廣告
首頁(yè) > 汽車測(cè)試技術(shù) > 正文
電車試驗(yàn)：電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池?zé)岚踩?/h1>
2022-01-04 22:39:37· 來(lái)源：汽車測(cè)試網(wǎng)
整車應(yīng)能有效的對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行散熱和降溫，以確保電池系統(tǒng)溫度始終在正常使用范圍內(nèi)，以免溫度過高影響電池系統(tǒng)壽命。整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如果電池發(fā)生溫度超出正常
整車應(yīng)能有效的對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行散熱和降溫，以確保電池系統(tǒng)溫度始終在正常使用范圍內(nèi)，以免溫度過高影響電池系統(tǒng)壽命。整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如果電池發(fā)生溫度超出正常使用范圍，應(yīng)該限制功率輸出，并加以提醒。
如果有熱失控發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，整車應(yīng)具備提前提醒和報(bào)警功能，確保駕乘人員提前安全撤離。
一、報(bào)警觸發(fā)信號(hào)及時(shí)間要求
整車處于行駛狀態(tài)和充電狀態(tài)時(shí)，BMS 監(jiān)測(cè)電池的工作參數(shù)（例如溫度、溫升速率、電壓、氣壓、煙霧、可燃?xì)怏w成分等），如果監(jiān)測(cè)的信號(hào)出現(xiàn)異常，符合電芯熱失控特征，應(yīng)發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)。
整車處于停泊狀態(tài)時(shí)，如電池發(fā)生熱事件，BMS 應(yīng)被喚醒，喚醒信號(hào)可以是溫度、電壓、氣壓、可燃?xì)怏w成分等。
從BMS 發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)到電池包發(fā)生熱事件的時(shí)間間隔不低于15 min。
二、報(bào)警方式
電池包發(fā)生熱事件前，必須通過明確的形式表明當(dāng)前電池存在熱事件風(fēng)險(xiǎn)，需要用戶立即停車并且離開車輛。
報(bào)警的方式包含聲音報(bào)警和儀表報(bào)警兩種方式。
聲音報(bào)警應(yīng)按照特有聲音持續(xù)鳴響，建議整車?yán)饶苤С謭?bào)警發(fā)聲，報(bào)警提示對(duì)于車內(nèi)車外都能達(dá)到危險(xiǎn)警示的作用；儀表報(bào)警推薦為動(dòng)力電池符號(hào)與著火/爆炸圖形的組合，同時(shí)以文字形式進(jìn)行提示，文字提示能反應(yīng)“請(qǐng)停車，立即遠(yuǎn)離車輛”的意圖。
為了提升報(bào)警的緊迫性，建議增加雙閃燈的快速閃爍的提醒。
1.6.4 電池系統(tǒng)熱事件遠(yuǎn)程服務(wù)報(bào)警要求
電池?zé)崾录?bào)警信號(hào)數(shù)據(jù)格式遵照GB/T 32960.3-2016 定義。利用報(bào)警數(shù)據(jù)格式中的通用報(bào)警標(biāo)志的第19 個(gè)bit 定義作為熱事件的報(bào)警標(biāo)志。
三、電池系統(tǒng)熱事件遠(yuǎn)程服務(wù)報(bào)警要求
1、測(cè)試條件
（一） 試驗(yàn)對(duì)象
測(cè)試對(duì)象為整車或電池包或系統(tǒng)。
測(cè)試樣品需從量產(chǎn)產(chǎn)品中抽取，并對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記和登記。
測(cè)試樣品在試驗(yàn)前需進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試和充放電測(cè)試，保證樣品可靠性。
測(cè)試樣品在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充滿電，在試驗(yàn)環(huán)境下靜置24h 進(jìn)行預(yù)處理。
（二） 測(cè)試環(huán)境
本試驗(yàn)應(yīng)在溫度為22℃±5℃之間，相對(duì)濕度為10%～90%，大氣壓力為86～106 kPa的環(huán)境中進(jìn)行。
試驗(yàn)應(yīng)在室內(nèi)環(huán)境或者風(fēng)速不大于2.5 km/h 的環(huán)境下進(jìn)行。
為應(yīng)對(duì)試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的起火，爆炸等現(xiàn)象，應(yīng)在試驗(yàn)場(chǎng)所中安排對(duì)應(yīng)消防工具（滅火器，消防栓等）和對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)人員隔離通道。
（三）試驗(yàn)準(zhǔn)備
試驗(yàn)開始前，測(cè)試對(duì)象的SOC 應(yīng)調(diào)至大于制造商規(guī)定的正常SOC 工作范圍的95%。
試驗(yàn)開始前，所有的試驗(yàn)裝置應(yīng)都必須正常運(yùn)行。
試驗(yàn)應(yīng)盡可能少地對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行改動(dòng)，制造商需提交所做改動(dòng)的清單。
試驗(yàn)對(duì)象的BMS 應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，BMS 發(fā)出的數(shù)據(jù)能夠被記錄。
注：熱擴(kuò)散試驗(yàn)可能需要在測(cè)試開始前對(duì)鋰離子電池包或系統(tǒng)進(jìn)行一定程度的改動(dòng)，導(dǎo)致可能無(wú)法進(jìn)行充電，需在試驗(yàn)開始前確認(rèn)測(cè)試對(duì)象的SOC 滿足要求。
2、測(cè)試方法
（一）熱事件觸發(fā)對(duì)象
試驗(yàn)對(duì)象中的電池單體，應(yīng)選擇電池包內(nèi)靠近中心位置，或者被其他電池單體包圍的電池單體。
（二）熱事件觸發(fā)方法
熱事件觸發(fā)應(yīng)包括車輛行駛狀態(tài)、充電狀態(tài)和停泊狀態(tài)，推薦下述方法作為熱事件試驗(yàn)的可選方法，制造商可以選擇其中一種方法，也可自行選擇其方法來(lái)觸發(fā)熱事件。
（1）推薦的針刺觸發(fā)熱事件方法：刺針材料：鋼；刺針直徑：3 mm~8 mm；針尖形狀：圓錐形，角度為20°~60°；針刺速度：0.1 mm/s ~10 mm/s；針刺位置及方向：選擇能觸發(fā)電池單體發(fā)生熱事件的位置和方向（例如，垂直于極片的方向）。
（2）推薦的加熱觸發(fā)熱事件方法：使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。對(duì)于尺寸與電池單體相同的塊狀加熱裝置，可用該加熱裝置代替其中一個(gè)電池單體，與觸發(fā)對(duì)象的表面直接接觸；對(duì)于薄膜加熱裝置，則應(yīng)將其始終附著在觸發(fā)對(duì)象的表面；加熱裝置的加熱面積都應(yīng)不大于電池單體的表面積；將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸，加熱裝置的位置應(yīng)與圖1-2 中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對(duì)應(yīng)；安裝完成后，應(yīng)在24h 內(nèi)啟動(dòng)加熱裝置，以加熱裝置的最大功率對(duì)觸發(fā)對(duì)象進(jìn)行加熱；加熱裝置的功率要求參見表1-4；當(dāng)發(fā)生熱事件或者圖1-2 定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí)，停止觸發(fā)。
監(jiān)測(cè)電壓或溫度，應(yīng)使用原始的電路或追加新增的測(cè)試用電路。監(jiān)測(cè)溫度定義為溫度A（測(cè)試過程中觸發(fā)對(duì)象的最高表面溫度）。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1 s，準(zhǔn)確度要求為±2℃。
針刺觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器的位置應(yīng)盡可能接近短路點(diǎn)，也可使用針的溫度（如圖1-1）。
加熱觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置的對(duì)側(cè)（如圖1-2）。
推薦的測(cè)試對(duì)象是電池包與系統(tǒng)熱事件觸發(fā)點(diǎn)推薦選擇電池包內(nèi)靠近中心位置，如圖1-3 所示。
（三）熱事件觸發(fā)判定條件
a) 觸發(fā)對(duì)象產(chǎn)生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；
b) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度；
c) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3 s 以上。
當(dāng)a)和c)或者b)和c)發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱事件。如果采用推薦的方法作為熱事件觸發(fā)方法，且未發(fā)生熱事件，為了確保熱擴(kuò)散不會(huì)導(dǎo)致車輛乘員危險(xiǎn)，需證明采用如上兩種推薦方法均不會(huì)發(fā)生熱事件。
（四）熱事件報(bào)警能力測(cè)試
當(dāng)觸發(fā)熱事件條件時(shí)，試驗(yàn)對(duì)象應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集及傳輸能力。
當(dāng)判斷觸發(fā)熱事件條件時(shí)，試驗(yàn)對(duì)象應(yīng)及時(shí)發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)，并同步傳輸電池包實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
發(fā)生以下兩種情況，判定為熱事件誤報(bào)警:
—如對(duì)電池或模組進(jìn)行熱事件試驗(yàn)，熱事件報(bào)警后，觀察并記錄60min 數(shù)據(jù)后沒有發(fā)生熱事件。
—如對(duì)車輛進(jìn)行事件試驗(yàn)，熱事件報(bào)警后，觀察并記錄120min 數(shù)據(jù)后沒有發(fā)生熱事件。
（五）熱事件試驗(yàn)記錄
完成熱事件試驗(yàn)后，應(yīng)該對(duì)整個(gè)熱事件試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，主要包括但不限于以下內(nèi)容：
（1）、試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)；
（2）、試驗(yàn)程序：包括試驗(yàn)方法、試驗(yàn)對(duì)象、觸發(fā)對(duì)象、監(jiān)控點(diǎn)布置方案、熱事件觸發(fā)判定條件以及對(duì)試驗(yàn)對(duì)象所做的改動(dòng)清單等；
（3）、試驗(yàn)結(jié)果：包括系統(tǒng)報(bào)警和試驗(yàn)關(guān)鍵事件（熱事件觸發(fā)開啟、熱事件觸發(fā)停止、外部煙、火、爆炸）等的試驗(yàn)照片、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和時(shí)間等。
3、信號(hào)采集與處理
（一）溫度信號(hào)的采集及處理
1）、溫度傳感器要求
數(shù)量要求。原則上要求每個(gè)單體電池都要有一個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)。如果通過仿真及實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證單個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)能有效反映多個(gè)單體電池的溫度，則可適當(dāng)減少溫度傳感器的數(shù)量。需注意的是隔熱板的兩側(cè)需要分別有兩個(gè)溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量。
編號(hào)要求。溫度采集點(diǎn)編號(hào)應(yīng)與單體電池電壓采集編號(hào)一致。如果是一個(gè)溫度傳感器對(duì)應(yīng)多節(jié)單體電池，也需要明確指示出具體所測(cè)量的電池單體的編號(hào)（與電壓測(cè)量編號(hào)一致）。
傳感器需采取一些保護(hù)措施，以抵御熱失控發(fā)生瞬間的高溫及液體噴濺。盡量保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)，傳感器能正常使用。（另外，即使溫度測(cè)量失效也要準(zhǔn)確把失效信號(hào)報(bào)出來(lái)）
2）、溫度信號(hào)處理
對(duì)溫度信號(hào)的范圍和精度要求與GB/T 38661-2020 的要求相同，同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采樣周期及分辨率也有相應(yīng)的要求。匯總?cè)绫?-5 所示。
（1）溫度極值計(jì)算
BMS 應(yīng)能計(jì)算出電池包所有溫度點(diǎn)的最大值和最小值以及對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)號(hào)。對(duì)溫度極值的要求與表1-5 要求相同。
（2）溫度信號(hào)有效性
BMS 需對(duì)溫度信號(hào)的有效性進(jìn)行判斷，并且要求在熱失控發(fā)生后的5 秒內(nèi)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)出。溫度信號(hào)有效性的判斷，推薦使用以下三種方法：
方法一：如果BMS 的采集芯片有功能安全機(jī)制建議開啟溫度檢測(cè)通道的校驗(yàn)，設(shè)置FTTI 時(shí)間應(yīng)不大于5 秒。如果采集芯片報(bào)溫度采集故障則認(rèn)為溫度采樣為無(wú)效值。
方法二：同一個(gè)點(diǎn)的兩個(gè)溫度傳感器比較。對(duì)兩個(gè)溫度值（Tn 和Tn′）做差值，然后取絕對(duì)值大于5 ℃，該邏輯維持5 秒認(rèn)為溫度采樣失效。
方法三: 相鄰溫度傳感器比較，只針對(duì)極值點(diǎn)。（主要是防止單一溫度條件的誤報(bào)）當(dāng)兩個(gè)極值點(diǎn)溫度差在20 ℃（可標(biāo)定）以上時(shí)，最高溫度點(diǎn)的相鄰溫度點(diǎn)與最小溫度點(diǎn)的差值在5 ℃（可標(biāo)定）以內(nèi)，維持5 秒判斷該最大溫度失效。溫差小于20 ℃并維持5秒故障清除。
（二）電壓信號(hào)的采集及處理
1）、電壓要求
模組電壓測(cè)量要求。為了進(jìn)行單體電壓測(cè)量有效性的校驗(yàn)，BMS 除了測(cè)量每個(gè)串聯(lián)單體電池之外，還需要對(duì)電池模組電壓進(jìn)行測(cè)量。
傳感器需采取一些保護(hù)措施，以抵御熱事件發(fā)生瞬間的高溫及液體噴濺。盡量保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)，傳感器能正常使用。（另外，即使電壓測(cè)量失效也要準(zhǔn)確把失效信號(hào)報(bào)出來(lái)）
2）、電壓信號(hào)處理
對(duì)單體電壓信號(hào)的范圍和精度要求與GB/T 38661-2020 的要求相同，同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采樣周期及分辨率也有相應(yīng)的要求。匯總?cè)绫?-7 所示。
另外，對(duì)模組電壓的檢測(cè)精度要求為±0.5FS（滿量程）。其他要求同表8.5.
（1）單體電壓極值計(jì)算。BMS 應(yīng)能計(jì)算出電池包所有單體電壓的最大值和最小值以及對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)號(hào)。對(duì)單體電壓極值的要求與表1-7 要求相同。
（2）單體電壓信號(hào)有效性。BMS 需對(duì)單體電壓信號(hào)的有效性進(jìn)行判斷，并且要求在熱失控發(fā)生后的5 秒內(nèi)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)出。對(duì)單體電壓信號(hào)有效性的判斷建議使用以下兩種方法：
方法一：如果BMS 的采集芯片有功能安全機(jī)制建議開啟單體電壓檢測(cè)通道的校驗(yàn)，設(shè)置FTTI 時(shí)間應(yīng)不大于5 秒。如果采集芯片報(bào)單體電壓采集故障則認(rèn)為單體電壓采樣為無(wú)效值。
方法二：模組電壓比較法。將模組內(nèi)所有單體電壓值求和，與模組總壓進(jìn)行比較，如果差值大于±0.5 V 并維持2 秒（可標(biāo)定）認(rèn)為該模組中的單體電壓檢測(cè)失效。
（三）氣壓測(cè)量要求
1）、布置位置要求。對(duì)于良好連通的一個(gè)電池包可放置一個(gè)氣壓測(cè)量點(diǎn)。多個(gè)箱體的PACK 結(jié)構(gòu)需要在每個(gè)箱體中都放置一個(gè)氣壓測(cè)量點(diǎn)。
2）、在同一測(cè)量點(diǎn)需要有兩個(gè)氣壓傳感器進(jìn)行測(cè)量，建議兩個(gè)傳感器型號(hào)不同。
3）、需保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)（具體時(shí)間可標(biāo)定），氣壓測(cè)量功能正常。
（四）通信異常判斷
如果CMU 與BMU 之間的通信異常，則存在熱事件發(fā)生后CMU 損壞的可能。因此建議對(duì)通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，推薦的方法包括CRC、Time out、Rolling counter 三種校驗(yàn)方法。
4、熱事件報(bào)警策略建議
（一）熱事件報(bào)警處理策略架構(gòu)
推薦的熱事件報(bào)警處理策略架構(gòu)如圖1-4 所示。子條件判斷模塊負(fù)責(zé)處理由單一信號(hào)引起的異常報(bào)警，輸出從A 到J 共10 種條件。熱事件綜合報(bào)警模塊根據(jù)這些條件的組合報(bào)出熱事件發(fā)生的報(bào)警。兩個(gè)模塊的執(zhí)行周期應(yīng)適當(dāng)選?。ㄍ扑]值為200ms）。
（二）子條件判斷策略
1）、條件A——溫度過高
置位條件：如果有某個(gè)溫度值大于或等于一定值（推薦溫度值60℃）并且持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間3 秒）。
清除條件：該溫度值小于一定值（推薦溫度值60℃）持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
2）、條件B——溫差過大
置位條件：溫度最大值與最小值的差大于一定值（推薦溫度值20℃）并且持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間3 秒）。
清除條件：溫差小于一定值（推薦溫度值20℃）持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
3）、條件C——溫升過快1 級(jí)（用于前期預(yù)警）
置位條件：最高溫度值在一定時(shí)間內(nèi)（推薦時(shí)間5 秒）的溫升大于或等于一定值（推薦2 ℃）。
清除條件：一定時(shí)間內(nèi)（推薦時(shí)間10 分鐘）沒有新的置位條件則故障清除，如果有新的置位則重新計(jì)時(shí)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
4）、條件D——溫升過快2 級(jí)（用于熱事件發(fā)生時(shí)的報(bào)警）
置位條件：最高溫度值在一定時(shí)間（推薦1 秒）內(nèi)的溫升大于或等于一定值（推薦5℃）。
清除條件：一定時(shí)間內(nèi)（推薦5 秒）沒有新的置位條件則故障清除，如果有新的置位則重新計(jì)時(shí)一定時(shí)間（推薦5 秒）。
5）、條件E——電壓過低
置位條件：某個(gè)電壓值在小于等于一定值（推薦2 V）并且維持一定時(shí)間（推薦2 秒）。
清除條件：該電壓值大于一定值（推薦2 V）并且維持一定時(shí)間（推薦2 秒）。
6）、條件F——壓降過快
置位條件：最低電壓在一定時(shí)間（推薦2 秒）之內(nèi)下降一定值（推薦1 V）。
清除條件：每隔一定時(shí)間（推薦2 秒）重新判斷。
7）、條件G——溫度檢測(cè)失效
具體方法參照1.6.6.3。
8）、條件H——電壓檢測(cè)失效
具體方法參照1.6.6.3。
9）、條件I——通信異常
具體方法參照1.6.6.3。
10）、條件J——?dú)鈮翰▌?dòng)（可選項(xiàng)）
置位條件：兩個(gè)氣壓傳感器測(cè)量值在一定時(shí)間（推薦5 秒）時(shí)間間隔內(nèi)都出現(xiàn)過氣壓大于一定值（推薦值120 KPa）的情況。
清除條件：信號(hào)維持一定時(shí)間（推薦5 秒）后無(wú)置位條件則故障清除。
（三）熱事件發(fā)生前的信號(hào)特征
熱事件發(fā)生前一段時(shí)間溫度信號(hào)有一些較明顯特征，但也不一定能確認(rèn)出現(xiàn)這些特征就一定會(huì)發(fā)生熱事件。由此總結(jié)出條件A，B，C 三個(gè)子條件，只要出現(xiàn)三個(gè)條件中的任何一個(gè)條件就應(yīng)該引起注意，有可能會(huì)發(fā)生熱事件。相應(yīng)的處理上僅做低級(jí)預(yù)警提示、數(shù)據(jù)的記錄及上報(bào)給上一級(jí)控制單元，不做其他任何實(shí)質(zhì)性措施。另外該預(yù)警的一個(gè)重要作用是通過車載終端上報(bào)大數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，通過人工分析熱事件的可能性有多大，從而采取進(jìn)一步措施。
（四）熱事件報(bào)警條件匯總
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在熱事件發(fā)生的時(shí)刻，如果BMS 的所有測(cè)量值均有效，則可以檢測(cè)到的故障子條件包括：A-溫度過高，D-溫升過快，E-電壓過低，F(xiàn)-壓降過快，J-氣壓波動(dòng)（可選項(xiàng)）這些信號(hào)又分為溫度類（A 和D），電壓類（E 和F），氣壓類J，如果出現(xiàn)任意兩類條件同時(shí)滿足，則可判斷發(fā)生熱事件。另外，由于熱事件發(fā)生時(shí)短時(shí)間內(nèi)大量發(fā)熱有可能對(duì)BMS 的各個(gè)傳感器及采集板CMU 造成損壞，導(dǎo)致信號(hào)的失效，包括子條件G/H/I。因此一個(gè)失效信號(hào)組合一個(gè)其他類別的故障信號(hào)也可判斷發(fā)生熱事件。現(xiàn)將所有熱事件報(bào)警的組合列舉如表1-8：
以上11 個(gè)條件只要有任何一個(gè)條件成立則可發(fā)出熱事件報(bào)警。表中的“&&”表示與邏輯，“||”表示或邏輯。
特別的情況，如果熱事件發(fā)生后，BMS 采集單元迅速損壞（設(shè)計(jì)要求至少堅(jiān)持5 秒鐘工作正常），反應(yīng)出來(lái)的情況是通訊局部或全部中斷，無(wú)法讀到電壓、溫度等信號(hào)。此時(shí)可按照附表4 中序號(hào)11 的條件來(lái)判斷是否報(bào)警。如果是通訊部分中斷，還可參考相鄰采集板的溫度、電壓等信號(hào)進(jìn)行熱事件報(bào)警的輔助判斷。
5、停泊狀態(tài)下熱事件喚醒方式
停泊狀態(tài)下熱事件喚醒的三種方法概述。
根據(jù)現(xiàn)實(shí)的事故案例，在停泊狀態(tài)下依然存在著發(fā)生熱事件故障的風(fēng)險(xiǎn)。而此時(shí)BMS及其他電控單元一般都處于休眠的狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)到熱事件故障。因此一定要針對(duì)停泊狀態(tài)設(shè)計(jì)一種檢測(cè)熱事件故障的方法。本規(guī)范推薦三種停泊狀態(tài)熱事件故障檢測(cè)的方法：
1）、智能傳感器喚醒法：設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的智能傳感器單元。在無(wú)故障發(fā)生時(shí)可在低功耗狀態(tài)運(yùn)行并實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有異常的信號(hào)（如溫度過高）出現(xiàn)，一旦達(dá)到異常信號(hào)觸發(fā)條件傳感器喚醒，同時(shí)喚醒BMS 進(jìn)行熱事件故障的判斷。
針對(duì)智能傳感器喚醒法，首先需要有一個(gè)低功耗的智能傳感器單元，對(duì)該單元的設(shè)計(jì)要求如下：
（1）、數(shù)量要求。應(yīng)該有足夠數(shù)量的傳感器保證電池包內(nèi)環(huán)境溫度的任何一個(gè)區(qū)域都可被監(jiān)控。
（2）、需保證在熱事件發(fā)生一定時(shí)間（推薦5 秒）內(nèi)，溫度喚醒功能正常。
（3）、建議采用邊沿喚醒方式觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，在溫度上升到某一個(gè)固定值時(shí)觸發(fā)喚醒信號(hào)，如果BMS 判斷排除故障風(fēng)險(xiǎn)休眠之后盡管溫度一直在報(bào)警值以上也不會(huì)觸發(fā)喚醒。只有當(dāng)溫度下降，然后再次上升到該值后才觸發(fā)喚醒。
（4）、傳感器功耗要求小于一定值（推薦0.1 mA）。
整個(gè)系統(tǒng)的喚醒休眠策略見圖1-5。
由于熱事件故障不僅在BMS 正常工作的過程中發(fā)生，在BMS 下電休眠之后也有可能發(fā)生熱事件故障。因此需加入一個(gè)低功耗的由溫度信號(hào)喚醒的傳感器。相應(yīng)的BMS 控制邏輯狀態(tài)的修改見下圖所示。
首先，BMS 除了正常的鑰匙及充電插槍喚醒外，在溫度傳感器觸發(fā)高于60 ℃（可標(biāo)定）報(bào)警信號(hào)后，BMS 也需要能夠喚醒并進(jìn)入上電初始化流程。
程序運(yùn)行足夠的時(shí)間（暫定為10 秒），如果觸發(fā)熱事件報(bào)警則延時(shí)10 分鐘下電，或者在10 分鐘內(nèi)的任意時(shí)刻收到整車通知BMS 進(jìn)入休眠狀態(tài)則BMS 進(jìn)入下電流程。如果10 秒鐘內(nèi)沒有熱事件故障（包括一級(jí)和二級(jí)故障）BMS 進(jìn)入下電流程。
需注意溫度喚醒信號(hào)建議做成上升沿觸發(fā)信號(hào)，防止溫度傳感器反復(fù)觸發(fā)BMS 喚醒而消耗12 V 電源電量。
2）、功能安全機(jī)制喚醒法：利用BMS 電壓采集芯片的功能安全機(jī)制設(shè)計(jì)休眠狀態(tài)下的故障喚醒機(jī)制。通過軟件設(shè)置采集芯片的故障觸發(fā)閾值（如欠壓UV 和過溫OT 的觸發(fā)值）。
達(dá)到觸發(fā)值時(shí)通過芯片的Fault IO 接口喚醒BMS 的主控單元BMU，然后BMS 就可以對(duì)熱事件是否發(fā)生進(jìn)行判斷。
3）、實(shí)時(shí)監(jiān)控法：通過降低BMS 功耗及整車電氣架構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，使BMS 能夠全天候24 小時(shí)工作，則不存在停車狀態(tài)無(wú)法檢測(cè)熱事件故障的情況。
6、大數(shù)據(jù)技術(shù)在熱事件報(bào)警的應(yīng)用
（一）BMS 的大數(shù)據(jù)相關(guān)接口
大數(shù)據(jù)接口主要有兩方面內(nèi)容
1）、BMS 的各個(gè)故障判斷子條件中的參數(shù)需做成標(biāo)定量，預(yù)留大數(shù)據(jù)接口。目的是如果后期通過大數(shù)據(jù)手段發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律或參數(shù)需要調(diào)整留有接口方便更新。
2）、BMS 預(yù)留遠(yuǎn)程程序刷寫接口OTA，理由同上，大數(shù)據(jù)后期可能調(diào)整控制策略。
（二）大數(shù)據(jù)熱事件閾值設(shè)定方案
大數(shù)據(jù)熱事件閾值設(shè)定方案
1）、采集車輛溫度分布數(shù)據(jù)；
2）、利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，訓(xùn)練車輛溫度分布正常區(qū)間范圍；
3）、利用該閾值范圍，對(duì)BMS 熱事件參數(shù)進(jìn)行更新；
4）、同時(shí)BMS 有會(huì)采集更多的溫度數(shù)據(jù)反饋給大數(shù)據(jù)溫度模型，最終閾值趨于穩(wěn)定。
點(diǎn)贊 0 反對(duì) 0 舉報(bào) 0
收藏 0
評(píng)論 0 分享 65
2022-01-04 22:39:37· 來(lái)源：汽車測(cè)試網(wǎng)
整車應(yīng)能有效的對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行散熱和降溫，以確保電池系統(tǒng)溫度始終在正常使用范圍內(nèi)，以免溫度過高影響電池系統(tǒng)壽命。整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如果電池發(fā)生溫度超出正常
整車應(yīng)能有效的對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行散熱和降溫，以確保電池系統(tǒng)溫度始終在正常使用范圍內(nèi)，以免溫度過高影響電池系統(tǒng)壽命。整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如果電池發(fā)生溫度超出正常使用范圍，應(yīng)該限制功率輸出，并加以提醒。
如果有熱失控發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，整車應(yīng)具備提前提醒和報(bào)警功能，確保駕乘人員提前安全撤離。
一、報(bào)警觸發(fā)信號(hào)及時(shí)間要求
整車處于行駛狀態(tài)和充電狀態(tài)時(shí)，BMS 監(jiān)測(cè)電池的工作參數(shù)（例如溫度、溫升速率、電壓、氣壓、煙霧、可燃?xì)怏w成分等），如果監(jiān)測(cè)的信號(hào)出現(xiàn)異常，符合電芯熱失控特征，應(yīng)發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)。
整車處于停泊狀態(tài)時(shí)，如電池發(fā)生熱事件，BMS 應(yīng)被喚醒，喚醒信號(hào)可以是溫度、電壓、氣壓、可燃?xì)怏w成分等。
從BMS 發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)到電池包發(fā)生熱事件的時(shí)間間隔不低于15 min。
二、報(bào)警方式
電池包發(fā)生熱事件前，必須通過明確的形式表明當(dāng)前電池存在熱事件風(fēng)險(xiǎn)，需要用戶立即停車并且離開車輛。
報(bào)警的方式包含聲音報(bào)警和儀表報(bào)警兩種方式。
聲音報(bào)警應(yīng)按照特有聲音持續(xù)鳴響，建議整車?yán)饶苤С謭?bào)警發(fā)聲，報(bào)警提示對(duì)于車內(nèi)車外都能達(dá)到危險(xiǎn)警示的作用；儀表報(bào)警推薦為動(dòng)力電池符號(hào)與著火/爆炸圖形的組合，同時(shí)以文字形式進(jìn)行提示，文字提示能反應(yīng)“請(qǐng)停車，立即遠(yuǎn)離車輛”的意圖。
為了提升報(bào)警的緊迫性，建議增加雙閃燈的快速閃爍的提醒。
1.6.4 電池系統(tǒng)熱事件遠(yuǎn)程服務(wù)報(bào)警要求
電池?zé)崾录?bào)警信號(hào)數(shù)據(jù)格式遵照GB/T 32960.3-2016 定義。利用報(bào)警數(shù)據(jù)格式中的通用報(bào)警標(biāo)志的第19 個(gè)bit 定義作為熱事件的報(bào)警標(biāo)志。
三、電池系統(tǒng)熱事件遠(yuǎn)程服務(wù)報(bào)警要求
1、測(cè)試條件
（一） 試驗(yàn)對(duì)象
測(cè)試對(duì)象為整車或電池包或系統(tǒng)。
測(cè)試樣品需從量產(chǎn)產(chǎn)品中抽取，并對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記和登記。
測(cè)試樣品在試驗(yàn)前需進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試和充放電測(cè)試，保證樣品可靠性。
測(cè)試樣品在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充滿電，在試驗(yàn)環(huán)境下靜置24h 進(jìn)行預(yù)處理。
（二） 測(cè)試環(huán)境
本試驗(yàn)應(yīng)在溫度為22℃±5℃之間，相對(duì)濕度為10%～90%，大氣壓力為86～106 kPa的環(huán)境中進(jìn)行。
試驗(yàn)應(yīng)在室內(nèi)環(huán)境或者風(fēng)速不大于2.5 km/h 的環(huán)境下進(jìn)行。
為應(yīng)對(duì)試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的起火，爆炸等現(xiàn)象，應(yīng)在試驗(yàn)場(chǎng)所中安排對(duì)應(yīng)消防工具（滅火器，消防栓等）和對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)人員隔離通道。
（三）試驗(yàn)準(zhǔn)備
試驗(yàn)開始前，測(cè)試對(duì)象的SOC 應(yīng)調(diào)至大于制造商規(guī)定的正常SOC 工作范圍的95%。
試驗(yàn)開始前，所有的試驗(yàn)裝置應(yīng)都必須正常運(yùn)行。
試驗(yàn)應(yīng)盡可能少地對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行改動(dòng)，制造商需提交所做改動(dòng)的清單。
試驗(yàn)對(duì)象的BMS 應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，BMS 發(fā)出的數(shù)據(jù)能夠被記錄。
注：熱擴(kuò)散試驗(yàn)可能需要在測(cè)試開始前對(duì)鋰離子電池包或系統(tǒng)進(jìn)行一定程度的改動(dòng)，導(dǎo)致可能無(wú)法進(jìn)行充電，需在試驗(yàn)開始前確認(rèn)測(cè)試對(duì)象的SOC 滿足要求。
2、測(cè)試方法
（一）熱事件觸發(fā)對(duì)象
試驗(yàn)對(duì)象中的電池單體，應(yīng)選擇電池包內(nèi)靠近中心位置，或者被其他電池單體包圍的電池單體。
（二）熱事件觸發(fā)方法
熱事件觸發(fā)應(yīng)包括車輛行駛狀態(tài)、充電狀態(tài)和停泊狀態(tài)，推薦下述方法作為熱事件試驗(yàn)的可選方法，制造商可以選擇其中一種方法，也可自行選擇其方法來(lái)觸發(fā)熱事件。
（1）推薦的針刺觸發(fā)熱事件方法：刺針材料：鋼；刺針直徑：3 mm~8 mm；針尖形狀：圓錐形，角度為20°~60°；針刺速度：0.1 mm/s ~10 mm/s；針刺位置及方向：選擇能觸發(fā)電池單體發(fā)生熱事件的位置和方向（例如，垂直于極片的方向）。
（2）推薦的加熱觸發(fā)熱事件方法：使用平面狀或者棒狀加熱裝置，并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。對(duì)于尺寸與電池單體相同的塊狀加熱裝置，可用該加熱裝置代替其中一個(gè)電池單體，與觸發(fā)對(duì)象的表面直接接觸；對(duì)于薄膜加熱裝置，則應(yīng)將其始終附著在觸發(fā)對(duì)象的表面；加熱裝置的加熱面積都應(yīng)不大于電池單體的表面積；將加熱裝置的加熱面與電池單體表面直接接觸，加熱裝置的位置應(yīng)與圖1-2 中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對(duì)應(yīng)；安裝完成后，應(yīng)在24h 內(nèi)啟動(dòng)加熱裝置，以加熱裝置的最大功率對(duì)觸發(fā)對(duì)象進(jìn)行加熱；加熱裝置的功率要求參見表1-4；當(dāng)發(fā)生熱事件或者圖1-2 定義的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí)，停止觸發(fā)。
監(jiān)測(cè)電壓或溫度，應(yīng)使用原始的電路或追加新增的測(cè)試用電路。監(jiān)測(cè)溫度定義為溫度A（測(cè)試過程中觸發(fā)對(duì)象的最高表面溫度）。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于1 s，準(zhǔn)確度要求為±2℃。
針刺觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器的位置應(yīng)盡可能接近短路點(diǎn)，也可使用針的溫度（如圖1-1）。
加熱觸發(fā)時(shí)，溫度傳感器布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè)，即安裝在加熱裝置的對(duì)側(cè)（如圖1-2）。
推薦的測(cè)試對(duì)象是電池包與系統(tǒng)熱事件觸發(fā)點(diǎn)推薦選擇電池包內(nèi)靠近中心位置，如圖1-3 所示。
（三）熱事件觸發(fā)判定條件
a) 觸發(fā)對(duì)象產(chǎn)生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；
b) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度；
c) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3 s 以上。
當(dāng)a)和c)或者b)和c)發(fā)生時(shí)，判定發(fā)生熱事件。如果采用推薦的方法作為熱事件觸發(fā)方法，且未發(fā)生熱事件，為了確保熱擴(kuò)散不會(huì)導(dǎo)致車輛乘員危險(xiǎn)，需證明采用如上兩種推薦方法均不會(huì)發(fā)生熱事件。
（四）熱事件報(bào)警能力測(cè)試
當(dāng)觸發(fā)熱事件條件時(shí)，試驗(yàn)對(duì)象應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集及傳輸能力。
當(dāng)判斷觸發(fā)熱事件條件時(shí)，試驗(yàn)對(duì)象應(yīng)及時(shí)發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)，并同步傳輸電池包實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
發(fā)生以下兩種情況，判定為熱事件誤報(bào)警:
—如對(duì)電池或模組進(jìn)行熱事件試驗(yàn)，熱事件報(bào)警后，觀察并記錄60min 數(shù)據(jù)后沒有發(fā)生熱事件。
—如對(duì)車輛進(jìn)行事件試驗(yàn)，熱事件報(bào)警后，觀察并記錄120min 數(shù)據(jù)后沒有發(fā)生熱事件。
（五）熱事件試驗(yàn)記錄
完成熱事件試驗(yàn)后，應(yīng)該對(duì)整個(gè)熱事件試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，主要包括但不限于以下內(nèi)容：
（1）、試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)；
（2）、試驗(yàn)程序：包括試驗(yàn)方法、試驗(yàn)對(duì)象、觸發(fā)對(duì)象、監(jiān)控點(diǎn)布置方案、熱事件觸發(fā)判定條件以及對(duì)試驗(yàn)對(duì)象所做的改動(dòng)清單等；
（3）、試驗(yàn)結(jié)果：包括系統(tǒng)報(bào)警和試驗(yàn)關(guān)鍵事件（熱事件觸發(fā)開啟、熱事件觸發(fā)停止、外部煙、火、爆炸）等的試驗(yàn)照片、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和時(shí)間等。
3、信號(hào)采集與處理
（一）溫度信號(hào)的采集及處理
1）、溫度傳感器要求
數(shù)量要求。原則上要求每個(gè)單體電池都要有一個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)。如果通過仿真及實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證單個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)能有效反映多個(gè)單體電池的溫度，則可適當(dāng)減少溫度傳感器的數(shù)量。需注意的是隔熱板的兩側(cè)需要分別有兩個(gè)溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量。
編號(hào)要求。溫度采集點(diǎn)編號(hào)應(yīng)與單體電池電壓采集編號(hào)一致。如果是一個(gè)溫度傳感器對(duì)應(yīng)多節(jié)單體電池，也需要明確指示出具體所測(cè)量的電池單體的編號(hào)（與電壓測(cè)量編號(hào)一致）。
傳感器需采取一些保護(hù)措施，以抵御熱失控發(fā)生瞬間的高溫及液體噴濺。盡量保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)，傳感器能正常使用。（另外，即使溫度測(cè)量失效也要準(zhǔn)確把失效信號(hào)報(bào)出來(lái)）
2）、溫度信號(hào)處理
對(duì)溫度信號(hào)的范圍和精度要求與GB/T 38661-2020 的要求相同，同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采樣周期及分辨率也有相應(yīng)的要求。匯總?cè)绫?-5 所示。
（1）溫度極值計(jì)算
BMS 應(yīng)能計(jì)算出電池包所有溫度點(diǎn)的最大值和最小值以及對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)號(hào)。對(duì)溫度極值的要求與表1-5 要求相同。
（2）溫度信號(hào)有效性
BMS 需對(duì)溫度信號(hào)的有效性進(jìn)行判斷，并且要求在熱失控發(fā)生后的5 秒內(nèi)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)出。溫度信號(hào)有效性的判斷，推薦使用以下三種方法：
方法一：如果BMS 的采集芯片有功能安全機(jī)制建議開啟溫度檢測(cè)通道的校驗(yàn)，設(shè)置FTTI 時(shí)間應(yīng)不大于5 秒。如果采集芯片報(bào)溫度采集故障則認(rèn)為溫度采樣為無(wú)效值。
方法二：同一個(gè)點(diǎn)的兩個(gè)溫度傳感器比較。對(duì)兩個(gè)溫度值（Tn 和Tn′）做差值，然后取絕對(duì)值大于5 ℃，該邏輯維持5 秒認(rèn)為溫度采樣失效。
方法三: 相鄰溫度傳感器比較，只針對(duì)極值點(diǎn)。（主要是防止單一溫度條件的誤報(bào)）當(dāng)兩個(gè)極值點(diǎn)溫度差在20 ℃（可標(biāo)定）以上時(shí)，最高溫度點(diǎn)的相鄰溫度點(diǎn)與最小溫度點(diǎn)的差值在5 ℃（可標(biāo)定）以內(nèi)，維持5 秒判斷該最大溫度失效。溫差小于20 ℃并維持5秒故障清除。
（二）電壓信號(hào)的采集及處理
1）、電壓要求
模組電壓測(cè)量要求。為了進(jìn)行單體電壓測(cè)量有效性的校驗(yàn)，BMS 除了測(cè)量每個(gè)串聯(lián)單體電池之外，還需要對(duì)電池模組電壓進(jìn)行測(cè)量。
傳感器需采取一些保護(hù)措施，以抵御熱事件發(fā)生瞬間的高溫及液體噴濺。盡量保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)，傳感器能正常使用。（另外，即使電壓測(cè)量失效也要準(zhǔn)確把失效信號(hào)報(bào)出來(lái)）
2）、電壓信號(hào)處理
對(duì)單體電壓信號(hào)的范圍和精度要求與GB/T 38661-2020 的要求相同，同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采樣周期及分辨率也有相應(yīng)的要求。匯總?cè)绫?-7 所示。
另外，對(duì)模組電壓的檢測(cè)精度要求為±0.5FS（滿量程）。其他要求同表8.5.
（1）單體電壓極值計(jì)算。BMS 應(yīng)能計(jì)算出電池包所有單體電壓的最大值和最小值以及對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)號(hào)。對(duì)單體電壓極值的要求與表1-7 要求相同。
（2）單體電壓信號(hào)有效性。BMS 需對(duì)單體電壓信號(hào)的有效性進(jìn)行判斷，并且要求在熱失控發(fā)生后的5 秒內(nèi)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的報(bào)出。對(duì)單體電壓信號(hào)有效性的判斷建議使用以下兩種方法：
方法一：如果BMS 的采集芯片有功能安全機(jī)制建議開啟單體電壓檢測(cè)通道的校驗(yàn)，設(shè)置FTTI 時(shí)間應(yīng)不大于5 秒。如果采集芯片報(bào)單體電壓采集故障則認(rèn)為單體電壓采樣為無(wú)效值。
方法二：模組電壓比較法。將模組內(nèi)所有單體電壓值求和，與模組總壓進(jìn)行比較，如果差值大于±0.5 V 并維持2 秒（可標(biāo)定）認(rèn)為該模組中的單體電壓檢測(cè)失效。
（三）氣壓測(cè)量要求
1）、布置位置要求。對(duì)于良好連通的一個(gè)電池包可放置一個(gè)氣壓測(cè)量點(diǎn)。多個(gè)箱體的PACK 結(jié)構(gòu)需要在每個(gè)箱體中都放置一個(gè)氣壓測(cè)量點(diǎn)。
2）、在同一測(cè)量點(diǎn)需要有兩個(gè)氣壓傳感器進(jìn)行測(cè)量，建議兩個(gè)傳感器型號(hào)不同。
3）、需保證在熱失控發(fā)生5 秒內(nèi)（具體時(shí)間可標(biāo)定），氣壓測(cè)量功能正常。
（四）通信異常判斷
如果CMU 與BMU 之間的通信異常，則存在熱事件發(fā)生后CMU 損壞的可能。因此建議對(duì)通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，推薦的方法包括CRC、Time out、Rolling counter 三種校驗(yàn)方法。
4、熱事件報(bào)警策略建議
（一）熱事件報(bào)警處理策略架構(gòu)
推薦的熱事件報(bào)警處理策略架構(gòu)如圖1-4 所示。子條件判斷模塊負(fù)責(zé)處理由單一信號(hào)引起的異常報(bào)警，輸出從A 到J 共10 種條件。熱事件綜合報(bào)警模塊根據(jù)這些條件的組合報(bào)出熱事件發(fā)生的報(bào)警。兩個(gè)模塊的執(zhí)行周期應(yīng)適當(dāng)選?。ㄍ扑]值為200ms）。
（二）子條件判斷策略
1）、條件A——溫度過高
置位條件：如果有某個(gè)溫度值大于或等于一定值（推薦溫度值60℃）并且持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間3 秒）。
清除條件：該溫度值小于一定值（推薦溫度值60℃）持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
2）、條件B——溫差過大
置位條件：溫度最大值與最小值的差大于一定值（推薦溫度值20℃）并且持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間3 秒）。
清除條件：溫差小于一定值（推薦溫度值20℃）持續(xù)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
3）、條件C——溫升過快1 級(jí)（用于前期預(yù)警）
置位條件：最高溫度值在一定時(shí)間內(nèi)（推薦時(shí)間5 秒）的溫升大于或等于一定值（推薦2 ℃）。
清除條件：一定時(shí)間內(nèi)（推薦時(shí)間10 分鐘）沒有新的置位條件則故障清除，如果有新的置位則重新計(jì)時(shí)一定時(shí)間（推薦時(shí)間10 分鐘）。
4）、條件D——溫升過快2 級(jí)（用于熱事件發(fā)生時(shí)的報(bào)警）
置位條件：最高溫度值在一定時(shí)間（推薦1 秒）內(nèi)的溫升大于或等于一定值（推薦5℃）。
清除條件：一定時(shí)間內(nèi)（推薦5 秒）沒有新的置位條件則故障清除，如果有新的置位則重新計(jì)時(shí)一定時(shí)間（推薦5 秒）。
5）、條件E——電壓過低
置位條件：某個(gè)電壓值在小于等于一定值（推薦2 V）并且維持一定時(shí)間（推薦2 秒）。
清除條件：該電壓值大于一定值（推薦2 V）并且維持一定時(shí)間（推薦2 秒）。
6）、條件F——壓降過快
置位條件：最低電壓在一定時(shí)間（推薦2 秒）之內(nèi)下降一定值（推薦1 V）。
清除條件：每隔一定時(shí)間（推薦2 秒）重新判斷。
7）、條件G——溫度檢測(cè)失效
具體方法參照1.6.6.3。
8）、條件H——電壓檢測(cè)失效
具體方法參照1.6.6.3。
9）、條件I——通信異常
具體方法參照1.6.6.3。
10）、條件J——?dú)鈮翰▌?dòng)（可選項(xiàng)）
置位條件：兩個(gè)氣壓傳感器測(cè)量值在一定時(shí)間（推薦5 秒）時(shí)間間隔內(nèi)都出現(xiàn)過氣壓大于一定值（推薦值120 KPa）的情況。
清除條件：信號(hào)維持一定時(shí)間（推薦5 秒）后無(wú)置位條件則故障清除。
（三）熱事件發(fā)生前的信號(hào)特征
熱事件發(fā)生前一段時(shí)間溫度信號(hào)有一些較明顯特征，但也不一定能確認(rèn)出現(xiàn)這些特征就一定會(huì)發(fā)生熱事件。由此總結(jié)出條件A，B，C 三個(gè)子條件，只要出現(xiàn)三個(gè)條件中的任何一個(gè)條件就應(yīng)該引起注意，有可能會(huì)發(fā)生熱事件。相應(yīng)的處理上僅做低級(jí)預(yù)警提示、數(shù)據(jù)的記錄及上報(bào)給上一級(jí)控制單元，不做其他任何實(shí)質(zhì)性措施。另外該預(yù)警的一個(gè)重要作用是通過車載終端上報(bào)大數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，通過人工分析熱事件的可能性有多大，從而采取進(jìn)一步措施。
（四）熱事件報(bào)警條件匯總
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在熱事件發(fā)生的時(shí)刻，如果BMS 的所有測(cè)量值均有效，則可以檢測(cè)到的故障子條件包括：A-溫度過高，D-溫升過快，E-電壓過低，F(xiàn)-壓降過快，J-氣壓波動(dòng)（可選項(xiàng)）這些信號(hào)又分為溫度類（A 和D），電壓類（E 和F），氣壓類J，如果出現(xiàn)任意兩類條件同時(shí)滿足，則可判斷發(fā)生熱事件。另外，由于熱事件發(fā)生時(shí)短時(shí)間內(nèi)大量發(fā)熱有可能對(duì)BMS 的各個(gè)傳感器及采集板CMU 造成損壞，導(dǎo)致信號(hào)的失效，包括子條件G/H/I。因此一個(gè)失效信號(hào)組合一個(gè)其他類別的故障信號(hào)也可判斷發(fā)生熱事件。現(xiàn)將所有熱事件報(bào)警的組合列舉如表1-8：
以上11 個(gè)條件只要有任何一個(gè)條件成立則可發(fā)出熱事件報(bào)警。表中的“&&”表示與邏輯，“||”表示或邏輯。
特別的情況，如果熱事件發(fā)生后，BMS 采集單元迅速損壞（設(shè)計(jì)要求至少堅(jiān)持5 秒鐘工作正常），反應(yīng)出來(lái)的情況是通訊局部或全部中斷，無(wú)法讀到電壓、溫度等信號(hào)。此時(shí)可按照附表4 中序號(hào)11 的條件來(lái)判斷是否報(bào)警。如果是通訊部分中斷，還可參考相鄰采集板的溫度、電壓等信號(hào)進(jìn)行熱事件報(bào)警的輔助判斷。
5、停泊狀態(tài)下熱事件喚醒方式
停泊狀態(tài)下熱事件喚醒的三種方法概述。
根據(jù)現(xiàn)實(shí)的事故案例，在停泊狀態(tài)下依然存在著發(fā)生熱事件故障的風(fēng)險(xiǎn)。而此時(shí)BMS及其他電控單元一般都處于休眠的狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)到熱事件故障。因此一定要針對(duì)停泊狀態(tài)設(shè)計(jì)一種檢測(cè)熱事件故障的方法。本規(guī)范推薦三種停泊狀態(tài)熱事件故障檢測(cè)的方法：
1）、智能傳感器喚醒法：設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的智能傳感器單元。在無(wú)故障發(fā)生時(shí)可在低功耗狀態(tài)運(yùn)行并實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有異常的信號(hào)（如溫度過高）出現(xiàn)，一旦達(dá)到異常信號(hào)觸發(fā)條件傳感器喚醒，同時(shí)喚醒BMS 進(jìn)行熱事件故障的判斷。
針對(duì)智能傳感器喚醒法，首先需要有一個(gè)低功耗的智能傳感器單元，對(duì)該單元的設(shè)計(jì)要求如下：
（1）、數(shù)量要求。應(yīng)該有足夠數(shù)量的傳感器保證電池包內(nèi)環(huán)境溫度的任何一個(gè)區(qū)域都可被監(jiān)控。
（2）、需保證在熱事件發(fā)生一定時(shí)間（推薦5 秒）內(nèi)，溫度喚醒功能正常。
（3）、建議采用邊沿喚醒方式觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，在溫度上升到某一個(gè)固定值時(shí)觸發(fā)喚醒信號(hào)，如果BMS 判斷排除故障風(fēng)險(xiǎn)休眠之后盡管溫度一直在報(bào)警值以上也不會(huì)觸發(fā)喚醒。只有當(dāng)溫度下降，然后再次上升到該值后才觸發(fā)喚醒。
（4）、傳感器功耗要求小于一定值（推薦0.1 mA）。
整個(gè)系統(tǒng)的喚醒休眠策略見圖1-5。
由于熱事件故障不僅在BMS 正常工作的過程中發(fā)生，在BMS 下電休眠之后也有可能發(fā)生熱事件故障。因此需加入一個(gè)低功耗的由溫度信號(hào)喚醒的傳感器。相應(yīng)的BMS 控制邏輯狀態(tài)的修改見下圖所示。
首先，BMS 除了正常的鑰匙及充電插槍喚醒外，在溫度傳感器觸發(fā)高于60 ℃（可標(biāo)定）報(bào)警信號(hào)后，BMS 也需要能夠喚醒并進(jìn)入上電初始化流程。
程序運(yùn)行足夠的時(shí)間（暫定為10 秒），如果觸發(fā)熱事件報(bào)警則延時(shí)10 分鐘下電，或者在10 分鐘內(nèi)的任意時(shí)刻收到整車通知BMS 進(jìn)入休眠狀態(tài)則BMS 進(jìn)入下電流程。如果10 秒鐘內(nèi)沒有熱事件故障（包括一級(jí)和二級(jí)故障）BMS 進(jìn)入下電流程。
需注意溫度喚醒信號(hào)建議做成上升沿觸發(fā)信號(hào)，防止溫度傳感器反復(fù)觸發(fā)BMS 喚醒而消耗12 V 電源電量。
2）、功能安全機(jī)制喚醒法：利用BMS 電壓采集芯片的功能安全機(jī)制設(shè)計(jì)休眠狀態(tài)下的故障喚醒機(jī)制。通過軟件設(shè)置采集芯片的故障觸發(fā)閾值（如欠壓UV 和過溫OT 的觸發(fā)值）。
達(dá)到觸發(fā)值時(shí)通過芯片的Fault IO 接口喚醒BMS 的主控單元BMU，然后BMS 就可以對(duì)熱事件是否發(fā)生進(jìn)行判斷。
3）、實(shí)時(shí)監(jiān)控法：通過降低BMS 功耗及整車電氣架構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，使BMS 能夠全天候24 小時(shí)工作，則不存在停車狀態(tài)無(wú)法檢測(cè)熱事件故障的情況。
6、大數(shù)據(jù)技術(shù)在熱事件報(bào)警的應(yīng)用
（一）BMS 的大數(shù)據(jù)相關(guān)接口
大數(shù)據(jù)接口主要有兩方面內(nèi)容
1）、BMS 的各個(gè)故障判斷子條件中的參數(shù)需做成標(biāo)定量，預(yù)留大數(shù)據(jù)接口。目的是如果后期通過大數(shù)據(jù)手段發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律或參數(shù)需要調(diào)整留有接口方便更新。
2）、BMS 預(yù)留遠(yuǎn)程程序刷寫接口OTA，理由同上，大數(shù)據(jù)后期可能調(diào)整控制策略。
（二）大數(shù)據(jù)熱事件閾值設(shè)定方案
大數(shù)據(jù)熱事件閾值設(shè)定方案
1）、采集車輛溫度分布數(shù)據(jù)；
2）、利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，訓(xùn)練車輛溫度分布正常區(qū)間范圍；
3）、利用該閾值范圍，對(duì)BMS 熱事件參數(shù)進(jìn)行更新；
4）、同時(shí)BMS 有會(huì)采集更多的溫度數(shù)據(jù)反饋給大數(shù)據(jù)溫度模型，最終閾值趨于穩(wěn)定。
點(diǎn)贊 0 反對(duì) 0 舉報(bào) 0
收藏 0
評(píng)論 0 分享 65
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗(yàn)方法”將有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時(shí)代：電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國(guó)法規(guī)R59對(duì)機(jī)動(dòng)車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國(guó)法規(guī)R58對(duì)后下部防護(hù)裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國(guó)法規(guī)R57對(duì)摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07
