CN111211369A - 一种电池安全装置及电池安全监控方法 - Google Patents
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Abstract
一种电池安全装置及电池安全监控方法，属于电池技术领域。电池安全装置包括：安全气囊，安全气囊呈片状或圆柱状，安装在电池单体或电池包的外壳出气口。在一些具体实施方案中，还包括压力传感器或微动开关、控制电路及报警电路，压力传感器置于气囊内部，压力传感器或微动开关与控制电路及报警电路连接。本发明的有益效果：安全气囊可将电池与外部空气隔绝，增大安全系数；同时可通过观察气囊是否臌胀、压力传感器检测气囊内部压力或者微动开关探测气囊膨胀来判断电池内部是否有安全缺陷；当气体过多时，也可及时通过控制电路控制充放电操作中断，报警提醒用户停用及报修。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，涉及一种电池安全装置及电池安全监控方法。
背景技术
锂离子电池的电池单体、电池包在存在产品质量缺陷泄漏、胀气后造成封装破损泄漏、密封设计不当有冷凝水搭接导电部位形成电化学腐蚀的破损泄漏等，充放电不当造成电池胀气后破损泄漏，长期循环使用老化的电池胀气后破损泄漏等，造成有IP防护等级的电池模块或电池包内部破损，释放液体蒸汽或电解释放燃气，造成封装内部的安全缺陷，成为潜在的安全隐患，不及时发现会引发起火甚至爆炸风险。
现在电池包流行使用的呼吸阀比较贵，且容易将空气中的小分子有机溶剂蒸汽混入，加大电池包里面的燃气浓度增加点燃风险；尤其在电池包的外部电线在失误泡水或房间低温结冰接触发生带电部件电解水释放氢气，未及时处理发生电解产生氢气未及时排空，氢气可以通过呼吸阀进入电池包内部，加剧起火风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池安全装置，来解决现有技术存在的以上问题。本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种电池安全装置，所述电池安全装置包括安全气囊，安全气囊安装在电池单体或电池包外壳的出气口。用完全密封的安全气囊，担当泄压阀和简易的压力显示器。由于安全气囊完全密封，避免了现有呼吸阀容易将空气中的小分子有机溶剂蒸汽混入的问题。正常状态下，安全气囊呈现为压缩形态；当电池单体或者电池包由于各种原因释放气体时，安全气囊膨胀，既起到泄压的安全作用，又起到压力展示的警示作用。
进一步地，所述安全气囊为片状或圆柱状。
在一些具体实施方案中，还包括压力传感器、控制电路及报警电路，压力传感器安装在安全气囊内，压力传感器与控制电路及报警电路连接。
进一步地，当压力传感器检测的气体压力达到阈值时，控制电路控制电池进入安全防护状态(例如停止充放电，联动消防排烟和灭火装置)，报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
在一些具体实施方案中，还包括探测安全气囊膨胀的微动开关、控制电路及报警电路，微动开关与控制电路及报警电路连接。
进一步地，当微动开关探测到安全气囊膨胀时，控制电路控制电池进入安全防护状态(例如停止充放电，联动消防排烟和灭火装置)，报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
进一步地，当电池安全装置安装在电池单体上时，所有电池单体共用一个控制电路及报警电路。
本发明的另一目的是提供一种电池安全监控方法，包括以下步骤：
(1)用干燥空气置换电池单体或电池包内部的气体，控制干燥气体的露点不超过零下20℃。以确保电池单体或电池包在零下10℃时不结冰。
(2)安装本发明提供的电池安全装置。
(3)将电池安全装置中的安全气囊抽真空。
根据气体状态方程pV＝nRT可知，当气体温度变化时，气体压力和体积相应变化。为了防止由于正常工作时气体温度升高导致电池安全装置误报警，将安全气囊抽真空，使安全气囊在正常工作温度变化带来的体积变化后仍在封装负压状态；只有电池单体或电池包内部泄漏电解液或分解的燃气造成体积较大膨胀，则平时呈现负压状态的气囊胀气异常，直观显示、压力传感器检测气囊内部压力或者微动开关探测气囊膨胀来展示内部有过多气体的危险状态，提醒用户及时报修和停用。
进一步地，步骤(3)所述抽真空是将安全气囊内的压强控制在1000Pa以下。
本发明具有以下有益技术效果：本发明的安全气囊可将电池与外部空气隔绝，避免与空气中的小分子混合后加大电池包内燃气浓度，增大安全系数；同时可通过观察气囊是否臌胀、压力传感器检测气囊内部压力或者微动开关探测气囊膨胀来判断电池内部是否有安全缺陷；当气体过多时，也可及时通过控制电路控制充放电操作中断，报警提醒用户停用及报修。
具体实施方式
以下对本发明做进一步说明。
实施例1
一种电池安全装置，所述电池安全装置包括片状安全气囊，安全气囊安装在电池单体或电池包外壳的出气口。用完全密封的安全气囊，担当泄压阀和简易的压力显示器。
电池安全监控方法如下：
(1)用干燥空气置换电池单体或电池包内部的气体，控制干燥气体的露点不超过零下20℃。
(2)安装上述电池安全装置。
(3)将电池安全装置中的安全气囊抽真空至安全气囊内的压强在1000Pa以下。
将安全气囊抽真空，使安全气囊在正常工作温度变化带来的体积变化后仍在封装负压状态；只有电池单体或电池包内部泄漏电解液或分解的燃气造成体积较大膨胀，则平时呈现负压状态的气囊胀气异常，直观显示内部有过多气体的危险状态，提醒用户及时报修和停用。
由于安全气囊完全密封，避免了现有呼吸阀容易将空气中的小分子有机溶剂蒸汽混入的问题。正常状态下，安全气囊呈现为压缩形态；当电池单体或者电池包由于各种原因释放气体时，安全气囊膨胀，既起到泄压的安全作用，又起到压力展示的警示作用。
实施例2
一种电池安全装置，所述电池安全装置包括圆柱状安全气囊、压力传感器、控制电路及报警电路，安全气囊安装在电池单体或电池包外壳的出气口，压力传感器安装在安全气囊内，压力传感器与控制电路及报警电路连接。用完全密封的安全气囊担当泄压阀，当压力传感器检测的气体压力达到阈值时，控制电路控制电池进入安全防护状态(例如停止充放电，联动消防排烟和灭火装置)，报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
电池安全监控方法如下：
(1)用干燥空气置换电池单体或电池包内部的气体，控制干燥气体的露点不超过零下20℃。
(2)安装上述电池安全装置。
(3)将电池安全装置中的安全气囊抽真空至安全气囊内的压强在1000Pa以下。
将安全气囊抽真空，使安全气囊在正常工作温度变化带来的体积变化后仍在封装负压状态；只有电池单体或电池包内部泄漏电解液或分解的燃气造成体积较大膨胀，则平时呈现负压状态的气囊胀气异常，压力传感器检测气囊内部压力来展示内部有过多气体的危险状态，提醒用户及时报修和停用。
由于安全气囊完全密封，避免了现有呼吸阀容易将空气中的小分子有机溶剂蒸汽混入的问题。正常状态下，安全气囊呈现为压缩形态；当电池单体或者电池包由于各种原因释放气体时，安全气囊膨胀起到泄压的安全作用，压力传感器连接控制电路使电池进入安全防护状态，连接报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
实施例3
一种电池安全装置，所述电池安全装置包括片状安全气囊、探测安全气囊膨胀的微动开关、控制电路及报警电路，安全气囊安装在电池单体或电池包外壳的出气口，微动开关与控制电路及报警电路连接。用完全密封的安全气囊担当泄压阀，当微动开关探测到安全气囊膨胀时，控制电路控制电池进入安全防护状态(例如停止充放电，联动消防排烟和灭火装置)，报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
电池安全监控方法如下：
(1)用干燥空气置换电池单体或电池包内部的气体，控制干燥气体的露点不超过零下20℃。
(2)安装上述电池安全装置。
(3)将电池安全装置中的安全气囊抽真空至安全气囊内的压强在1000Pa以下。
将安全气囊抽真空，使安全气囊在正常工作温度变化带来的体积变化后仍在封装负压状态；只有电池单体或电池包内部泄漏电解液或分解的燃气造成体积较大膨胀，则平时呈现负压状态的气囊胀气异常，微动开关探测安全气囊膨胀来展示内部有过多气体的危险状态，提醒用户及时报修和停用。
由于安全气囊完全密封，避免了现有呼吸阀容易将空气中的小分子有机溶剂蒸汽混入的问题。正常状态下，安全气囊呈现为压缩形态；当电池单体或者电池包由于各种原因释放气体时，安全气囊膨胀起到泄压的安全作用，微动开关连接控制电路使电池进入安全防护状态，连接报警电路发出警示提醒用户及时检查维修。
Claims (9)
1.一种电池安全装置，其特征在于，所述电池安全装置包括安全气囊，安全气囊安装在电池单体或电池包外壳的出气口。
2.根据权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，所述安全气囊为片状或圆柱状。
3.根据权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，还包括压力传感器、控制电路及报警电路，压力传感器安装在安全气囊内，压力传感器与控制电路及报警电路连接。
4.根据权利要求3所述的电池安全装置，其特征在于，当压力传感器检测的气体压力达到阈值时，控制电路控制电池进入安全防护状态，报警电路发出警示。
5.根据权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，还包括探测安全气囊膨胀的微动开关、控制电路及报警电路，微动开关与控制电路及报警电路连接。
6.根据权利要求5所述的电池安全装置，其特征在于，当微动开关探测到安全气囊膨胀时，控制电路控制电池进入安全防护状态，报警电路发出警示。
7.根据权利要求3或5所述的电池安全装置，其特征在于，当电池安全装置安装在电池单体上时，所有电池单体共用一个控制电路及报警电路。
8.一种电池安全监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用干燥空气置换电池单体或电池包内部的气体，控制干燥气体的露点不超过零下20℃；
(2)安装权利要求1-6任一权利要求所述的电池安全装置；
(3)将电池安全装置中的安全气囊抽真空。
9.根据权利要求8所述的电池安全监控方法，其特征在于，步骤(3)所述抽真空是将安全气囊内的压强控制在1000Pa以下。
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| CN202010041484.XA CN111211369A (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种电池安全装置及电池安全监控方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114323485A (zh) * | 2021-12-04 | 2022-04-12 | 湖南泰和美新能源科技有限公司 | 一种电池电解液泄露的检测装置和方法 |
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- 2020-01-15 CN CN202010041484.XA patent/CN111211369A/zh not_active Withdrawn
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