CN108028334B - 包括灭火装置的电池组和使用该电池组的控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池组和使用该电池组的控制方法，该电池组具有提高的安全性以防止火灾或即使被点燃仍然防止火灾蔓延，由此降低可能在点燃期间发生的风险。根据本发明的电池组包括：电极组件，该电极组件包括负极、正极和分隔物；和单个电池单体或多个电池单体，该电池单体具有用于容纳电极组件的袋形电池壳体，其中，所述电池单体由模块壳体容纳并堆叠，该模块壳体在其内部或外部处包括防火剂或灭火剂，从而当发生电池单体膨胀时，该防火剂或灭火剂被自动地从模块壳体排放。

Description

包括灭火装置的电池组和使用该电池组的控制方法
技术领域
本公开涉及一种电池组，更具体地，涉及一种包括灭火装置的电池组，该灭火装置用于在早期阶段有效地阻止由电池单体过度充电或故障引起的火灾。此外，本公开涉及一种用于控制包括该电池组的车辆的方法。本申请要求在2015年11月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0166475以及在2016年8月18日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2016-0105058的优先权，上述韩国专利申请的公开内容通过引用的方式并入本文。
背景技术
近来，对于诸如膝上型电脑、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增长，并且，随着电动车辆、用于能量存储的蓄能器、机器人和卫星的大量开发，对能够反复充电的高性能二次电池进行了许多研究。特别地，锂二次电池比镍基二次电池获得了更多关注，因为其具有如下优点：锂二次电池具有很少的记忆效应或没有记忆效应，从而它们能够自由地充电和放电，并具有非常低的自放电率和高的能量密度。
锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳材料作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，该电极组件由分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在该正极板和负极板插入有分隔物的情况下构成；和外包装，该外包装也被称为电池壳体，电极组件和电解质溶液被接纳在该电池壳体中并且该电池壳体被气密地密封。
最近，二次电池不仅广泛用在诸如移动电子装置的小型装置中，而且用在诸如车辆或能量存储系统的中型和大型装置中。特别地，随着碳能量的逐渐耗尽和对环境的兴趣的增加，在包括美国、欧洲、日本和韩国在内的世界各地，对混合动力电动车辆和电动车辆的需求正在增加。混合动力电动车辆或电动车辆的最基本的部件是为车辆马达提供驱动力的电池组。因为混合动力电动车辆或电动车辆通过电池组的充电/放电来获得驱动力，它们比仅使用发动机的车辆具有更高的燃料效率，并且具有很少的或没有污染物排放。这就是用户数量不断增加的原因。此外，混合动力电动车辆或电动车辆的电池组包括多个二次电池，并且所述多个二次电池被串联和并联连接以提高容量和输出。
使用电能的车辆直接受电池组性能的影响，从而需要电池管理系统(BMS)，该电池管理系统(BMS)通过测量每个二次电池的电压和所有二次电池的电压和电流来有效地管理每个二次电池的充电/放电，并且从这些二次电池中检测出任何劣化的或发生故障的二次电池以便每个二次电池具有最大性能。
混合动力电动车辆或电动车辆上安装有大容量电池组以供应系统所需的足够能量，从而带来高电压和高电流属性。因此，安全性是最重要的。特别地，高容量电池组具有由过度充电和过电流引起的火灾和爆炸的危险，并且在由控制电池组的BMS的故障和失灵引起的火灾的情形中，车辆和系统的安全性将受到明显威胁。
为了消除这些风险，传统上，使用温度传感器和电流/电压传感器来检测火灾，并且当检测到火灾时，独立于电池组提供的灭火器就开始动作。然而，这种传统的火灾检测和灭火方法需要温度传感器和电流/电压传感器，并且这些传感器缺乏在早期阶段诊断火灾的准确性，从而常常不能保护车辆和人员，尤其是，在自动反应期间，BMS的作用没有意义，从而对车辆和人员造成损害。
发明内容
技术问题
本公开被设计用于解决诸如上述问题的问题，因此，本公开涉及提供一种电池组，该电池组具有提高的安全性，用于防止火灾或者在电池组中发生火灾的情形中阻止火灾蔓延，从而减少火灾的危险性。
本公开还涉及提供一种用于避免汽车事故、例如避免在使用所述电池组的电动车辆中的事故的控制方法。
技术方案
为了实现诸如上述目的的目的，根据本公开的电池组包括一个或多个电池单体，每个电池单体包括：电极组件，该电极组件包括正极、负极和分隔物；和袋型电池壳体，该袋型电池壳体用于接纳电极组件，其中，该电池单体由模块壳体接纳并堆叠，该模块壳体在内侧或外侧具有阻燃材料或灭火剂，并且当发生电池单体的膨胀时，该阻燃材料或灭火剂被自动地从模块壳体排放。
在本公开的电池组的实施例中，该阻燃材料或灭火剂可以构造成作为块状的灭火粉末被放置在模块壳体的内壁上，并且在模块壳体的壁由于电池单体的膨胀而被分离扩展(spread apart)时朝向电池单体掉落。
该阻燃材料或灭火剂可以构造成被放置在模块壳体中，并且在模块壳体由于电池单体的膨胀而被分离扩展或裂开时被朝向电池单体喷射。
该阻燃材料或灭火剂优选布置在模块壳体内的空闲空间中。特别地，该阻燃材料或灭火剂优选布置在模块壳体的上端处，使得它布置在存在有所述电池单体的电极引线的表面上。
当模块壳体被制造成使得该阻燃材料或灭火剂通过模块壳体内的空闲空间被预填充并且被构造有上述结构时，消除了形成用于放置该阻燃材料或灭火剂的额外空间的需要，从而减轻了在确保空间方面的困难。
在此情形中，该阻燃材料或灭火剂的排放可以由控制单元的信号引起，并且该阻燃材料或灭火剂可以是粉末或液体。
水平检测传感器确定模块壳体的壁的水平平面。由于模块壳体被放置成与电池单体紧密接触，所以当过度充电情形发生时，电池单体膨胀并且模块壳体的壁也例如以半圆形状被分离扩展。多个水平检测传感器能够以预定的间隔被安设，以检测模块壳体的壁的扭曲。
根据本公开的控制方法包括：在电池组的BMS中包括的MCU中设定第一基准值，该第一基准值是表示模块壳体的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲但处于可接受范围内的值；当模块壳体的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲得与第一基准值一样大或更大时，向电池组的BMS中包括的MCU提供警告通知；以及，所述MCU经由测量电池单体电压的ASIC IC来测量当前的电池单体电压并确定电池单体电压是否处于过电压(OV)状态。当电池单体电压正常时，该控制方法包括维持警告信号几秒或几分钟并返回到正常状态。如果电池单体电压处于过度充电状态(电池单体电压高于满充电值)，则该控制方法包括切断电池组的继电器以防止电流流动并因此停止充电(如果车辆正在行驶，则通知“该继电器将在几秒或几分钟之后被切断”)。
此外，当所述水平平面的扭曲持续至少一段预定的时间(几分钟或几小时)时，该控制方法包括：通过MCU向包括该电池组的车辆的ECU提供通知以强制驾驶员对车辆进行检查。
另外，该控制方法包括在MCU中设定第二基准值，该第二基准值是大于第一基准值并用于确定其中需要切断电池组的继电器的异常情形的值，并且，当模块壳体的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲得与第二基准值一样大或更大时，将异常信号发送到MCU并直接发送到ECU以切断电池组的继电器(如果车辆正在行驶，则通知“该继电器将在几秒或几分钟之后被切断”)并通知车辆的异常情形以强制驾驶员停车，从而最终避免事故。
在本公开的另一电池组的实施例中，所述模块壳体可以构造成在内部各接纳一个电池单体且阻燃材料或灭火剂可以利用粘结剂布置在各个模块壳体之间，并且当粘结剂表面由于电池单体的膨胀而被分离扩展时，阻燃材料或灭火剂可以被扩散。
该阻燃材料或灭火剂可以覆盖有在火灾的情况下溶解良好的材料制成的膜或薄膜，并且可以被附接在模块壳体之间或通过粘结剂附接到模块壳体的内侧。当阻燃材料或灭火剂被附接到模块壳体的内侧时，阻燃材料或灭火剂可以处在易于在空间上使用的电池单体的上端上。当阻燃材料或灭火剂被附接到存在有电极引线的所述表面时，它能够在不破坏整体结构的情况下被施加。
该阻燃材料或灭火剂可以是从由碳酸钙、磷酸二氢铵和卤素化合物组成的组中选出的一种类型的材料。
有利效果
根据本公开，当电池组中包括的任何电池单体由于过度充电和故障而膨胀时，阻燃材料或灭火剂被自动地排放以防止火灾并在由电池单体故障引起火灾的情况下快速地阻止火灾蔓延。能够有效地抑制火灾而无需任何额外的喷射装置或温度传感器/压力传感器，并且以简单而经济的方式抑制了火灾。
根据本公开，该阻燃材料或灭火剂被放置在其中接纳有电池单体的模块壳体内侧或外侧并在电池单体膨胀的情况下被自动地排放，从而该阻燃材料或灭火剂在适当的时机被准确地朝向火源喷射，由此在早期阶段抑制火灾，并且该阻燃材料或灭火剂被安设在电池组中的模块壳体的可容许空间处，由此减少额外的生产成本并消除对用于安设灭火器的额外空间的需要。
根据本公开，能够有效且快速地防止电池组造成火灾，从而使电池组的安全性得到提高。
特别地，根据本公开的一个方面，即使当电池组在其用作汽车电池组时高度倾向于由于车辆碰撞而造成火灾时，仍然能够大大降低电池组造成火灾的危险。
如上所述，根据本公开，能够防止由电池组中发生的火灾引起的、电池组中的损坏或由于火灾蔓延到另一装置或设备而额外地损害人类性命和财产。
另外，根据使用根据本公开的电池组的控制方法，阻燃材料或灭火剂由于模块壳体壁的扭曲而被喷射并在过度充电时被禁止充电，并且，当扭曲状态继续或扭曲的程度严重时，向包括该电池组的车辆的驾驶员提供通知以强制驾驶员对车辆进行检查，由此防止由电池组和包括该电池组的车辆的故障引起的事故。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并且与以下公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应解释为仅限于这些图。
图1是示出了本公开中提供的袋型电池单体的一个示例的透视图。
图2是示出了根据本公开的一个实施例的电池组的结构的示意性截面图。
图3是示出了根据本公开的另一实施例的电池组的结构的示意性截面图。
图4是示出了根据本公开的又一实施例的电池组的结构的示意性截面图。
图5是示出了根据本公开的又一实施例的电池组的结构的示意性截面图。
图6是示意了根据本公开的控制方法的图。
图7是示意了根据本公开的控制方法的流程图。
具体实施方式
通过参考附图，从本公开的优选实施例的详细描述中，本公开将变得显而易见。应当理解，所公开的实施例是为了说明的目的而提供的，以帮助理解本公开，并且本公开能够以与所公开的实施例不同的许多形式进行修改和实施。此外，为了帮助理解本公开，附图未按实际比例示出，并且某些元件的尺寸可能被夸大。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，本说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应解释为限于通常的和字典上的含义，而是应在允许发明人为了最好地进行说明而适当地定义术语的原则的基础上、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文所述的实施例和附图中的图示仅是本公开的最优选的实施例，而不代表本公开的所有技术方面，所以应当理解，可以对本申请提交时的方案做出许多其它等同方案和变型。
图1是示出了本公开中提供的袋型电池单体的一个示例的透视图。参考图1，电池单体10具有如下结构：其中，电极组件30被内置在由包括树脂层和金属层的层压板制成的电池壳体20中，并且袋型电池壳体20通过热熔合而被沿着外周表面密封。
电极组件30包括正极、负极以及介于正极和负极之间以防止这两个电极之间短路的分隔物。通过将活性材料浆液涂布到由金属箔制成的集流体来形成每个电极板。该电极板具有未涂布有浆液的未涂覆区域。在该未涂覆区域处，通常安设有电极突片，在每个电极板中设有一个电极突片。该电极突片通过与电极引线40焊接而被从电池壳体20中引出，以形成用于在充电和放电期间将电极组件30连接到外部电路的路径的一部分。电极组件20可以使电极引线40沿两个方向形成而使得一个电极引线被向上引出且另一个被向下引出，并且可以使电极引线40沿一个方向形成而使得两个电极引线均被向上引出。本实施例以一个方向的情形为例。
电池壳体20被气密地密封，其中，电极组件30与电解质溶液一起被接纳在该电池壳体20中。电池单体10具有板的形状，其具有厚度比宽度小的大致长方体结构。电池壳体20具有层压板结构，其中，由具有良好耐久性的聚合物树脂制成的外部覆层、由耐水分和空气的金属材料制成的屏蔽层、和由允许热熔合的聚合物树脂制成的内部密封剂层被按顺序堆叠。
电池单体10不限于特定的类型，并且包括当构成电池组时能够提供高电压和高电流的任何二次电池，优选是具有大的单位体积能量存储量的锂二次电池。
如图1中所示，每一个均被沿着热焊接的外周表面保持的电池单体10可以固定在能够形成电池单体堆叠体的电池盒之间，以构成一个模块或组，或者，每个电池单体10可以被接纳在一个模块壳体中。该模块或组可以由单个电池单体10组成，或者可以通过堆叠多个电池单体10而构成。本公开提供一种包括该模块作为单元模块的电池组。可以通过根据所期望的输出和容量组合所述单元模块来制造该电池组，并且当考虑到安装效率和结构稳定性时，该电池组可优选用作电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和能量存储系统的电源，但其应用范围不限于此。
图2到5是示出了根据本公开的实施例的电池组的结构的示意性截面图。
图2到5示出了电池组的沿堆叠方向截取的截面图，例如，沿图1中的X-X'截取的截面图，其中，电池单体10(例如图1所示电池单体10)被接纳并堆叠在模块壳体50中。在图2到5中，(a)示出了正常状态，并且(b)示出了处于膨胀状态的电池单体10。
虽然图2到5示意了具有两个或三个电池单体10的电池组，但该电池组中提供的电池单体10的数量和模块壳体50的形状不限于本实施例，而是可以根据本领域技术人员预期的使用或目的而被任意地提供。所使用的电池单体10的数量可以是一个或多个。
首先，参考图2中的(a)，电池组100包括由模块壳体50接纳并堆叠的电池单体10，并且模块壳体50在内侧具有阻燃材料或灭火剂60。当如(b)中所示地发生电池单体10的膨胀时，阻燃材料或灭火剂60被自动地从模块壳体50排放。
如上所述，电池组100中包括多个电池单体10，并且电池单体10可能由于过度充电和故障而膨胀。本公开的特征在于基于电池单体10的膨胀来排放阻燃材料或灭火剂，而不使用传统的诸如温度传感器或压力传感器的火灾检测装置。
考虑图2的(a)中的细节，在正常状态下，阻燃材料或灭火剂60作为灭火粉末的块被布置在模块壳体50的内壁上。当如(b)中所示地由于故障而发生膨胀时，电池单体10鼓胀并且模块壳体50的壁被分离扩展，因此，阻燃材料或灭火剂60朝向电池单体10掉落。
关于这一点，灭火剂是进行灭火行为，即，优选是进行阻燃行为和/或阻止或干扰火灾发生的材料或混合材料。关于本公开，该灭火行为优选是指阻止火灾的行为，即，抑制或压制火灾的继续或发生。灭火剂或理想的灭火剂构成材料的典型示例包括从火源去除导致火灾继续的化学反应物，或者冷却到燃点以下，或压制引起或维持火灾所必需的化学反应的材料，例如，通过负催化作用来灭火以及通过利用通过热解产生的二氧化碳的窒息作用(asphyxiating activity)将氧气源隔离使得氧浓度降低到大约16％来防止燃烧的材料。
关于本公开，该阻燃材料或灭火剂优选包括易于获得且易于处理的阻燃材料或灭火剂。它们可以是粉末或液体。这里，该阻燃材料或灭火剂是适于通过从火灾区域中推走或移除对于引起或维持火灾或者加速火灾而言所必需的化学剂来防止火灾或灭火的材料。
阻燃材料或灭火剂60包括具有灭火效果的任何材料。例如，阻燃材料或灭火剂60包括：用硬脂酸锌或镁处理以进行防潮的、被称为1型灭火粉末的白色碳酸氢钠(NaHCO3)；用硬脂酸锌或镁处理以进行防潮的、被称为2型灭火粉末的紫色碳酸氢钾(KHCO3)；用硅油处理以进行防潮的、被称为3型灭火粉末的淡粉红色磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、以及被称为4型灭火粉末的成分与碳酸钾的化合物的粉末。本公开对于阻燃材料或灭火剂60的类型没有货限制，并且其包括从由碳酸钙(CaCO3)、磷酸二氢铵和卤素化合物组成的组中选出的一种材料。在它们之中，卤素化合物是一种蒸发性的液化灭火材料。
为了在模块壳体50的壁被分离扩展时允许维持在正常状态下的阻燃材料或灭火剂60朝向电池单体10掉落，阻燃材料或灭火剂60可以构造成被设置在模块壳体50的壁中或壁上并且被具有弱强度的膜覆盖，从而当模块壳体50的壁被分离扩展时，该膜脱落以朝向电池单体10排放阻燃材料或灭火剂60。当然，其它示例也是可能的。
例如，阻燃材料或灭火剂60可以具有如下结构：其中，阻燃材料或灭火剂60被置于模块壳体50中，并且当模块壳体50由于电池单体10的膨胀而被分离扩展或裂开时，阻燃材料或灭火剂60被朝向电池单体10喷射。阻燃材料或灭火剂60可以是粉末或液体。
如图2中所示，当模块壳体50被制造成使得通过模块壳体50内的空闲空间来提供阻燃材料或灭火剂60或者阻燃材料或灭火剂60被预填充在模块壳体50的壁的内部上、并且模块壳体50然后被构造有上述结构时，消除了形成用于放置阻燃材料或灭火剂60的额外空间的需要，从而减轻了在确保空间方面的困难。
如上所述，根据本公开，当模块壳体50由于电池单体10膨胀而被分离扩展时，阻燃材料或灭火剂60被自动排放，由此防止火灾，或者即使发生火灾仍能阻止火灾蔓延。
如上所述，本公开能够显著地增强作为传统锂二次电池的问题而提出的安全性，尤其是，当电池组100用在电动车辆中时，有助于安全性的显著提高。
接下来，参考图3中的(a)，同样，在电池组200中，电池单体10由模块壳体50接纳并堆叠，并且模块壳体50在内侧具有阻燃材料或灭火剂60。优选地，阻燃材料或灭火剂60被接纳在具有喷射装置62的容器64中。如(b)中所示，当电池单体10的膨胀发生时，阻燃材料或灭火剂60被自动地从模块壳体50排放。
参见图3的(a)中的细节，电池组200还包括水平检测传感器70，该水平检测传感器70用于检测模块壳体50的壁的、由电池单体的膨胀引起的扭曲。
水平检测传感器70确定模块壳体50的壁的水平平面。由于模块壳体50被放置成与电池单体10紧密接触，所以当过度充电情形发生时，电池单体10膨胀并且模块壳体50的壁也例如以半圆形状被分离扩展。多个水平检测传感器70能够以预定的间隔被安设，以检测模块壳体50的壁的扭曲。
在正常状态下，例如图3的(a)中，模块壳体50的壁未扭曲，所以水平检测传感器70不输出异常信号。当如(b)中所示地发生膨胀时，水平检测传感器70确定模块壳体50的壁被扭曲并且输出异常信号。当控制单元80被配置成响应于所接收到的异常信号而喷射阻燃材料或灭火剂60时，在这种膨胀情形中，阻燃材料或灭火剂60被朝向电池单体10喷射。即，本实施例还包括水平检测传感器70和控制单元80，控制单元80由水平检测传感器70控制以产生被传送到喷射装置62的信号，并且该信号导致从容纳阻燃材料或灭火剂60的容器64排放该阻燃材料或灭火剂。
在本实施例中，喷射装置62和容器64的形状仅是为了示意而提供的，并且，如果它们可以设置于在电池单体10和模块壳体50之间产生的任何空闲空间中，则喷射装置62和容器64可以具有任何形状。此外，控制单元80可以设置在模块壳体50中。
另一方面，在上述实施例中，模块壳体50可以包括框架形式的电池盒和盖。在以下实施例中，模块壳体50是具有1：1结构的壳体，在该1：1结构中，模块壳体50在内部各接纳一个电池单体10。
参考图4中的(a)，在电池组300中，模块壳体50被构造成在内部各接纳一个电池单体10，并且阻燃材料或灭火剂60利用粘结剂90布置在各个模块壳体50之间。如(b)中所示，当粘结剂表面由于电池单体10的膨胀而被分离扩展时，阻燃材料或灭火剂60被扩散。
另一方面，在使用粘结剂90的情况下，诸如图5的结构是可能的。
参考图5中的(a)，在电池组400中，阻燃材料或灭火剂60可以覆盖有在火灾的情形中易于熔化的材料制成的隔膜或薄膜92，并且通过粘结剂90附接到模块壳体50的内侧。当然，该阻燃材料或灭火剂可以如图4的(a)中那样被附接在模块壳体50之间。
如上所述，当该阻燃材料或灭火剂被附接到模块壳体50的内侧时，如图2中所示，它布置在易于在空间上使用的电池单体10的上端上。如上所述，当它被附接到存在有电池单体10的电极引线(图1中的40)的上述表面时，它能够在不破坏整体结构的情况下被施加。在粘结剂界面如图5的(b)中那样由于电池单体10的膨胀而被分离扩展的情况下，当在火灾的情形中易于熔化的材料制成的隔膜或薄膜92被剥离或熔化时，阻燃材料或灭火剂60被朝向电池单体10排放或扩散。
如上所述，本公开将阻燃材料或灭火剂放置在电池组的模块壳体内侧或外侧并且在电池单体变得膨胀时自动地排放该阻燃材料或灭火剂，由此防止火灾，即使发生火灾仍能阻止火灾快速蔓延，结果，使二次损害(例如电池爆炸)最小。特别地，当该电池组安装在诸如混合动力电动车辆或电动车辆的车辆中时，具有优异的、保护驾驶员和乘客免遭火灾的效果。
大多数传统灭火装置具有温度传感器和压力传感器以检测电池组中的火灾的发生，并且在电池组附近配备有连接到所述传感器的灭火器，所以当从所述传感器检测到火灾时，灭火器工作以抑制火灾。然而，当所述传感器未能感测到火灾的发生时，传统的灭火装置不能使灭火器工作。此外，即使传感器工作并且感测到火灾的发生，当灭火器的喷射方向不准确或喷射时机不合适时，也不能完全抑制火灾。此外，因为它不能安装在电池组中，所以，用于抑制电池组火灾的传统灭火装置具有增加的体积。
本公开将阻燃材料或灭火剂放置在电池组中并且在电池单体变得膨胀时自动地排放阻燃材料或灭火剂，从而在适当的时机朝向火源准确地喷射阻燃材料或灭火剂，而不需要单独的火灾检测传感器，由此，在早期阶段抑制了火灾，并且能够将阻燃材料或灭火剂安设在电池组内的容许空间处，由此降低额外的生产成本并消除了对于单独的安设空间的需要。如上所述，本公开解决了现有技术的问题。
另一方面，能够通过如下的根据本公开的控制方法来控制具有如参考图3描述的电池组200的电动车辆。
图6是用于示意根据本公开的控制方法的图，并且图7是用于示意根据本公开的控制方法的流程图。
一起参考图3、6和7，在电池组200中，水平检测传感器70确定模块壳体50的壁的水平平面(s10)。
第一基准值、第二基准值和第三基准值被预设在电池组200的BMS 210中包括的MCU 220中，以基于模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲了多少(用％表示)来确定操作。第一基准值被设定为表示模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲但扭曲程度是可容许的值。第二基准值被设定为大于第一基准值的值，并且用于确定需要将电池组200的继电器240切断的异常情形。第三基准值被设定为大于或等于第二基准值的值，并且表示需要喷射阻燃材料或灭火剂60的异常情形或程度。第一到第三基准值可以根据电池单体10或电池组200的类型而不同，并且能够通过用户设定进行调节。在本实施例中，以第一基准值为15％、第二基准值为50％且第三基准值为60％的情况作为例子。
当模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲大于在本实施例中为15％的第一基准值(在s10处为“是”)但扭曲小于在本实施例中为50％的第二基准值(在s20处为“否”)时，向电池组200的BMS 210中包括的MCU 220提供警告通知(s30)。当模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲不大于在本实施例中为15％的第一基准值时，(在s10处为“否”)，s10被再次执行。该过程以预定的周期反复进行。
在s30中接收到所述警告通知的MCU 220通过经由ASIC IC 230测量当前的电池单体电压来确定过电压(OV)(s40)，该ASIC IC 230测量电池单体10的电压。
当电池单体电压正常时(在s40处为“是”)，警告信号被维持几秒或几分钟并返回到正常状态(s50)。
此外，当所述水平平面在一段预定时间(几分钟到几小时)之后仍然被扭曲时，即，在s70处的判定为“是”的情形中，通过MCU 220向包括电池组200的车辆250的ECU 260提供通知以强制驾驶员对该车辆进行检查(s80)。
当电池单体电压异常时，即，当电池单体电压确实处于过度充电状态时(电池单体电压高于满充电状态值)(在s40处为“否”)，电池组200的继电器240被切断(断开)(如果车辆正在行驶，则通知“该继电器将在几秒至几分钟之后被切断”)以阻止电流流动并最终防止充电(s60)。此外，向包括电池组200的车辆250的ECU 260提供通知以强制驾驶员该车辆进行检查(s80)。
另外，当模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲大于在本实施例中为50％的第二基准值时，即，当s20处的判定值为“是”时，将异常信号发送到MCU 220并直接发送到ECU 260以切断电池组200的继电器240(如果车辆正在行驶，则通知“该继电器将在几秒至几分钟之后被切断”)，以通知车辆的异常情形来强制驾驶员停车，从而最终避免事故。
与发送所述异常信号同时地，或者当确定模块壳体50的壁与正常状态下的水平平面相比被分离扩展大于在本实施例中为60％的第三基准值(该第三基准值大于在本实施例中为50％的第二基准值)时，能够利用通过控制单元80执行操作以喷射阻燃材料或灭火剂60的方法而在早期阶段抑制火灾(s90)。此外，向包括电池组200的车辆250的ECU 260提供通知以强制驾驶员对该车辆进行检查(s80)。
如上文所讨论的，将通过以上的详细描述而理解本公开的目的和优点，并且从本公开的实施例中明确获知这些目的和优点。此外，将容易理解的是，可以通过所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现本公开的目的和优点。尽管上文已经关于有限数量的实施例和附图描述了本公开，但本公开不限于此，并且，对于本领域技术人员显而易见的是，在本公开的技术方面以及所附权利要求限定的范围的等同范围内，能够对其进行各种修改和变型。

Claims (12)

1.一种电池组，包括：
多个电池单体，每个电池单体包括电极组件和袋型电池壳体，所述电极组件包括正极、负极和分隔物，所述袋型电池壳体用于接纳所述电极组件，
其中，每个所述电池单体由单独的模块壳体接纳并堆叠，使得所述多个电池单体中的每一个的电极引线向上延伸，
每个所述模块壳体在内侧或外侧具有阻燃材料或灭火剂，在所述模块壳体内，所述阻燃材料或灭火剂设置在所述电池单体的袋型电池壳体上方，设置在相邻电池单体的电极引线之间，并且设置在每个电池单体的电极引线的两侧上，
当所述模块壳体的壁由于发生所述电池单体的膨胀而被分离扩展时，所述阻燃材料或灭火剂被自动地从所述模块壳体排放，并且
其中，所述电池组还包括水平检测传感器，所述水平检测传感器用于检测由所述电池单体的膨胀引起的所述模块壳体的壁的扭曲，并且当所述水平检测传感器确定所述模块壳体的所述壁被扭曲时，所述阻燃材料或灭火剂被朝向所述电池单体喷射。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂作为块状的灭火粉末被放置在所述模块壳体的顶壁上，并且在所述模块壳体的所述壁由于所述电池单体的膨胀而被分离扩展时朝向所述电池单体掉落。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂在所述模块壳体由于所述电池单体的膨胀而被分离扩展或裂开时被朝向所述电池单体喷射。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂是粉末或液体。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂的排放由控制单元的信号引起。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂利用粘结剂布置在各个模块壳体之间，并且当粘结剂表面由于所述电池单体的膨胀而被分离扩展时，所述阻燃材料或灭火剂被扩散。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂被覆盖有在火灾的情况下溶解良好的材料制成的膜或薄膜，并通过所述粘结剂被附接在所述模块壳体之间。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂被覆盖有在火灾的情况下溶解良好的材料制成的膜或薄膜，并通过粘结剂布置在所述模块壳体中，并且当粘结剂表面由于所述电池单体的膨胀而被分离扩展时，所述阻燃材料或灭火剂被排放或扩散。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述阻燃材料或灭火剂是从由碳酸钙、磷酸二氢铵和卤素化合物组成的组中选出的一种类型的材料。
10.一种车辆的控制方法，所述车辆包括根据权利要求1、5和6中的任一项所述的电池组，所述控制方法包括：
在所述电池组的BMS中包括的MCU中设定第一基准值，所述第一基准值是表示所述模块壳体的壁与正常状态下的水平平面相比被扭曲但处于可接受范围内的值；
当所述模块壳体的所述壁与正常状态下的所述水平平面相比被扭曲大于所述第一基准值时，向所述MCU提供警告通知；以及
所述MCU经由测量电池单体电压的ASIC IC来测量当前的电池单体电压并确定所述电池单体电压是否处于过电压(OV)状态，并且当所述电池单体电压正常时，发警告信号并然后返回到正常状态，而当所述电池单体电压处于过度充电状态时，切断所述电池组的继电器。
11.根据权利要求10所述的控制方法，还包括：
当所述水平平面的扭曲继续时，通过所述MCU向所述车辆的ECU提供通知。
12.根据权利要求11所述的控制方法，还包括：
在所述MCU中设定第二基准值，所述第二基准值是大于所述第一基准值并用于确定其中需要切断所述电池组的继电器的异常情形的值，并且当所述模块壳体的所述壁与正常状态下的所述水平平面相比被扭曲大于所述第二基准值时，将异常信号发送到所述MCU并直接发送到所述ECU，以切断所述电池组的继电器并通知所述车辆的异常情形。
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