[實用新型]一種具有熱失控保護功能的動力電池系統

有效

• 申請號: 201420208003.X
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN203800141U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 朱建錦;謝秋;趙艷艷
• 申請（專利權）人: 中航鋰電（洛陽）有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本實用新型屬于動力電池領域，具體涉及一種具有熱失控保護功能的動力電池系統。

背景技術

隨著化石能源的日漸枯竭及環保要求的日益提高，電動汽車及混合動力汽車技術需求日益增長，電動/混動大巴及私家車等新能源汽車如今已經不再陌生。作為新能源汽車領域中的核心部件，電池技術是直接關乎上述新能源汽車是否能夠推廣應用的一項重大關鍵技術。

截止目前為止，逐步出現了磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料等眾多新型高能量密度電池。上述新型動力電池在應用中要求具有能量密度高、放電倍率高、耐高低溫環境、能承受多次沖擊放電、循環壽命長等諸多技術特點。

其中，動力電池系統的安全性能尤為重要。縱觀國內外眾多型號的新能源汽車，均出現過多次燃燒爆炸等事故，動力電池系統的燃燒爆炸作為技術問題均為電池系統熱失控。導致熱失控的原因眾多，包括單體電池內部短路、外部短路、擠壓、刺穿、環境溫度等原因。熱失控事故的發生已經成為制約行業發展的一個重大技術瓶頸。

現有的熱失控方案主要為通過電池管理系統(BMS)對動力電池組進行溫度監控，其主要工作原理為通過負溫度系數電阻(NTC)感知電池組內各點溫度，經處理之后判斷電池組溫度是否到達臨界值。若溫度達到臨界值，電池管理系統通過通信系統驅動電池組系統中的繼電器/繼電器切斷電池組主回路，停止電池組運行。

經過實際應用證明，通過電池管理系統對動力電池組進行溫度監控，存在如下弊端：(1)獨立性不足：通過電池管理系統對動力電池組進行溫度監控，需要保證電池管理系統可靠運行，確保電池管理系統電源、通信、采集、程序均正常運行。實際事故分析標明，熱失控事故初期電池管理系統均不能正常工作，致使電池管理系統無法及時對熱失控事故進行有效處理，進而導致熱失控事故擴大；(2)實時性不足：電池管理系統在動力電池組運行過程中進行溫度監控，統計分析熱失控事故，部分熱失控事故發生在電池組停止運行期間，主要原因為受到外界環境影響引起的外部短路、擠壓、刺穿。此時，電池管理系統處于停機狀態，無法對電池組系統即將發生的熱失控進行有限監控，引起事故擴大。

綜合上述分析，對動力電池系統的熱失控保護應滿足獨立性、可靠性、實時性等技術要求，確保熱失控保護系統能夠獨立、實時、可靠對動力電池系統進行監控和保護。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有熱失控保護功能的動力電池系統，解決目前采用電池管理系統(BMS)進行溫度監控中出現的獨立性、實時性、可靠性較差的問題。

為了實現以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種具有熱失控保護功能的動力電池系統，包括至少一個串聯的電池模塊構成的電池組，該電池組的單體電池通過導電連接件連接，一個或至少兩個設定位置處的導電連接件上設有對應的溫控器；所述電池組與至少一個繼電器串接，對應的一個溫控器的觸點或至少兩個溫控器的觸點串聯后與任意一個繼電器的線圈串聯連接。

所述導電連接件為絕緣銅排。

所述溫控器為雙金屬恒溫器。

所述繼電器線圈上連接有指示燈。

該動力電池系統內串聯有至少一個帶有熔斷器的隔離開關。

本發明具有熱失控保護功能的動力電池系統包括若干個電池模塊采用串并聯方式構成的電池組，該電池組的單體電池通過導電連接件連接，在設定位置處的導電連接件上設置對應的溫控器，溫控器與動力電池系統主回路中的繼電器配合使用，溫控器的觸點控制繼電器的線圈。通過控制線圈的供電電壓進而控制動力電池系統的連接與分斷，實現動力電池系統溫度對運行狀態的控制。

溫控器采用雙金屬恒溫器，用于檢測動力電池系統多點溫度，其中任一點溫度達到開口溫度后，雙金屬恒溫器觸點動作；動力電池系統內安裝多個雙金屬恒溫器，各金屬恒溫器采用串聯連接，增強溫控系統的靈敏性。雙金屬恒溫器為機械式感溫元件，無需供電電源，獨立性強、全天24小時處于工作狀態。

受溫控器控制保護的動力電池系統相應狀態可通過本地燈光、HMI進行相關指示。

各單體電池之間的連接使用絕緣漆處理的裸銅排。采用絕緣裸銅排可提高動力電池系統的散熱性能，同時由于銅排表面無可燃物質，可有效阻斷潛在的熱失控傳播路線。

動力電池系統中連接含有熔斷器的隔離開關，通過隔離開關降低系統維護過程中的人員觸電危險。此外，動力電池系統內串聯若干個快速熔斷器，進一步降低因局部外短路引起熱失控的風險。

附圖說明

圖1為本實用新型動力電池系統第一實施例結構圖；