CN112038560A - 一种电池包热失控预警灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包热失控预警灭火系统，包括检测线缆、BMS监控系统、VCU控制器和电池包；所述电池包包括若干个电芯，每个所述电芯上设有防爆阀；所述检测线缆安装于所述电池包的上部，所述检测线缆的两端与所述BMS监控系统连接，形成一个回路，所述BMS监控系统与所述VCU控制器连接。本申请通过在电池包的上报设置检测线缆，且检测线缆的两端与BMS监控系统连接，如果电芯发生热失控防爆阀冲击检测线缆，将线缆烧断，BMS监控系统检测不到信号后即向VCU控制器发出警告，及时提醒乘客逃离，检测线缆的成本也低。

Description

一种电池包热失控预警灭火系统

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包热失控预警灭火系统。

背景技术

为缓解能源短缺和环境污染问题，我国己经将新能源汽车列入战略性新兴技术产业。汽车动力系统电动化己逐渐成为未来汽车技术发展的主要趋势之一。汽车动力系统电动化的主要特征之一即使用电能替代化学能作为车辆主要的驱动能量来源。号里离子动力电池因其具有比能量高、自放电率低以及循环寿命长的特点，是目前最具实用价值的纯电动汽车能量源。

近几年来，新能源汽车发生起火事故频繁爆出，危害乘客的生命、财产安全。其主要原因来自动力电池，而动力电池的热安全也是目前新能源行业难以攻克的问题，现有技术很难从电芯层面保证不发生热失控。主要通过热防护技术防止热扩散以并阻断。动力电池在使用过程中，因过充、短路、高温、机械碰撞、涉水、滥用、人为操作、导致热失控，甚至起火、爆炸。目前国家已经强制要求电池系统在发现明火前需要提前报警，留给乘客充足的逃生时间。

现有的判断电池包是否发生热失控主要是通过检测温度、电压、烟雾传感器、压力传感器进行判断；采用电压进行热失控判断时当电池包内的某一个电芯发生热失控后，电压不一定会发生变化，存在电压采样延迟的可能；通过温度预警失控的话，由于温度传感器是安装在具体的某个点，采样点较少，当热失控电芯没有发生在温度监测点附近时，无法对热失控进行及时预警；热失控发生时，电芯发生热失控是会产生大量烟雾，从而触发烟雾传感器进行预警，其需要新增硬件电路资源，同时烟雾传感器的成本较高；采用压力传感器进行热失控预警时，当热失控发生时，电芯内部温度压力升高，喷发后释放大量气体，电池箱体内压力增大，触发压力传感器进行预警，但是压力传感器的成本较高。

发明内容

本发明针对目前热电池包失控预警过程中数据的采集要么成本高要么延迟的问题，提供一种电池包热失控预警灭火系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电池包热失控预警灭火系统，包括检测线缆、BMS监控系统、VCU控制器和电池包；所述电池包包括若干个电芯，每个所述电芯上设有防爆阀；所述检测线缆安装于所述电池包的上部，所述检测线缆的两端与所述BMS监控系统连接，形成一个回路，所述BMS监控系统与所述VCU控制器连接。

优选的，所述检测线缆为S型布置与所述电池包的上表面。检测线缆为S型的布置在电芯上，这样每个电芯上均布置有检测线缆，任何一个电芯发生热失控都会将检测线缆切断，BMS监控系统能及时检测到变化。

优选的，所述检测线缆的上部设有上盖，所述上盖内设有流道，所述流道的一端设有进水口，所述流道的另一端设有出水口。现有的新能源车的电池包如果由于热失控发生火灾后，乘客看到了在使用车上配备的二氧化碳、干粉等灭火剂对扑灭锂离子电池，主要是因为这些灭火剂的主要工作原理是通过隔绝空气中的氧气，从而使得燃烧反应无法进行，但是在锂离子电池内部正极材料，特别是在充电状态下的正极材料本身就是一种强氧化剂，而负极活性物质、电解液等都是还原剂，已经具备了基本的燃烧条件，因此普通的隔绝空气型灭火剂无也就对锂离子电池火灾起到效果。本申请通过设置上盖，且在上盖内设有流道，当热失控失火后，会将上盖的流道烧破，流道内的水就会对电池包进行冷却，迅速带走燃烧产生的热量，使得燃烧反应不具备持续进行的条件，及时将火扑灭，而降低火势变大的概率。

优选的，所述流道呈S型布置与所述上盖内，所述流道的弯折方向与所述检测线缆的弯折方向相同，均与所述电芯的长度方向弯折。上盖上的流道也呈S型，且与检测线缆的S型布局相同，电池包上的S型检测线缆与S型的流道，均是沿单个电芯的长度方向布置，流道沿电芯的长度布置，最好每个电芯上布置两个流道，这样冷却灭火效果更好。

优选的，还包括压力泵和水壶，所述压力泵、水壶与所述流道连接形成一个回路。当BMS监控系统检测到检测线缆断路后，随即向VCU控制器发出信号，VCU控制器就启动压力泵，将水壶内的水用于灭火，平时如果BMS监控系统检测到电池包的温度较高时，可以开启压力泵对电池包进行冷却降温。

优选的，所述检测线缆由铝丝、铜丝或者镍丝弯折形成。铝丝、铜丝或者镍丝的柔韧性较好，相当于保险丝的作用，当电池包发生热失控后铝丝、铜丝或者镍丝的保险丝就会被烧断形成断路，且铝丝、铜丝或者镍丝的成本也比较低。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本申请通过在电池包的上报设置检测线缆，且检测线缆的两端与BMS监控系统连接，如果电芯发生热失控防爆阀冲击检测线缆，将线缆烧断，BMS监控系统检测不到信号后即向VCU控制器发出警告，及时提醒乘客逃离，检测线缆的成本也低。

附图说明：

图1为本申请体的电池包热失控预警灭火系统的结构示意图。

图2为图1去掉上盖的结构示意图.

图3为图1的分解图。

图示说明：101—电芯，102—上盖，103—流道，104—进水口，105—出水口，106—检测线缆、107—BMS监控系统，108—VCU控制器，109—压力泵，110—水壶。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本申请提供了一种电池包热失控预警灭火系统，包括检测线缆106、BMS监控系统107、VCU控制器108和电池包；所述电池包包括若干个电芯101，每个所述电芯101上设有防爆阀；所述检测线缆106安装于所述电池包的上部，所述检测线缆106的两端与所述BMS监控系统107连接，形成一个回路，所述BMS监控系统107与所述VCU控制器108连接。检测线缆106由铝丝、铜丝或者镍丝弯折形成S型，且是沿着电芯101的长度方向弯折的，如图1所示，电池包包括了八个电芯101，分两排放置，检测线缆106沿X轴线布置，检测线缆106的一端布置在其中一个电芯101的上表面，另一端绕制后沿Y轴布置在电池包上，两端都布置在同一个电芯101的上表面。检测线缆106可以在电池包的上表面绕制一圈，也可以绕制多圈，多绕制几圈可以使得检测结果更准确，因为绕制一圈有可能防爆阀不能将冲击断检测线缆106。

如图2所示，在检测线缆106的上方还设有上盖102，上盖102与安装电池包的壳体连接，上盖102内设有S型的流道103，流道103内设有冷却水，流道103的一端设有进水口104，另一端设有出水口105，流道103也是沿X轴布置的，最好的是将S型的流道103布置紧密一点，每个电芯101上设置两根流道103，这样在没有发生热失控时可以通过流道103对电芯101进行冷却降温，如果发生热失控，可以精准的对发生点进行灭火。上盖102采用的是能在高温下融化的材料制作，保证在发生热失控后相应点的流道103被烧破，水可以对电池包进行降温和灭火，这样在乘员使用灭火器对其进行灭火前就首先通过水对其灭火，可以防止火势蔓延，降低危及乘客安全的事件的概率发生。

上盖102上的流道103下部与检测线缆106和电芯101的上表面是接触的，如图3所示，在出水口105和进水口104之间连通有压力泵109和水池，为了实时掌握温度，在电池包内还是安装有至少一个温度传感器，温度传感器与BMS监控系统107连接，平时未发生热失控时，如果温度过高，VCU控制器108启动压力泵109，将水池内的水通过流道103后在流回水池，通过水对电池包进行冷却，如果发生热失控，相应地方的流道103被烧破出现漏水，VCU控制器108控制压力泵109对其进行降温灭火。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，包括检测线缆(106)、BMS监控系统(107)、VCU控制器(108)和电池包；所述电池包包括若干个电芯(101)，每个所述电芯(101)上设有防爆阀；所述检测线缆(106)安装于所述电池包的上部，所述检测线缆(106)的两端与所述BMS监控系统(107)连接，形成一个回路，所述BMS监控系统(107)与所述VCU控制器(108)连接。

2.根据权利要求1所述的电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，所述检测线缆(106)为S型布置与所述电池包的上表面。

3.根据权利要求2所述的电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，所述检测线缆(106)的上部设有上盖(102)，所述上盖(102)内设有流道(103)，所述流道(103)的一端设有进水口(104)，所述流道(103)的另一端设有出水口(105)。

4.根据权利要求3所述的电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，所述流道(103)呈S型布置与所述上盖(102)内，所述流道(103)的弯折方向与所述检测线缆(106)的弯折方向相同，均与所述电芯(101)的长度方向弯折。

5.根据权利要求3所述的电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，还包括压力泵(109)和水壶(110)，所述压力泵(109)、水壶(110)与所述流道(103)连接形成一个回路。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池包热失控预警灭火系统，其特征在于，所述检测线缆(106)由铝丝、铜丝或者镍丝弯折形成。

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