1.本发明属于动力电池安全领域，特别涉及了电池电芯、电池模组内结构层面热管理和火治理的安全器件。
背景技术：
2.得益于电池技术的快速发展，近年来电动汽车技术发展迅速。伴随着电动汽车市场增长，电池自燃、起火这类事故也如影随形，电池技术及其安全问题也一直是行业难以绕开的话题。在现有技术下，电池能量密度与车辆的动力表现和续航里程关系密切，然而在电池能量密度的另一面则是电池的安全系数。厂家在电池结构的设计上，更倾向于提高电池能量密度，而这一做法的直接后果是以牺牲电池的安全性为代价。然而对于消费者来说，汽车在满足日常需求的同时，还需要具备足够的安全性。
3.关于动力电池而言电池能够自燃，随后会因为过热而发生爆炸。而这些事故的根源大都源于电池热量的“失控”。电池组中单体电池的电芯热失控后，瞬间可将温度升高几百度，随着温度升高其他电芯单元也迅速达到燃点，每个电芯单元轮流破裂并释放其内含物，产生一种反复燃烧的恶性循环；而且电池体系内即包含还原剂，也包含氧化剂，特别在电芯燃烧电池材料热分解的情况下内部自提供燃烧所需的氧化剂和还原剂，因此简单的隔绝空气和传统灭火手段并不能有效阻止电池的燃烧；同时，由于电池被密封在电池组中，外界无法直接接触，如果已经出现过热起火情况，即使灭掉了明火，但电池仍然在电池组内继续发热，这也是为什么电动汽车发生起火事故后又会经常复燃的原因。于是就会产生一个巨大的问题，这些火灾不能像“正常”火灾一样对待。
4.也就是在电动汽车领域，当前的安全技术远远落后停滞在传统的概念和认知上，传统的安全技术已经跟不上新能源技术的发展速度，在无形中成为瓶颈问题阻碍着技术的进一步发展。迫切需要动力电池安全领域针对性发展的全新的安全器件和安全技术的出现，从电池内结构、根源上解决电池的热失控和燃烧等安全问题。
技术实现要素：
5.为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了动力电池安全基本器件电芯火阻器。
6.为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：一种动力电池安全基本器件电芯火阻器，包括火感安全元件和火尽安全元件；所述火感安全元件嵌入到电池内部电芯间，包括火感模块；所述火感模块包括探火组件及测量组件，所述探火组件包括敏感单元和转换单元，所述敏感单元由阻火微胶囊构成，所述阻火微胶囊包括对温度敏感的温感外壳以及包覆于温感外壳内部的阻火物质，所述阻火物质包括灭火物质及阻燃物质，所述转换单元由电容上下电极板构成，所述敏感单元设置在上、下电极板之间，作为电容的介质，所述测量组件连接上、下电极板；所述火尽安全元件设置在模组结构或电池组外部，安全辐射该电池组，包括火尽模块、微处理器及断电保护模块；
所述微处理器分别与断电保护模块与测量组件输出端连接，所述断电保护模块与电池组电路连接，所述火尽模块包括热能组件和消火组件，所述热能组件的控制端与微处理器连接，所述消火组件包括消火单元，所述消火单元由灭火微胶囊构成，所述消火单元与热能组件的释热端充分接触，所述灭火微胶囊包括对温度敏感的温感外壳以及包覆于温感外壳内部的灭火物质；当电芯热失控而导致电池内部温度异常升高或电池燃烧，敏感单元阻火微胶囊的温感外壳在高温热辐射作用下激活并破裂，内载的灭火物质在热作用下雾化-增压-汽化、阻燃物质在汽化灭火物质的驱动下一同喷出；在电芯燃烧区吸收热量的同时形成隔氧隔膜和／或捕获燃烧反应所产生的自由基，破坏电池体系本身包含、电池热分解产生的氧化剂与还原剂之间的燃烧链反应，窒息冷却、隔绝抑制的综合作用下，终止燃烧，抑制电芯维度热失控及电池内部燃烧；敏感单元受热变化导致电容参数发生变化而电容量也随之改变；测量组件实时将电容的变化转换为电信号输出给微处理器；当接收到的信号值超过预警值t1，或者接收到相邻时刻信号差值超过预警值t2时，微处理器判断电芯热失控，微处理器分别向断电保护模块和热能组件发出控制信号，驱动电路保护模块切断电池组电路、驱动热能组件热作用于消火单元，控制灭火微胶囊的雾化-增压-汽化-喷射的循环开启，温感外壳在热作用下激活并破裂，释放其内载的灭火物质，进一步对电池组进行降温和／或灭火，控制模组层面的电池热失控及电池火灾。
7.进一步地，所述探火组件、消火组件还包括但不限于用于固定、密封、调压、导流的辅助机构; 所述敏感单元由阻火微胶囊、消火单元由灭火微胶囊经包括但不限于模压、铸塑、缠绕和/或涂布工艺制作成型，根据不同空间限制、功能要求和工程设计具有不同的形状、大小、容量和组成，并通过粘合、涂布、机械件和/或封装的方式集成安装到其组件；所述阻火微胶囊、灭火微胶囊为具有胶囊结构的纳米或微米级别固态微颗粒；所述温感外壳采用单层、多层或复层结构，温感外壳的成分为高分子材料及其复合物、无机材料、有机材料或复合材料，具有稳定的结构和性能；所述灭火物质的质量分数在60%以上，包括至少一种热作用下发生相变且易汽化的灭火物质，所述阻燃物质包括但不限于特殊干粉药剂、阻燃药剂。
8.进一步地，所述灭火物质包括但不限于卤代烷、氢氯氟烃、氢氟代烷、全氟代烷、氟碘代烷、氟化酮类灭火剂；所述特殊干粉药剂包括但不限于石墨干粉、铜基粉末；所述阻燃药剂包括但不限于有机阻燃剂、无机阻燃剂，卤系阻燃剂和非卤阻燃剂。
9.进一步地，所述预警值t1为微处理器预先设定的信号瞬时预警值，预警值t2为微处理器预先设定的相邻时刻信号差预警值；所述预警值t1、t2根据电池类型、系统参数和安全要求分别设定。
10.进一步地，所述火尽模块的热能组件，包括但不限于电能、化学能、辐射能的能量形式转化为热能。
11.采用上述技术方案带来的有益效果：本发明微型化、轻质化、智能化的新型安全器件，植入到电池内部深处电芯单元维度；沉浸式安全元件一方面监测电芯热失控；并在发生热失控或内部自燃时，发出危险信号、激发保护机制，从燃烧反应机理层面阻断电芯燃烧链反应；同时外围安全元件在危险信号联动驱动下，宏观消防安全层面进行强制冷却及熄火，根源入手解决电池安全性问题。把
危险遏制于根源和初始，把事故防范于未然。
具体实施方式
12.以下将对本发明的技术方案进行详细说明。
13.本发明设计了一种动力电池安全基本器件电芯火阻器，包括火感安全元件和火尽安全元件；所述火感安全元件嵌入到电池内部电芯间，包括火感模块；所述火感模块包括探火组件及测量组件，所述探火组件包括敏感单元和转换单元，所述敏感单元由阻火微胶囊构成，所述阻火微胶囊包括对温度敏感的温感外壳以及包覆于温感外壳内部的阻火物质，所述阻火物质包括灭火物质及阻燃物质，所述转换单元由电容上下电极板构成，所述敏感单元设置在上、下电极板之间，作为电容的介质，所述测量组件连接上、下电极板；所述火尽安全元件设置在模组结构或电池组外部，安全辐射该电池组，包括火尽模块、微处理器及断电保护模块；所述微处理器分别与断电保护模块与测量组件输出端连接，所述断电保护模块与电池组电路连接，所述火尽模块包括热能组件和消火组件，所述热能组件的控制端与微处理器连接，所述消火组件包括消火单元，所述消火单元由灭火微胶囊构成，所述消火单元与热能组件的释热端充分接触，所述灭火微胶囊包括对温度敏感的温感外壳以及包覆于温感外壳内部的灭火物质；当电芯热失控而导致电池内部温度异常升高或电池燃烧，敏感单元阻火微胶囊的温感外壳在高温热辐射作用下激活并破裂，内载的灭火物质在热作用下雾化-增压-汽化、阻燃物质在汽化灭火物质的驱动下一同喷出；在电芯燃烧区吸收热量的同时形成隔氧隔膜和／或捕获燃烧反应所产生的自由基，破坏电池体系本身包含、电池热分解产生的氧化剂与还原剂之间的燃烧链反应，窒息冷却、隔绝抑制的综合作用下，终止燃烧，抑制电芯维度热失控及电池内部燃烧；敏感单元受热变化导致电容参数发生变化而电容量也随之改变；测量组件实时将电容的变化转换为电信号输出给微处理器；当接收到的信号值超过预警值t1，或者接收到相邻时刻信号差值超过预警值t2时，微处理器判断电芯热失控，微处理器分别向断电保护模块和热能组件发出控制信号，驱动电路保护模块切断电池组电路、驱动热能组件热作用于消火单元，控制灭火微胶囊的雾化-增压-汽化-喷射的循环开启，温感外壳在热作用下激活并破裂，释放其内载的灭火物质，进一步对电池组进行降温和／或灭火，控制模组层面的电池热失控及电池火灾。
14.在本实施例中，所述探火组件、消火组件还包括但不限于用于固定、密封、调压、导流的辅助机构; 所述敏感单元由阻火微胶囊、消火单元由灭火微胶囊经包括但不限于模压、铸塑、缠绕和/或涂布工艺制作成型，根据不同空间限制、功能要求和工程设计具有不同的形状、大小、容量和组成，并通过粘合、涂布、机械件和/或封装的方式集成安装到其组件；所述阻火微胶囊、灭火微胶囊为具有胶囊结构的纳米或微米级别固态微颗粒；所述温感外壳采用单层、多层或复层结构，温感外壳的成分为高分子材料及其复合物、无机材料、有机材料或复合材料，具有稳定的结构和性能；所述灭火物质的质量分数在60%以上，包括至少一种热作用下发生相变且易汽化的灭火物质，所述阻燃物质包括但不限于特殊干粉药剂、阻燃药剂。
15.在本实施例中，所述灭火物质包括但不限于卤代烷、氢氯氟烃、氢氟代烷、全氟代烷、氟碘代烷、氟化酮类灭火剂；所述特殊干粉药剂包括但不限于石墨干粉、铜基粉末；所述
阻燃药剂包括但不限于有机阻燃剂、无机阻燃剂，卤系阻燃剂和非卤阻燃剂。
16.在本实施例中，所述预警值t1为微处理器预先设定的信号瞬时预警值，预警值t2为微处理器预先设定的相邻时刻信号差预警值；所述预警值t1、t2根据电池类型、系统参数和安全要求分别设定。
17.在本实施例中，所述火尽模块的热能组件，包括但不限于电能、化学能、辐射能的能量形式转化为热能。
18.实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。