本申請屬于新能源汽車動力電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法。

背景技術(shù)：

為了緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染的巨大問題，大力發(fā)展新能源汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。鋰離子動力電池由于具有比能量高、比功率高、充放電倍率高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已成為新能源汽車中最普遍使用的能量源。

然而，隨著新能源汽車?yán)m(xù)駛里程的日益增加，使得鋰離子動力電池的能量密度越來越大，降低了鋰離子動力電池的安全性，導(dǎo)致以熱失控為主的鋰離子動力電池安全性事故常有發(fā)生。鋰離子動力電池的熱失控事故表現(xiàn)為電池放熱導(dǎo)致的溫度驟升、冒煙、起火甚至爆炸現(xiàn)象，造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失問題。鋰離子動力電池的熱失控事故會嚴(yán)重打擊消費(fèi)者接受新能源汽車的信心，并阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

相關(guān)文獻(xiàn)表明，現(xiàn)在并沒有完全穩(wěn)定可靠的方法來避免鋰離子動力電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象的發(fā)生。因此，為了降低電池?zé)崾Э卦斐傻膿p失，探索有效的方法在發(fā)生電池?zé)崾Э刂皩?shí)現(xiàn)預(yù)警，讓用戶及時(shí)逃離、采取阻燃措施，是極為必要的。而現(xiàn)有的電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法存在以下問題：(1)適用的電池工況不全面，很多熱失控預(yù)警方法是在實(shí)驗(yàn)室情況下研究特定工況下電池?zé)崾Э氐念A(yù)警方法，很難適應(yīng)于實(shí)車環(huán)境；(2)覆蓋的電池生命周期較窄，很多熱失控預(yù)警方法只在電池的固定生命周期內(nèi)起作用，很難適用于電池的全生命周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種全新的基于動力電池五維數(shù)據(jù)(soh、t、soc、i、v)安全模型的熱失控預(yù)警方法，以提前檢測出電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象，避免惡性事故的產(chǎn)生。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法，包括以下步驟：

步驟一：每隔n秒采集當(dāng)前處于同一時(shí)刻動力電池的一組狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)，其中，soh*為此時(shí)的電池健康狀態(tài)值，t*為此時(shí)的電池溫度值，soc*為此時(shí)的電池荷電狀態(tài)值，i*為此時(shí)的電池電流值，v*為此時(shí)的電池電壓值；

步驟二：初步建立動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中每組狀態(tài)參數(shù)值對應(yīng)的電壓值；

在動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中存放有動力電池的soh(健康狀態(tài))、t(溫度)、soc(荷電狀態(tài))、i(電流)、v(電壓)五個參數(shù)的數(shù)據(jù)，把動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中存放的動力電池soh值在正常soh區(qū)間[80％,100％]的范圍內(nèi)平均取n_soh個，其對應(yīng)的soh點(diǎn)為：soh1,soh2,...,sohn_soh；把所述模型中存放的動力電池t值在正常溫度區(qū)間[tmin，tmax]的范圍內(nèi)平均取n_t個，其對應(yīng)的t點(diǎn)為t1,t2,...,tn_t；把所述模型中存放的動力電池soc值在正常soc區(qū)間[20％,100％]的范圍內(nèi)平均取n_soc個，其對應(yīng)的soc點(diǎn)為soc1,soc2,...,socn_soc；把所述模型中存放的動力電池i值在正常電流區(qū)間[imin，imax]的范圍內(nèi)平均取n_i個，其對應(yīng)的i點(diǎn)為i1,i2,...,in_i；在未采集到動力電池的soh、t、soc、i、v參數(shù)之前，所述的動力電池五維安全數(shù)據(jù)模型是個空模型，當(dāng)采集到動力電池的soh、t、soc、i、v參數(shù)之后，所述的動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型不斷更新。

初步建立動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中該狀態(tài)參數(shù)值對應(yīng)電壓值的具體過程：對于當(dāng)前電池的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)和動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型，分別判斷soh*,t*,soc*與五維數(shù)據(jù)安全模型中soh1,soh2,...,sohn_soh、t1,t2,...,tn_t、soc1,soc2,...,socn_soc更接近的soh點(diǎn)、t點(diǎn)、soc點(diǎn)，判斷結(jié)果為判斷i*在五維數(shù)據(jù)安全模型中i1,i2,...,in_i的兩個i點(diǎn)之間，判斷結(jié)果為i′和i″；

查看五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)和(i″)對應(yīng)的電壓值是否為空，如果存在一個為空的話，把電壓v*分別存入到五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)和(i″)對應(yīng)的電壓值里，判斷當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值為電池安全點(diǎn)，進(jìn)入步驟五；如果全不為空的話，進(jìn)入步驟三。

步驟三：利用動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型進(jìn)行電池?zé)崾Э攸c(diǎn)的判斷；

設(shè)定電池電壓不同偏離程度的比較閾值δv1*，δv2*，...,δvn*，比較閾值的個數(shù)根據(jù)鋰電池?zé)崾Э鼐哂械牟煌燃壍捻憫?yīng)措施數(shù)而定，若鋰電池?zé)崾Э鼐哂衝個不同等級的響應(yīng)措施，則設(shè)置n個比較閾值，比較閾值的大小根據(jù)該型號電池的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，且δv1*＜δv2*＜..＜δvn*；

采用數(shù)據(jù)插值方法對五維數(shù)據(jù)安全模型中的(i′,v′)、(i″,v″)做插值，插值出(i*)對應(yīng)的電壓值比較與v*的差值絕對值δv和閾值δv1*，δv2*，...,δvn*的大小，判斷出該組狀態(tài)參數(shù)值是否為熱失控點(diǎn)以及熱失控點(diǎn)的等級：若δvs-1`*＜δv≤δvs*，其中s＝2,3,...,n，判斷該狀態(tài)參數(shù)值為s-1級熱失控點(diǎn)；若δvn*＜δv，判斷當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值為n級熱失控點(diǎn)，進(jìn)入步驟五；若δv≤δv1*，判斷當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值為電池安全點(diǎn)，進(jìn)入步驟四。

步驟四：動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型的更新；

對于判斷為電池安全點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)，將(i′,v′)和(i*,v*)進(jìn)行插值得到(i″,)，將(i″,v″)和(i*,v*)進(jìn)行插值得到(i′,)，把電壓重新存入到五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)、(i″)對應(yīng)的電壓值里，完成五維數(shù)據(jù)安全模型中對應(yīng)(i′)、(i″)的電壓值的更新，進(jìn)入步驟五。

步驟五：根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)電池?zé)崾Э攸c(diǎn)出現(xiàn)的個數(shù)及性質(zhì)判斷當(dāng)前動力電池是否發(fā)生熱失控以及熱失控預(yù)警等級；

統(tǒng)計(jì)距離當(dāng)前時(shí)刻最近m組電池的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)判斷為不同等級熱失控點(diǎn)占所有點(diǎn)的比例，其中mi為i級熱失控點(diǎn)的比例(i＝1,2,...,n)；設(shè)定不同熱失控等級比較閾值為r1,r2,...,rn，m和r1,r2,...,rn的大小根據(jù)該型號電池的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定。若m1+m2+,...,+mn≤r1，判斷動力電池為安全狀態(tài)；若mi+mi+1+,...,+mn＞ri且mi+1+,...,+mn≤ri+1(i＝1,2,...,n-1)，判斷動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警等級為i級熱失控；若mn＞rn，判斷動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警等級為n級熱失控，完成對動力電池的熱失控預(yù)警。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供一種全新的基于動力電池五維數(shù)據(jù)(soh、t、soc、i、v)安全模型的熱失控預(yù)警方法，首先建立初始的動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型；然后實(shí)時(shí)采集動力電池五維數(shù)據(jù)，對比實(shí)時(shí)五維數(shù)據(jù)與安全模型中五維數(shù)據(jù)的差異度，判斷出電池?zé)崾Э攸c(diǎn)的個數(shù)和偏離程度，并實(shí)時(shí)更新動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型；最后根根據(jù)熱失控點(diǎn)的個數(shù)和偏離程度，綜合分析得到動力電池的熱失控等級。這種動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法適用于車輛全工況和電池的全壽命周期，可以有效地提前檢測出電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象，以避免惡性事故的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明提供的動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法流程圖如圖1所示。在所述的動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中存放有動力電池的soh(電池健康狀態(tài))、t(溫度)、soc(電池荷電狀態(tài))、i(電流)、v(電壓)五個參數(shù)的數(shù)據(jù)，把所述模型中存放的動力電池soh值在正常soh區(qū)間[80％,100％]的范圍內(nèi)平均取11個，其對應(yīng)的soh點(diǎn)為：soh1＝80％,soh2＝82％,...,soh10＝98％,soh11＝100％；把所述模型中存放的動力電池t值在正常溫度區(qū)間[-20℃，50℃]的范圍內(nèi)平均取15個，其對應(yīng)的t點(diǎn)為t1＝-20℃,t2＝-15℃,...,t14＝45℃,t15＝50℃；把所述模型中存放的動力電池soc值在正常soc區(qū)間[20％,100％]的范圍內(nèi)平均取17個，其對應(yīng)的soc點(diǎn)為soc1＝20％,soc2＝25％,...,soc16＝95％,soc17＝100％；把所述模型中存放的動力電池i值在正常電流區(qū)間[-70a，190a]的范圍內(nèi)平均取27個，其對應(yīng)的i點(diǎn)為i1＝-70a,i2＝-60a,...,i26＝180a,i27＝190a；在未采集到動力電池的soh、t、soc、i、v參數(shù)之前，所述的動力電池五維安全數(shù)據(jù)模型是個空模型，當(dāng)采集到動力電池的soh、t、soc、i、v參數(shù)之后，所述的動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型不斷更新。

所述的動力電池?zé)崾Э仡A(yù)警方法包括以下步驟：

步驟一：每隔1秒采集當(dāng)前處于同一時(shí)刻動力電池的一組狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)，soh*為此時(shí)的電池健康狀態(tài)值，t*為此時(shí)的電池溫度值，soc*為此時(shí)的電池荷電狀態(tài)值，i*為此時(shí)的電池電流值，v*為此時(shí)的電池電壓值；

步驟二：初步建立動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型中每組狀態(tài)參數(shù)值對應(yīng)的電壓值；對于所述的當(dāng)前電池的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)和動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型，分別判斷soh*,t*,soc*與五維數(shù)據(jù)安全模型中soh1,soh2,...,sohn_soh、t1,t2,...,tn_t、soc1,soc2,...,socn_soc更接近的soh點(diǎn)、t點(diǎn)、soc點(diǎn)，判斷結(jié)果為判斷i*在五維數(shù)據(jù)安全模型中i1,i2,...,in_i的兩個i點(diǎn)之間，判斷結(jié)果為i′和i″，查看五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)和(i″)對應(yīng)的電壓值是否為空，如果存在一個為空的話，把電壓v*分別存入到五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)和(i″)對應(yīng)的電壓值里，判斷當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值為電池安全點(diǎn)，進(jìn)入步驟五；如果全不為空的話，進(jìn)入步驟三。

步驟三：利用動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型進(jìn)行電池?zé)崾Э攸c(diǎn)的判斷；設(shè)定電池電壓不同偏離程度的比較閾值δv1*＝0.3v，δv2*＝0.5v，δv3*＝0.7v，對五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′,v′)、(i″,v″)做線性擬合，擬合出(i*)對應(yīng)的電壓值比較與的差值絕對值δv和閾值δv1*，δv2*，δv3*的大小，如果δv1*＜δv≤δv2*，判斷為一級熱失控點(diǎn)，如果判斷為二級熱失控點(diǎn)，如果判斷為三級熱失控點(diǎn)，進(jìn)入步驟五；如果δv≤δv1*，判斷當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值為電池安全點(diǎn)，進(jìn)入步驟四。

步驟四：動力電池五維數(shù)據(jù)安全模型的更新：對于所述的判斷為電池安全點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)，將(i′,v′)和(i*,v*)進(jìn)行線性插值得到(i″,)，將(i″,v″)和(i*,v*)進(jìn)行線性插值得到(i′,)，把電壓重新存入到五維數(shù)據(jù)安全模型中(i′)、(i″)對應(yīng)的電壓值里，完成五維數(shù)據(jù)安全模型中對應(yīng)(i′)、(i″)的電壓值的更新。

步驟五：根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)電池?zé)崾Э攸c(diǎn)出現(xiàn)的個數(shù)及性質(zhì)判斷當(dāng)前動力電池是否發(fā)生熱失控以及熱失控預(yù)警等級；統(tǒng)計(jì)最近200組電池的狀態(tài)參數(shù)值(soh*,t*,soc*,i*,v*)判斷為不同等級電池?zé)崾Э攸c(diǎn)的比列，假設(shè)一級失控點(diǎn)的比例為m1，二級失控點(diǎn)的比例為m2，三級失控點(diǎn)的比例為m3。若m3＞50％，則判斷為三級熱失控；若m3≤50％且m2+m3＞50％，則判斷為二級熱失控；若m2+m3≤50％且m1+m2+m3＞50％，則判斷為三級熱失控。最后，根據(jù)判斷的熱失控危險(xiǎn)等級做出相應(yīng)的響應(yīng)措施，例如一級熱失控的響應(yīng)措施為車輛限60％功率行駛并報(bào)一級熱失控警告，二級熱失控的響應(yīng)措施為車輛限20％功率行駛并報(bào)二級熱失控警告，三級熱失控的響應(yīng)措施為車輛立即停車并報(bào)三級熱失控警告。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)本發(fā)明的實(shí)施方式，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利的范圍的限制，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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