一种动力电池热失控扩散预警系统及方法与流程

本发明属于动力电池技术领域，提供了一种动力电池热失控扩散预警系统及方法。

背景技术

电动汽车等新能源汽车已经成为各国的战略发展方向，而锂离子电池由于比能量高、循环寿命长，已经成为电动汽车首选储能电池。然而锂离子电池存在着潜在的热危险性，表现为热失控。锂离子电池出现热失控，多数由于电池内部物料之间发生放热反应，产生大量的热和气体。电池在过热、过充、机械力破坏等情况下，都有可能发生热失控，最终诱发火灾或者爆炸。为了提高锂离子电池的安全性，锂离子电池必须通过相关的安全测试法规。然而即使通过全部的安全测试项目，也无法确保锂离子电池的安全性。动力电池是电动汽车最大的安全隐患，一旦动力电池发生热失控扩散，会发生车辆烧毁的情况，甚至引起人员的伤亡。

现有的热失控检测技术是基于单体电池的热失控检测来进行判断的，但单体电池的热失控并不一定会发生火灾，往往会引起过度反应。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种动力电池热失控扩散预警系统，旨在解决基于单体电池热失控检测热失控存在反应过度的问题。

本发明是这样实现的，一种动力电池热失控扩散预警系统，该系统包括：

电池箱，及设于电池箱内的电池模组，电池模组间串联或并联连接，电池模组由串联或并联连接的单体电池组成，单体电池上设有第一温度传感器，电池模组上设有第二温度传感器，

电池箱内壁设有的压力传感器及第三温度传感器；

电池管理系统与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器及压力传感器通讯连接。

本发明是这样实现的，一种基于动力电池热失控扩散预警系统的动力电池热失控扩散预警方法，该方法包括如下步骤：

s1、第一温度传感器用于检测单体电池的温度，并将检测到的单体电池温度发送至电池管理系统；

s2、第二温度传感器用于检测电池模组的温度，并将检测到的电池模组温度发送至电池管理系统；

s3、第三温度传感器及压力传感器分别用于检测电池箱内的温度及压力，并将检测到的电池箱压力及电池箱温度发送至电池管理系统；

s4、电池管理系统检测带热失控单体电池所在电池模组的温度达到第二温度阈值时，则判定为第一热扩散；

第二温度阈值为实验条件下存在单体电池处于热失控扩散状态的电池模组温度。

进一步的，在判定为第一热扩散后，电池管理系统基于电池箱温度及电池箱压力判断是否引发第二热扩散，第二热扩散具体是指：

当电池箱温度及电池箱压力分别达到第三温度阈值及压力阈值时，则判定引发第二热扩散，

第三温度阈值及压力阈值为实验条件下存在电池模组处于热失控扩散状态的电池箱温度及电池箱压力。

进一步的，在判断引发第二热扩散后，电池管理系统基于扩散温度压力与时间的关系曲线来估算电池起火时间。

扩散温度压力与时间的关系曲线是电池模组处于热失控扩散条件下测试的电池箱温度、箱体压力与时间的关系曲线。

进一步的，失控热的单体电池检测具体是指：

检测单体电池的温度是否达到第一温度阈值，若检测结果为是，则判定单体电池处于热失控；

第一温度阈值为实验条件下单体电池达到热失控临界状态时的单体电池温度。

本发明实施例提供的动力电池热失控扩散预警系统具有如下有益效果：

1.在检测到单体电池出现热失控后，基于电池模组温度来判断单体电池的热失控是否扩散到了电池模组，若已扩散到电池模组，则监控对应电池模组的热失控是否会扩散到整个电池包，可以精准的对热扩散进行判断，避免不必要的过度反应；

2.在判断电池包出现热失控后，提供热失控的扩散速度预警，有利于驾乘人员做出最佳反应。

附图说明

图1为本发明实施例提供的动力电池热失控扩散预警系统的结构示意图；

1.单体电池、2.电池模组、3.电池箱、4.第二温度传感器、5.第三温度传感器、6.压力传感器、7.电池管理系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的动力电池热失控扩散预警系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该系统包括：

电池箱，及设于电池箱内的电池模组，电池模组间串联或并联连接，电池模组由串联或并联连接的单体电池组成，单体电池上设有第一温度传感器，电池模组上设有第二温度传感器，

电池箱内壁设有的压力传感器及第三温度传感器；

电池管理系统与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器及压力传感器通讯连接。

在本发明实施例中，基于动力电池热失控扩散预警系统的动力电池热失控扩散预警方法包括如下步骤：

第一温度传感器用于检测单体电池的温度，并将检测到的单体电池温度发送至电池管理系统；

第二温度传感器用于检测电池模组的温度，并将检测到的电池模组温度发送至电池管理系统；

第三温度传感器及压力传感器分别用于检测电池箱内的温度及压力，并将检测到的电池箱压力及电池箱温度发送至电池管理系统；

电池管理系统检测到热失控单体电池所在电池模组的温度达到第二温度阈值时，则判定为第一热扩散；

第二温度阈值为实验条件下存在单体电池处于热失控扩散状态的电池模组温度。

在本发明实施例中，在判定为第一热扩散后，电池管理系统基于电池箱温度及电池箱压力判断是否引发第二热扩散，第二热扩散具体是指：

当电池箱温度及电池箱压力分别达到第三温度阈值及压力阈值时，则判定引发第二热扩散，

第三温度阈值及压力阈值为实验条件下存在电池模组处于热失控扩散状态的电池箱温度及电池箱压力。

在本发明实施例中，在判断引发第二热扩散后，电池管理系统基于扩散温度压力与时间的关系曲线来估算电池起火时间。

扩散温度压力与时间的关系曲线是电池模组处于热失控扩散条件下测试的电池箱温度、箱体压力与时间的关系曲线。

在本发明实施例中，失控热的单体电池检测具体是指：

检测单体电池的温度是否达到第一温度阈值，若检测结果为是，则判定单体电池处于热失控；

该第一温度阈值为实验条件下单体电池达到热失控临界状态时的单体电池温度。

本发明实施例提供的动力电池热失控扩散预警系统具有如下有益效果：

1.在检测到单体电池出现热失控后，基于电池模组温度来判断单体电池的热失控是否扩散到了电池模组，若已扩散到电池模组，则监控对应电池模组的热失控是否会扩散到整个电池包，可以精准的对热扩散进行判断，避免不必要的过度反应；

2.在判断电池包出现热失控后，提供热失控的扩散速度预警，有利于驾乘人员做出最佳反应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。