CN102306851A - 一种电池温控安全预处理方法及系统 - Google Patents

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邵志勇
李宝玉
王宾
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Abstract

本发明公开了一种电池温控安全预处理方法，包括以下步骤:检测锂电池内部温度；将上一步骤所得到的温度信息传输给BMS；BMS对收到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。本发明还提供一种应用上述方法的系统。本发明的方法和系统通过检测电池内部温度信号输入给BMS，BMS将依据设定参数，采取报警或断路等相应措施，避免电池在出现安全隐患以后的进一步滥用，可在很大程度上降低安全风险。

Description

一种电池温控安全预处理方法及系统
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池的温控处理方法。本发明还涉及锂电池的温控安全系统。
背景技术
世界能源与环保形势日趋严峻，电池作为动力能源越来越受到人们的青睐。锂离子电池由于其能量密度高、体积轻、重量小和环保无污染的特点，而成为动力型电池发展的首选。但是，锂离子电池的安全性却是影响其推广应用的最大的问题。
根据锂离子电池材料的不同，其可以分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、磷酸亚铁锂电池等几种。其中，钴酸锂电池的能量密度最高，手机电池多采用这种电池，但其成本较高，而且存在较大的安全隐患。锰酸锂电池成本较低，能量密度高，曾被认为是制造动力电池的良好材料，但其循环性能和储存性能较差。三元材料电池安全性、能量密度，成本都居中。磷酸亚铁锂电池被广泛地认为是目前最安全的材料，而且从长远看，其成本也不高。
然而，无论是上述哪种材料，由于锂离子电池使用的如电解液、黏结剂、负极、隔膜等材料都是易燃的，其电池壳体空间是密闭的，且带电时携带高密度的能量，因此，在滥用时都存在安全隐患。对于动力电池，特别是民用的如电动汽车电池，其安全性能至关重要。因此安全性能是电池性能的重要评价参数。
现在大多厂家都选择使用防爆阀来提高电池的安全性能，即当电池内部压力达到一定程度时，防爆阀便打开并排出气体，避免爆炸等危险事件的发生。对于锂离子电池来讲，防爆阀是最后的保障。防爆阀打开，电池也就报废了。以往BMS的温度检测，其温度感应端子只是简单的贴在电池外壳壁上，有的甚至是简单的塞进了电池和电池之间的空隙，温度测量非常滞后。特别是对塑料壳动力电池，温度端子测量的几乎是电池箱环境温度，连电池壳外壁温度都难以精确反馈。一旦电池箱密封不严实，有空气流动，温度端子测量的甚至直接可以是外部环境温度。即使贴在电池外壁上比较紧密，因塑料壳本身热传导效应不强，最多也是反映电池外壳温度。试验验证，200AH塑料壳电池在短路或过充试验过程中内部温升超过100℃了，而电池壳外部温升却还不到50℃。因此，外部的温度检测控可能形同虚设。例如，对于发生滥用等异常的现象电池，内部温升可能在数秒之内超过140℃，而壳体外部却很难超过100℃，即使达到100℃以上，也是数分钟以后的事情了，BMS反应迟缓，甚至电池已经出了问题无法感应到而继续运行使用，造成电池严重滥用，增加了不安全因素。
此外，动力电池一般都是多个单体电池进行串并联使用的，串联得到高电压，并联得到大容量。因此使用时，若一只电池出了事故（如短路）则其它电池也会波及影响到其他电池，损害电池性能，无形浪费成本，或增加更大安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种保证电池安全使用的预处理方法。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种实现上述方法的电池温控安全预处理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电池温控安全预处理方法，包括以下步骤:
（1）、检测锂电池内部温度；
（2）、将步骤（1）所得到的温度信息传输给BMS；
（3）、BMS对收到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。
作为上述技术方案的改进，步骤（1）中电池温度的检测通过一植入到电池内部的温度感应端子测得。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤（2）中所述的温度信息是通过一连接温度感应端子与BMS的数据线传输。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的温度感应端子是双金属片或热电偶。
作为上述技术方案的进一步改进，所述温度感应端子是在电池单体生产过程中植入或在电池制成以后额外密封植入。
本发明还提供一种电池温控安全预处理系统，其包括电池和BMS，所述电池内部植入有一温度感应端子，所述温度感应端子与BMS无线或有线连接，所述BMS对温度感应端子所感应到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。
作为上述技术方案的改进，所述的温度感应端子是双金属片或热电偶。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电池具有多个，经串联或并联组成电池组。
现对于现有技术，本发明的有益效果：本发明的方法和系统通过检测电池内部温度信号输入给BMS，BMS将依据设定参数，采取报警或断路等相应措施，避免电池在出现安全隐患以后的进一步滥用，可在很大程度上降低安全风险。本发明的方法和系统直接获取电池内部的温度信号，比采集电池壳外部的温度信号要更加提前，更加敏感，更加准确，可在电池出现异常之初就能发现，为应急预案的实施赢得时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图。
图1是本发明所实施例所提供的一种电池温控安全预处理系统的系统参考图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清除、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的基本构思是通过检测电池内部温度信号输入给BMS，而BMS将依据设定参数，采取报警或断路等相应措施，避免电池在出现安全隐患以后的进一步滥用，以降低安全风险。
基于此，参考图1，本发明实施例提供的电池温控安全预处理系统的系统参考图，其包括电池1和BMS，所述电池1内部植入有一温度感应端子2，所述温度感应端子2与BMS无线或有线连接，所述BMS对温度感应端子2所感应到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报（例如，设定当温度在5秒以内温升超过10℃时，BMS开始报警）或直接切断所检测电池的电路。管理人员（如驾驶使用本发明电池的巴士的司机）接到报警后，可以通过立即切断回路而避免危险情况发生。
用于探测温度的温度感应端子在现有技术中存在很多种，较佳地，本实施例中优选采用双金属片或热电偶。同时，温度感应端子可以是在电池单体生产过程中植入的，也可以在电池制成以后额外密封植入。较佳地，由温度感应端子感应到的温度信息是通过一连接温度感应端子与BMS的数据线传输。当然，也可以是通过无线方式传输的。以使用数据线为例，对于电池使用的塑胶外壳的，在壳体侧面内壁有设置一直径位1mm的小凹槽。壳体内部可埋一根数据线，数据线的末端从凹槽处伸出壳体内壁，裸露在外面，裸露的部分尺寸很小，直径在1mm以下。热电偶或双金属片的一端伸出壳体外壁，可以直接对接在BMS上。
其次，如图1所示，所述电池1可以有多个，经串联或并联组成电池组，每一个电池1中均设置温度感应端子2，并连接到MBS，统一由一个MBS进行管理，当其中一个电池出了问题，即可检测出来，使得整个系统的安全性得到保障。
基于上述系统，本发明可以对电池进行温控安全预处理，本方法具体包括以下步骤:
（1）、检测锂电池内部温度；
（2）、将步骤（1）所得到的温度信息传输给BMS；
（3）、BMS对收到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种电池温控安全预处理方法，包括以下步骤:
（1）、检测锂电池内部温度；
（2）、将步骤（1）所得到的温度信息传输给BMS；
（3）、BMS对收到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。
2.根据权利要求1所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：步骤（1）中电池温度的检测通过一植入到电池内部的温度感应端子测得。
3.根据权利要求2所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：步骤（2）中所述的温度信息是通过一连接温度感应端子与BMS的数据线传输。
4.根据权利要求2或3所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：所述的温度感应端子是双金属片或热电偶。
5.根据权利要求2或3所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：所述温度感应端子是在电池单体生产过程中植入或在电池制成以后额外密封植入。
6.一种电池温控安全预处理系统，包括电池和BMS，其特征在于：所述电池内部植入有一温度感应端子，所述温度感应端子与BMS无线或有线连接，所述BMS对温度感应端子所感应到的温度信息进行计算，若计算得到的温度变化率超过设定值，则发出警报或直接切断所检测电池的电路。
7.根据权利要求6所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：所述的温度感应端子是双金属片或热电偶。
8.根据权利要求6所述的电池温控安全预处理方法,其特征在于：所述电池具有多个，经串联或并联组成电池组。
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