CN117199613A - 储能电池热失控降温方法及储能电池 - Google Patents

Abstract

本公开涉及动力电池技术领域，提供了一种储能电池热失控降温方法及储能电池，包括以下步骤：采集电池的温度信息T₁，并判断是否大于预设温度T₀；若温度信息T₁大于预设温度T₀，则判定电池热失控风险，并执行降温处理步骤；若温度信息T₁小于预设温度T₀，则间隔采样时长t后再次采集电池的温度信息T₂，并判断温度信息T₂与温度信息T₁的温差ΔT₁是否大于预设温差ΔT₀；若温差ΔT₁大于预设温差ΔT₀，则判定电池热失控风险，并执行降温处理步骤；若温差ΔT₁小于预设温差ΔT₀，则判定电池未出现热失控风险。该储能电池热失控降温方法能够在热失控早期提前检测、阻止储能电池继续发生热失控。

Description

储能电池热失控降温方法及储能电池

技术领域

本公开涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种储能电池热失控降温方法及储能电池。

背景技术

现有技术中大容量储能电池，以动力电池为例，如果出现热失控，那么会短时间分解出大量气液混合的气体，并通过电池的泄压阀喷发出来，电池内部的温度也会急剧上升，而且一块动力电池热失控不加以控住，短时间便会导致其他动力电池块随之也发生热失控，连锁反应导致全部储能电池组出现燃烧损坏的严重后果。

针对储能电池热失控问题，现有技术中采取方式主要有一下几种：1、检测储能电池的温度，当储能电池温度大于阈值时，判定储能电池出现热失控，对应通过降温冷却系统进行降温处理；2、检测储能电池的泄压阀的压力，泄压阀压力大于设定的阈值时，判定储能电池出现热失控，对应通过降温冷却系统进行降温处理；3、检测储能电池是否出现高温异味气体，当检测到高温异味气体时，判定储能电池出现热失控，对应通过降温冷却系统进行降温处理。

但是，上述的三种常见的检测方法都存在着一个共同的弊端，那就是上述三种检测方法出现检测响应时，已经代表储能电池出现了热失控早期的特征，虽然可以通过降温冷却系统进行降温抢救、但是降温抢救实质只能是减缓电池热失控、延迟电池组出现燃烧的时间，几乎很难避免电池组燃烧损坏的后果。

有鉴于此，市面上亟需一种新的储能电池热失控检测降温方法，能够在储能电池出现热失控早期征兆前便能够检测出问题，并及时制止储能电池出现热失控。

发明内容

本公开实施例提供了一种储能电池热失控降温方法及储能电池，为了解决现有技术中储能电池检测方法仅能在电池热失控早期检测、无法提前检测、无法有效阻挡电池组继续热失控的问题。

本公开实施例提供的储能电池热失控降温方法，包括以下步骤：

第一步骤—采集储能电池的温度信息T₁，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₁大于预设温度T₀，则判定储能电池热失控，并执行对储能电池的降温处理步骤；

若温度信息T₁小于预设温度T₀，则间隔采样时长t后再次采集储能电池的温度信息T₂，并判断温度信息T₂与温度信息T₁的温差ΔT₁是否大于预设温差ΔT₀；

若温差ΔT₁大于预设温差ΔT₀，则判定储能电池热失控，并执行对储能电池降温处理步骤；

若温差ΔT₁小于预设温差ΔT₀，则判定储能电池未出现热失控。

在一可实施方式中，在所述采样时长t设置在100ms ~500ms之间。

在一可实施方式中，所述储能电池热失控降温方法还包括：

等待步骤—判定储能电池未出现热失控，则进入等待周期，并且等待周期过后并再次执行所述第一步骤。

在一可实施方式中，在所述等待步骤中，等待周期设置在500ms ~1000ms之间。

在一可实施方式中，所述降温处理步骤包括：

第一降温步骤—启动液冷机组，并初定液冷机组功率；

第二降温步骤—对储能电池进行温度检测，并判断是否得出温度信息T₃；

若无法得出温度信息T₃，则将液冷机组功率增大，并持续运行预设时长后结束液冷机组运行；

若可以得出温度信息T₃，则判断温度信息T₃与温度信息T₂的温差ΔT₂是否大于预设温差ΔT₀，

若温差ΔT₂大于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率最大化增大；

若温差ΔT₂小于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率保持或正常增大。

在一可实施方式中，所述降温处理步骤还包括第二降温步骤之后的第三降温步骤；

第三降温步骤，再次采集储能电池的温度信息T₄，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₄小于预设温度T₀，则结束液冷机组运行；

若温度信息T₄大于预设温度T₀，则再次重新开始执行所述降温处理步骤。

在一可实施方式中，所述预设温度T₀设置为50℃~65℃。

在一可实施方式中，所述预设温差ΔT₀设置为3℃。

另外，本公开实施例还提供了一种储能电池，能够执行上述的储能电池热失控降温方法，其包括电池本体、温度检测器、处理器和冷却降温系统；

其中，所述冷却降温系统包括与所述电池本体抵接的液冷板，以及用于向所述液冷板泵送冷却液的机泵；

所述温度检测器用于采集所述电池本体的信息；

所述处理器分别与所述温度检测器、所述机泵电连接，用于处理所述温度检测器的检测信息，并随之对应调控所述机泵的工作状态。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的储能电池热失控降温方法，能够通过先检测储能电池的实时温度、再检测储能电池温差变化的双重保险检测方式，及时、有效、准确的判断出储能电池是否具有热失控早期征兆，具有能够在储能电池热失控早期提前检测、有效阻挡储能电池继续发生热失控的有益效果。

另外，本公开实施例提供的储能电池，其能够执行上述电池热失控降温方法，能够实现其同样的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例提供的储能电池热失控降温方法的流程图；

图2示出了本公开实施例提供的储能电池热失控降温方法中降温处理步骤的流程图。

图中标号说明：S1、第一步骤；S2、第二步骤；S3、第三步骤；S31、第一降温步骤；S32、第二降温步骤；S33、第二降温步骤。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面将结合附图详细地说明本公开的实施例。

结合图1和图2所示，本公开实施例提供了一种储能电池热失控降温方法，其包括以下步骤：

第一步骤S1—采集储能电池的温度信息T₁，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₁大于预设温度T₀，则判定储能电池热失控，并执行对储能电池的降温处理步骤S3；

若温度信息T₁小于预设温度T₀，则间隔采样时长t后再次采集储能电池的温度信息T₂，并判断温度信息T₂与温度信息T₁的温差ΔT₁是否大于预设温差ΔT₀；

若温差ΔT₁大于预设温差ΔT₀，则判定储能电池热失控，并执行对储能电池降温处理步骤S3；

若温差ΔT₁小于预设温差ΔT₀，则判定储能电池未出现热失控。

该储能电池热失控降温方法，能够先通过对储能电池的实时温度直接采集，并将储能电池安全正常工作时的临界最高温度记为预设温度T₀，当检测到储能电池的实时温度大于预设温度T₀，即判定储能电池热出现失控风险，并立刻执行对储能电池的降温处理步骤S3。

即使检测到储能电池的实时温度小于预设温度T₀时，则进一步在间隔采样时长t补充检测采集储能电池的温度信息T₂，并判断温度信息T₂与温度信息T₁的温差ΔT₁是否大于预设温差ΔT₀，若温差ΔT₁大于预设温差ΔT₀，则表明储能电池使用过程升温异常过快，不排除是热失控早期征兆，因此立刻执行对储能电池的降温处理步骤S3，来解决储能电池出现热失控的风险隐患。

仅当检测到储能电池的实时温度小于预设温度T₀、且温差ΔT₁是小于预设温差ΔT₀时，才判定储能电池完全排除热失控早期征兆，可以正常使用，无需对其进行降温处理。

与现有技术中储能电池直接检测温度、直接检测压力或直接检测高温异味气体的方式相比，本公开实施例提供了一种储能电池热失控降温方法，能够通过先检测实时温度、再检测温差变化的双重保险检测方式，及时、有效、准确的判断出储能电池是否具有热失控早期征兆，具有能够在储能电池热失控早期提前检测、有效阻挡储能电池继续发生热失控的有益效果。

在一可实施方式中，在采样时长t设置在100ms ~500ms之间。

采样时长t具体可以设置为100ms、200ms、300ms、400ms或500ms，具体可以根据储能电池的具体储能功率进行适当的调整设置，当储能电池的储能功率偏大时，充放电时升温相对较快，可以适当将采样时长t偏小设置；当储能电池的储能功率偏小时，充放电时升温相对较慢，可以适当将采样时长t偏大设置。

在一可实施方式中，该储能电池热失控降温方法还包括等待步骤S2—判定储能电池未出现热失控，则进入等待周期，并且等待周期过后再次执行第一步骤S1。

该储能电池热失控降温方法还设置等待步骤S2，能够进入一个等待周期后，再次执行第一步骤S1，可以在储能电池充放电的过程中对储能电池进行周期循环检测，确保储能电池出现热失控早期征兆时都能够被有效的检测、并及时通过对储能电池执行降温处理步骤S3来消除储能电池的热失控早期征兆、避免储能电池出现热失控问题。

在一可实施方式中，在等待步骤S2中，等待周期设置为500ms~1000ms。

等待周期具体可以设置为500ms、600ms、700ms、900ms或1000ms，具体可以根据储能电池的具体储能功率进行适当的调整设置，当储能电池的储能功率偏大时，充放电时升温相对较快，可以适当将等待周期偏小设置，以增大对储能电池的周期检测频率；当储能电池的储能功率偏小时，充放电时升温相对较慢，可以适当将等待周期偏大设置，以减小对储能电池的周期检测频率。

在一可实施方式中，降温处理步骤S3包括：

第一降温步骤S31—启动液冷机组，并初定液冷机组功率；

第二降温步骤S32—对储能电池进行温度检测，并判断是否得出温度信息T₃；

若无法得出温度信息T₃，则将液冷机组功率增大，并持续运行预设时长后结束液冷机组运行；

若可以得出温度信息T₃，则判断温度信息T₃与温度信息T₂的温差ΔT₂是否大于预设温差ΔT₀，

若温差ΔT₂大于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率最大化增大；

若温差ΔT₂小于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率保持或正常增大。

具体的，结合图2进一步详细的说明，在降温处理步骤S3中的第一降温步骤S31，先启动液冷机组，并初定液冷机组功率，使液冷机组可以以恒定速率向储能电池供送冷却液；在第二降温步骤S32中，对储能电池进行温度检测，并判断是否得出温度信息T₃，若无法得出温度信息T₃，说明储能电池可能已经出现热失控，并使温度检测传感器损坏，此时可以直接将液冷机组功率增大到最大，并持续运行预设时长后结束液冷机组运行，以最大冷却效率来阻止储能电池热失控造成的后续连锁反应。

若可以正常得出温度信息T₃，则判断温度信息T₃与温度信息T₂的温差ΔT₂是否大于预设温差ΔT₀；若温差ΔT₂大于预设温差ΔT₀，则说明储能电池仍以过快的速度升温、依旧具有热失控早期征兆，此时可以直接将液冷机组功率最大化增大，以最大冷却效率来消灭储能电池的热失控早期征兆；若温差ΔT₂小于预设温差ΔT₀，则说明储能电池不再以过快的速度升温、消除了热失控早期征兆，此时可以直接将液冷机组功率保持或正常增大，确保储能电池热可以继续正常的降温、直至实时温度小于预设温度T₀。

该降温处理步骤S3能够根据液冷机组启动后储能电池的温度检测、变化情况，对应的执行不同的应对措施，确保液冷机组能够高效阻止储能电池热失控造成后续连锁反应或高效消灭储能电池的热失控早期征兆。

在一可实施方式中，降温处理步骤还包括第二降温步骤S32之后的第三降温步骤S33；

第三降温步骤S33，再次采集储能电池的温度信息T₄，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₄小于预设温度T₀，则结束液冷机组运行；

若温度信息T₄大于预设温度T₀，则再次重新开始执行降温处理步骤S3。

具体的，结合图2进一步详细的说明，在降温处理步骤S3的第二降温步骤S32之后设置第三降温步骤S33，这样可以再次采集储能电池的温度信息T₄，并判断是否大于预设温度T₀；若温度信息T₄小于预设温度T₀，则说明储能电池恢复到安全温度以下，此时可以结束液冷机组运行，节省电能；若温度信息T₄大于预设温度T₀，则说明储能电池仍未恢复到安全温度以下，此时可以继续自动执行降温处理步骤S3，自动延长液冷机组运行的时长，直至储能电池恢复到安全温度以下。

在一可实施方式中，预设温度T₀设置为65℃。

将预设温度T₀设置为65℃，也即，将储能电池的安全正常工作时的临界最高温度记为65℃，这样选设不高不低、恰当合适，不仅能够及时有效检查判断出储能电池是否具有热失控早期征兆、还能够避免检测灵敏度过高、致使降温处理步骤S3被频繁执行的问题。

在一可实施方式中，预设温差ΔT₀设置为3℃。

将预设温差ΔT₀设置为3℃，也即，将储能电池的安全正常工作时的最高升温临界差值记为3℃，这样选设不高不低、恰当合适，不仅能够及时有效检查判断出储能电池是否具有热失控早期征兆、也还能够避免检测灵敏度过高、致使降温处理步骤S3被频繁执行的问题。

另外，本公开实施例还提供了一种储能电池，能够执行上述的储能电池热失控降温方法，其包括电池本体、温度检测器、处理器和冷却降温系统；

其中，冷却降温系统包括与电池本体抵接的液冷板，以及用于向液冷板泵送冷却液的机泵；温度检测器用于采集电池本体的信息；处理器分别与温度检测器、机泵电连接，用于处理温度检测器的检测信息，并随之对应调控机泵的工作状态。

该储能电池能够通过温度检测器来执行上述储能电池热失控降温方法中稳定检测的功能，冷却降温系统能够执行储能电池热失控降温方法中降温处理功能，处理器可以执行上述储能电池热失控降温方法中的判定处理功能，该储能电池能够实现上述储能电池热失控降温方法的所有有益效果，在此不再额外赘述。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种储能电池热失控降温方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步骤（S1）—采集储能电池的温度信息T₁，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₁大于预设温度T₀，则判定储能电池热失控风险，并执行对储能电池的降温处理步骤（S3）；

若温度信息T₁小于预设温度T₀，则间隔采样时长t后再次采集储能电池的温度信息T₂，并判断温度信息T₂与温度信息T₁的温差ΔT₁是否大于预设温差ΔT₀；

若温差ΔT₁大于预设温差ΔT₀，则判定储能电池热失控风险，并执行对储能电池降温处理步骤（S3）；

若温差ΔT₁小于预设温差ΔT₀，则判定储能电池未出现热失控风险。

2.根据权利要求1所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，在所述采样时长t设置在100ms ~500ms之间。

3.根据权利要求1所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，还包括：

等待步骤（S2）—判定储能电池未出现热失控，则进入等待周期，并且等待周期过后并再次执行所述第一步骤（S1）。

4.根据权利要求3所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，在所述等待步骤（S2）中，等待周期设置在500ms ~1000ms之间。

5.根据权利要求1所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，所述降温处理步骤（S3）包括：

第一降温步骤（S31）—启动液冷机组，并初定液冷机组功率；

第二降温步骤（S32）—对储能电池进行温度检测，并判断是否得出温度信息T₃；

若无法得出温度信息T₃，则将液冷机组功率增大，并持续运行预设时长后结束液冷机组运行；

若可以得出温度信息T₃，则判断温度信息T₃与温度信息T₂的温差ΔT₂是否大于预设温差ΔT₀，

若温差ΔT₂大于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率最大化增大；

若温差ΔT₂小于预设温差ΔT₀，则将液冷机组功率保持或正常增大。

6.根据权利要求5所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，所述降温处理步骤（S3）还包括第二降温步骤（S32）之后的第三降温步骤（S33）；

第三降温步骤（S33），再次采集储能电池的温度信息T₄，并判断是否大于预设温度T₀；

若温度信息T₄小于预设温度T₀，则结束液冷机组运行；

若温度信息T₄大于预设温度T₀，则再次重新开始执行所述降温处理步骤（S3）。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，所述预设温度T₀设置为65℃。

8.根据权利要求1~6中任一项所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，所述预设温差ΔT₀设置为3℃。

9.一种储能电池，能够执行权利要求1~8中任一项所述的储能电池热失控降温方法，其特征在于，包括电池本体、温度检测器、处理器和冷却降温系统；

其中，所述冷却降温系统包括与所述电池本体抵接的液冷板，以及用于向所述液冷板泵送冷却液的机泵；

所述温度检测器用于采集所述电池本体的信息；

所述处理器分别与所述温度检测器、所述机泵电连接，用于处理所述温度检测器的检测信息，并随之对应调控所述机泵的工作状态。