[實用新型]一種電動汽車電池包火災預警裝置

有效

• 申請號: 202220640153.2
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN217034894U
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 呂娜偉
• 申請（專利權）人: 鄭州熙禾智能科技有限公司
• 主分類號: G08B17/117
• 分類號: G08B17/117;G08B17/06;G08B21/24;G08B7/06;H01M10/48
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 石丹丹

本實用新型屬于電動汽車電池安全技術領域，具體涉及一種電動汽車電池包火災預警裝置，該裝置包括氣體傳感器、信號處理器、報警器和邏輯控制器；所述氣體傳感器安裝在電動汽車電池包的內部，用于將電動汽車電池包內部特征氣體的濃度信息轉換成電信號，所述信號處理器安裝在氣體傳感器的引腳下，用于將氣體傳感器輸出的電信號進行放大、濾波和數字化處理，從而輸出特征氣體的濃度數值并傳送至邏輯控制器中；所述邏輯控制器安裝在電動汽車電池包的內部或外部，用于接收特征氣體的濃度數據和溫度探測器的監測數據，綜合研判后確定是否報警。本實用新型可以在電動汽車電池包起火之前可靠地感知異常情況并且進行火災防范處理。

技術領域

本實用新型屬于電動汽車電池安全技術領域，具體涉及一種電動汽車電池包火災預警裝置。

背景技術

“3060”碳達峰碳中和極大地推動了電動汽車的發展，其中鋰離子電池具有能量密度高、功率密度大、循環壽命長等優點，廣泛應用于電動汽車領域。然而，作為電動汽車的主要動力源，鋰離子電池使用易燃的有機電解液，具有不可忽視的安全問題，尤其在惡劣的工作環境下（如高溫、過放電、過充電、撞擊等），鋰離子電池出現安全問題的概率顯著增加。研究表明，隨著溫度的上升，鋰離子電池內部一般會發生固態電解質保護膜（SEI）分解、嵌鋰負極與電解質反應、隔膜熔解、電解質分解、電解質與正極反應、正極分解等一系列連鎖副反應，導致電池溫度失去控制而迅速升高，即熱失控。在溫度急劇升高之前，電池會釋放特征氣體，而當溫度升高到一定值后發生電解液汽化（易燃），極易引起電動汽車電池包的燃燒和爆炸事故。因此，有必要開發一種有效的裝置能提前感知到鋰離子電池的故障狀態，預警電動汽車電池包火災的發生，從而提前采取火災防護措施，保護車內人員和車外行人的生命安全，并最大限度降低事故損失。

現有的電動汽車電池包依靠電池管理系統（BMS）完成電池故障狀態的感知和預警。電池管理系統主要監測電池的端電壓、充放電電流以及電池包內部少量部位的溫度，然而這些參數并不能有效感知電池的故障狀態。如電池微過充時會產生鋰枝晶，這會刺破隔膜導致微短路，但鋰枝晶的產生不會使電壓、溫度等參數發生明顯改變；當電池內部溫度快速升高時，由于熱傳導時間過長，使表面溫度不能及時反應電池安全狀態。這些局限性使BMS不能完全避免或預警電池的故障，一旦電池故障后，會產生大量易燃氣體，可能引起火災甚至爆炸事故，但目前并沒有一個有效的預警火災的裝置或方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提出了一種電動汽車電池包火災預警裝置，可根據動力電池熱失控前產生的特征氣體來預警電動汽車電池包的火災甚至爆炸事故，電池熱失控前產生少量特征氣體，該裝置能及時感知并發出報警信號，為人員疏散和火災防護或抑制提供了足夠的時間。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下的技術方案：

本實用新型提供了一種電動汽車電池包火災預警裝置，該裝置通過監測動力電池熱失控前產生的特征氣體來預警電動汽車電池包的火災甚至爆炸事故；所述裝置包括氣體探測器、報警器和邏輯控制器；所述氣體探測器包括氣體傳感器和信號處理器，所述氣體傳感器安裝在電動汽車電池包的內部，用于將電動汽車電池包內部特征氣體的濃度信息轉換成電信號，并將電信號傳送至信號處理器中處理，所述信號處理器安裝在所述氣體傳感器的引腳下，用于將氣體傳感器輸出的電信號進行放大、濾波和數字化處理，從而輸出特征氣體的濃度數值并傳送至邏輯控制器中；所述邏輯控制器安裝在電動汽車電池包的內部或外部，用于接收特征氣體的濃度數據和內置于電動汽車電池包的溫度探測器的監測數據，綜合研判后確定是否報警；所述報警器安裝在電動汽車電池包的外部。

進一步地，所述電動汽車電池包包括殼體、動力電池、散熱系統、電池管理系統和溫度探測器。

進一步地，所述動力電池為鋰離子電池，采用方形鋰離子電池、軟包鋰離子電池或者圓柱形鋰離子電池。

進一步地，所述特征氣體包括氫氣、一氧化碳和揮發性有機物中的一種或者多種。