本技術(shù)涉及電池,尤其涉及一種故障檢測(cè)方法、電池管理系統(tǒng)以及電池包。
背景技術(shù):
1、隨著可再生能源的快速發(fā)展,電池包作為一種可重復(fù)充放電的能源,其在能源領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電池包在使用過程中由于電池材料中的雜質(zhì)或顆粒,或者電池包存在擠壓等情況下,可能導(dǎo)致電池包中的電池絕緣失效。當(dāng)電池出現(xiàn)絕緣失效時(shí),兩個(gè)電池之間的電勢(shì)差較大,就會(huì)產(chǎn)生高壓拉弧故障。若電池包發(fā)生拉弧故障之后,未能識(shí)別出拉弧故障的產(chǎn)生,會(huì)對(duì)電池包造成嚴(yán)重的破壞,不利于電池包的安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提出一種故障檢測(cè)方法、電池管理系統(tǒng)以及電池包,在電池包發(fā)生拉弧故障之后,能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,從而提高電池包的安全性和可靠性。
2、本技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
3、第一方面,本技術(shù)實(shí)施例提供了一種故障檢測(cè)方法,該故障檢測(cè)方法包括:
4、獲取預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包在不同采集時(shí)刻下的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù);
5、根據(jù)至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù),確定預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果用于反映在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包的氣壓變化情況,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果;
6、響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
7、通過上述技術(shù)手段,獲取預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包在不同采集時(shí)刻下的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù),并根據(jù)至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù)確定預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果用于反映在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包的氣壓變化情況,然后根據(jù)氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果來確定電池包是否出現(xiàn)拉弧故障,具體可以是在氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果的情況下,響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。如此,由于電池包出現(xiàn)拉弧故障產(chǎn)生的電弧放電會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和氣體,使得電池包的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)生急劇變化,故根據(jù)電池包內(nèi)在不同采集時(shí)刻下氣壓數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(例如氣壓升、氣壓降或者氣壓的計(jì)算方差等)進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,具體地,考慮到電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇變化(例如氣壓急劇升高之后急劇下降),根據(jù)預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,氣壓方差結(jié)果能夠度量一組氣壓數(shù)據(jù)和其數(shù)學(xué)期望(即氣壓均值)之間的偏離程度,這時(shí)候能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,從而提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性;而且在識(shí)別出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后,還可以及時(shí)斷開拉弧回路中放置的保護(hù)裝置,避免電池包的拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,進(jìn)而提高了電池包的安全性和可靠性。
8、在一些實(shí)施例中,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果還包括預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率;故障檢測(cè)方法還包括:在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果不滿足第一條件的情況下,響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
9、通過上述技術(shù)手段,若預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果不滿足第一條件,進(jìn)一步地通過預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率進(jìn)行判斷,例如若預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,則確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。如此,若預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果不滿足第一條件,則確定電池包未出現(xiàn)拉弧故障,這時(shí)候根據(jù)預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率進(jìn)一步進(jìn)行拉弧故障判斷,如此采用雙重判斷不僅能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,從而提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性;而且在識(shí)別出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后,還可以及時(shí)斷開拉弧回路中放置的保護(hù)裝置,避免電池包的拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,從而提高了電池包的安全性和可靠性。
10、在一些實(shí)施例中,氣壓變化率包括用于表征氣壓數(shù)據(jù)升高的第一變化率;響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,包括:響應(yīng)于第一變化率大于或等于預(yù)設(shè)氣壓升閾值且持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
11、通過上述技術(shù)手段,當(dāng)預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)表征氣壓數(shù)據(jù)上升的第一變化率大于或等于預(yù)設(shè)氣壓升閾值且持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,如此考慮到電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇升高,根據(jù)表征氣壓數(shù)據(jù)升高的第一變化率進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,也能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。
12、在一些實(shí)施例中,氣壓變化率包括用于表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率;響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,包括:響應(yīng)于第二變化率小于或等于預(yù)設(shè)氣壓降閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
13、通過上述技術(shù)手段,當(dāng)預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率小于或等于預(yù)設(shè)氣壓降閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。如此考慮到電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇升高之后急劇下降,根據(jù)表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,也能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。
14、在一些實(shí)施例中,氣壓變化率包括用于表征氣壓數(shù)據(jù)升高的第一變化率和用于表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率;響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,包括:響應(yīng)于第一變化率大于或等于預(yù)設(shè)氣壓升閾值且持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間以及第二變化率小于或等于預(yù)設(shè)氣壓降閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
15、通過上述技術(shù)手段,在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)表征氣壓數(shù)據(jù)上升的第一變化率大于或等于預(yù)設(shè)氣壓升閾值且持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間之后,表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率小于或等于預(yù)設(shè)氣壓降閾值且持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間,這時(shí)候可以確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,這樣,考慮到電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇升高之后急劇下降,故還可以通過表征氣壓數(shù)據(jù)升高的第一變化率和表征氣壓數(shù)據(jù)下降的第二變化率共同進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,也能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。
16、在一些實(shí)施例中,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果還包括預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率;響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,包括:判斷預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率是否滿足第二條件;在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率不滿足第二條件的情況下,響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
17、通過上述技術(shù)手段,若預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果不滿足第一條件,則不確定電池包是否出現(xiàn)拉弧故障,進(jìn)一步地通過預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率進(jìn)一步地來進(jìn)行拉弧故障判斷,若預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的氣壓變化率滿足第二條件,則確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,如此采用雙重判斷能夠更準(zhǔn)確地地識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,從而提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。
18、在一些實(shí)施例中,預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果包括用于表征至少兩個(gè)采集時(shí)刻的氣壓數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算方差;響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差值滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,包括:響應(yīng)于計(jì)算方差大于或等于預(yù)設(shè)方差閾值且持續(xù)第三預(yù)設(shè)時(shí)間,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
19、通過上述技術(shù)手段,由于電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇變化(例如氣壓急劇升高之后急劇下降),通過針對(duì)至少兩個(gè)采集時(shí)刻的氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行方差計(jì)算,并且在計(jì)算方差大于或等于預(yù)設(shè)方差閾值且持續(xù)第三預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),表明氣壓數(shù)據(jù)發(fā)生較大波動(dòng),這時(shí)候可以確定電池包出現(xiàn)拉弧故障,從而提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。
20、在一些實(shí)施例中,故障檢測(cè)方法還包括:響應(yīng)于電池包出現(xiàn)拉弧故障,確定電池包內(nèi)發(fā)生拉弧故障的兩個(gè)目標(biāo)電池組;向兩個(gè)目標(biāo)電池組之間的保護(hù)裝置發(fā)送控制信號(hào),控制信號(hào)用于斷開保護(hù)裝置。
21、通過上述技術(shù)手段,在確定出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后,確定電池內(nèi)發(fā)生拉弧故障的兩個(gè)目標(biāo)電池組,即確定拉弧回路,斷開拉弧回路中放置的保護(hù)裝置,避免拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,從而提高了電池包的安全性和可靠性。
22、第二方面,本技術(shù)實(shí)施例提供了一種電池管理系統(tǒng),電池管理系統(tǒng)包括采集單元和處理單元,其中:
23、采集單元,配置為獲取預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包在不同采集時(shí)刻下的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù);
24、處理單元,配置為根據(jù)至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù),確定預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果用于反映在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)電池包的氣壓變化情況,氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果;以及響應(yīng)于預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果滿足第一條件,確定電池包出現(xiàn)拉弧故障。
25、通過上述技術(shù)手段,由于電池管理系統(tǒng)中包括采集單元和處理單元,由于電池包出現(xiàn)拉弧故障產(chǎn)生的電弧放電會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和氣體,使得電池包的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)生急劇變化,故通過處理單元對(duì)采集單元獲取的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并根據(jù)氣壓統(tǒng)計(jì)結(jié)果(例如氣壓升、氣壓降或者氣壓的計(jì)算方差等)進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,具體地,考慮到電池包出現(xiàn)拉弧故障會(huì)導(dǎo)致電池包內(nèi)部的氣壓急劇變化(例如氣壓急劇升高之后急劇下降),根據(jù)預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)的氣壓方差結(jié)果進(jìn)行拉弧故障識(shí)別,氣壓方差結(jié)果能夠度量一組氣壓數(shù)據(jù)和其數(shù)學(xué)期望(即氣壓均值)之間的偏離程度,這時(shí)候能夠準(zhǔn)確識(shí)別拉弧故障的發(fā)生,從而提高拉弧故障識(shí)別的準(zhǔn)確性;而且在識(shí)別出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后,還可以及時(shí)斷開拉弧回路中放置的保護(hù)裝置,避免電池包的拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,進(jìn)而提高了電池包的安全性和可靠性。
26、第三方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種電池包,電池包包括至少兩個(gè)電池組、至少一個(gè)保護(hù)裝置以及如第二方面所述的電池管理系統(tǒng);
27、其中,在至少兩個(gè)電池組中,每兩個(gè)電池組之間設(shè)置有保護(hù)裝置。
28、通過上述技術(shù)手段,通過對(duì)電池包的氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理得到氣壓統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并根據(jù)氣壓統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),例如氣壓升、氣壓降或者氣壓的計(jì)算方差等,能夠準(zhǔn)確地確定出電池包是否出現(xiàn)拉弧故障,提高拉弧故障判斷的準(zhǔn)確性;并且在確定出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后,通過斷開保護(hù)裝置來切斷拉弧回路,避免拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,從而保障電池包的安全性和可靠性。
29、在一些實(shí)施例中,保護(hù)裝置包括下述至少一項(xiàng):繼電器、瞬時(shí)熔斷器、智慧型保險(xiǎn)絲和電子保險(xiǎn)絲。
30、通過上述技術(shù)手段,采用繼電器、瞬時(shí)熔斷器、智慧型保險(xiǎn)絲和電子保險(xiǎn)絲等能夠在識(shí)別出電池包出現(xiàn)拉弧故障之后斷開拉弧回路,避免電池包的拉弧故障進(jìn)一步擴(kuò)大和惡化,從而提高了電池包的安全性和可靠性。
31、在一些實(shí)施例中,電池包還包括采集傳感器,其中:采集傳感器,配置為采集電池包的氣壓數(shù)據(jù),并將在預(yù)設(shè)采集時(shí)間內(nèi)采集到的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送給電池管理系統(tǒng)。
32、通過上述技術(shù)手段,通過采集傳感器采集電池包的氣壓數(shù)據(jù),以使電池管理系統(tǒng)根據(jù)所采集到的至少兩個(gè)氣壓數(shù)據(jù)來識(shí)別電池包內(nèi)是否出現(xiàn)拉弧故障。
33、應(yīng)當(dāng)理解的是,以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的,而非限制本技術(shù)的技術(shù)方案。