电池包监控方法、系统、汽车及计算机设备与流程

1.本发明涉及电池安全技术领域，具体涉及一种电池包监控方法、系统、汽车及计算机设备。


背景技术：

2.目前，动力电池已经在各个领域得到广泛应用，在动力电池的使用过程中，安全问题始终是需要首先关注的问题。但是，在搭载动力电池的装置(比如电动汽车中的动力电池)暂时停止使用的特殊时段，动力电池也往往处于无人监管状态(比如，电动汽车中在停车场中熄火停放之后，电动汽车中的动力电池即处于无人监管状态)，此时，若电池包内加热系统失效，电池组可能会处于极其危险的状态，并随时可能引发漏液、短路、火灾，从而产生危险并带来人物或财产损失。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种电池包监控方法、系统、汽车及计算机设备，可以实现24小时全天候对动力电池进行自动监控，解决了动力电池在特殊时段无人监管的问题。
4.一种电池包监控方法，包括：
5.在监测到与所述电池包连接的电池管理模块处于休眠状态时，实时获取设置在所述电池包内的至少一个温度传感器的电压；其中，所述温度传感器与所述电池包的防爆阀之间的间隔小于预设距离；
6.在监测到任意一个所述温度传感器的电压超过预设唤醒电压阈值时，唤醒处于休眠状态的所述电池管理模块；
7.通过被唤醒的所述电池管理模块获取电压超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器的实时温度，并在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，提示所述电池包的热失控警报信息。
8.一种电池包监控系统，包括控制器和连接所述电池包以及所述控制器的电池管理模块，所述电池包内的所有温度传感器均与所述控制器通信连接，所述控制器用于执行所述电池包监控方法。
9.一种汽车，包括电池包以及所述电池包监控系统。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述电池包监控方法。
11.本发明提供的电池包监控方法、系统、汽车及计算机设备，在监测到与电池包连接的电池管理模块处于休眠状态时，可以通过监控电池包内至少一个温度传感器(也即至少一个监测点)的电压来唤醒休眠的电池管理模块(电池管理模块可以为电池管理系统，也即battery management control，缩写为bms)，电池管理模块可以根据该温度传感器的电压确定电池包内的对应的监测点(也即该温度传感器所处的监测点)的实时温度，进而对电池
包的热失控进行判定，在确定已出现温度异常的热失控事件时，提示热失控警报信息，从而使得车主或乘客等可以根据该热失控警报信息采取应急措施，避免热失控造成严重的人身财产安全。本发明的上述过程可以实现24小时全天候监控电池包(即便在电池管理模块处于休眠状态的特殊时段)，即使在使用该电池包的汽车处于熄火停车状态时，电池包依然能被及时监控到热失控，并提示热失控警报信息，保障了电池安全。同时，本发明实现24小时监控报警功能的休眠电流仅为1ma左右，功耗极低，降低了监控成本。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本发明一实施例中电池包监控方法的流程图；
14.图2是本发明一实施例中电池包监控系统的原理框图；
15.图3是本发明一实施例中电池包监控系统的部分电路结构示意图；
16.图4是本发明一实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明提供一种电池包1监控方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
19.s10、在监测到与所述电池包1连接的电池管理模块2处于休眠状态时，实时获取设置在所述电池包1内的至少一个温度传感器11的电压；其中，所述温度传感器11与所述电池包1的防爆阀之间的间隔小于预设距离；可理解地，电池管理模块2处于休眠状态，代表其处于节能状态，因此在电池包1出现热失控时并不会进行检测和预警，在本发明中，需要通过检测电池包1的防爆阀附近(与预防爆阀的间隔小于预设距离，该预设距离可以根据需求设定，比如，若电池包1内设置的温度传感器11的数量为一个，该温度传感器11与防爆阀之间的距离小于预设距离5mm)的温度传感器11的电压，来确定是否可能会出现热失控；可理解地，电池包1中的任意电芯出现热失控时，产生的高温气体都会经过防爆阀排出，因此，无论电池包1整包的何处的电芯发生热失控，防爆阀处的气温都会明显升高，因此，设置的温度传感器11与防爆阀之间的间隔小于预设距离(也即为热失控时最可能明显升温的位置)，可以使得后续用于唤醒休眠的电池管理模块2的温度传感器11的电压与电池包1实际出现热失控的可能性的关联概率升高，尽可能避免出现误唤醒。作为优选，电池包1中假装的温度传感器11为ntc(negative temperature coefficient：负温度系数热敏电阻)式温度传感器11，且在本发明中，电池管理模块2通过线束外接至电池包1中的每一个温度传感器11，以便于准确迅速地获取温度传感器11的电压；通过上述温度传感器11、线束以及电池管理模块2，形成了一套成本极低的报警装置。
20.s20、在监测到任意一个所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，唤醒处于休眠状态的所述电池管理模块2；可理解地，当电池包1中的任意一个温度传感器11因电池包1的热失控而导致温度升高时，温度传感器11的电压均会随温度的升高而升高，进而在温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，可以直接唤醒处于休眠状态中的电池管理模块2。
21.s30、通过被唤醒的所述电池管理模块2获取电压超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的实时温度，并在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，提示所述电池包1的热失控警报信息。也即，在被从休眠状态中唤醒之后，电池管理模块2收集电池包1整包中的电压和温度等信号，综合判断温度传感器11处的温度是否出现异常状态(实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率)，进而确定电池包1是否发生热失控，并在发生热失控时，提示汽车整车所述电池包1的热失控警报信息，进而通过整车可以发出报警信号给外界，提醒乘客或者远程提醒车主，及时采取应急措施，避免热失控造成严重的人身财产安全。
22.本发明上述实施例提供的电池包1监控方法，在监测到与电池包1连接的电池管理模块2处于休眠状态时，可以通过监控电池包1内至少一个温度传感器11(也即至少一个监测点)的电压来唤醒休眠的电池管理模块2(电池管理模块2可以为电池管理系统，也即battery management control，缩写为bms)，电池管理模块2可以根据该温度传感器11的电压确定电池包1内的对应的监测点(也即该温度传感器11所处的监测点)的实时温度，进而对电池包1的热失控进行判定，在确定已出现温度异常的热失控事件时，提示热失控警报信息，从而使得车主或乘客等可以根据该热失控警报信息采取应急措施，避免热失控造成严重的人身财产安全。本发明的上述过程可以实现24小时全天候监控电池包1(即便在电池管理模块2处于休眠状态的特殊时段，此时电池管理模块处于休眠状态)，即使在使用该电池包1的汽车处于熄火停车状态时，电池包1依然能被及时监控到热失控，并提示热失控警报信息，保障了电池安全。同时，本发明实现24小时监控报警功能的休眠电流仅为1ma左右，功耗极低，降低了监控成本。
23.在一实施例中，所述通过被唤醒的所述电池管理模块2获取电压超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的实时温度之后，还包括：
24.在所述实时温度并未超过预设报警温度值且所述实时温度的温升速率并未超过预设报警温升速率时，确认所述电池包1的实时温度处于正常状态且所述电池管理模块2被误唤醒，控制所述电池管理模块2重新进入休眠状态。
25.在本实施例中，通过被唤醒的电池管理模块2，根据超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压，以及电池管理模块2收集的电池包1整包中的电压和温度等信号，先确定温度传感器11的实时温度，进而，若确定所述电池包1的实时温度处于正常状态时，此时确认所述电池管理模块2被误唤醒，进而，此时需要令电池管理模块2重新进入休眠状态，以节约能源(电池管理模块2的休眠电流仅为1ma左右，功耗极低)。
26.在一实施例中，所述方法还包括：
27.在监测到与所述电池包1连接的电池管理模块2并未处于休眠状态时，通过并未处于休眠状态的所述电池管理模块2获取电压超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的实时温度，并在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报
警温升速率时，提示所述电池包1的热失控警报信息。
28.也即，在电池管理模块2并未处于休眠状态时(比如汽车处于行驶过程中)，此时无需对电池管理模块2进行唤醒，直接通过已处于工作状态(并未处于休眠状态)的电池管理模块2获取各所述温度传感器11的电压，并在确定任意一个所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值，通过超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压，以及电池管理模块2收集的电池包1整包中的电压和温度等信号，确定所述温度传感器11的实时温度。进而，在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，提示所述电池包1的热失控警报信息；若确定所述电池包1的实时温度处于正常状态时，此时认为电池包1工作状态正常，并未产生热失控，此时继续重新获取各所述温度传感器11的电压即可。
29.在一实施例中，如图2所示，所述电池管理模块2包括mcu23、采样单元22和唤醒单元21；所采样单元22连接所述唤醒单元21；所采样单元22以及所述唤醒单元21的数量均与所述温度传感器11的数量一致，每个所述温度传感器11均分别通过一个所述采样单元22和一个所述唤醒单元21连接所述mcu23；也即，在本发明中，所述电池包1内设有一个或多个温度传感器11，且每一个温度传感器11都连接有独立的采样单元22和唤醒单元21，且通过与其连接的采样单元22和唤醒单元21连接mcu23；因此，在电池包1中设有多个温度传感器11时(比如设置两个或两个以上的温度传感器11，且其中至少一个温度传感器11依附设置在防爆阀的周围)，每一个温度传感器11对应的监测点的电压对应的实时温度均可以被独立监测，进而，通过对多个所述温度传感器11的检测，使得电池包1是否出现热失控的判定和警示将会更为精准。作为优选，所述电池管理模块2包括供电接口24和can接口25，所述电池包1通过所述供电接口24和所述can接口25连接所述电池管理模块2。所述电池包1上设有整包低压接口12，所述电池包1通过所述整包低压接口12连接所述供电接口24和所述can接口25。其中，所述电池管理模块2通过所述供电接口24以及所述整包低压接口12给电池包1低压供电，can接口25用于传输电池包1和电池管理模块2信号。
30.所述在监测到任意一个所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，唤醒处于休眠状态的所述电池管理模块2，包括：
31.在任意一个所述唤醒单元21监测到所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，唤醒处于休眠状态的所述mcu23；
32.所述通过被唤醒的所述电池管理模块2获取电压超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的实时温度，并在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，提示所述电池包1的热失控警报信息，包括：
33.通过与所述唤醒单元21连接的所述采样单元22获取超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压并将其输出至所述mcu23，所述mcu23根据接收到的所述温度传感器11的电压确认所述温度传感器11的实时温度，并在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，确认所述电池包1的实时温度处于异常状态，并提示包含所述异常状态的所述电池包1的热失控警报信息。
34.本发明采用在电池管理模块2上直接增加唤醒单元21，唤醒处于休眠状态的所述mcu23；同时，在电池管理模块2上直接增加采样单元22，用于在所述实时温度超过预设报警温度值或所述实时温度的温升速率超过预设报警温升速率时，提示包含所述异常状态的所
述电池包1的热失控警报信息，实现报警；进而，在电池包1中加装温度传感器11，即可形成一套成本极低的唤醒报警装置，实现了电池包1的24小时实时安全监控。
35.在一实施例中，如图3所示，所述电池管理模块包括第一电阻r1，所述第一电阻r1的输入端连接电源3(所述电源3优选为5vh电源)，所述第一电阻r1的输出端连接所述温度传感器11的第一端；所述温度传感器11的第二端接地；
36.所述唤醒单元21包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和比较器211；所述第二电阻r2的输入端连接在所述第一电阻r1和所述温度传感器11之间的第一供电路径上；所述第三电阻r3的输入端连接电源3，所述第三电阻r3的输出端连接第四电阻r4的输入端，所述第四电阻r4的输出端接地；所述比较器211的第一输入端连接所述第二电阻r2的输出端；所述比较器211的第二输入端连接在所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间的第二供电路径上；所述比较器211的输出端连接第五电阻r5的输入端，所述第五电阻r5的输出端连接所述mcu23；
37.所述在任意一个所述唤醒单元21监测到所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，唤醒处于休眠状态的所述mcu23，包括：
38.所述唤醒单元21中的所述比较器211通过第一输入端接收自所述第一供电路径上实时获取的所述温度传感器11的电压，并将所述温度传感器11的电压与自所述第二供电路径上实时获取的预设唤醒电压阈值进行比对；
39.在所述温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值时，所述比较器211输出低电平，以通过输出的低电平唤醒处于休眠状态的所述mcu23。
40.在本实施例中，唤醒单元21采用比较器211输出可使mcu23被唤醒的低电平。也即，在温度传感器11测得的实时温度升高，导致温度传感器11的电压升高(阻值下降)时，可以通过比较器211确定此时的温度传感器11的电压超过预设唤醒电压阈值(预设唤醒电压阈值由该唤醒单元21中的第三电阻r3和第四电阻r4确定)后，此时，通过wakup引脚212(mcu23与唤醒单元21通过wakup引脚212连接)向mcu23输出低电平，以通过该低电平唤醒mcu23。可理解地，由于每个温度传感器11对应的唤醒单元21独立，任意一个温度传感器11对应的唤醒单元21输出的低电平均能唤醒mcu23。
41.在一实施例中，如图3所示，所述采样电路包括第六电阻r6、第七电阻r7和跟随器221；所述第六电阻r6的输入端连接在所述第一供电路径上，所述跟随器221的第一输入端连接所述第六电阻r6的输出端，所述跟随器221的第二输入端以及所述第七电阻r7的输入端均连接所述跟随器221的输出端；所述第七电阻r7的输出端连接所述mcu23；
42.所述通过与所述唤醒单元21连接的所述采样单元22获取超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压并将其输出至所述mcu23，所述mcu23根据接收到的所述温度传感器11的电压确认所述温度传感器11的实时温度，包括：
43.所述采样单元22将自所述第一供电路径上采集的超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压，通过所述跟随器221输出至所述mcu23；
44.所述mcu23根据所述电源3的输出电压、采集的所述温度传感器11的电压以及所述第一电阻r1的阻值，确定所述温度传感器11的阻值；
45.所述mcu23根据所述温度传感器11的阻值，自预设的温度-电阻表中，确定所述温度传感器11的实时温度。
46.在本实施例中，采样单元22实际上可以用于检测温度传感器11和第一电阻r1对所述电源3(比如5vh电源)的分压(也即第一供电路径上采集的超过预设唤醒电压阈值的所述温度传感器11的电压)，并将其通过数字信号接口222输出至mcu23，在mcu23中对温度传感器11的阻值(该阻值是指温度传感器11随温度变化之后的当前实时阻值)进行计算，并根据与该温度传感器11对应的预设的温度-电阻表表，识别当前温度传感器11对应的实时温度。可理解地，由于每个温度传感器11对应的采样单元22独立，任意一个温度传感器11对应的采样单元22均能将该温度传感器11对应的电压传输至mcu23，进而实现整个报警过程。
47.在一实施例中，如图2所示，提供一种电池包1监控系统，该电池包1监控系统与上述实施例中电池包1监控方法一一对应。所述电池包1监控系统包括控制器和连接所述电池包1以及所述控制器的电池管理模块2，所述电池包1内的所有温度传感器11均与所述控制器通信连接，所述控制器用于执行上述所述电池包1监控方法。
48.在一实施例中，所述电池管理模块2包括供电接口24和can接口25，所述电池包1通过所述供电接口24和所述can接口25连接所述电池管理模块2。所述电池包1上设有整包低压接口12，所述电池包1通过所述整包低压接口12连接所述供电接口24和所述can接口25。其中，所述电池管理模块2通过所述供电接口24以及所述整包低压接口12给电池包1低压供电，can接口25用于传输电池包1和电池管理模块2信号。
49.关于电池包1监控系统的具体限定可以参见上文中对于电池包1监控方法的限定，在此不再赘述。上述电池包1监控系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
50.一种汽车，包括电池包1以及所述电池包1监控系统。
51.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种电池包1监控方法。
52.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现上述电池包1监控方法。
53.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现上述电池包1监控方法。
54.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，所述的计算机可读指令可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机可读指令在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失
性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、存储器总线直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
55.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元或模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
56.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。