一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法与流程

本发明涉及电动车动力电池火灾预警技术领域，特别涉及一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法。

背景技术：

随着新能源技术的不断发展，目前世界上有很多国家已经明确指导燃油车禁售时间表，因此新能源汽车技术发展日新月异，各种类型的新能源汽车(乘用车、客车、特种车辆)市场占有率不断上升。电动车动力电池一旦发生安全问题并引起火灾，极易引发整车火灾，严重威胁车上人员的人身安全和财产安全，目前的电动车动力电池火灾预警技术一般采用温度、电压和气体成分浓度等作为探测对象，工作时只有电池发生故障时才会发出预警信号，没有可以量化显示电动车动力电池火灾安全状况的预警技术。

技术实现要素：

鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明提出了一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法。旨在采用火灾的量化预警方法，通过采用多火灾预警探测对象进行探测，并采用0-100范围内的数值表征电动汽车动力电池的火灾安全性。

本发明采用的技术方案是：一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法，包括设置在电动车内的动力电池箱、行车电脑和行车电脑显示屏，其特征在于：行车电脑采集动力电池箱内的温度t、一氧化碳浓度cco、氧气浓度二氧化碳浓度碳氢化合物浓度电解液特征物浓度celec、形变量l、电压u、应力δ、压力p数据作为火灾预警探测对象；

为每个探测对象设置n(n≥1)个预警阈值和n+1个相对应的火灾报警特征值x，(0≤x≤100)；

对于温度t预警阈值和温度t对应的火灾报警特征值xt的设置，用集合{t1t2t3…tn}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到温度值为t，温度对应的火灾报警特征值xt取值如下：

(tj＜t≤tj+1，1≤j≤n,j为整数)；

对于一氧化碳浓度cco预警阈值和一氧化碳浓度cco对应的火灾报警特征值xco的设置，用集合{cco1cco2cco3…ccon}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到一氧化碳浓度为cco，一氧化碳浓度对应的火灾报警特征值xco取值如下：

(ccoj＜cco≤ccoj+1，1≤j≤n,j为整数)；

对于氧气浓度预警阈值和氧气浓度对应的火灾报警特征值的设置，用集合表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到氧气浓度为氧气浓度对应的火灾报警特征值取值如下：

对于二氧化碳浓度预警阈值和二氧化碳浓度对应的火灾报警特征值的设置，用集合表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到二氧化碳浓度为二氧化碳浓度对应的火灾报警特征值取值如下：

对于碳氢化合物浓度预警阈值和碳氢化合物浓度对应的火灾报警特征值的设置，用集合表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到碳氢化合物浓度为碳氢化合物浓度对应的火灾报警特征值取值如下：

对于电解液特征物浓度celec预警阈值和电解液特征物浓度celec对应的火灾报警特征值xelec的设置，用集合{celec1celec2celec3…celecn}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到电解液特征物浓度为celec，电解液特征物浓度对应的火灾报警特征值xelec取值如下：

(celecj＜celec≤celecj+1，1≤j≤n,j为整数)；

对于形变量l预警阈值和形变量l对应的火灾报警特征值xl的设置，用集合{l1l2l3…ln}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到形变量为l，形变量对应的火灾报警特征值xl取值如下：

(lj＜l≤lj+1，1≤j≤n,j为整数)；

对于电压u预警阈值和电压u对应的火灾报警特征值xu的设置，用集合{u1u2u3…un}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到电压为u，电压对应的火灾报警特征值xu取值如下：

(uj＜u≤uj+1，1≤j≤n,j为整数)

对于应力δ预警阈值和应力δ对应的火灾报警特征值xδ的设置，用集合{δ1δ2δ3…δn}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到应力为δ，应力对应的火灾报警特征值xδ取值如下：

(δj＜δ≤δj+1，1≤j≤n,j为整数)；

对于压力p预警阈值和压力p对应的火灾报警特征值xp的设置，用集合{p1p2p3…pn}表示n个预警阈值，用集合表示n+1个相对应的火灾报警特征值，探测到压力为p，压力对应的火灾报警特征值xp取值如下：

(pj＜p≤pj+1，1≤j≤n,j为整数)；

为每个探测对象的火灾报警特征值赋权重系数i，i≥0，且所有权重系数之和为1，则有：

其中：it为温度火灾报警特征值赋权重系数；ico为一氧化碳浓度火灾报警特征值赋权重系数；为氧气浓度火灾报警特征值赋权重系数；为二氧化碳浓度火灾报警特征值赋权重系数；为碳氢化合物浓度火灾报警特征值赋权重系数；ielec为电解液特征物浓度火灾报警特征值赋权重系数；il为形变量火灾报警特征值赋权重系数；iu为电压火灾报警特征值赋权重系数；iδ为应力火灾报警特征值赋权重系数；ip为压力火灾报警特征值赋权重系数；

采用火灾发生性指标y作为火灾量化预警指标，0≤y≤100，y赋值如下：

并将y值设置5个预警范围：

90≤y≤100表示动力电池已发生火灾，应立即离开车辆，同时启动灭火设施；

80≤y＜90表示动力电池即将发生火灾，应立即离开车辆，并采取应急措施；

70≤y＜80表示动力电池存在一定火灾隐患或征兆，应立即检查；

60≤y＜70表示动力电池存在较小的安全隐患或征兆，可以正常使用，但应注意检查；

0≤y＜60表示动力电池安全，可以正常使用；

根据上述设定的5个预警范围，在行车电脑显示屏上以数值、不同颜色和声音报警显示动力电池的安全状况，主要分为五档：

(1)绿色，y值(0≤y＜60)，显示“电池安全”；

(2)淡黄色，y值(60≤y＜70)，显示“有安全隐患，注意检查”；

(3)深黄色，y值(70≤y＜80)，显示“有火灾隐患，立即检查”；

(4)浅红色+声音报警，y值(80≤y＜90)，显示“即将发生火灾，人员立即离开车辆”；

(5)深红色+声音报警，y值(90≤y≤100)，显示“已发生火灾，人员立即离开车辆”。

本发明的有益效果是，行车电脑通过采集动力电池箱内不同参量的实时数据，根据预先设定的判断阈值及逻辑关系，确定动力电池的安全状况。在不同阶段，电池安全状况通过定量数据转换为不同颜色的提示显示给使用人员，可以在动力电池产生严重安全隐患，在发生火灾前，提前通过行车电脑显示屏的颜色显示和声音报警提示车内人员及时撤离，为人员安全逃生提供可靠保障。

附图说明

图1为本发明电路连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法，包括设置在电动车内的动力电池箱、行车电脑和行车电脑显示屏，行车电脑采集电池箱内的温度t、一氧化碳浓度cco、氧气浓度二氧化碳浓度碳氢化合物浓度电解液特征物浓度celec、形变量l、电压u、应力δ、压力p数据等作为火灾预警探测对象。

以某种材料体系的动力锂电池为例，进一步说明本发明。

实施例1；

温度t，设置3个报警阈值：{100℃150℃300℃}，对应的火灾报警特征值集合为{407585100}；

一氧化碳浓度cco，设置3个报警阈值：{50ppm100ppm300ppm}，对应的火灾报警特征值集合为{205070100}；

氧气浓度设置1个报警阈值：{15％}，对应的火灾报警特征值集合为{60100}

二氧化碳浓度设置2个报警阈值：{100ppm300ppm}，对应的火灾报警特征值集合为{5070100}；

碳氢化合物浓度设置2个报警阈值：{150ppm300ppm}，对应的火灾报警特征值集合为{5070100}；

电解液特征物浓度celec，设置2个报警阈值：{150ppm300ppm}，对应的火灾报警特征值集合为{5070100}；

形变量l，设置3个报警阈值：{5％10％15％}，对应的火灾报警特征值集合为{407585100}；

电压u，设置2个报警阈值：{0v3.7v}，对应的火灾报警特征值集合为{5070100}；

应力δ，设置2个报警阈值：{1000n3000n}，对应的火灾报警特征值集合为{3070100}；

压力p，设置2个报警阈值：{101kpa180kpa}，对应的火灾报警特征值集合为{5070100}；

每个探测对象的火灾报警特征值赋权重系数i，赋值如下：

it＝0.15,ico＝0.15,

ielec＝0.05,il＝0.15,iu＝0.05,iδ＝0.15,ip＝0.15

当前每个探测对象的测量值和对应的火灾报警特征值如下：

t＝50℃xt＝40

cco＝30ppmxco＝20

celec＝100ppmxelec＝50

l＝3％xl＝40

u＝3.5vxu＝70

δ＝800nxδ＝30

p＝80kpaxp＝50

则火灾发生性指标：

y＝0.15*40+0.15*20+0.05*60+0.05*50+0.05*50

0.05*50+0.15*40+0.05*70+0.15*30+0.15*50

＝41

在行车电脑显示屏上显示y＝41，即动力电池安全，可以正常使用，同时行车电脑显示屏绿色显示“电池安全”。

实施例2；

探测对象的阈值、对应的火灾报警特征值与火灾报警特征值赋权重系数同实施例1相同。

当前每个探测对象的测量值和对应的火灾报警特征值如下：

t＝120℃xt＝75

cco＝150ppmxco＝70

celec＝160ppmxelec＝70

l＝8％xl＝75

u＝3.5vxu＝70

δ＝1200nxδ＝70

p＝120kpaxp＝70

则火灾发生性指标：

y＝0.15*75+0.15*70+0.05*60+0.05*70+0.05*70

0.05*70+0.15*75+0.05*70+0.15*70+0.15*70

＝71

在行车电脑显示屏上显示y＝71，即动力电池存在一定火灾隐患或征兆，应立即检查，同时行车电脑显示屏显示深黄色预警，“有火灾隐患，立即检查”。

实施例3；

探测对象的阈值、对应的火灾报警特征值与火灾报警特征值赋权重系数同实施例1相同。

当前每个探测对象的测量值和对应的火灾报警特征值如下：

t＝310℃xt＝100

cco＝200ppmxco＝70

celec＝170ppmxelec＝70

l＝13％xl＝85

u＝3.5vxu＝70

δ＝2000nxδ＝70

p＝160kpaxp＝70

因xt＝100

故火灾发生性指标：

y＝100

在行车电脑显示屏上显示y＝100，即动力电池已发生火灾，应立即离开车辆，同时启动灭火设施，行车电脑显示屏深红色+声音报警显示，“已发生火灾，人员立即离开车辆”。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种电动车动力电池火灾的量化预警及显示方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。