[發明專利]一種阻止電池包熱蔓延的冷卻系統及方法

在審

• 申請號: 202110368964.1
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113206316A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 胡倩倩;胡赟劍;高振宇;曹樹彬;胡春姣
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/633;H01M10/6556;H01M10/6567;H01M10/48
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 林麗璀

本發明提供一種阻止電池包熱蔓延的冷卻系統和方法，該系統包括：檢測模塊，用于采集熱失控判定參數；判斷模塊，用于根據熱失控判定參數，判斷電池包是否處于熱失控狀態，并在電池包處于熱失控狀態時，發出進入慢冷模式的信號；冷卻模塊，用于根據進入慢冷模式的信號執行冷卻操作，所述冷卻操作通過填充于電池包或電芯外側冷卻管中的載冷劑降低電池包或電芯的溫度。該方法包括：判斷電池包是否進入熱失控狀態；在電池包進入熱失控狀態時，進入慢冷模式，控制載冷劑通過間接換熱對電池包執行冷卻操作。本發明提供的系統投入成本低，且能夠延長電池包熱失控時乘客的逃生時間。

技術領域

本發明涉及電池熱管理技術領域，具體涉及一種阻止電池包熱蔓延的冷卻系統及方法。

背景技術

熱失控指的是放熱連鎖反應引起的電池包自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現象。在電池包進入熱失控狀態后，為了給予乘客一定的逃生時間，技術人員會對電池設計安全防護措施，常見的防護措施如下：

1、進行電芯間與模組間的隔熱，即在電池包內部使用隔熱材料，阻止電池包內部熱蔓延的時間。

2、使用滅火劑進行噴淋，即在BMS(電池管理系統)發出熱失控報警時，對電池包中發生熱失控的位置進行集中式降溫滅火。

3、設計導熱排煙管道，即在現有電池包上增加熱失控時的排煙導熱管路，旨在盡快導出熱量與熱失控產生的煙，緩解進一步的熱蔓延及由于電池包壓力過大而造成的爆炸。

上述防護措施的缺點如下：

1、進行電芯間與模組間隔熱的技術方案，通常使用的隔熱材料為氣凝膠等，此方案僅限于在熱失控發生后對發生異常熱量的位置進行隔離，起到給予乘客逃生時間的作用，然而無論何種隔熱材料，對熱量的隔離是有限度的，該方案不涉及導熱，當熱失控較為嚴重，例如突然在電池包多個位置分別產生較多熱量時，大概率無法阻止電池包大面積熱失控。

2、使用滅火劑進行噴淋的技術方案，在乘用車上尚無成熟案例。此外，該方案涉及對電池包熱失控處直接引入外物進行接觸的動作，一旦誤噴，將影響后續車輛正常使用，一旦漏噴造成熱失控蔓延，則無法起到給予乘客充足逃生時間的作用。

3、設計導熱管道的技術方案，對電池包的設計空間有很高的要求，且成本極高。此外，部分熱失控情形中，電池包或電芯參數可能已經異常，但還未產生煙霧與較多熱量，此時導熱排煙管道的存在并不能很好地起到導熱作用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種阻止電池包熱蔓延的冷卻系統及方法。

本發明提供一種阻止電池包熱蔓延的冷卻系統，包括：

檢測模塊，用于采集熱失控判定參數；

判斷模塊，用于根據熱失控判定參數，判斷電池包是否處于熱失控狀態，并在電池包處于熱失控狀態時，發出進入慢冷模式的信號；

冷卻模塊，用于根據進入慢冷模式的信號執行冷卻操作，所述冷卻操作通過填充于電池包或電芯外側冷卻管中的載冷劑降低電池包或電芯的溫度。

可選地，所述檢測模塊包括：

溫度檢測單元，用于檢測電池包或電芯的溫度；

電壓檢測單元，用于檢測電池包或電芯的電壓；

所述判斷模塊在電池包或電芯的溫度大于第一溫度閾值，且溫升速率不小于設定的速率閾值并持續升溫超過第一時長閾值時，判斷電池包處于熱失控狀態；和/或

所述判斷模塊在電池包或電芯的電壓產生電壓降，且下降值占初始電壓的百分比超過設定的百分比閾值，且溫升速率不小于速率閾值并持續升溫超過第一時長閾值時，判斷電池包處于熱失控狀態；和/或

所述判斷模塊在電芯單體與電池包溫度相差不小于溫差閾值時，判斷電池包處于熱失控狀態。