[发明专利]一种用于新能源轨道机车的电池在线预警装置及方法

权利要求书

1.一种用于新能源轨道机车的电池在线预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集预警信息，预警信息包括电池电芯温度、电池仓室内温度、电池仓室内气体浓度、车体外部车身气体浓度、电池电芯内短路特征值；

步骤2：基于电池电芯内短路特征值，通过偏差组合公式判断电池是否处于短路状态，如果电池处于短路状态，判断热失控风险预警等级为一级，直接进入步骤6，否则，进入步骤3；

步骤3：基于电池电芯温度、电池仓室内气体浓度和车体外部车身气体浓度判断热失控风险是由外部气体引起还是电池自身因素引起，当热失控风险由外部气体引起，则进入步骤4，当热失控风险是由电池自身因素引起，则进入步骤5；

步骤4：当热失控风险由外部气体引起，基于电池电芯温度阈值判别公式，判断热失控风险预警等级;

步骤5：当热失控风险是由电池自身因素引起时，基于电池电芯温度和电池仓室内温度的上升幅度，以及电池仓室内气体浓度和车体外部车身气体浓度，通过分级预警公式组，进一步判断热失控风险预警等级；

步骤6：基于热失控风险预警等级，进行预警灯的预警，并且在热失控风险预警等级为一级时，启动消防灭火系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源轨道机车的电池在线预警方法，其特征在于，步骤2中偏差组合公式为：

式中，V表示电池电芯电压值，V₀表示单体电芯电压标准值，△V₀表示电池电芯电压偏离标准值，为常数，δ为电压偏差因子，为常数，SCO表示电池电芯容量，SCO₀表示电池电芯标准容量，△SCO₀表示电池电芯容量偏离标准值，为常数，μ为电池电芯容量偏差因子，为常数，t_c表示电池电芯温度，t_a表示电池电芯平均温度，t_max电池电芯未短路状态下标准温度的上限值，t_min电池电芯未短路状态下标准温度的下限值, ε为电池温度偏差因子，为常数。

3.根据权利要求1所述的一种用于新能源轨道机车的电池在线预警方法，其特征在于，步骤3中气体浓度的热失控风险依据如下公式：

式中，t_c表示电池电芯温度，t₁表示四级温度阈值，为常数，n_CO内是电池仓室内的一氧化碳浓度，n₁表示一氧化碳浓度第一阈值，为常数，n_H2内是电池仓室内的氢气浓度，n₂表示氢气浓度第一阈值，n_voc内是电池仓室内的烟雾气体浓度，n₀表示烟雾气体浓度第一阈值，n_voc外是车体外部车身的烟雾气体浓度；

①当公式（2.1）与公式（2.5）同时满足时，并且满足公式（2.2）、公式（2.3）、公式（2.4）中任一公式时，则判断热失控风险是由电池自身因素引起的，

②当满足公式（2.2），公式（2.3），公式（2.4）中的任一公式时，不同时满足公式（2.1）和公式（2.5），判断热失控风险是由外部气体引起；

③当公式（2.1）和公式（2.5）同时满足时，但是不能满足公式（2.2）、公式（2.3）、公式（2.4）中任一公式时，判断热失控风险是由外部气体引起。