[發(fā)明專利]一種用于處置鋰離子電池組異常升溫的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811292284.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109193076A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊赟;劉凱;王志榮;周鈺鑫;陳翔宇;景明舉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/635;H01M10/6556;H01M10/6567;H01M10/6568;H01M10/48
• 代理公司: 南京品智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發(fā)明一種用于處置鋰離子電池組異常升溫的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)涉及的是一種對18650型鋰離子電池在儲存、運輸及充放電過程中溫度異常升高早期預(yù)警及水循環(huán)冷卻裝置，在電池儲存、運輸及充放電異常升溫時對電池進行早期預(yù)警并冷卻。結(jié)構(gòu)包括電池組溫度監(jiān)測預(yù)警部分、循環(huán)水冷卻電池組部分和循環(huán)水水溫監(jiān)測及冷卻部分。在鋰離子電池的充、放電、儲存、運輸過程中，為鋰離子電池的充放電過程提供更加安全的充放電環(huán)境，在電池充放電熱失控之前進行及時預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種用于處置鋰離子電池組異常升溫的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)涉及的是一種對18650型鋰離子電池在儲存、運輸及充放電過程中溫度異常升高早期預(yù)警及水循環(huán)冷卻裝置，在電池儲存、運輸及充放電異常升溫時對電池進行早期預(yù)警并冷卻。

背景技術(shù)

21世紀，隨著人們對安全、環(huán)保等問題日益重視，化學(xué)電源已經(jīng)發(fā)展成為人類生活中不可或缺的動力之源。特別是鋰離子電池，這種高容量二次化學(xué)電源具有工作電壓高、循壞壽命長、自放電低、可快速充放電等人們期望的優(yōu)點，鋰離子電池已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被極其廣泛的應(yīng)用。

然而，鋰電池在充、放電過程中的內(nèi)部熱量容易積聚，使得溫度迅速升高，最終會導(dǎo)致電池的“熱失控”，引發(fā)泄漏、燃燒甚至爆炸等安全事故。電池內(nèi)部存在大量放熱副反應(yīng)，并且熱量產(chǎn)生速率隨溫度的升高呈指數(shù)關(guān)系增加，如固體電解質(zhì)界面膜（SEI膜）的分解反應(yīng)、負極材料和電解液之間的反應(yīng)、正極材料和電解液之間的反應(yīng)、電解液的分解反應(yīng)以及負極材料與粘結(jié)劑之間的反應(yīng)等。因此，需要在鋰離子電池異常升溫時對電池進行處理，避免因電池異常升溫后引起安全事故。

當前，人們對于鋰離子電池的熱失控機理及其規(guī)律進行了一些研究探討。在鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性進行了比較全面的安全性能研究，但對于鋰電池?zé)崾Э匚ｋU性、熱失控傳播等問題的研究還存在不足，鋰離子電池?zé)崾Э貢r會發(fā)生燃燒或爆炸，并釋放出有毒和可燃氣體，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，在鋰離子電池溫度高于正常溫度時進行及時預(yù)警并冷卻降溫就顯得尤為重要。

綜合各種技術(shù)的不足以及事故教訓(xùn)，針對鋰離子電池在充放電過程中的熱失控顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述不足之處，提供一種用于處置鋰離子電池組異常升溫的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，針對鋰離子電池組在充、放電過程中的熱參數(shù)進行監(jiān)測，與冷卻水聯(lián)級對溫度異常升高的電池組進行冷卻，同時對冷卻循環(huán)水水溫進行監(jiān)測并在冷卻循環(huán)水水溫達到一定溫度時及時對冷卻循環(huán)水進行電冷卻器冷卻，確保整個裝置的溫度監(jiān)測和冷卻效果，避免電池溫度近一步上升而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

本發(fā)明是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于處置鋰離子電池組異常升溫的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括電池組溫度監(jiān)測預(yù)警部分、循環(huán)水冷卻電池組部分和循環(huán)水水溫監(jiān)測及冷卻部分；

電池組溫度監(jiān)測預(yù)警部分包括第一單片機、紅外溫度感應(yīng)器管腳接口、第一電磁繼電器管腳接口、第一電源開關(guān)、LED報警燈、紅外溫度感應(yīng)器、第一定值電阻、第一晶振、第一陶瓷電容、第一三極管和第一電源；第一陶瓷電容經(jīng)導(dǎo)線兩端分別與第一晶振以及第一電源開關(guān)相連；第一晶振與第一單片機相連；第一定值電阻經(jīng)導(dǎo)線分別與第一單片機以及紅外溫度感應(yīng)器管腳接口相連；第一三極管串接在LED報警燈和第一定值電阻之間；第一電源分別與第一單片機以及第一電源開關(guān)相連；紅外溫度感應(yīng)器的輸出端與紅外溫度感應(yīng)器管腳接口相連；第一電磁繼電器與第一電磁繼電器管腳接口通過信號線相連；紅外溫度感應(yīng)器和紅外溫度感應(yīng)器管腳接口通過信號線與第一單片機相連；紅外溫度感應(yīng)器的輸出端與紅外溫度感應(yīng)器管腳接口相連；第一電磁繼電器通過信號線與第一單片機相連；

循環(huán)水冷卻電池組部分由第一電磁繼電器、泵、銅管和液態(tài)循環(huán)水組成；第一電磁繼電器通過信號線與泵相連；所述銅管采用循環(huán)銅管；泵設(shè)置在循環(huán)銅管之間；