[发明专利]锂离子电池组内部过热电池预警与定位系统及方法

说明书

本发明锂离子电池组内部过热电池预警与定位系统及方法涉及的是一种锂离子电池组内部过热电池探测与定位装置，尤其是一种针对锂离子电池组内单体电池在使用过程中的过热探测与定位装置。包括传感器装置部分、控制器装置部分、报警装置部分和辅助装置部分；传感器装置部分采用特制的柔性薄膜传感器；控制器装置部分包括单片机、报警控制器、计算机和显示器，所述单片机与报警控制器和计算机相连，计算机与显示器相连；报警装置部分包括LED报警灯和蜂鸣器；控制器装置部分的单片机与柔性薄膜传感器相连；辅助装置部分包括电源和定值电阻；电源分别给控制器装置部分及报警装置部分供电，在电源处连接有定值电阻。

技术领域

本发明锂离子电池组内部过热电池预警与定位系统及方法涉及的是一种锂离子电池组内部过热电池探测与定位装置，尤其是一种针对锂离子电池组内单体电池在使用过程中的过热探测与定位装置。

背景技术

随着人们对环保的重视，新能源理念被普及并广泛使用，锂离子电池由于能量密度高，重量轻、循环次数高、充放电电压稳定等特点，被广泛应用于各种设备中，尤其在新能源汽车领域，目前几乎所有的新能源汽车均使用锂离子电池作为动力能源。

锂离子电池由于自身属性，在充放电和使用时容易发生热量积聚，在外部散热条件不理想状态下可能发生热失控，锂离子电池的生产过程中也可能在电池内部内部引入缺陷，这些缺陷会导致电池的热稳定性下降，使电池内部化学反应在局部加速，引发电池过热，进而导致热失控，严重的会引发电动车电池组爆炸。随着电动汽车的不断普及，电动车存量越来越多，也出现了越来越多的电动车自燃、爆炸等事故，这些事故有些是因为电池组受到外部撞击，但多数事故在发生前没有征兆，对人们的生命财产安全造成严重威胁。锂离子电池组的热失控事故，其初始事故是电池组内某一节单体电池温度过高发生热失控，单体电池热失控产生的热量对周围其他电池进行加热，周围电池在达到热失控温度后连环发生热失控，这被成为锂离子电池组内电池热失控的多米诺效应，这意味着单个电池的热失控会迅速蔓延到整个电池组。且如今电动车锂离子电池组普遍采用密封设计，为保证能量密度，电池组内电池排列十分紧密，一旦某一节电池过热，热量很容易向周围电池传播，导致锂离子电池组内电池连环热失控。

目前，一旦锂离子电池组内出现热失控单体电池，其降温和灭火都是十分困难的，因为锂离子电池组内的空间十分紧凑，单体电池数目众多，且热失控的蔓延十分迅速，对电池的温度探测和定位十分困难。需要指出，对单个热失控电池进行降温和灭火就是较为困难的，因为电池的热失控是因为电池内部反应的加速进行导致剧烈放热的副反应加速，这种反应不需要外部氧气参与，且反应十分剧烈，一旦热失控发生，使其停止就十分困难。且锂离子电池从温度异常升高开始到热失控发生间隔时间很短，因此需要在锂离子电池温度超过正常工作温度后迅速对过热电池进行定位以方便后续防护措施的实施。因此需要在锂离子电池工作过程中对其进行监测，在其温度过热时发出预警信号，避免锂离子电池发生热失控。对于锂离子电池，其正常工作时的表面温度不会超过60℃，锂离子电池热失控开始时表面温度为110～130℃左右，因此对于锂离子电池的过热探测，这两个温度之间的区域是主要温度探测范围，需要在电池表面温度处于这个两个温度之间时发出过热预警。