[發明專利]一種全狀態電池熱失控安全管理的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010734052.7
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111817402A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 吳小偉;項眾起
• 申請（專利權）人: 深圳市福光動力通信設備有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60L58/10;H01M10/42;H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全狀態電池熱失控安全管理的裝置，其特征在于由基礎數據存儲器、回路檢測模塊、回路狀態判定器、閾值設定器、熱失控保護器、預警模塊和回路切斷告警模塊組成；熱失控保護器由恒流充電保護器、恒壓充電保護器、放電狀態保護器和靜置狀態保護器組成；

基礎數據存儲器用來存儲系統配置參數，系統配置參數包括：恒流充電限流點、恒壓充電電壓、回路電池單體數；恒流充電限流點就是恒流充電時的最大電流，由電池廠商提供，并同時提供檢測精度范圍；恒壓充電電壓就是恒流充電過度到恒壓充電時的穩定的充電電壓，由電池廠商提供，并同時提供檢測精度范圍；回路電池單體數就是整個回路中參與充電和放電的所有電池的數目，由組建系統時確定并寫入基礎數據存儲器；

回路檢測模塊的回路電流采集器采集回路電流值，充電電流為正值，放電電流為負值；回路檢測模塊的回路電壓采集器采集回路電壓值；

回路狀態判定器負責判定回路所處的狀態：當回路電流值為正值，且在恒流充電限流點的檢測精度范圍內時，回路狀態判定器判定此時回路狀態為恒流充電階段，并將恒流充電階段信號通知熱失控保護器；當回路電流為正值，且在恒流充電限流點的檢測精度范圍外，且回路電壓值在恒壓充電電壓的檢測精度范圍內時，回路狀態判定器判定此時回路狀態為恒壓充電階段，并將恒壓充電階段信號通知熱失控保護器；當回路電流值為負值時，回路狀態判定器判定此時回路狀態為放電階段，并將放電階段信號通知熱失控保護器；當回路電流值為零時，回路狀態判定器判定此時回路狀態為靜置階段，并將靜置階段信號通知熱失控保護器；

由閾值設定器設定回路切斷閾值、第一告警閾值、第二告警閾值和第三告警閾值；由閾值設定器設定單體電池正常充電時的溫度上升速率閾值，溫度上升速率是溫度對時間的積分；由閾值設定器設定單體電池正常充電時溫度加速度閾值，溫度加速度是溫度上升速率對時間的積分；

熱失控保護器收到恒流充電階段信號，由恒流充電保護器檢測單元檢測模塊的電池溫度采集器采集的電池溫度，當電池溫度達到回路切斷閾值時，恒流充電保護器通知回路切斷告警模塊發出告警信號，并切斷回路；當電池溫度達到第一告警閾值，且電池電壓采集器采集的電池電壓高于回路單體平均電壓的百分之五，恒流充電保護器通知預警模塊發出預警信號，電池單體平均電壓由回路電壓采集器采集的回路電壓值除以回路電池單體數得到；

熱失控保護器收到恒壓充電階段信號，由恒壓充電保護器檢測單元檢測模塊的電池溫度采集器采集的電池溫度，當電池溫度達到回路切斷閾值時，由恒壓充電保護器通知回路切斷告警模塊發出告警信號，并切斷回路；恒壓充電保護器檢測回路電流采集器采集的回路電流值，并將回路電流值以時間進行積分，當回路電流值的時間積分值連續變大時，恒壓充電保護器通知預警模塊發出預警信號，判斷連續變大的時間周期設定范圍為2分鐘到10分鐘；恒壓充電保護器檢測單元檢測模塊的電池溫度采集器采集的電池溫度，當電池溫度高于第二告警閾值，且電池溫度上升速率大于溫度上升速率閾值時，恒壓充電保護器通知預警模塊發出預警信號；當電池溫度高于第三告警閾值，且電池溫度上升的溫度加速度大于溫度加速度閾值時，恒壓充電保護器通知預警模塊發出預警信號；

熱失控保護器收到放電階段信號，由放電狀態保護器檢測單元檢測模塊的電池溫度采集器采集的電池溫度，當電池溫度達到回路切斷閾值時，放電狀態保護器通知回路切斷告警模塊發出告警信號，并切斷回路；當電池溫度達到第一告警閾值，且電池電壓采集器采集的電池電壓高于回路單體平均電壓的百分之五，放電狀態保護器通知預警模塊發出預警信號；

熱失控保護器收到靜置階段信號，由靜置狀態保護器檢測單元檢測模塊的電池溫度采集器采集的電池溫度，當電池溫度達到回路切斷閾值時，靜置狀態保護器通知回路切斷告警模塊發出告警信號，并切斷回路；靜置狀態保護器采集環境溫度，當電池溫度采集器采集的電池溫度上升速度大于環境溫度上升速度，靜置狀態保護器通知預警模塊發出預警信號。

2.根據權利要求1所述的一種全狀態電池熱失控安全管理的裝置，其特征在于由閾值設定器根據電池廠商給出的熱失控溫度閾值乘以百分之90設定回路切斷閾值；由閾值設定器設定第一告警閾值和第二告警閾值及第三告警閾值；第一告警閾值的選取范圍為電池廠商給出的熱失控溫度閾值的百分之80到百分之89；第二告警閾值的選取范圍為電池廠商給出的熱失控溫度閾值的百分之70到百分之79；第三告警閾值的選取范圍為電池廠商給出的熱失控溫度閾值的百分之60到百分之69。