CN113659232A - 一种动力电池、电动汽车、电池热控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种动力电池、电动汽车、电池热控制方法及系统，用以防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免对其他电芯造成影响。所述动力电池包括：由多支电芯构成的至少一个模组单元，其中，模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内；独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，隔热材料的中间层为耐火层。本申请所提供的动力电池的某一支电芯发生热失控时，独立防护腔体以及腔体之间的耐火层能够防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免了对其他电芯造成影响，也避免造成动力电池的失控起火。

Description

一种动力电池、电动汽车、电池热控制方法及系统
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池、电动汽车、电池热控制方法及系统。
背景技术
目前，新能源汽车处于高速发展阶段，同时，新能源汽车发生起火事故也频繁爆出，危害乘客的生命、财产安全。其主要原因来自动力电池，因内部或者外部因素而导致的动力电池热失控安全已成为新能源行业亟待解决的重点问题，开展对电池热失控提前预警、安全防护设计及抑制系统研究变得日益迫切。
针对电池热失控安全问题，电池热失控快速预警关系到乘客或驾驶员逃生有效时间，安全防护设计则决定着热失控扩展速度及路径，而抑制系统作为电池热失控被动防护方式，其防护效果直接影响着整车轻量化性能及人员安全。
动力电池通常包含多个电芯，一旦某一支电芯发生热失控，热量会瞬间扩展至相邻区域；从而导致相邻电芯也会相继发生热失控，进而导致整个动力电池中所有电芯都发生热失控，因此，如何将热失控范围控制在单支电芯，防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免对其他电芯造成影响，是一亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种动力电池、电动汽车、电池热控制方法及系统，用以防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免对其他电芯造成影响。
本申请提供一种动力电池，包括：
由多支电芯构成的至少一个模组单元，其中，所述模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内；
所述独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，所述隔热材料的中间层为耐火层。
本申请的有益效果在于：模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内，并且，独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，所述隔热材料的中间层为耐火层，从而在某一支电芯发生热失控时，通过独立防护腔体以及腔体之间的耐火层防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免对其他电芯造成影响，避免动力电池失控起火。
在一个实施例中，所述防护腔体顶部包括弱化结构，用于在温度或压力达到设计阈值时自动熔化或打开；
所述动力电池还包括：灭火材料，设置在所述弱化结构下方，用于在高温环境下分解并释放固态灭火介质。
本实施例的有益效果在于：灭火材料设置在弱化结构下方，在电池热失控情况下，由于高温环境分解灭火材料，从而释放出固态灭火介质，从而能够对电池的热失控情况起到缓解作用，降低了动力电池失控起火的概率。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
箱体热流通道，用于将电池内的热流输出至所述动力电池之外；
模组热流通道，用于在弱化结构自动熔化或打开之后，容纳腔体中排出的高温热流，并将所述高温热流排至所述箱体热流通道内。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
多孔材料，设置于所述模组热流通道和所述箱体热流通道之间，用于吸收所述模组热流通道中的电解液并允许高温热流通过。
本实施例的有益效果在于：将多孔材料设置于所述模组热流通道和所述箱体热流通道之间，从而能够吸附电池中流出的电解液，避免电解液进入箱体热流通道对箱体热流通道中的传感器等组件造成腐蚀或损坏。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
传感器，位于所述箱体热流通道，用于检测所述箱体热流通道中的以下至少一项参数：
压力参数、烟雾浓度参数和温度参数。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
至少一个两通阀，每个所述两通阀位于对应的模组单元上方，，两通阀进口端与电池箱盖体空腔相连，出口端与对应模组热流通道相连；其控制端与外部电池控制系统相连，所述电池控制系统用于在目标模组单元处于热失控状态下控制所述两通阀导通；
所述两通阀通过穿墙接头外接电磁三通阀，所述电磁三通阀用于在目标模组单元处于热失控状态下改变电循环系统冷却液流向，促使冷却液从所述穿墙接头灌注到所述两通阀中，以使所述冷却液流向所述目标模组单元上方，并通过熔化或打开的弱化结构流向对应的电芯。
本实施例的有益效果在于：在目标模组单元处于热失控状态下，可以自动将冷却液流向热失控状态的目标模组单元的上方，由于此时热失控电芯腔体上方的弱化结构由于温度或压力达到设计阈值时自动熔化或打开，而未处于热失控状态的电芯上方的弱化结构未发生变化，因此，冷却液可以仅流向热失控的电芯腔体内以消除热失控电芯的热失控情况，而不会对目标模组单元中未处于热失控状态的电芯造成影响。
本申请还提供一种电动汽车，包括：
上述任一实施例所记载的动力电池；
电池热管理循环系统，用于提供电池系统冷却液循环流动所需的动力；
制冷系统，与所述电池热管理循环系统连接，用于降低所述由动力电池水冷系统中流出的冷却液的温度；
电驱动热管理系统，用于对电动汽车的电机进行降温；
电磁三通阀，包括a-b状态位和a-c状态位，其中，a-b状态位用于控制冷却液流向动力电池的水冷管路，a-c状态位用于控制冷却液流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方；
电磁四通阀，包括1-2状态位、3-4状态位、2-3状态位和1-4状态位，其中，所述1-2状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电磁三通阀，所述3-4状态位用于控制所述电驱动热管理系统中冷却液的内循环，所述2-3状态位用于控制电驱动系统中的冷却液流向所述电磁三通阀，所述1-4状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电驱动热管理系统。
在一个实施例中，所述电动汽车还包括：
电池控制系统，用于检测所述动力电池中各个模组单元或电芯单元对应的电压或者温度；当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度、气压参数和温度参数中的至少一种参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通；
整车控制器，用于在所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合。
本实施例的有益效果在于：在所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合，从而使得热管理循环系统和制冷系统中的冷却液都流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方，从而通过调动多个系统的冷却液控制模组单元的热失控状态，提升了热失控的控制速度。
本申请还提供一种电池热控制方法，包括：
检测上述任一实施例所记载的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
本实施例的有益效果在于：当动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元，从而在目标模组单元处于热失控状态时，能够同时调动热管理循环系统和所述制冷系统中的冷却液来控制目标模组单元中的热失控状态，提升了热失控的控制速度。
本申请还提供一种电池热控制系统，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器能够：
检测上述任一实施例所记载的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1为本申请一实施例中一种动力电池的结构示意图；
图2为本申请一实施例中电动汽车的整车冷却液循环系统示意图；
图3为本申请一实施例中阻断动力电池热失控过程中各部件运行方式示意图；
图4为本申请一实施例中一种电池热控制方法的流程图；
图5为本申请一实施例中一种电池热控制系统的硬件结构示意图。
附图标记说明：
101-电池箱壁；102-耐火材料；103-钣金箱盖空间；104-多孔材料；105-模组热流通道；106-两通阀；107-穿墙接头；108-电磁三通阀；109-隔热材料；110-弱化结构；111-独立防护腔体；112-灭火材料；113-电芯；114-液冷板；115-箱体热流通道；116-传感器；117-排气阀。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为本申请一实施例中一种动力电池的结构示意图，如图1所示，该动力电池包括：
由多支电芯构成的至少一个模组单元，其中，所述模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内；
所述独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，所述隔热材料的中间层为耐火层。
具体的，如图1所示，动力电池由多支电芯113构成的至少一个模组单元，其中，所述模组单元中的每一支电芯113均置于独立防护腔体111内；所述独立防护腔体111之间设置有隔热材料109，其中，所述隔热材料109的中间层为耐火层，其中，隔热材料109可以为隔热耐火复合夹心材料，具体的，通过如云母板等材料作为耐火夹心层，在云母板两侧可以是隔热效果良好的气凝胶，从而由云母板和气凝胶组成复合夹心材料，兼具隔热和耐火的特性。
本申请的有益效果在于：模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内，并且，独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，所述隔热材料的中间层为耐火层，从而在某一支电芯发生热失控时，通过独立防护腔体以及腔体之间的耐火层防止热失控的电芯的热量扩展蔓延至其他电芯，避免对其他电芯造成影响，避免动力电池失控起火。
在一个实施例中，如图1所示，所述防护腔体顶部包括弱化结构110，用于在温度或压力达到设计阈值时自动熔化或打开；
所述动力电池还包括：灭火材料，设置在所述弱化结构110下方，用于在高温环境下分解并释放固态灭火介质。
其中，灭火材料可以是微纳米灭火颗粒材料，具体的，该材料在制作时，可以将液体灭火介质或者气体灭火介质压缩成纳米级别的小颗粒，当灭火材料在高温环境下分解并释放固态灭火介质之后，灭火介质会在高温下气化，带走高温环境中的热量，起到灭火降温的作用，有效阻断燃烧化学链。
本实施例的有益效果在于：灭火材料设置在弱化结构110下方，在电池热失控情况下，由于高温环境分解灭火材料，从而释放出固态灭火介质，从而能够对电池的热失控情况起到缓解作用，降低了动力电池失控起火的概率。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
箱体热流通道115，用于将电池内的热流输出至所述动力电池之外；
模组热流通道105，用于在所述弱化结构110自动熔化或打开之后，容纳腔体中排出的高温热流，并将所述高温热流排至所述箱体热流通道115内。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
多孔材料104，设置于所述模组热流通道105和所述箱体热流通道115之间，用于吸收所述模组热流通道105中的电解液。
具体的，多孔材料104是一种结构类似于海绵或活性炭的耐高温多孔材料，并且，在多孔材料的孔洞内填充有吸收液体的物质，因此，从功能角度命名，多孔材料104也可以称之为耐高温吸液多孔材料。
本实施例的有益效果在于：将多孔材料104设置于所述模组热流通道105和所述箱体热流通道115之间，从而能够吸附电池中流出的电解液，避免电解液进入箱体热流通道115对箱体热流通道115中的传感器116等组件造成腐蚀或损坏。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
传感器116，位于所述箱体热流通道115，用于检测所述箱体热流通道115中的压力参数和烟雾浓度参数。
在一个实施例中，所述动力电池还包括：
至少一个两通阀，每个所述两通阀位于对应的模组单元上方，两通阀进口端与电池箱盖体空腔相连，出口端与对应模组热流通道相连；其控制端与外部电池控制系统相连，所述电池控制系统用于在目标模组单元处于热失控状态下控制所述两通阀导通；
所述两通阀通过穿墙接头外接电磁三通阀，所述电磁三通阀用于在目标模组单元处于热失控状态下改变电循环系统冷却液流向，促使冷却液从所述穿墙接头灌注到所述两通阀中，以使所述冷却液流向所述目标模组单元上方，并通过熔化或打开的弱化结构110流向对应的电芯。
本实施例中，两通阀可以为电磁阀或电爆阀。
本实施例的有益效果在于：在目标模组单元处于热失控状态下，可以自动将冷却液流向热失控状态的目标模组单元的上方，由于此时热失控电芯腔体上方的弱化结构110由于温度或压力达到设计阈值时自动熔化或打开，而未处于热失控状态的电芯上方的弱化结构未发生变化，因此，冷却液可以仅流向热失控的电芯腔体内以消除热失控电芯的热失控情况，而不会对目标模组单元中未处于热失控状态的电芯造成影响。
该动力电池可以是应用于各类设备中的动力电池，以电动汽车为例，图2为本申请中将动力电池置于电动汽车中后电动汽车的整车冷却液循环系统示意图，包括电池热管理循环系统，主要是通过水冷的方式对电池进行降温；还包括制冷系统，主要用于对电池热管理循环系统中的冷却液进行降温；还包括电驱动热管理系统，用于对电动汽车的电机进行降温。为了便于理解，结合上述实施例、图1和图2，对整车的部件以及动力电池内的其他部件进行介绍，以清楚描述各个部件在动力电池热失控之后所起到的作用。如图1所示，动力电池包括电池箱壁101；耐火材料102，该耐火材料102的厚度为0.5～2mm，耐火温度大于等于1300℃；虚线框103所框的结构为钣金箱盖空间，分两层封闭结构，下层与耐火材料贴合。动力电池中还包括多孔材料104，耐火温度大于等于为700℃；虚框105表示多支电芯或者模组的热流通道；在动力电池内设置有两通阀106，该两通阀106的控制端连接电池控制系统，该电池控制系统又称为电池管理系统(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)。动力电池中，还包括穿墙接头107，安装于电池箱盖顶层钣金上方。动力电池还包括电磁三通阀108，分a-b、a-c状态位，穿墙接头107的外部端口通过管路与电磁三通阀108相连，底部端口与电池箱盖下层钣金相连。动力电池还包括隔热材料109，中间层为耐火层，耐火温度大于等于1300℃，厚度为0.2～0.5mm，两侧为隔热材料，厚度为0.1～0.3mm，导热系数小于等于0.03W/m.K。
动力电池还包括弱化结构110，可以为压力爆破阀或者高温弱化材料，当温度或者压力到达一定设计阀值时可以自动熔化或者打开；虚框111为单个电芯或者多个电芯组成的独立防护腔体，将电芯形成分离的防护腔，避免热失控电芯的热量或火焰蔓延至相邻电芯。需要说明的是，在实际应用中，电芯与防火隔热复合材料是贴附在一起的，本申请为了通过图1示意独立腔体的虚线框，因此将独立腔体和电芯示意为分离状态。
此外，动力电池还包括灭火材料112，高温环境下(如温度高于100℃)会自动分解并释放固态灭火介质，以阻断燃烧化学链；动力电池还包括液冷板114，置于独立防护腔体下段，用于传导电芯的热量；另外，动力电池还设置有箱体热流通道115，可以为一个或者多个；动力电池的箱体还设有单个或者多个排气阀117；传感器116设置于箱体热流通道115中靠近排气阀117的位置，用来检测箱体热流通道中的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数。
图3为本申请一实施例中阻断动力电池热失控过程中各部件运行方式示意图，用于描述在阻断电池热失控过程中，图1和图2中各个部件的运行方式和运行时机，如图3所示，当图1中某一电芯113发生热失控时，由于每一支电芯113均置于独立防护腔体111内，且独立防护腔体111之间设置有隔热材料109，其中，所述隔热材料109的中间层为耐火层，因此，发生热失控的电芯113的热量不会蔓延到其他电芯中。此时，发生热失控的电芯113所在的独立防护腔体111中的温度和气压会升高，在高温作用下，会导致灭火材料112自动分解并释放固态灭火介质，以阻断热失控的燃烧化学链，如果热失控不严重，灭火材料112可以完全阻断热失控，热失控至此终止；如果热失控较为严重，灭火材料112无法完全阻断热失控，只能延缓热失控，为后续的冷却液注入或者用户进行人工干预提供更为充足的时间。当灭火材料112自动分解并释放固态灭火介质被消耗之后，随着热失控的独立腔体的温度和压力的持续升高，会将弱化结构110自动熔化或通过高压顶开，弱化结构110开启之后，热失控热量及高温气体和电解液进入模组热流通道105，不会进入其他电芯，流经多孔材料104时，该多孔材料104会吸附电池中的电解液，避免电解液对电池内其他部件或结构造成腐蚀或损坏，例如，避免对箱体热流通道115中的传感器116造成腐蚀或损坏。经过多孔材料104过滤之后，仅有热气和烟雾进入到箱体热流通道115中。在热流和烟雾进入箱体热流通道115后，传感器116所检测到的烟雾浓度和气压参数会发生变化。
另外，图1中某一电芯113发生热失控时，除了如上所述的动力电池内部的热失控控制方案之外，电池控制系统和整车控制器也会通过改变如图2所示的电磁三通阀和电磁四通阀的状态位，使得冷却液灌入热失控的电芯，以阻断热失控，具体的，如图2所示，电池控制系统(BMS)可以监测动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；其中每个模组都有固定编号，方便电池控制系统对电池模组进行管理和定位。当某一模组单元对应的电压低于预设电压值时，说明该模组可能处于热失控状态，当然，也有可能只是电芯的自然损坏或者线路问题，因此，需要结合图1所示的置于所述动力电池中的传感器116进一步判断是否为热失控，具体的，获取如图1所示的置于所述动力电池中的传感器116反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征电压低于预设电压值的模组单元确实处于热失控状态，则控制所述动力电池中的两通阀106导通，同时，通过整车控制器(VCU，Vehicle ControlUnit)控制热管理循环系统和所述制冷系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
通过图2可见，电磁三通阀205，包括a-b状态位和a-c状态位，其中，a-b状态位用于控制冷却液流向动力电池的水冷管路，a-c状态位用于控制冷却液流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方；电磁四通阀204，包括1-2状态位、3-4状态位、2-3状态位和1-4状态位，其中，所述1-2状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电磁三通阀，所述3-4状态位用于控制所述电驱动热管理系统中冷却液的内循环，所述2-3状态位用于控制电驱动系统中的冷却液流向所述电磁三通阀，所述1-4状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电驱动热管理系统。
在电池中的所有电芯都正常工作的情况下，电磁四通阀的1-2状态位、1-4状态位、3-4状态位处于导通状态，而2-3状态位处于闭合状态，仅供电机降温，而电磁三通阀的a-b状态位导通，为电池进行水冷式降温，a-c状态位处于闭合状态下。而当电池中的某电芯处于热失控状态之后，整车控制器会控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液都注入到热失控的模组单元，因此，整车控制器控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合。可以理解的是，图2中的电磁三通阀为图1中动力电池外接的电磁三通阀108。
本申请还提供一种电动汽车，图2是本申请中图1中的动力电池置于电动汽车中后，电动汽车的整车冷却液循环系统示意图，包括：
上述任一实施例所记载的动力电池；
电池热管理循环系统，用于提供电池系统冷却液循环流动所需的动力；
制冷系统，与所述电池热管理循环系统连接，用于降低所述由动力电池水冷系统中流出的冷却液的温度；
电驱动热管理系统，用于对电动汽车的电机进行降温；
电磁三通阀，包括a-b状态位和a-c状态位，其中，a-b状态位用于控制冷却液流向动力电池的水冷管路，a-c状态位用于控制冷却液流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方；
电磁四通阀，包括1-2状态位、3-4状态位、2-3状态位和1-4状态位，其中，所述1-2状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电磁三通阀，所述3-4状态位用于控制所述电驱动热管理系统中冷却液的内循环，所述2-3状态位用于控制电驱动系统中的冷却液流向所述电磁三通阀，所述1-4状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电驱动热管理系统。
具体的，虚线框201中的水泵1、膨胀水箱1和动力电池构成了电池热管理循环系统，用于提供电池系统冷却液循环流动所需的动力；虚线框202中的部件构成了制冷系统，虚线框203中的部件组成了电驱动热管理系统。其中，水泵1将动力电池中流出的冷却液抽入热交换器中进行冷却之后送入四通阀204，再由四通阀204送入三通阀205或水泵2，水泵2将冷却液抽入电驱动系统对电机进行散热，电驱动系统和水泵2之间采用风冷散热器进行散热。
在一个实施例中，如图2所示，所述电动汽车还包括：
电池控制系统，用于检测所述动力电池中各个模组单元或电芯单元对应的电压或者温度；当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获得热失控电芯位置ID号，进而定位热失控电芯所在的模组位置，以便控制该模组热流腔体相连的电磁阀打开；同时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度、气压参数和温度参数中的至少一种参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通；
整车控制器，用于在所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合，同时，控制水泵和制冷系统，当收到电池控制系统热失控报警时，调整水泵以最大功率功率并开启制冷系统，增加冷却液流量并进行降温，以到达更好的热失控抑制效果。
本实施例的有益效果在于：在所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合，从而使得电池热管理循环系统和制冷系统中的冷却液都流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方，从而通过调动多个系统的冷却液控制模组单元的热失控状态，提升了热失控的控制速度。
图4为本申请一实施例中一种电池热控制方法的流程图，如图4所示，方法可被实施为以下步骤S401-S403：
在步骤S401中，检测上述任一实施例所记载的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
在步骤S402中，当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
在步骤S403中，当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
本实施例的执行主体可以是图2中的电池控制系统(BMS)，在动力电池工作过程中，其可以检测动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通。同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元，具体的，电池控制系统可以向整车控制器发送一触发信号，整车控制器接收到该触发信号时，控制热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
另外，需要说明的是，BMS还会根据当前的温度值、温度的变化情况、电压、传感器反馈的烟雾浓度、压力参数、来判断热失控情况，根据热失控情况的严重程度对热失控情况进行分级，当动力电池处于一级热失控状态时，进行热失控一级报警，当动力电池处于二级热失控状态时，进行热失控二级报警，从而提醒热失控的动力电池周围的人员进行疏散逃生。需要说明的，二级热失控状态的严重程度高于一级热失控状态。例如，当BMS获得的动力电池的温度为第一温度时，确定动力电池处于一级热失控状态，需要触发一级热失控报警。当BMS获得的传感器反馈的箱体热流通道中的烟雾浓度大于预设浓度，和/或箱体热流通道中的温度大于预设温度，和/或箱体热流通道中的压力大于预设压力时，确定动力电池处于二级热失控状态，触发二级热失控报警。
本实施例的有益效果在于：当动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元，从而在目标模组单元处于热失控状态时，能够同时调动热管理循环系统和所述制冷系统中的冷却液来控制目标模组单元中的热失控状态，提升了热失控的控制速度。
图5为本申请一种电池热控制系统500的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器520；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器504；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器能够：
检测上述任一实施例所记载的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
参照图5，该电池热控制系统500可以包括以下一个或多个组件：处理组件502，存储器504，电源组件506，多媒体组件508，音频组件510，输入/输出(I/O)的接口512，传感器组件514，以及通信组件516。
处理组件502通常控制电池热控制系统500的整体操作。处理组件502可以包括一个或多个处理器520来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件502可以包括一个或多个模块，便于处理组件502和其他组件之间的交互。
存储器504被配置为存储各种类型的数据以支持在电池热控制系统500的操作。这些数据的示例包括用于在电池热控制系统500上操作的任何应用程序或方法的指令，如文字，图片，视频等。存储器504可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件506为电池热控制系统500的各种组件提供电源。电源组件506可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电池热控制系统500生成、管理和分配电源相关联的组件。
多媒体组件508包括在电池热控制系统500和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件508还可以包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电池热控制系统500处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件510被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件510包括一个麦克风(MIC)，当电池热控制系统500处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器504或经由通信组件516发送。在一些实施例中，音频组件510还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口512为处理组件502和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件514包括一个或多个传感器，用于为电池热控制系统500提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件514可以包括测量烟雾浓度的传感器、测量气压参数的传感器、测量温度的传感器。
通信组件516被配置为使电池热控制系统500提供和其他设备以及云平台之间进行有线或无线方式的通信能力。电池热控制系统500可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件516经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件516还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电池热控制系统500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述电池热控制方法。
本申请还提供一种计算机存储介质，当存储介质中的指令由电池热控制系统对应的处理器执行时，使得电池热控制系统能够实现上述任一实施例中所述的电池热控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种动力电池，其特征在于，包括：
由多支电芯构成的至少一个模组单元，其中，所述模组单元中的一支或多支电芯置于独立防护腔体内；
所述独立防护腔体之间设置有隔热材料，其中，所述隔热材料的中间层为耐火层。
2.如权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述防护腔体顶部包括弱化结构，用于在温度或压力达到设计阈值时自动熔化或打开；
所述动力电池还包括：灭火材料，设置在所述弱化结构下方，用于在高温环境下分解并释放固态灭火介质。
3.如权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括：
箱体热流通道，用于将电池内的热流输出至所述动力电池之外；
模组热流通道，用于在弱化结构自动熔化或打开之后，容纳腔体中排出的高温热流，并将所述高温热流排至所述箱体热流通道内。
4.如权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括：
多孔材料，设置于所述模组热流通道和所述箱体热流通道之间，用于吸收所述模组热流通道中的电解液并允许高温热流通过。
5.如权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括：
传感器，位于所述箱体热流通道，用于检测所述箱体热流通道中的以下至少一项参数：
压力参数、烟雾浓度参数和温度参数。
6.如权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括：
至少一个两通阀，每个所述两通阀位于对应的模组单元上方，两通阀进口端与电池箱盖体空腔相连，出口端与对应模组热流通道相连；其控制端与外部电池控制系统相连，所述电池控制系统用于在目标模组单元处于热失控状态下控制所述两通阀导通；
所述两通阀通过穿墙接头外接电磁三通阀，所述电磁三通阀用于在目标模组单元处于热失控状态下改变电循环系统冷却液流向，促使冷却液从所述穿墙接头灌注到所述两通阀中，以使所述冷却液流向所述目标模组单元上方，并通过熔化或打开的弱化结构流向对应的电芯。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括：
如权利要求1-6任意一项所述的动力电池；
电池热管理循环系统，用于提供电池系统冷却液循环流动所需的动力；
制冷系统，与所述电池热管理循环系统连接，用于降低所述由动力电池水冷系统中流出的冷却液的温度；
电驱动热管理系统，用于对电动汽车的电机进行降温；
电磁三通阀，包括a-b状态位和a-c状态位，其中，a-b状态位用于控制冷却液流向动力电池的水冷管路，a-c状态位用于控制冷却液流向动力电池中处于热失控状态的模组单元上方；
电磁四通阀，包括1-2状态位、3-4状态位、2-3状态位和1-4状态位，其中，所述1-2状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电磁三通阀，所述3-4状态位用于控制所述电驱动热管理系统中冷却液的内循环，所述2-3状态位用于控制电驱动系统中的冷却液流向所述电磁三通阀，所述1-4状态位用于控制所述制冷系统中流出的冷却液流向所述电驱动热管理系统。
8.如权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车还包括：
电池控制系统，用于检测所述动力电池中各个模组单元或电芯单元对应的电压或者温度；当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度、气压参数和温度参数中的至少一种参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通；
整车控制器，用于在所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述电磁四通阀的1-2状态位和2-3状态位导通，1-4状态位和3-4状态位闭合，并控制所述电磁三通阀的a-c状态位导通，a-b状态位闭合。
9.一种电池热控制方法，其特征在于，包括：
检测如权利要求1-6任意一项所述的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
10.一种电池热控制系统，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器能够：
检测如权利要求1-6任意一项所述的动力电池中各个模组单元对应的电压或温度；
当目标模组单元对应的电压低于预设电压值，或温度高于预设温度值时，获取置于所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数；
当所述动力电池中的传感器反馈的烟雾浓度参数，和/或气压参数，和/或温度参数表征所述目标模组单元处于热失控状态时，控制所述动力电池中的两通阀导通，同时，通过整车控制器控制电池热管理循环系统和所述电驱动热管理系统中的冷却液注入热失控的模组单元。
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