一种电池箱及其温度采集和火情探测方法与流程

本发明属于电动汽车高压电源系统温度采集控制领域，特别是涉及一种电池箱及其温度采集和火情探测方法。

背景技术：

1、电动汽车的电池箱内温度采集对电动汽车的安全具有重要意义。通常，电动汽车的电池箱内电池单体通过铝巴进行焊接串联，然后通过螺栓紧固件和铝/铜导电排对外充放电。进行电池温度检测时，通常需要检测所有电池单体的温度、铝巴和导电排螺栓紧固点的温度，以防止出现电池内部松动，接触电阻变大，导致发热甚至拉电弧和起火。如图1所示的电池箱，电池系统需要检测48个单体的温度、96个铝巴的温度和10个螺栓紧固点的温度，共154个温度，电池内部温度采样点6的需求较多。

2、如图2所示，目前通常采用ntc采样传感器在电池箱内选取几个典型的温度采样点6，而对其他温度点采用插值的方法进行估算。这类方法由于温度检测点太少，温度采样数据比较单薄，会导致产生监控盲区。同时对ntc的一致性要求较高，当ntc之间出现偏差时，由于基准不同，电池箱内的温度采样误差较大。

3、申请公布号为cn111403836a的中国专利文件公开了一种电池包温度检测系统及方法，通过将电池管理系统检测到的电池包内的多个温度点的温度和电池包内的所有电池单体的红外热成像总图相结合，以温度点的温度作为基准温度，在红外热成像总图上计算电池包内的每个电池单体的温度，从而采集电池包内的每个电池单体的温度。但是该专利仅检测到部分电池的温度，无法监测焊接点和螺栓紧固点的温度，也无法快速定位温度最大值或最小值在电池箱内的位置。因此，无法准确的判断电池箱内火情并及时发出报警和灭火信号。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电池箱及其温度采集和火情探测方法，以解决现有技术中电池箱温度采集不全面，贻误火情风险的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、一种电池箱温度采集和火情探测方法的技术方案，采集覆盖电池箱内待测温的所有温度采样点的红外热成像；在红外热成像的采集区域内通过红外发射基准源投射已知温度的红外光斑，将所述红外光斑的温度作为基准温度以确定红外热成像上各个位置的温度值；当所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点时，获取该点在电池箱内部的位置并进行报警。

4、本发明的有益效果为：采用红外发射基准源投射在电池箱内投射已知温度的红外光斑的方式，实现对温度采样点的温度和在电池箱内位置的确定。全面采集电池箱内的温度数据，能采集到电池箱内全部关键信息，解决现有技术对电池箱的温度采样点少、不能覆盖全部关键点和有监控盲区的问题。根据电池箱内温度情况对超过热安全风险值的点进行预警，能够及时地判断电池箱内火情并发出报警和灭火信号，有利于维护电动汽车的电池安全。

5、进一步地，判断红外热成像上是否存在温度超过热安全风险值的点的过程包括如下步骤：根据电池箱内不同种类的温度采样点的分布对红外热成像覆盖区域进行区域划分，根据不同区域内温度采样点的温度特点设置不同的热安全风险值；当所述红外热成像上存在温度高于设定值的点时，判断该点的温度是否超过该点所在区域的热安全风险值，若超过则所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点。

6、本发明的有益效果为：根据电池箱内不同区域内温度采样点的温度特点设置不同的热安全风险值，先判断红外热成像内是否有超过单个设定值的点，再判断超过设定值的点所属区域，判断该点温度是否超过热安全风险值。

7、进一步地，通过如下方法确定红外热成像上的点在电池箱内部的相应位置：红外发射基准源在电池箱内的指定位置投射红外光斑；根据红外光斑在电池箱内的位置，以及红外光斑在红外热成像上与其余任意一点的相对位置，得到其余任意一点在电池箱内的所处位置。

8、本发明的有益效果为：采用红外发射基准源投射在电池箱内的位置作为位置基准，根据红外热成像上的光斑与其余温度采样点的相对位置，再结合红外光斑在电池箱内的位置，可以得到其余温度采样点在电池箱内的所处位置。在不增加其他定位设备的前提下，采用已有的红外发射基准源并进行简单计算，即可实现对电池箱内点的定位。该定位方式简单且具有较高的准确性。

9、进一步地，在电池箱采用液冷方式时，所述红外光斑投射在冷却液进水口处。

10、本发明的有益效果为：根据电池箱冷却液进水口处温度较为恒定的特点，加上红外发射基准源以恒定的功率发射红外光斑。两种恒定温度的叠加，使投射在冷却液进水口处的红外光斑温度能够保持相对恒定，作为恒定的温度基准。使电池箱内采集到的点的温度判断相对准确。

11、进一步地，所述温度采样点的种类包括：各个单体电池上的温度采样点、用于单体电池电极之间连接的铝巴的焊接点上的温度采样点和单体电池与电池箱总正及总负连接的导电排的螺栓紧固点上的温度采样点。

12、本发明的有益效果为：由于电池箱内的单体电池、铝巴焊接点和导电排螺栓紧固点这三种零部件的发热功率和比热容不同，因此根据这三种类型设置三种区域。根据这三种区域的温度特点设定的不同温度阈值，能够使电池箱温度预警结果更加准确，尽可能地排除温度预警的误报。

13、进一步地，所述热安全风险值通过温度采样点的温度和温度上升速率计算得到。

14、本发明的有益效果为：单一的电池箱温度的预警结果可能依然存在误报情况，叠加考虑温度上升速率，根据这两种参数进行热安全风险值的计算，能够使电池箱温度预警结果更加准确。

15、一种电池箱，包括电池单体、用于单体电池电极之间连接的铝巴和单体电池与电池箱总正及总负连接的导电排；还包括在电池箱内设置的红外摄像头和红外发射基准源；所述红外摄像头用于采集覆盖电池箱内所有单体电池、铝巴焊接点和导电排螺栓紧固点位置的红外热成像；所述红外发射基准源用于在红外热成像的采集区域内投射已知温度的红外光斑，将所述红外光斑的温度作为基准温度以确定红外热成像上各个位置的温度值；当所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点时，获取该点在电池箱内部的位置并进行报警。

16、进一步地，判断红外热成像上是否存在温度超过热安全风险值的点的过程包括如下步骤：根据电池箱内不同种类的温度采样点的分布对红外热成像覆盖区域进行区域划分，根据不同区域内温度采样点的温度特点设置不同的热安全风险值；当所述红外热成像上存在温度高于设定值的点时，判断该点的温度是否超过该点所在区域的热安全风险值，若超过则所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点。

17、进一步地，通过如下方法确定红外热成像上的点在电池箱内部的相应位置：红外发射基准源在电池箱内的指定位置投射红外光斑；根据红外光斑在电池箱内的位置，以及红外光斑在红外热成像上与其余任意一点的相对位置，得到其余任意一点在电池箱内的所处位置。

18、进一步地，在电池箱采用液冷方式时，所述红外光斑投射在冷却液进水口处。

技术特征：

1.一种电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，采集覆盖电池箱内待测温的所有温度采样点的红外热成像；在红外热成像的采集区域内通过红外发射基准源投射已知温度的红外光斑，将所述红外光斑的温度作为基准温度以确定红外热成像上各个位置的温度值；当所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点时，获取该点在电池箱内部的位置并进行报警。

2.根据权利要求1所述的电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，判断红外热成像上是否存在温度超过热安全风险值的点的过程包括如下步骤：根据电池箱内不同种类的温度采样点的分布对红外热成像覆盖区域进行区域划分，根据不同区域内温度采样点的温度特点设置不同的热安全风险值；当所述红外热成像上存在温度高于设定值的点时，判断该点的温度是否超过该点所在区域的热安全风险值，若超过则所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点。

3.根据权利要求2所述的电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，通过如下方法确定红外热成像上的点在电池箱内部的相应位置：红外发射基准源在电池箱内的指定位置投射红外光斑；根据红外光斑在电池箱内的位置，以及红外光斑在红外热成像上与其余任意一点的相对位置，得到其余任意一点在电池箱内的所处位置。

4.根据权利要求1所述的电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，在电池箱采用液冷方式时，所述红外光斑投射在冷却液进水口处。

5.根据权利要求2所述的电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，所述温度采样点的种类包括：各个单体电池上的温度采样点、用于单体电池电极之间连接的铝巴的焊接点上的温度采样点和单体电池与电池箱总正及总负连接的导电排的螺栓紧固点上的温度采样点。

6.根据权利要求1所述的电池箱温度采集和火情探测方法，其特征在于，所述热安全风险值通过温度采样点的温度和温度上升速率计算得到。

7.一种电池箱，包括电池单体、用于单体电池电极之间连接的铝巴和单体电池与电池箱总正及总负连接的导电排；其特征在于，还包括在电池箱内设置的红外摄像头和红外发射基准源；所述红外摄像头用于采集覆盖电池箱内所有单体电池、铝巴焊接点和导电排螺栓紧固点位置的红外热成像；所述红外发射基准源用于在红外热成像的采集区域内投射已知温度的红外光斑，将所述红外光斑的温度作为基准温度以确定红外热成像上各个位置的温度值；当所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点时，获取该点在电池箱内部的位置并进行报警。

8.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，判断红外热成像上是否存在温度超过热安全风险值的点的过程包括如下步骤：根据电池箱内不同种类的温度采样点的分布对红外热成像覆盖区域进行区域划分，根据不同区域内温度采样点的温度特点设置不同的热安全风险值；当所述红外热成像上存在温度高于设定值的点时，判断该点的温度是否超过该点所在区域的热安全风险值，若超过则所述红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点。

9.根据权利要求8所述的电池箱，其特征在于，通过如下方法确定红外热成像上的点在电池箱内部的相应位置：红外发射基准源在电池箱内的指定位置投射红外光斑；根据红外光斑在电池箱内的位置，以及红外光斑在红外热成像上与其余任意一点的相对位置，得到其余任意一点在电池箱内的所处位置。

10.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，在电池箱采用液冷方式时，所述红外光斑投射在冷却液进水口处。

技术总结
本发明涉及一种电池箱及其温度采集和火情探测方法，采集覆盖电池箱内待测温的所有温度采样点的红外热成像；在红外热成像的采集区域内通过红外发射基准源投射已知温度的红外光斑，将红外光斑的温度作为基准温度以确定红外热成像上各个位置的温度值；当红外热成像上存在温度超过热安全风险值的点时，获取该点在电池箱内部的位置并进行报警。采用这种电池箱温度采集和火情探测方法能够解决现有技术对电池箱的采集点少、不能覆盖全部关键点和有监控盲区的问题。

技术研发人员：邵玉龙,李龙,王坤,高万兵,游祥龙,周时国
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14