JP7185741B2 - Method, device, electronic device and medium for prior warning of thermal runaway of power battery - Google Patents
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Description
本発明は、動力電池分野に関し、具体的には、動力電池熱暴走の事前警報方法、装置、電子デバイス及び媒体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of power battery, and in particular to a power battery thermal runaway pre-warning method, apparatus, electronic device and medium.
過去十数年、中国国内の新エネルギー自動車産業は、急速に発展し、2018年及び2019年の中国の新エネルギー自動車の販売量は、それぞれ125.6万台及び120.6万台に達し、4年間連続して世界一であった。2025年には、中国の新エネルギー自動車の販売量は、自動車総販売量の20%に達すると見込まれている。従って、新エネルギー自動車は、自動車産業のモデルチェンジ・グレードアップの中心的な推進力であり、将来数十年の重要な発展方向である。 Over the past ten years, China's domestic new energy vehicle industry has developed rapidly. It was number one in the world for four years in a row. By 2025, China's new energy vehicle sales volume is expected to reach 20% of total vehicle sales volume. Therefore, new energy vehicles are the main driving force for the transformation and upgrading of the automobile industry, and an important development direction in the coming decades.
しかしながら、近年、新エネルギー自動車の発火事故が増え続ける傾向にある。異なる車種、異なる応用場面で発火安全事故が増えつつあることが、電気自動車の大規模普及・応用の大きな阻害となっている。各種類の電気自動車の発火事故及び潜在的な原因をまとめて分析すると、全体として下記の典型的な特徴が見られる。(1)事故が起こった車種は様々であり、乗用車、電気バス、特種用途車等の各種の車種を含む。(2)事故は、季節(環境温度)と高い相関性を有し、夏は、事故が多発する季節である。(3)事故の根源は、動力電池と高い相関性を有する。動力電池は、電気自動車の中核動力源とされており、多くの電気自動車の発火事故がそれと直接に関連する。(4)誘因が曖昧であり、多くの事故の手がかりは、発火燃焼に伴って消えてなくなるため、事故の根源を的確に確かめることは、技術的難易度が高い。 However, in recent years, the number of fire accidents in new energy vehicles tends to continue to increase. The increasing number of fire safety accidents in different types of vehicles and different application situations is a major impediment to the large-scale popularization and application of electric vehicles. A collective analysis of fire accidents and potential causes for each type of electric vehicle reveals the following typical characteristics as a whole: (1) Accidents occurred in various types of vehicles, including passenger cars, electric buses, and special purpose vehicles. (2) Accidents are highly correlated with the season (environmental temperature), and summer is the season when many accidents occur. (3) The root of the accident has a high correlation with the power battery. Power batteries are regarded as the core power source of electric vehicles, and many fire accidents of electric vehicles are directly related to it. (4) The cause of the accident is ambiguous, and many clues to the accident disappear with the ignition and combustion.
電気自動車が発火する時の状態を統計処理し、事故発生の可能性のある原因を分析することにより、電気自動車の各種の発火事故のうち、リチウムイオン動力電池の熱暴走による発火事故が、大きな割合を占めていることがわかった。このような事故の発生過程は、主に「電池セル熱暴走誘因の蓄積」、「電池セル熱暴走の発生」及び「電池システム熱暴走の拡散」の3つの段階を含む。動力電池システムの安全性を高めるために、上記3つの段階を段階的に監視、制御及び予防しなければならない。その中で、非常に重要なことの一つは、電池に熱暴走が発生するときに的確な警報を発し、明らかな信号を乗員に提示することにより、事故が発生した車の処置及び乗員の脱出のために十分な時間を留保することである。 By statistically processing the conditions when an electric vehicle ignites and analyzing the possible causes of accidents, it was found that among the various types of electric vehicle fire accidents, the thermal runaway of the lithium-ion power battery is the most common. found to account for the proportion The process of generating such an accident mainly includes three stages: accumulation of battery cell thermal runaway triggers, occurrence of battery cell thermal runaway, and spread of battery system thermal runaway. In order to improve the safety of the power battery system, the above three stages should be monitored, controlled and prevented step by step. Among them, one of the very important things is to issue an accurate alarm when thermal runaway occurs in the battery and to present a clear signal to the occupants so that the accident can be handled and the occupants can be treated. Reserve enough time for escape.
現在、業界において電池熱暴走の警報を発するために採用される判定方法は、主に温度、電圧、ガス、スモッグ等に基づいて判断を行うものである。例えば、温度、電圧の組み合わせが、以下の条件を満たす場合に、電池に熱暴走が発生したと判定できる。電圧降下及び温度の変化率がいずれも、それぞれの所定値を超え、最高温度及び温度の変化率がいずれも、それぞれの所定値を超えていること。また、幾つかのガス又はスモッグの濃度が、一定の数値に達した場合、また、電池システム内部におけるCO、H2等のガス成分の明らかな変化、あるいはスモッグの大量発生を検出した場合、電池に熱暴走が発生したと判定できる。しかし、電池が上記条件を満たした場合には、電池が既に明らかな熱暴走を発生している。よって、より有効な手段を開発して、電池に明らかな熱暴走が発生する前に、警報信号を提示する必要がある。 At present, the determination methods used in the industry to issue battery thermal runaway alarms are mainly based on temperature, voltage, gas, smog, and the like. For example, if the combination of temperature and voltage satisfies the following conditions, it can be determined that thermal runaway has occurred in the battery. Both the voltage drop and temperature change rate exceed their respective predetermined values, and the maximum temperature and temperature change rate both exceed their respective predetermined values. In addition, when the concentration of some gases or smog reaches a certain value, or when an obvious change in gas components such as CO, H2, etc. in the battery system or a large amount of smog is detected, the battery It can be determined that thermal runaway has occurred in However, when the battery satisfies the above conditions, the battery has already undergone obvious thermal runaway. Therefore, there is a need to develop more efficient means to provide an alarm signal before the battery experiences apparent thermal runaway.
これを鑑みて、本発明を提案する。 In view of this, the present invention is proposed.
本発明の目的は、電池に明らかな熱暴走が発生する前に、警報信号を提示する効果を達成するように、動力電池の熱暴走の事前警報方法、装置、電子デバイス及び媒体を提供する。 It is an object of the present invention to provide a power battery thermal runaway pre-alarm method, apparatus, electronic device and medium, so as to achieve the effect of presenting an alarm signal before an obvious thermal runaway occurs in the battery.
本発明の上記目的を実現するために、以下の技術的解決手段を採用する。 To achieve the above objects of the present invention, the following technical solutions are adopted.
第1の態様によれば、本発明は、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップと、
前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行うステップと、
を含む動力電池熱暴走の事前警報方法を提供する。
According to a first aspect, the present invention provides the steps of determining a thermal runaway level of a power battery based on battery voltage, battery temperature and battery expansion force;
giving advance warning of power battery thermal runaway based on the power battery thermal runaway level;
To provide a power battery thermal runaway pre-warning method including:
さらに好ましい技術的解決手段として、前記電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップを含む。
As a further preferred technical solution, the step of determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage, battery temperature and battery expansion force comprises:
determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value.
さらに好ましい技術的解決手段として、前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値のうちの少なくとも2つが各々の所定値を超えている場合、動力電池に熱暴走が発生したと判定し、その後、所定値を超えた条件の種別に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップ、
を含む。
As a further preferred technical solution, the step of determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value includes: ,
When at least two of the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value exceed respective predetermined values, it is determined that thermal runaway has occurred in the power battery. and then identifying the thermal runaway level of the power battery based on the type of condition exceeding the predetermined value;
including.
さらに好ましい技術的解決手段として、前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル4と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度が電池温度の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル5と特定するステップと、
を含む。
As a further preferred technical solution, the step of determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value includes: ,
If the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold and the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the thermal runaway level of the power battery is identified as level 1. and
identifying the thermal runaway level of the power battery as
If the battery expansive force change value exceeds the expansive force change value threshold value, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold value, and the exceeding time exceeds the time threshold value, the thermal runaway of the power battery occurs. identifying the level as
The value of change in expansion force of the battery exceeds the threshold value of change in expansion force, the value of change in battery voltage exceeds a predetermined percentage of the initial voltage of the battery, the rate of change in battery temperature exceeds the threshold value of temperature change, and , if the time exceeded is greater than the time threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
The change value of the expansion force of the battery exceeds the threshold value of change value of expansion force, the battery temperature exceeds the threshold value of battery temperature, the rate of change of battery temperature exceeds the threshold value of temperature change rate, and the time when it exceeds the threshold is time. if higher than the threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
including.
さらに好ましい技術的解決手段として、膨張力の変化値の閾値は、1500~2500Nである。 As a more preferred technical solution, the threshold value of the expansion force change value is 1500-2500N.
さらに好ましい技術的解決手段として、所定割合の電池の初期電圧は、電池の初期電圧の15%~25%である。 As a more preferred technical solution, the initial voltage of the predetermined percentage battery is 15%-25% of the initial voltage of the battery.
さらに好ましい技術的解決手段として、温度の変化速度の閾値は、1~5℃/sである。 As a more preferred technical solution, the threshold temperature change rate is 1-5° C./s.
第2の態様によれば、本発明は、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するための動力電池の熱暴走レベル特定モジュールと、
前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行うための熱暴走の事前警報モジュールと、
を含む動力電池熱暴走の事前警報装置を提供する。
According to a second aspect, the present invention provides a power battery thermal runaway level determination module for determining a power battery thermal runaway level based on battery voltage, battery temperature and battery expansion force;
a thermal runaway pre-alarm module for performing a power battery thermal runaway pre-alarm based on the power battery thermal runaway level;
provides a pre-alarm device for power battery thermal runaway including:
第3の態様によれば、本発明は、少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサと通信接続するメモリと、
を含み、
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行され得る命令が記憶されており、
前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサにより上記方法を実行させるものであり、これにより前記少なくとも1つのプロセッサは、上記命令を実行する、
電子デバイスを提供する。
第4の態様によれば、本発明は、コンピュータに上記の方法を実行させるためのコンピュータ命令が記憶されている媒体を提供する。
According to a third aspect, the invention provides at least one processor;
a memory communicatively coupled with the at least one processor;
including
the memory stores instructions executable by the at least one processor;
the instructions cause the at least one processor to perform the method, whereby the at least one processor executes the instructions;
Provide electronic devices.
According to a fourth aspect, the invention provides a medium having computer instructions stored thereon for causing a computer to perform the above method.
本発明の有益な効果は以下の通りである。 Beneficial effects of the present invention are as follows.
本発明が提供する動力電池熱暴走の事前警報方法は、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定し、さらに、前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行う。本発明の発明者は、研究の結果、電池に熱暴走が発生すると、電池内部にガスが発生して正/負極が膨張するため、電池の膨張力が大きくなり、電池の膨張力が、角形又は円柱形の電池リリーフ弁の開弁圧力及びパウチ電池セルアルミラミネートフィルムの破断圧力を下回る場合、膨張力の継続的な増加として表れ、かつ、当該特徴の変化が通常、電池電圧及び電池温度の変化よりも早いことを見出した。なお、膨張力の取得は、比較的に便利で的確であり、温度の取得は、不便で膨張力より遅く、一定の遅延があるので、熱暴走の早期では、電池の膨張力の変化が先に表れる。従って、本発明は、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力を組み合わせて、具体的に、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値の4つの点、さらに実際に熱暴走が発生するときの、この4つの点が現れる前後順序、重要度、熱暴走の程度、及び、警報の的確性に基づいて、5つのレベルの熱暴走レベルを特定し、さらにレベルに応じて、相応する熱暴走の事前警報を行う。 The power battery thermal runaway pre-warning method provided by the present invention is to identify the power battery thermal runaway level based on battery voltage, battery temperature and battery expansion force, and further based on the power battery thermal runaway level. to give advance warning of power battery thermal runaway. As a result of research, the inventors of the present invention found that when thermal runaway occurs in a battery, gas is generated inside the battery and the positive/negative electrodes expand. Or when it is lower than the opening pressure of the cylindrical battery relief valve and the breaking pressure of the pouch battery cell aluminum laminate film, it appears as a continuous increase in expansion force, and the change in the characteristics is usually battery voltage and battery temperature. I found that it is faster than change. In addition, obtaining the expansion force is relatively convenient and accurate, and obtaining the temperature is inconvenient and slower than the expansion force, and there is a certain delay. Appears in Therefore, the present invention combines battery voltage, battery temperature, and battery expansion force, and specifically provides four values: battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value. Five points, and five levels of thermal runaway levels based on the order in which these four points appear when thermal runaway actually occurs, the importance, the degree of thermal runaway, and the accuracy of the alarm. Furthermore, according to the level, a corresponding advance warning of thermal runaway is given.
当該方法は、動力電池に熱暴走が発生したか否かを有効に判断することができ、電池に明らかな熱暴走が発生する前に警報信号を出し、異なる熱暴走レベルに対して異なる警報を行うことができる。ユーザは、異なる熱暴走レベルに対して相応する対応策をとることができる。
The method can effectively determine whether the power battery has thermal runaway or not, issue a warning signal before the battery has obvious thermal runaway, and provide different warnings for different thermal runaway levels. It can be carried out. The user can take corresponding countermeasures for different thermal runaway levels.
以下、実施形態を参照しながら本発明の実施態様を詳しく説明するが、当業者であれば理解され得るように、以下の実施形態は本発明の範囲を制限するためのものではなく、単に本発明を説明するためのものである。実施形態において具体的な条件を明記しなかったものは、一般的な条件又はメーカが推奨する条件で行われる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but as can be understood by those skilled in the art, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely the present invention. It is intended to illustrate the invention. If specific conditions are not specified in the embodiments, general conditions or conditions recommended by manufacturers are used.
図1は、本実施形態に係る動力電池熱暴走の事前警報方法のフローチャートであり、本実施形態は、動力電池の、正常放置状態、充電状態および放電状態での熱暴走の事前警報に適用される。当該方法は、動力電池熱暴走の事前警報装置により実行されてもよい。当該装置は、ソフトウェア及び/又はハードウェアにより構成され、一般的に電子デバイスの中に集積されていてもよい。 FIG. 1 is a flow chart of the power battery thermal runaway preliminary warning method according to the present embodiment, which is applied to the power battery thermal runaway preliminary warning in the normal standing state, charging state and discharging state. be. The method may be performed by a power battery thermal runaway pre-warning device. The apparatus may be constructed in software and/or hardware and typically integrated into an electronic device.
図1に示すように、本実施形態は、以下のステップを含む動力電池熱暴走の事前警報方法を提供する。 As shown in FIG. 1, the present embodiment provides a power battery thermal runaway pre-warning method including the following steps.
S110
電池電圧、電池温度、及び、電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定する。
S110
A thermal runaway level of the power battery is determined based on battery voltage, battery temperature, and battery expansion force.
説明すべき点として、上記「電池電圧」とは、電池の正極電位と負極電位との差を指す。当該電池電圧は、電圧センサにより採集することができる。 It should be noted that the "battery voltage" above refers to the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery. The battery voltage can be collected by a voltage sensor.
上記「電池温度」とは、電池表面の温度を指し、電池正極の温度、電池負極の温度、および、電池ケースの温度のうちの少なくとも1種を含む。例えば、「電池温度」は、電池正極の温度、電池負極の温度、電池ケースの温度、電池正極の温度+電池負極の温度、電池負極の温度+電池ケースの温度、電池正極の温度+電池ケースの温度、又は、電池正極の温度+電池負極の温度+電池ケースの温度であり、好ましくは、電池正極の温度+電池負極の温度+電池ケースの温度である。電池温度が、電池正極の温度、電池負極の温度、および、電池ケースの温度のうちの2種以上である場合、そのうち、高いほうの温度の値が優先される。当該電池温度は、温度センサにより取得することができる。 The "battery temperature" refers to the temperature of the surface of the battery, and includes at least one of the temperature of the battery positive electrode, the temperature of the battery negative electrode, and the temperature of the battery case. For example, "battery temperature" is the temperature of the battery positive electrode, the temperature of the battery negative electrode, the temperature of the battery case, the temperature of the battery positive electrode + the temperature of the battery negative electrode, the temperature of the battery negative electrode + the temperature of the battery case, the temperature of the battery positive electrode + the battery case. or the temperature of the battery positive electrode + the temperature of the battery negative electrode + the temperature of the battery case, preferably the temperature of the battery positive electrode + the temperature of the battery negative electrode + the temperature of the battery case. If the battery temperature is two or more of the temperature of the battery positive electrode, the temperature of the battery negative electrode, and the temperature of the battery case, priority is given to the higher temperature value. The battery temperature can be acquired by a temperature sensor.
上記「電池の膨張力」とは、電池モジュール又は電池パックにおいて電池セルのケース側面への圧力である。当該電池の膨張力は、圧力センサにより取得することができる。 The "expansion force of the battery" is the pressure applied to the case side surface of the battery cells in the battery module or battery pack. The expansion force of the battery can be obtained by a pressure sensor.
可能な選択として、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力が膨張力閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池電圧が電池電圧閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
を含む。
Optionally, the step of determining a thermal runaway level of the power battery based on battery voltage, battery temperature and battery expansion force comprises:
identifying the thermal runaway level of the power battery as level 1 if the expansion force of the battery exceeds the expansion force threshold;
identifying the thermal runaway level of the power battery as
identifying the thermal runaway level of the power battery as
including.
上記の膨張力閾値は、電池の状態に応じて相応する数値に設定することができる。上記の電池電圧閾値は、電池の型番及び種類に応じて相応する数値に設定される。上記の電池温度の閾値は、電池メーカにより規定された最高使用温度に応じて相応する数値に設定され、例えば、75~85℃である。 The expansion force threshold can be set to a corresponding value according to the state of the battery. The battery voltage threshold is set to a corresponding value according to the model number and type of the battery. The battery temperature threshold is set to a corresponding numerical value according to the maximum operating temperature specified by the battery manufacturer, for example, 75-85.degree.
上記の動力電池の熱暴走を特定する方法において、電池温度(即ち、電池の現在の温度)のみが考慮された場合、実際に電池温度の変化が速すぎると、熱暴走のリスクも存在する。よって、1つの好適な実施形態において、前記の、電池電圧、電池温度、及び、電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップには、
電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップ、が含まれる。
In the above method of identifying thermal runaway in power batteries, if only the battery temperature (i.e., the current temperature of the battery) is considered, there is also a risk of thermal runaway if the battery temperature changes too quickly in practice. Thus, in one preferred embodiment, the step of determining the thermal runaway level of the power battery based on battery voltage, battery temperature, and battery expansion force comprises:
determining a thermal runaway level of the power battery based on the change in battery voltage, the battery temperature, the rate of change in battery temperature, and the change in expansion force of the battery.
説明すべき点として、上記「電池電圧の変化値」とは、電池の現時点の電圧と電池の直前の時点の電圧との差の値を指し、当該電池電圧の変化値は、電圧センサにより取得することができる。 As a point to be explained, the above-mentioned "battery voltage change value" refers to the difference between the current voltage of the battery and the voltage of the battery immediately before, and the change value of the battery voltage is obtained by a voltage sensor. can do.
上記「電池温度の変化速度」とは、電池の表面温度の瞬間変化速度を指す。「電池温度の変化速度」は、電池正極の温度の変化速度、電池負極の温度の変化速度、および、電池ケースの温度の変化速度のうちの少なくとも1種を含む。例えば、「電池温度の変化速度」は、電池正極の温度の変化速度、電池負極の温度の変化速度、電池ケースの温度の変化速度、電池正極の温度の変化速度+電池負極の温度の変化速度、電池負極の温度の変化速度+電池ケースの温度の変化速度、電池正極の温度の変化速度+電池ケースの温度の変化速度、又は、電池正極の温度の変化速度+電池負極の温度の変化速度+電池ケースの温度の変化速度、を含む。電池温度の変化速度が、電池正極の温度の変化速度、電池負極の温度の変化速度、および、電池ケースの温度の変化速度のうちの2種以上である場合、そのうち、高いほうの温度の変化速度値を優先する。当該電池温度の変化速度は、温度センサにより取得することができる。 The "battery temperature change rate" refers to the instantaneous change rate of the surface temperature of the battery. The "battery temperature change rate" includes at least one of a battery positive electrode temperature change rate, a battery negative electrode temperature change rate, and a battery case temperature change rate. For example, the "rate of battery temperature change" is the rate of change in temperature of the positive electrode, the rate of change in temperature of the negative electrode, the rate of change in temperature of the battery case, the rate of change in temperature of the positive electrode + the rate of change in temperature of the negative electrode. , battery negative electrode temperature change rate + battery case temperature change rate, battery positive electrode temperature change rate + battery case temperature change rate, or battery positive electrode temperature change rate + battery negative electrode temperature change rate + rate of change of battery case temperature. If the rate of battery temperature change is two or more of the rate of change in temperature of the battery positive electrode, the rate of change in temperature of the battery negative electrode, and the rate of change in temperature of the battery case, the rate of change in temperature of the higher one Prioritize speed values. The change speed of the battery temperature can be acquired by a temperature sensor.
上記「電池の膨張力の変化値」とは、電池の現時点の膨張力と電池の初期膨張力との差の値を指す。当該電池の初期膨張力とは、電池の、異なる状態で熱暴走などの異常が発生していない場合の正常な膨張力を指す。当該異なる状態は、正常放置状態、充電状態および放電状態などを含む。当該電池の初期膨張力は、電池の型番及び種類に応じて相応する数値を取ることができる。また、当該初期膨張力は、通常、電池のエージング状態の深刻化に伴って増加する。一般的に、正常放置状態において、環境温度の変化による電池の膨張力の変化値は、20~80Nである。正常充電及び放電状態において、電池の膨張力の変化値は、100~1000Nである。 The above-mentioned "value of change in expansion force of the battery" refers to the value of the difference between the current expansion force of the battery and the initial expansion force of the battery. The initial expansion force of the battery refers to the normal expansion force of the battery when an abnormality such as thermal runaway does not occur in a different state. The different states include a normal left state, a charged state, a discharged state, and the like. The initial expansion force of the battery can take a corresponding value according to the model number and type of the battery. In addition, the initial expansion force generally increases as the aging condition of the battery becomes more serious. In general, the change value of the expansion force of the battery due to the change of the environmental temperature is 20 to 80N under the normal standing condition. Under normal charging and discharging conditions, the variation of the expansion force of the battery is 100-1000N.
前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池圧力の変化値が電池圧力の変化値の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池温度が電池温度の閾値を超えるか、又は、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
を含んでいてもよい。
The step of determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value,
identifying the thermal runaway level of the power battery as level 1 if the change in expansion force of the battery exceeds the threshold change in expansion force;
identifying the thermal runaway level of the power battery as
identifying the thermal runaway level of the power battery as
may contain
実際に動力電池に熱暴走が発生するときに、熱暴走モードの不確定性があるため、通常、そのうちの1つのみが閾値を超えただけではなく、判断の的確性をさらに高めるために、以下のようにすることが好ましい。すなわち、本実施形態の1つの好適な実施形態において、前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値のうちの少なくとも2つが各々の所定値を超えている場合、動力電池に熱暴走が発生したと判定し、その後、所定値を超えた条件の種別に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップ、を含むことが好ましい。
Due to the uncertainty of the thermal runaway mode when the power battery actually experiences thermal runaway, usually not only one of them exceeds the threshold, but in order to further improve the accuracy of the judgment, It is preferable to: That is, in one preferred embodiment of the present embodiment, thermal runaway of the power battery is determined based on the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value. The step of identifying the level is
When at least two of the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value exceed respective predetermined values, it is determined that thermal runaway has occurred in the power battery. and thereafter determining a thermal runaway level of the power battery based on the type of condition exceeding the predetermined value.
説明すべき点として、
上記「少なくとも2つ」とは、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値のうちの少なくとも2つを指す。例えば、「少なくとも2つ」は、電池電圧の変化値+電池温度、電池温度の変化速度+電池の膨張力の変化値、電池温度+電池温度の変化速度、電池電圧の変化値+電池温度+電池温度の変化速度、電池温度+電池温度の変化速度+電池の膨張力の変化値、又は、電池電圧の変化値+電池温度+電池温度の変化速度+電池の膨張力の変化値などである。
As a point to explain,
The above "at least two" refers to at least two of the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value. For example, "at least two" are battery voltage change value + battery temperature, battery temperature change rate + battery expansion force change value, battery temperature + battery temperature change rate, battery voltage change value + battery temperature + Battery temperature change rate, battery temperature + battery temperature change rate + battery expansion force change value, or battery voltage change value + battery temperature + battery temperature change rate + battery expansion force change value, etc. .
上記「条件の種別」とは、上記の電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、および、電池の膨張力の変化値を指し、実際に所定値を超えた状況に応じて得られる。 The above-mentioned "type of condition" refers to the above-mentioned battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value. be done.
前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値のうちの少なくとも2つが各々の所定値を超えている場合、動力電池に熱暴走が発生したと判断し、その後、所定値を超えた条件の種別に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル4と特定するステップと、
を含んでいてもよい。
When at least two of the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value exceed respective predetermined values, thermal runaway occurs in the power battery. and then identifying the thermal runaway level of the power battery based on the type of condition exceeding the predetermined value,
If the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold and the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the thermal runaway level of the power battery is identified as level 1. and
identifying the thermal runaway level of the power battery as
If the battery expansive force change value exceeds the expansive force change value threshold value, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold value, and the exceeding time exceeds the time threshold value, the thermal runaway of the power battery occurs. identifying the level as
When the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold, and the exceeding time is higher than the time threshold, the thermal runaway level of the power battery is determined. identifying
may contain
上記の条件に基づいて動力電池の熱暴走レベルを特定すれば、1つの指標のみを用いて特定された熱暴走レベルよりも、実際の状況に合致し、警報の的確性がより高い。しかしながら、上記暴走レベルを特定する条件は、熱暴走の程度及び警報的確性を反映する点で依然として改進する余地がある。このため、本実施形態の1つの好適な実施形態において、前記の、電池電圧の変化値、電池温度、電池温度の変化速度、及び、電池の膨張力の変化値に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル4と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度が電池温度の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高ければ、動力電池の熱暴走レベルをレベル5と特定するステップと、
を含んでいてもよい。
Determining the thermal runaway level of the power battery based on the above conditions will match the actual situation and give a more accurate warning than the thermal runaway level determined using only one index. However, the conditions for specifying the runaway level still need improvement in terms of reflecting the degree of thermal runaway and the accuracy of the warning. For this reason, in one preferred embodiment of the present embodiment, based on the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value, the heat of the power battery is calculated. The step of identifying the runaway level includes:
If the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold and the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the thermal runaway level of the power battery is identified as level 1. and
identifying the thermal runaway level of the power battery as
If the battery expansive force change value exceeds the expansive force change value threshold value, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold value, and the exceeding time exceeds the time threshold value, the thermal runaway of the power battery occurs. identifying the level as
The value of change in expansion force of the battery exceeds the threshold value of change in expansion force, the value of change in battery voltage exceeds a predetermined percentage of the initial voltage of the battery, the rate of change in battery temperature exceeds the threshold value of temperature change, and , if the time exceeded is greater than the time threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
The change value of the expansion force of the battery exceeds the threshold value of change value of expansion force, the battery temperature exceeds the threshold value of battery temperature, the rate of change of battery temperature exceeds the threshold value of temperature change rate, and the time when it exceeds the threshold is time. if higher than the threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
may contain
この好適な実施形態は、実際に動力電池に熱暴走が発生した後の熱暴走の程度を考慮し、熱暴走の程度のレベルに応じて警報を行い、警報の的確性及び信頼性を明らかに向上させることができる。 This preferred embodiment considers the degree of thermal runaway after thermal runaway actually occurs in the power battery, issues a warning according to the level of the degree of thermal runaway, and clarifies the accuracy and reliability of the warning. can be improved.
説明すべき点として、
上記「初期電圧」とは、電池のフル充電時の電圧を指す。
As a point to explain,
The "initial voltage" refers to the voltage when the battery is fully charged.
「膨張力の変化値の閾値」は、1500~2500Nであることが好ましい。当該膨張力の変化値の閾値は、典型的には、1500N、1600N、1700N、1800N、1900N、2000N、2100N、2200N、2300N、2400N又は2500Nであるが、これらに限定されない。発明者は、大量の研究を行った結果、「膨張力の変化値の閾値」が上記範囲を超えた場合、電池の熱暴走のリスクを高い確率で判定ことを示すことを見出した。当該閾値が小さ過ぎると、一般的な電池内部の正常な膨張力変化により閾値を超え、熱暴走の存在を十分に判別することができない。当該閾値が大き過ぎると、電池に明らかな熱暴走が発生してから閾値を超える。このため、過大な閾値に基づいて判定を行えば、警報を出すタイミングを確実に遅らせてしまい、早期の警報発令を行うのには不向きである。 The “threshold value of change in expansive force” is preferably 1500 to 2500N. The threshold value of the expansion force change value is typically, but not limited to, 1500N, 1600N, 1700N, 1800N, 1900N, 2000N, 2100N, 2200N, 2300N, 2400N or 2500N. The inventor conducted a large amount of research and found that when the "threshold value of change in expansion force" exceeds the above range, the risk of thermal runaway of the battery is determined with high probability. If the threshold is too small, the threshold will be exceeded due to normal expansion force changes inside a general battery, and the existence of thermal runaway cannot be determined sufficiently. If the threshold is too large, the battery will experience significant thermal runaway before the threshold is exceeded. Therefore, if the determination is made based on an excessively large threshold value, the timing of issuing the warning will surely be delayed, which is not suitable for issuing an early warning.
また、「所定割合の電池の初期電圧」とは、電池の初期電圧の15%~25%であることが好ましい。当該「所定割合の電池の初期電圧」は、典型的には、電池の初期電圧の15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%又は25%であるが、これらに限定されない。「所定割合の電池の初期電圧」が上記範囲を超える場合、電池電圧の変化値が大きく、熱暴走のリスクが高いことを示す。上記の「所定割合の電池の初期電圧」の設定が小さ過ぎると、電池の正常な動作による電圧変化により閾値を超え、電池熱暴走を判別できない。上記の「所定割合の電池の初期電圧」の設定が大きすぎると、電池に明らかな熱暴走を発生してから閾値を超える。このため、過大な閾値に基づいて判定を行えば、警報を出すタイミングを確実に遅らせ、早期の警報発令を行うのには不向きである。 Further, the “predetermined percentage of the initial voltage of the battery” is preferably 15% to 25% of the initial voltage of the battery. The "predetermined percentage of the cell's initial voltage" is typically 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24% of the cell's initial voltage. % or 25%, but not limited thereto. If the "predetermined percentage of battery initial voltage" exceeds the above range, the change in battery voltage is large, indicating a high risk of thermal runaway. If the "initial voltage of a predetermined percentage of the battery" is set too low, the threshold will be exceeded due to voltage changes due to normal operation of the battery, and battery thermal runaway cannot be determined. If the "predetermined percentage of battery initial voltage" is set too high, the battery will experience apparent thermal runaway before exceeding the threshold. Therefore, if the determination is made based on an excessively large threshold value, the timing of issuing the warning will surely be delayed, which is not suitable for issuing an early warning.
「温度の変化速度の閾値」は、1~5℃/sであることが好ましい。当該「温度の変化速度の閾値」は、典型的には、1℃/s、2℃/s、3℃/s、4℃/s又は5℃/sであるが、これらに限定されない。「温度の変化速度の閾値」が、上記範囲を超える場合、電池の温度変化が速く、熱暴走のリスクが高いことを示す。上記「温度の変化速度の閾値」の設定が小さ過ぎると、電池の正常な動作過程における温度変化により閾値を超え、電池熱暴走を判別することができない。上記「温度の変化速度の閾値」の設定が大きすぎると、電池に明らかな熱暴走が発生してから閾値を超える。このため、過大な閾値に基づいて判定を行えば、警報を出すタイミングを確実に遅らせ、早期の警報発令を行うのには不向きである。 The “threshold of temperature change rate” is preferably 1 to 5° C./s. The "temperature change rate threshold" is typically 1° C./s, 2° C./s, 3° C./s, 4° C./s or 5° C./s, but is not limited thereto. If the "temperature change speed threshold" exceeds the above range, it indicates that the temperature change of the battery is rapid and the risk of thermal runaway is high. If the "threshold for temperature change rate" is set too low, the threshold will be exceeded due to temperature changes during normal operation of the battery, and battery thermal runaway cannot be determined. If the "threshold for temperature change rate" is set too high, the threshold will be exceeded after obvious thermal runaway occurs in the battery. Therefore, if the determination is made based on an excessively large threshold value, the timing of issuing the warning will surely be delayed, which is not suitable for issuing an early warning.
「時間閾値」は、2.5~3.5sであることが好ましい。当該「時間閾値」は、典型的には、2.5s、2.6s、2.7s、2.8s、2.9s、3s、3.1s、3.2s、3.3s、3.4s又は3.5sであるが、これらに限定されない。 The "time threshold" is preferably between 2.5 and 3.5s. The "time threshold" is typically 2.5s, 2.6s, 2.7s, 2.8s, 2.9s, 3s, 3.1s, 3.2s, 3.3s, 3.4s or 3.5s, but not limited to these.
S120
前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行う。
S120
Based on the thermal runaway level of the power battery, a preliminary warning of power battery thermal runaway is provided.
本実施形態における熱暴走の事前警報は、熱暴走レベルが上がるにつれて、熱暴走の程度が徐々に増していることを表す。実際に警報を発するときには、異なる熱暴走レベルには、異なる警報方式を採用することができる。例えば、警報にビープ音を用いる場合、異なる音調により、異なる熱暴走レベルを表すことができる。警報に灯光を用いる場合、異なる色の灯光により、異なる熱暴走レベルを表すことができる。本実施形態は、警報の具体的な形式について特に限定せず、本分野で実現可能な形式のいずれか1種を用いればよい。例えば音による警報、灯光による警報、音と灯光による警報、又は、振動警報等を用いることができる。 The advance warning of thermal runaway in this embodiment indicates that the degree of thermal runaway gradually increases as the thermal runaway level rises. When actually issuing the alarm, different thermal runaway levels can employ different alarm schemes. For example, if a beep is used for the alarm, different tones can represent different thermal runaway levels. When using lights for the alarm, different colors of lights can represent different levels of thermal runaway. This embodiment does not particularly limit the specific format of the alert, and any one format that can be implemented in this field may be used. For example, an alarm by sound, an alarm by lamp light, an alarm by sound and lamp light, or a vibration alarm can be used.
本発明の発明者は、以下の方式を用いて動力電池の熱暴走について系統的に研究し、電池熱暴走における電池の膨張力の重要性を確かめた。
1)動力電池の熱暴走試験を行う。実際の使用において電池に熱暴走が発生する場面をより如実にシミュレーションするために、電池に熱暴走を発生させる方法として、過充電、外部加熱などを用いる。
The inventors of the present invention systematically studied the thermal runaway of power batteries using the following method, and confirmed the importance of the expansion force of the battery in the battery thermal runaway.
1) Perform a thermal runaway test of the power battery. In order to more realistically simulate situations in which thermal runaway occurs in batteries in actual use, overcharging, external heating, and the like are used as methods of causing thermal runaway in batteries.
2)電池の熱暴走過程における特徴パラメータ(電池温度、電圧、膨張力を含む)を測定する。そのうち、電池温度には、電池の正/負極タブの温度、及び、ケースの温度を含まれ、温度センサによって取得される。電圧は、電池の正/負極端電圧であり、電圧センサにより得られる。電池の膨張力は、角形硬質ケース又はパウチ電池セルの側面の膨張力であり、圧力センサにより得られる。圧力センサを、電池システムにおいて、単一の電池モジュールに1つ配置することにより、電池モジュール全体の膨張力を得ることができる。また、単一の電池セルの側面に、圧力センサを配置することにより電池セル毎の膨張力数値を得ることができる。図2、図3および図4は、それぞれ異なる材料系の電池に対して異なる方式により発生させた熱暴走過程における温度、電圧及び膨張力の測定結果である。 2) Measure characteristic parameters (including battery temperature, voltage, and expansion force) in the thermal runaway process of the battery. The battery temperature includes the temperature of the positive/negative tabs of the battery and the temperature of the case, which is obtained by the temperature sensor. The voltage is the positive/negative terminal voltage of the battery and is obtained by a voltage sensor. The expansion force of the battery is the expansion force of the side surface of the rectangular hard case or pouch battery cell, and is obtained by a pressure sensor. By arranging one pressure sensor in a single battery module in the battery system, the expansion force of the entire battery module can be obtained. Also, by arranging a pressure sensor on the side surface of a single battery cell, it is possible to obtain the expansion force value for each battery cell. 2, 3 and 4 are the measurement results of temperature, voltage and expansion force during the thermal runaway process generated by different methods for batteries of different material systems.
特定の25Ahの角形硬質ケースのリン酸鉄リチウム/黒鉛系リチウムイオン電池、及び、特定の37Ahの角形硬質ケースのNi0.5Co0.2Mn0.3三元系材料/黒鉛系電池を用いて、過充電条件での熱暴走測定を行う。 A specific 25 Ah prismatic hard case lithium iron phosphate/graphite lithium ion battery and a specific 37 Ah prismatic hard case Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 ternary material/graphite battery is used to measure thermal runaway under overcharge conditions.
1.実験測定
1)製品仕様説明に従い、動力電池に対して放電容量測定を行い、その後、動力電池セルをフル充電した。
1. Experimental measurement 1) According to the product specification, the power battery was subjected to discharge capacity measurement, and then the power battery cell was fully charged.
2)2C電流レートを使用して、電池セルに過充電し、熱暴走測定を行った。電気自動車の電池システムのBMSに、機能安全故障又は電圧信号の収集故障などが発生した場面において発生する乱用状況をシミュレーションし、電池セルの電圧、温度及び膨張力を記録した。サンプリング周波数は、100Hzであり、カメラにより電池変化を観察した。
3)被測定電池に明らかな熱暴走特徴(例えば、リリーフ弁のリリーフ、発煙、発火又は爆発)が現れた場合、電池への充電を停止した。今回の測定において、電池にリリーフ弁のリリーフが発生して、同時に発煙し始めることを観察した後、電池への充電を停止しても、その後、電池が発煙し続けた。何ら現象が発生しなくなるまで、データ収集装置を継続して動作させ、全ての温度センサが測定した温度が50℃未満となった場合に、データ記録を停止した。
2) A 2C current rate was used to overcharge the battery cells and perform thermal runaway measurements. We simulated an abuse situation that occurs when a functional safety failure or voltage signal collection failure occurred in the BMS of the battery system of an electric vehicle, and recorded the voltage, temperature, and expansion force of the battery cell. The sampling frequency was 100 Hz, and battery changes were observed with a camera.
3) When the battery under test showed obvious thermal runaway characteristics (eg, relief valve relief, smoke, fire or explosion), charging of the battery was stopped. In this measurement, after observing that the relief valve generated relief in the battery and started to emit smoke at the same time, the battery continued to emit smoke even after the charging of the battery was stopped. The data acquisition device was operated continuously until no further phenomena occurred, and data recording was stopped when the temperature measured by all the temperature sensors was less than 50°C.
2.実験を終了し、測定データを保存し、実験サンプルを処理した。 2. The experiment was terminated, the measurement data were saved, and the experimental samples were processed.
3.データ分析
図2に示す測定データからわかるように、試験開始後、25Ahの角形硬質ケースリン酸鉄リチウム/黒鉛系電池の電圧が徐々に上昇するにつれて、電池の膨張力が迅速に増加した。150s内で膨張力の変化値が1500Nに達し、この時、電池温度が単に27℃であった。リリーフ弁を開弁する時点で、膨張力が最大値となった。その後、リリーフ弁を開弁した後、電池の膨張力が明らかに低下した。電池内部の各種の副反応は、継続的に発生するため、大量のガス及びスモッグを生成し、膨張力が2800N程度に維持されていた。電池が徹底的に遮断された後、温度が上昇しなくなり、電圧がゼロまで低下し、膨張力も徐々に消え、ゼロまで低下した。
3. Data Analysis As can be seen from the measured data shown in FIG. 2, after the start of the test, as the voltage of the 25 Ah square hard case lithium iron phosphate/graphite based battery gradually increased, the expansion force of the battery increased rapidly. Within 150s, the change value of expansion force reached 1500N, at which time the battery temperature was only 27°C. When the relief valve was opened, the expansion force reached its maximum value. After that, after opening the relief valve, the expansion force of the battery obviously decreased. Since various side reactions inside the battery occurred continuously, a large amount of gas and smog was generated, and the expansion force was maintained at about 2800N. After the battery was completely cut off, the temperature stopped rising, the voltage dropped to zero, and the expansion force also gradually disappeared, dropping to zero.
電池電圧、温度、膨張力等の信号の変化状況の比較からわかるように、膨張力が顕著に増加し始める時点は温度の変化よりも早い。膨張力の変化値が、正常の充放電に対応する膨張力変化範囲を超えた時点から、電池に熱暴走が発生するまで150sの時間があるので、電池の膨張力の変化値を用いて電池熱暴走の警報を行うことができる。 As can be seen from the comparison of changes in the signals of battery voltage, temperature, expansion force, etc., the point at which the expansion force begins to significantly increase is earlier than the change in temperature. Since there is a time of 150 seconds from the point at which the change in expansion force exceeds the range of change in expansion force corresponding to normal charging and discharging until thermal runaway occurs in the battery, the change in expansion force of the battery is used to evaluate the battery. A thermal runaway alarm can be provided.
図3に示す測定データからわかるように、試験開始後、37Ahの角形硬質ケースNi0.5Co0.2Mn0.3三元系材料/黒鉛系電池は、電圧が徐々に上昇するにつれて、電池の膨張力及び温度がいずれも増加し始め、650sで、膨張力の変化値が1500Nとなった。この時、電池温度は、わずかに24℃であった。リリーフ弁を開弁する時点で、膨張力が最大値4958Nとなった。その後、リリーフ弁を開弁した後、電池の膨張力が徐々に低下し、一定時間継続した後、膨張力がゼロに低下し、この過程と伴い、電池温度が徐々に低下した。 As can be seen from the measurement data shown in FIG . Both the expansion force and the temperature of the battery started to increase, and the change value of the expansion force became 1500N at 650s. At this time, the battery temperature was only 24°C. When the relief valve was opened, the expansion force reached a maximum value of 4958N. After that, after the relief valve was opened, the expansion force of the battery gradually decreased, and after continuing for a certain period of time, the expansion force decreased to zero, and along with this process, the battery temperature gradually decreased.
電池電圧、温度、膨張力等の信号の変化状況の比較からわかるように、リン酸鉄リチウム/黒鉛材料系の電池に類似して、膨張力が顕著に増加し始める時点は、温度の変化より早い。膨張力の変化値が正常の充放電に対応する膨張力変化範囲を超えた時点で、電池に熱暴走が発生するまで260sの時間があるので、電池の膨張力の変化値を用いて電池熱暴走の有効な警報を行うことができる。 As can be seen from the comparison of the changes in the signals of battery voltage, temperature, expansion force, etc., similar to lithium iron phosphate/graphite material system batteries, the point at which the expansion force begins to increase significantly is higher than the change in temperature. quick. When the expansion force change value exceeds the expansion force change range corresponding to normal charging and discharging, there is a time of 260 seconds until thermal runaway occurs in the battery. An effective warning of runaway can be provided.
37Ahの角形硬質ケースNi0.5Co0.2Mn0.3三元系材料/黒鉛系リチウムイオン電池を例として、加熱条件下での熱暴走測定を行った。 Taking a 37 Ah square hard case Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 ternary material/graphite lithium ion battery as an example, thermal runaway measurement was performed under heating conditions.
1.実験測定
1)製品仕様説明に従い、動力電池に対して放電容量測定を行い、その後、動力電池セルをフル充電した。
1. Experimental measurement 1) According to the product specification, the power battery was subjected to discharge capacity measurement, and then the power battery cell was fully charged.
2)外部加熱の方式(電気ヒータを用いて電池を加熱し、電気ヒータは、プログラマブル電源により給電する)を採用して、電池セルを加熱し、熱暴走測定を行った。ヒータのパワーを800Wに設定し、電気自動車の電池システムにおいて幾つかの電池セル内部の欠陥による自発熱暴走により引き起こされる熱拡散場面をシミュレーションした。当該過程における電池セルの電圧、温度及び膨張力を記録し、サンプリング周波数が100Hzであり、カメラにより電池変化を観察した。 2) An external heating method (an electric heater is used to heat the battery, and the electric heater is powered by a programmable power supply) was adopted to heat the battery cell and perform thermal runaway measurement. The power of the heater was set to 800 W to simulate the heat diffusion scene caused by self-heating runaway caused by defects inside some battery cells in the battery system of an electric vehicle. The voltage, temperature and expansion force of the battery cells in the process were recorded, the sampling frequency was 100 Hz, and the battery changes were observed with a camera.
3)被測電池に明らかな熱暴走特徴(例えば、リリーフ弁のリリーフ、発煙、発火又は爆発)が現れた場合、加熱電源をオフにした。今回の測定において、電池のリリーフ弁を開弁すると同時に、発煙し始めることを観察した後、電気ヒータの外部電源をオフにしたが、その後も、電池は発煙し続けた。何ら現象が発生しなくなるまで、データ収集装置を継続して動作させ、全ての温度センサが測定した温度が50℃未満となった場合にデータ記録を停止した。 3) The heating power supply was turned off if the battery under test exhibited obvious thermal runaway characteristics (eg relief valve relief, smoke, fire or explosion). In this measurement, after observing that the relief valve of the battery started to emit smoke at the same time, the external power source for the electric heater was turned off, but the battery continued to emit smoke. The data collection device was operated continuously until no further phenomena occurred, and data recording was stopped when the temperature measured by all the temperature sensors was less than 50°C.
2.実験を終了し、測定データを保存し、実験サンプルを処理した。 2. The experiment was terminated, the measurement data were saved, and the experimental samples were processed.
3.データ分析
図4に示す測定データからわかるように、試験開始後、外部電気ヒータの作用により、三元系材料/黒鉛系電池の温度が上昇するにつれて、電池の膨張力も迅速に増加した。試験開始してから400s後には、電池の膨張力は、より速い速度で増加し、510s後に膨張力の変化値が1500Nを超えたが、この時には、電池電圧が依然として変化していない。602sになると、電池電圧は、内部に短絡が発生したので0Vになった。
3. Data Analysis As can be seen from the measurement data shown in FIG. 4, after the start of the test, due to the action of the external electric heater, as the temperature of the ternary material/graphite battery increased, the expansion force of the battery also increased rapidly. After 400 s from the start of the test, the expansion force of the battery increased at a faster rate, and after 510 s, the change value of the expansion force exceeded 1500 N, but the battery voltage still remained unchanged at this time. At 602 s, the battery voltage became 0 V due to an internal short circuit.
電池電圧、温度、膨張力等の信号の変化状況の比較からわかるように、膨張力が顕著に増加し始める時点は、電圧の変化より早い。膨張力の変化値が、正常な充放電に対応する膨張力の変化範囲を超えた場合でも、電池内部に短絡が発生するまでまだ92sの時間がある。よって、電池の膨張力の変化値を用いて電池熱暴走の早期警報を実現することができる。 As can be seen from the comparison of changes in the signals of battery voltage, temperature, expansion force, etc., the point at which the expansion force begins to significantly increase is earlier than the change in voltage. Even if the expansion force change value exceeds the expansion force change range corresponding to normal charging and discharging, there is still 92 seconds until a short circuit occurs inside the battery. Therefore, an early warning of battery thermal runaway can be realized using the change value of the expansion force of the battery.
図5は、本実施形態に係る動力電池熱暴走の事前警報装置の構造概略図であり、本実施形態は、動力電池の正常放置状態、充電状態および放電状態での熱暴走の事前警報に適用される。当該装置は、ソフトウェア及び/又はハードウェアにより構成されてもよく、一般的に電子デバイスの中に集積される。 FIG. 5 is a structural schematic diagram of the power battery thermal runaway early warning device according to the present embodiment, which is applied to the power battery thermal runaway preliminary warning in the normal standing state, charging state and discharging state of the power battery. be done. The apparatus may be constructed by software and/or hardware and is typically integrated into an electronic device.
図5に示すように、本実施形態は、以下のモジュールを含む動力電池熱暴走の事前警報装置を提供する。 As shown in FIG. 5, the present embodiment provides a power battery thermal runaway pre-warning device including the following modules:
動力電池の熱暴走レベル特定モジュール501は、電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するために用いられる。
動力電池の熱暴走レベル特定モジュール501は、
電池の膨張力の変化値と膨張力の変化値の閾値とを比較するための電池膨張力変化値比較手段と、
電池電圧の変化値と所定割合の電池の初期電圧とを比較するための電池電圧変化値比較手段と、
電池温度と電池温度の閾値とを比較するための電池温度比較手段と、
電池温度の変化速度と温度の変化速度の閾値とを比較するための電池温度変化速度比較手段と、
上記比較手段の比較結果に基づいて、熱暴走レベルを特定するための熱暴走レベル特定手段と、
を含むことが好ましい。
The power battery thermal runaway
The power battery thermal runaway
battery expansion force change value comparison means for comparing the expansion force change value of the battery with a threshold value of the expansion force change value;
battery voltage change value comparison means for comparing the change value of the battery voltage and the initial voltage of the battery in a predetermined ratio;
battery temperature comparison means for comparing the battery temperature with a battery temperature threshold;
battery temperature change rate comparison means for comparing the battery temperature change rate with a temperature change rate threshold;
thermal runaway level identifying means for identifying a thermal runaway level based on the comparison result of the comparing means;
is preferably included.
前記電池電圧、電池温度及び電池の膨張力に基づいて、動力電池の熱暴走レベルを特定するステップは、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超えかつ超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル4と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度が電池温度の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル5と特定するステップと、
を含むことが好ましい。
determining a thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage, the battery temperature and the expansion force of the battery;
If the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold and the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the thermal runaway level of the power battery is identified as level 1. and
identifying the thermal runaway level of the power battery as
When the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold value, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold value, and the exceeding time is higher than the time threshold value, the thermal runaway level of the power battery is determined. identifying
The value of change in expansion force of the battery exceeds the threshold value of change in expansion force, the value of change in battery voltage exceeds a predetermined percentage of the initial voltage of the battery, the rate of change in battery temperature exceeds the threshold value of temperature change, and , if the time exceeded is greater than the time threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
The change value of the expansion force of the battery exceeds the threshold value of change value of expansion force, the battery temperature exceeds the threshold value of battery temperature, the rate of change of battery temperature exceeds the threshold value of temperature change rate, and the time when it exceeds the threshold is time. if higher than the threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as
is preferably included.
膨張力の変化値の閾値は、1500~2500Nであることが好ましい。 The threshold value of the expansion force change value is preferably 1500 to 2500N.
所定割合の電池の初期電圧は、電池の初期電圧の15%~25%のであることが好ましい。 The initial voltage of the predetermined percentage of cells is preferably between 15% and 25% of the initial voltage of the cells.
温度の変化速度の閾値は、1~5℃/sであることが好ましい。 The threshold temperature change rate is preferably 1 to 5° C./s.
熱暴走の事前警報モジュール502は、前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行うために用いられる。
The thermal runaway
上記動力電池熱暴走の事前警報装置は、本発明の実施形態における動力電池熱暴走の事前警報方法を実行するために用いられ、少なくとも上記動力電池熱暴走の事前警報方法に相応する機能モジュールと有益な効果を有する。 The power battery thermal runaway pre-warning device is used to implement the power battery thermal runaway pre-warning method in the embodiment of the present invention, and is useful with at least functional modules corresponding to the power battery thermal runaway pre-warning method. effect.
図6に示すように、本発明の実施形態は、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサと通信接続するメモリと、
を含み、
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行され得る命令が記憶されており、前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサにより上記方法を実行させるものであり、これにより前記少なくとも1つのプロセッサにより上記命令が実行される、
電子デバイスを提供する。
As shown in FIG. 6, embodiments of the present invention include:
at least one processor;
a memory communicatively coupled with the at least one processor;
including
The memory stores instructions executable by the at least one processor, the instructions causing the at least one processor to perform the method, thereby causing the at least one processor to perform the instructions. is executed,
Provide electronic devices.
当該電子デバイスにおける少なくとも1つのプロセッサは上記方法を実行することができるので、少なくとも上記方法と同じメリットを有する。 At least one processor in the electronic device is capable of executing the method, thus having at least the same advantages as the method.
可能な選択として、当該電子デバイスにおいて、各構成要素を接続するためのインターフェースをさらに含み、当該インターフェースは高速インターフェースと低速インターフェースとを含む。各構成要素は、異なるバスにより相互接続され、また、共通のマザーボードに実装されてもよいし、あるいは必要に応じてその他の方式で実装されてもよい。プロセッサは、電子デバイス内で実行される命令を処理することができる。当該命令は、メモリ内に記憶されている命令、あるいはメモリにおいて外部入力/出力装置(例えば、インターフェースに結合される表示装置)にGUI(Graphical User Interface、グラフィカルユーザーインターフェース)のグラフィカル情報を表示する命令を含む。他の実施形態において、必要に応じて、複数のプロセッサ及び/又は複数のバスを複数のメモリ及び複数のメモリと共に使用してもよい。同様に、複数の電子デバイスに接続されてもよく、各デバイス(例えば、サーバアレイ、ブレードサーバ群、又はマルチプロセッサシステムとして)は、一部の必要な操作を提供する。図6では、1つのプロセッサ601を例とする。
As a possible option, the electronic device further includes an interface for connecting each component, the interface including a high speed interface and a low speed interface. Each component is interconnected by a different bus and may be mounted on a common motherboard or otherwise as desired. A processor can process instructions that are executed within the electronic device. The instructions may be instructions stored in memory or instructions to display graphical information in a GUI (Graphical User Interface) on an external input/output device (e.g., a display device coupled to the interface) in memory. including. In other embodiments, multiple processors and/or multiple buses may be used, along with multiple memories and multiple memories, where appropriate. Similarly, it may be connected to multiple electronic devices, each device (eg, as a server array, blade server cluster, or multi-processor system) providing some necessary operation. In FIG. 6, one
メモリ602は、コンピュータ読取可能な記憶媒体として、ソフトウェアプログラム、コンピュータ実行可能なプログラム及びモジュール、例えば、本発明の実施形態における動力電池熱暴走の事前警報方法に対応するプログラム命令/モジュール(例えば、動力電池熱暴走の事前警報装置における動力電池の熱暴走レベル特定モジュール501及び熱暴走の事前警報モジュール502)を記憶するために用いられてもよい。プロセッサ601は、メモリ602に記憶されているソフトウェアプログラム、命令及びモジュールを実行することにより、装置の各種の機能アプリケーションおよびデータ処理を実行し、即ち、上記の動力電池熱暴走の事前警報方法を実現する。
メモリ602は、主にプログラム記憶領域とデータ記憶領域とを含んでもよく、その中、プログラム記憶領域には、オペレーティングシステム、少なくとも一つの機能に必要なアプリケーションプログラムが記憶されてもよく、データ記憶領域には、端末の使用に応じて作成されたデータ等が記憶されてもよい。また、メモリ602は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、さらに不揮発性メモリ、例えば、少なくとも1つの磁気ディスクメモリ、フラッシュメモリ、又はその他の不揮発性固体メモリを含んでもよい。幾つかの例において、メモリ602は、さらにプロセッサ601に対してリモート設置されたメモリを含んでもよく、これらのリモートメモリは、ネットワークを介してデバイスに接続されてもよい。上記ネットワークの例は、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、モバイル通信ネットワーク、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
The
当該電子デバイスは、さらに、入力装置603と出力装置604とを含んでもよい。プロセッサ601、メモリ602、入力装置603及び出力装置604は、バス又はその他の方式により接続されてもよく、図6では、バスで接続されることを例とする。
The electronic device may further include an
入力装置603は、入力された数値又は文字情報を受信し、出力装置604は、表示装置、補助照明装置(例えば、LED)、触覚フィードバック装置(例えば、振動モーター)などを含んでもよい。当該表示装置は、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオードディスプレイ(LED)、及びプラズマディスプレイを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、表示装置はタッチスクリーンであってもよい。
The
本発明の実施形態は、さらに、コンピュータに上記の方法を実行させるためのコンピュータ命令が記憶されている媒体を提供する。当該媒体におけるコンピュータ命令は、コンピュータに上記方法を実行させるために用いられるので、少なくとも上記方法と同じメリットを有する。 Embodiments of the present invention further provide a medium having computer instructions stored thereon for causing a computer to perform the above method. The computer instructions on the medium are used to cause a computer to perform the method, thus having at least the same advantages as the method.
本発明における媒体としては、1つ又は複数のコンピュータ読取可能な媒体の任意の組み合わせを採用してもよい。媒体は、コンピュータ読取可能な信号媒体又はコンピュータ読取可能な記憶媒体であってもよい。媒体は、例えば、電気、磁気、光、電磁、赤外線、又は半導体のシステム、装置又はデバイス、又は任意の上記の組合せであってもよいが、これらに限定されない。媒体の更なる具体的な例(非網羅的なリスト)は、1つの又は複数のリード線を有する電気接続、携帯型コンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)又はフラッシュメモリ、光ファイバー、携帯型コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD-ROM)、光メモリ、磁気メモリ、または上記の任意の適切な組み合わせを含む。本明細書において、媒体は、プログラムを含むあるいは記憶する有形な媒体であってもよく、当該プログラムは、命令実行システム、装置又はデバイスに使用されてもよく、又はそれらと組み合わせて使用されてもよい。 Any combination of one or more computer readable media may be employed as a medium in the present invention. The medium may be a computer readable signal medium or a computer readable storage medium. The medium may be, for example, but not limited to, an electrical, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus or device, or a combination of any of the foregoing. Further specific examples of media (non-exhaustive list) are electrical connections with one or more leads, portable computer disks, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), Erasable programmable read only memory (EPROM) or flash memory, fiber optics, portable compact disc read only memory (CD-ROM), optical memory, magnetic memory, or any suitable combination of the foregoing. In this specification, a medium may be a tangible medium that contains or stores a program, and the program may be used in an instruction execution system, apparatus, or device, or may be used in combination with them. good.
コンピュータ読取可能な信号媒体は、ベースバンド中に又は搬送波の一部として伝播するデータ信号を含んでも良く、コンピュータ読取可能なプログラムコードを携帯している。このように伝播するデータ信号は多種の形式を用いてもよく、電磁信号、光信号又は前記の任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない。コンピュータ読取可能な信号媒体は、さらに、コンピュータ読取可能な記憶媒体以外の任意のコンピュータ読取可能な媒体であってもよく、当該コンピュータ読取可能な媒体は、実行システム、装置又はデバイスに使用されるためのプログラム、あるいはそれと組み合わせて使用されるためのプログラムを送信、伝播又は伝送することができる。 A computer readable signal medium, which may include a data signal propagating in baseband or as part of a carrier wave, carries computer readable program code. The data signals thus propagated may take many forms, including but not limited to electromagnetic signals, optical signals, or any suitable combination of the foregoing. A computer readable signal medium may also be any computer readable medium other than a computer readable storage medium for use in an execution system, apparatus or device. or any program for use in conjunction therewith may be transmitted, propagated or transmitted.
コンピュータ読取可能な媒体に含まれるプログラムコードは、無線、電線、光ファイバーケーブル、光ケーブル、RF(Radio Frequency、無線周波数)など、又は上記の任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体で伝送されてもよいが、これらに限定されない。 Program code embodied on a computer readable medium may be transmitted over any suitable medium including wireless, electrical wires, fiber optic cables, optical cables, Radio Frequency (RF), etc., or any suitable combination of the above. may be, but are not limited to.
1種又は複数種のプログラミング言語又はその組合せで本発明の操作を実行するコンピュータプログラムコードを書くことができ、プログラミング言語は対象向けのプログラミング言語、例えばJava、Smalltalk、C++を含み、さらに、一般的な過程式プログラミング言語、例えば「C」言語又は類似するプログラミング言語を含む。プログラムコードは、ユーザのコンピュータで実行されるか、一部がユーザコンピュータで実行されるか、1つの独立したソフトウェアパッケージとして実行されるか、一部がユーザコンピュータで一部がリモートコンピュータで実行されるか、あるいは、完全にリモートコンピュータ又はサーバで実行されてもよい。リモートコンピュータの場合、リモートコンピュータは、任意種類のネットワーク(ローカルエリアネットワーク(LAN)又はウィメンズアクションネットワーク(WAN)を含む)によりユーザコンピュータに接続されてもよく、あるいは、外部コンピュータ(例えばインターネットサービス提供者を用いてインターネットにより接続する)に接続されてもよい。 Computer program code for carrying out operations of the present invention may be written in one or more programming languages, or combinations thereof, including target-oriented programming languages such as Java, Smalltalk, C++, and in general any procedural programming language, such as the "C" language or similar programming language. Program code may run on the user's computer, partly on the user's computer, as a separate software package, partly on the user's computer and partly on a remote computer. or run entirely on a remote computer or server. In the case of a remote computer, the remote computer may be connected to the user computer by any kind of network (including a local area network (LAN) or a women's action network (WAN)) or may be connected to an external computer (e.g. an Internet service provider). (connected by the Internet using the Internet).
以上で示された様々な形式の手順を使用して、ステップを並べ替え、追加、又は削除できることが理解され得るであろう。例えば、本願に記載される各ステップは、並列又は順次に実施されてもよいし、又は異なる順序で実行されてもよく、本願で開示された技術的解決手段の所望の結果が達成できる限り、ここで制限されない。 It will be appreciated that steps may be rearranged, added, or deleted using the various types of procedures set forth above. For example, each step described in this application can be performed in parallel or sequentially, or can be performed in a different order, as long as the desired results of the technical solutions disclosed in this application can be achieved. not limited here.
具体的な実施形態を用いて本発明を説明及び記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び変形を行うことができることが理解され得るであろう。従って、添付する特許請求の範囲は、本発明の範囲内に収まるこれらの変更及び変形の全てを含むことを意味する。 Although the invention has been illustrated and described using specific embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that the appended claims cover all such modifications and variations that fall within the scope of this invention.
501 動力電池の熱暴走レベル特定モジュール
502 熱暴走の事前警報モジュール
601 プロセッサ
602 メモリ
603 入力装置
604 出力装置
501 Power Battery Thermal Runaway
Claims (8)
前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行うステップと、
を含むことを特徴とする動力電池の熱暴走の事前警報方法。 When at least two of the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value exceed respective predetermined values, it is determined that thermal runaway has occurred in the power battery. determining, and thereafter identifying the thermal runaway level of the power battery based on the type of condition exceeding the predetermined value;
giving advance warning of power battery thermal runaway based on the power battery thermal runaway level;
A pre-warning method for thermal runaway of a power battery, comprising:
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル1と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、かつ、電池温度が電池温度の閾値を超えている場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル2と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル3と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池電圧の変化値が所定割合の電池の初期電圧を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル4と特定するステップと、
電池の膨張力の変化値が膨張力の変化値の閾値を超え、電池温度が電池温度の閾値を超え、電池温度の変化速度が温度の変化速度の閾値を超え、かつ、超えた時間が時間閾値より高い場合、動力電池の熱暴走レベルをレベル5と特定するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の動力電池の熱暴走の事前警報方法。 The step of determining the thermal runaway level of the power battery based on the battery voltage change value, the battery temperature, the battery temperature change rate, and the battery expansion force change value,
If the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold and the battery voltage change value exceeds a predetermined percentage of the battery initial voltage, the thermal runaway level of the power battery is identified as level 1. and
identifying the thermal runaway level of the power battery as level 2 if the battery expansion force change value exceeds the expansion force change value threshold value and the battery temperature exceeds the battery temperature threshold value;
If the battery expansive force change value exceeds the expansive force change value threshold value, the battery temperature change rate exceeds the temperature change rate threshold value, and the exceeding time exceeds the time threshold value, the thermal runaway of the power battery occurs. identifying the level as level 3;
The value of change in expansion force of the battery exceeds the threshold value of change in expansion force, the value of change in battery voltage exceeds a predetermined percentage of the initial voltage of the battery, the rate of change in battery temperature exceeds the threshold value of temperature change, and , if the time exceeded is greater than the time threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as level 4;
The change value of the expansion force of the battery exceeds the threshold value of change value of expansion force, the battery temperature exceeds the threshold value of battery temperature, the rate of change of battery temperature exceeds the threshold value of temperature change rate, and the time when it exceeds the threshold is time. if higher than the threshold, identifying the thermal runaway level of the power battery as level 5;
The power battery thermal runaway pre-warning method according to claim 1 , characterized by comprising:
前記動力電池の熱暴走レベルに基づいて、動力電池熱暴走の事前警報を行うための熱暴走の事前警報モジュールと、
を含むことを特徴とする、動力電池の熱暴走の事前警報装置。 When at least two of the battery voltage change value, battery temperature, battery temperature change rate, and battery expansion force change value exceed respective predetermined values, it is determined that thermal runaway has occurred in the power battery. a power battery thermal runaway level identification module configured to determine and then identify a power battery thermal runaway level based on the type of condition exceeding a predetermined value;
a thermal runaway pre-alarm module for performing a power battery thermal runaway pre-alarm based on the power battery thermal runaway level;
A pre-warning device for thermal runaway of a power battery, characterized by comprising:
前記少なくとも1つのプロセッサと通信接続するメモリと、
を含み、
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行され得る命令が記憶されており、
前記命令は、前記少なくとも1つのプロセッサに請求項1~5のいずれかに記載の方法を実行させるものであり、前記少なくとも1つのプロセッサにより実行される
ことを特徴とする、電子デバイス。 at least one processor;
a memory communicatively coupled with the at least one processor;
including
the memory stores instructions executable by the at least one processor;
An electronic device characterized in that said instructions cause said at least one processor to perform the method of any of claims 1-5 and are executed by said at least one processor.
A medium characterized in that it stores computer instructions for causing a computer to perform the method of any of claims 1-5 .
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