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法，其特征在于，包括：

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的基于电池热失控监测的整车安全系统。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求7所述的基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法。

10.一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括可执行指令，可执行指令存储在计算机可读存储介质中；其中，车辆的处理器从计算机可读存储介质中读取可执行指令，并执行可执行指令时，完成权利要求7所述的基于电池热失控监测的整车安全系统的控制方法。