[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

一種全狀態電池熱失控安全管理的方法及裝置涉及電力電子技術領域。本發明由基礎數據存儲器、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；本發明的實現將電池的充電放電周期進行了細分，并且將告警和預警進行區分，熱失控預警最早可以在溫度達到熱失控告警溫度的百分之60的時候判斷出是否存在熱失控的趨勢，發出預警，本發明的實現補充了現有技術對電池生命周期各階段都進行熱失控預警的不足，可以在熱失控尚未發生時進行熱失控的阻斷，是電池安全管理技術的進步。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域。

背景技術

電池熱失控是指蓄電池在恒壓充電時電流和電池溫度發生一種積累性的增強作用并逐步損壞。電池達一定的溫度之后，就不可控了，溫度直線上升，然后就會燃燒爆炸。而過熱、過充、內短路、碰撞等是引發動力電池熱失控的幾個關鍵因素。

短路造成的熱失控分為外部短路造成熱失控和內部短路造成熱失控。 波音787客機曾因電池爆炸起火。在查找事故原因時，發現電極和隔膜上有金屬物，產生了內短路。雖然專家無法100%確認熱失控是由內短路觸發的，但它是最可能的原因，因為找不到其他原因。

純電動大巴起火事件原因就在于“過充電觸發的熱失控”，具體則是電池管理系統本身對過充電的電路安全功能缺失，導致電池的BMS已經失控卻還在充電導致的。

目前尚無絕對可靠的方法避免熱失控的發生以及熱失控在電池系統中的蔓延，因此，為了降低熱失控的危害，在熱失控發生之前做出熱失控預警極為必要。

中國發明專利申請號：CN2020101241848，專利名稱：一種電動汽車動力蓄電池熱失控預警方法、裝置及系統，該專利通過獲取蓄電池包內的氣壓數據；在氣壓數據異常時，向電池管理系統發送校驗請求，以獲取蓄電池包內的待檢驗數據；在確定待校驗數據滿足預設條件時，向整車發送熱失控報警信號。該專利的實施需要預先對使用的蓄電池熱失控后釋放氣體的量做測量，并對電池所處的密封空間承載的氣體體積作出測量才能夠以氣壓作為熱失控的告警條件。

中國發明專利申請號CN2020100634977，專利名稱：一種汽車電池熱失控預警控制方法及系統，系統包括整車控制器和電池包，電池包包括電芯、柔性電路板和防爆閥，柔性電路板設置在防爆閥上，柔性電路板包括第一檢測回路和第二檢測回路，方法包括：獲取電池的狀態信息；將狀態信息與各預設的判別條件進行比較，獲得第一比較結果，并生成第一提示信息或第二提示信息；當電池處于非正常工作狀態時，獲取第一檢測回路的第一電壓值和第二檢測回路的第二電壓值；當第一電壓值和第二電壓值均不小于第一預設值時，展示第三提示信息，第三提示信息用于提示電池處于熱失控狀態；該專利通過柔性電路板在電池膨脹階段被壓力擠壓導致接通從而發出信號的方式來多級判斷電池的熱失控狀態，是一種檢測方法，但是電池已經膨脹代表熱失控已經發生，不能夠達到事先預警的目的。

中國發明專利申請號CN202010059835X，專利名稱：基于分布控制的鋰離子儲能電池熱失控保護系統及方法，該專利實時采集電池內部釋放的氣體類型及氣體濃度信息，輸出表征氣體濃度信息的電壓信號，用釋放的氣體濃度來進行熱失控報警，不僅需要知道各種電池熱失控后釋放氣體的氣相組成，而且需要達到一定的濃度同樣代表熱失控已經發生，無法預警。

中國發明專利申請號CN2019223747421，專利名稱：鋰離子電池組內部過熱電池預警與定位裝置，該專利采用傳感器裝置對電池內部過熱電池進行監控，傳感器裝置采用特制的柔性薄膜傳感器；同樣是利用電池熱失控后膨脹的原理進行報警，無法完成預警。