[发明专利]用于电池系统的故障保护设备和用于故障保护的方法

说明书

本发明涉及电池管理与诊断领域。本发明提供一种用于电池系统的故障保护设备，所述电池系统包括多个串联连接的电池模组，所述故障保护设备与至少一个电池模组并联连接，所述故障保护设备包括开关和操控装置，所述操控装置被配置为当所述至少一个电池模组的状态信息指示出所述至少一个电池模组存在热失控风险时将所述开关闭合。本发明还涉及一种用于电池系统的故障保护的方法和一种电池系统。本发明通过在电池模组级别对电池系统实施状态监测，无需为电池模组中的每个电芯分配单独的监测单元，可以大幅减少硬件开销，减小整个电池系统的结构空间，提供了一种更加紧凑的故障防护可能性，同时克服了整车断电的风险。

技术领域

本发明涉及一种用于电池系统的故障保护设备、一种具有这种故障保护设备的电池系统和一种用于电池系统的故障保护的方法。

背景技术

随着新能源技术的大力推动和发展，越来越多的车辆以动力电池作为能量载体进行驱动。但是随着纯电里程增长，电池能量度和体系规模均不断提升，因此一旦出现热失控、热扩散，对整个电池、甚至对行车安全造成的危害极大。按照新国标要求，电池包要保证在热失控的情况下在至少五分钟内不起火、不爆炸。

为了实现这一目的，现有技术中提出了为整个蓄电池系统设置故障监控装置，以便在出现重大故障的情况下将整个蓄电池系统从电路切断。然而以整个蓄电池系统为单位引入安全防护往往灵活性不高，一旦出现错误就需要将整个电池系统关断，这种被动防护措施导致蓄电池系统的使用效率较低，并且还伴随着整车断电的风险。

此外，现有技术中还提出在电芯层级上监控电池健康状态，并在单个电芯出现故障时通过旁通电路将其从整个电路短路，由此使得发生故障的电芯不再参与进一步的电池运行。但是单个电芯的各种物理量通常具有较小数量级并且因此要求测量装置具有非常高的精度，因此在大多数情况下这种解决方案抵抗干扰和误差的能力较差，容易引起电池故障方面的误识别。

因此，期待提出一种改进方案，能够在热失控方面更可靠并且更稳健地监测电池状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电池系统的故障保护设备、一种具有这种故障保护设备的电池系统和一种用于电池系统的故障保护的方法，以至少解决现有技术中的部分问题。

根据本发明的第一方面，提供一种用于电池系统的故障保护设备，所述电池系统包括多个串联连接的电池模组，所述故障保护设备与至少一个电池模组并联连接，所述故障保护设备包括开关和操控装置，所述操控装置被配置为当所述至少一个电池模组的状态信息指示出所述至少一个电池模组存在热失控风险时将所述开关闭合。

本发明尤其包括如下技术构思：本发明通过在电池模组级别对电池系统实施状态监测，无需为电池模组中的每个电芯分配单独的监测单元，可以大幅减少硬件开销，减小整个电池系统的结构空间，提供了一种更加紧凑的故障防护可能性。此外，通过在此提出的自主短接模组的方案，可以避免电路带载切断、继电器粘连的风险，同时也可以通过仅对问题模组进行短路而避免整车断电的风险。

可选地，所述操控装置还被配置为当至少两种相同类型的状态信息彼此之间的偏差超过预定义的阈值时将所述开关闭合。

在此，尤其实现以下技术优点：

通过在总体上为电池模组分配多个冗余的传感器，可以将这些传感器的测量结果彼此进行比较，从而能够在不依赖于预先存储的参考状态信息的情况下独立地判断出存在热失控风险，从而进一步提高故障监测的灵活性和可靠性。

可选地，所述操控装置还被配置为当至少两种不同类型的状态信息均指示出所述至少一个电池模组存在热失控风险时将所述开关闭合。

在此，尤其实现以下技术优点：