[實用新型]一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統

有效

• 申請號: 201720141822.0
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN206505970U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 陳碧毅;房永強;康燕語;蔡濟鈞
• 申請（專利權）人: 廈門金龍旅行車有限公司
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M10/42;H01M10/48;G01R31/36
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙)35222
• 代理人: 郭福利

技術領域

本實用新型涉及動力客車動力電池熱失控防護技術領域，尤其涉及一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統。

背景技術

電動車輛作為一種節能環保的交通工具，在本世紀得到了長足的發展。由于電動車輛所采用的動力部分的驅動電壓大部分都在36VDC以上，有的高達500VDC，遠遠超過安全電壓的級別，因此，電動車輛的動力系統需要對動力電池的功率和能量的要求也異常苛刻。

而動力電池發生熱失控是一個漸進過程，隨著電芯的使用年限增加，內部鋰金屬枝晶逐漸生長，增大電芯內短路的程度，電芯使用不當，如過充、過放、外短路情況下，發熱現象將更加明顯。特別是個別電芯因為生產工藝問題，電芯存在瑕疵，如電芯生產時，極片吸水、電解液不合格、粉塵不達標、極片不平整等現象，電芯使用前期可能不會出現熱失控現象，但是電芯的使用壽命后期，內部鋰金屬枝晶更容易生長，充放電過程中，電芯發熱現象更加強烈，更容易出現電解液汽化，電芯腫脹現象。當電芯無充放電現象發生時，隨著電流減小，電芯自發熱現象減弱，電解液汽化減弱，電芯腫脹現象將消失或減弱。但是此時電芯安全系數很低，在大電流充放電時，電解液汽化加劇，電芯外殼被撐破、電芯熱失控風險將急劇增大。當個別電芯發生熱失控時，將引燃附近電芯，進而導致整個電池箱燃燒、爆炸，對乘客的生命、財產安全造成威脅。

由于電芯安裝在電池箱里面，用戶無法直接觀察電芯外觀變化，電芯未發生熱失控前，電芯電壓不會發生急劇降低，電池控制管理系統也無法檢測到。因此，本實用新型提出一種方案，用于預防電池系統發生熱失控的方案。

在CN201510808168-一種防爆鋰電池箱中，該專利只指出采用了形變探測器，而沒有具體到使用何種方式進行探測和適用該探測方式的對象。而本方案主要適用于鋁殼包裝的電芯，在電芯外殼表面貼電阻應變片，當電芯發生腫脹現象時，電芯外殼將被撐大，電阻應變片隨之變形，電阻應變片阻值發生變化，BMS根據采集模塊采集到的阻值，判斷電芯是否發生脹氣，經過多次重復采集，提醒乘客個別電芯已經有失效風險，進而通知整車廠更換電芯，或者對電池進行報廢，以保證乘客、整車的安全。

實用新型內容

為解決上述無法達到熱失控的提前預警技術問題，本實用新型提供了一種判定效果好、可提前預警的一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統機器：

一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統，包括待測電芯組、電阻應變片組、電源、電池系統采集模塊、整車儀表和車聯網平臺；所述待測電芯組包括若干個待測電芯，所述電阻應變片組包括若干個電阻應變片，每一電阻應變片固定在每一待測電芯的電芯外殼，所述電阻應變片根據所述電芯外殼的形變值對應改變自身電阻值；所述電池系統采集模塊包括電阻采集模塊；所述電阻采集模塊通過硬線采集電阻應變片阻值；所述電阻采集模塊將檢測后的應變片阻值通過整車CAN通信網絡傳遞給整車儀表；所述整車儀表根據應變片阻值顯示對應信息，并發出對應的報警及指令。

作為進一步改進，所述電阻應變片包括柔性基底和電阻應變傳感單元；所述電阻應變傳感單元包括第一電極、第二電極和電阻應變傳感層；所述電阻應變片與所述電阻采集模塊之間通過第一電極和第二電極連接；所述電阻應變傳感層根據其形變量的大小改變改變自身的電阻值。

作為進一步改進，當所述電阻應變傳感層的電阻超過第一閾值或第二閾值時；所述整車儀表顯示對應閾值范圍的故障信息，發出相應報警及指令，其中，所述第二閾值大于所述第一閾值。

作為進一步改進，所述整車儀表通過整車CAN通信網絡與所述車聯網平臺相連接用于通知相關企業對問題車輛進行維修。

作為進一步改進，所述電源與所述電池系統采集模塊相連接，其電壓值為12V或24V。

與現有技術相比較，本實用新型具有以下優點：

1、本實用新型一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統及其控制方法，在正常使用情況下，電芯發生熱失控前期，存在多個周期性的電芯鼓脹現象，采用電阻應變片測量鼓脹現象，可以提前告知乘客，該電芯有失效風險。

2、本實用新型一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統及其控制方法，在極端使用情況下，如過充、過放、短路，在電芯電壓急降前，電芯已經大幅鼓脹，該方案可提前告知乘客，該電芯即將發生熱失控，并且通過電池控制管理系統，提前斷高壓，阻止或者減緩熱失控的發生。

附圖說明

附圖1是本實用新型一種用于動力客車動力電池的熱失控早期探測系統的系統示意圖；

具體實施方式