CN212011187U - 一种动力电池热失控防护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种动力电池热失控防护系统，包括压力传感器、温度传感器、报警器、自动降温组件和自动灭火组件，压力传感器设置在两电芯之间，温度传感器设置在两所述电芯之间，压力传感器和温度传感器均与电池管理系统和预警系统通信连接，报警器、自动降温组件和自动灭火组件分别与电池管理系统通信连接。本实用新型将压力传感器和温度传感器设置在电芯与电芯之间，温度传递较快，压力和温度超出设定范围也就是电池在热失控时前就开始报警，避免了极耳温度仍在正常范围导致无法预警而发生的事故；将预警系统与电池管理系统分别独立设置，能够有效保证在电池管理系统停止或出现故障时仍具有预警功能。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种动力电池热失控防护系统。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度高，自放电低，无记忆效应等突出优点已经成为移动能源的主要解决方案，并广泛应用在便携式电子产品，电动汽车以及储能电站等多个领域。
然而，锂离子电池是一种稳定性较差的化学电源，当电池发生短路、受到碰撞破损、过充电时，都可能会起火或爆炸，甚至在没有受到外部滥用的情况下，也可能因为自身缺陷发生热失控。虽然热失控的概率不高，但其会造成严重的人身、财产损失。在热失控不能完全避免的情况下，如何在热失控前实现预警，让用户及时逃离危险、采取阻燃措施，显得尤为重要。
以电动车为例，电池在工作时会有电压、电流、时间、温度的监控，停车时没有监控。该种方式存在几个问题：(1)当电动车充电时，若电压、时间监控失灵、发生过充，则无法通过电压报警，而温度监控点一般在模组极耳上，不在电芯内部，温度传递较慢，在电池热失控前，极耳温度仍在正常范围，无法预警；(2)当电池由于内部缺陷快速升温时，电压在热失控前不会下降，极耳温度在正常范围内，无法预警；(3)当电动车发生碰撞、电池受到破损，内部不断升温时，整体电压、极耳温度仍正常，无法预警，同时碰撞可能造成系统失灵，失去监控能力。(4)电动车在静置状态或死机状态下无法监控异常。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种动力电池热失控防护系统，能够实时监控电池的压力和温度，防止电池出现热失控时，电池管理系统没有发生预警的情况发生。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种动力电池热失控防护系统，包括压力传感器、温度传感器、报警器、自动降温组件和自动灭火组件，所述压力传感器设置在两电芯之间，所述温度传感器设置在两所述电芯之间，所述压力传感器和所述温度传感器均与电池管理系统和预警系统通信连接，所述报警器、所述自动降温组件和所述自动灭火组件分别与所述电池管理系统通信连接。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述温度传感器包括温度探头，所述温度探头固定连接于所述压力传感器。压力传感器能够同时感应到压力数值和温度数值，简化了系统内部零部件的排布。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述预警系统包括指示灯和声音提示器。当电池管理系统出现故障时，预警系统检测到电芯之间压力和温度均已经超过上限值一段时间，指示灯和声音提示器开始工作，提醒工作人员尽快处理，防止电池热失控发生起火甚至爆炸。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述压力传感器将感应到的所述电芯之间的压力分别发送至电池管理系统和预警系统，所述温度传感器将感应到的所述电芯之间的温度分别发送至电池管理系统和预警系统，所述电池管理系统通过所述电芯之间的压力和所述电芯之间的温度控制所述报警器、所述自动降温组件和自动灭火组件。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述报警器设置在电池箱体的外壳上，所述自动降温组件和所述自动灭火组件设置在所述电池箱体的内部。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述预警系统还连接有太阳能电池。当动力电池已经发生热失控时，无法正常供电以保证预警系统的正常工作，本实用新型将预警系统连接有太阳能电池，单独为预警系统提供电能，即使在动力电池出现热失控时无法供电时，也可以保证预警系统的正常工作。
作为本实用新型所述的动力电池热失控防护系统的一种改进，所述压力传感器为电阻应变式压力传感器、高温熔体压力传感器或陶瓷压力传感器。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1)本实用新型将压力传感器和温度传感器设置在电芯与电芯之间，温度传递较快，压力和温度超出设定范围也就是电池在热失控时前就开始报警，避免了极耳温度仍在正常范围导致无法预警而发生的事故。
2)本实用新型还设置有自动降温组件和自动灭火组件，当电池管理系统检测到压力或温度超过设定范围时，自动启动自动降温组件和自动灭火组件，避免电池发生热失控对人员或车体造成损毁。
3)本实用新型将预警系统与电池管理系统分别独立设置，能够有效保证在电池管理系统停止或出现故障时仍具有预警功能。将压力传感器和温度传感器与预警系统相连接，电芯和电芯之间的压力和温度也会上传到预警系统，当压力或者温度上升到上限值，而且电池管理系统没有做出报警或者处理时，预警系统会做出警告，通知工作人员进行处理，防止电池继续发生热膨胀导致热失控。
附图说明
图1为本实用新型动力电池热失控防护系统的结构示意图。
图2是压力传感器的压力-电阻曲线图。
图3是具有温度探头的压力传感器的结构示意图。
图中：1-压力传感器，2-温度传感器，3-报警器，4-自动降温组件，5-自动灭火组件，6-电池管理系统，7-预警系统，21-温度探头。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种动力电池热失控防护系统，包括压力传感器1、温度传感器2、报警器3、自动降温组件4和自动灭火组件5，压力传感器1设置在两电芯之间，温度传感器2设置在两电芯之间，压力传感器1和温度传感器2均与电池管理系统6和预警系统7通信连接，报警器3、自动降温组件4和自动灭火组件5分别与电池管理系统6通信连接。具体的，压力传感器1为FPC-20型压力传感器。
其中，自动降温组件4包括风冷组件、液冷组件中的任意一种，用于降低动力电池的温度。
其中，自动灭火组件5由测控模块、采集模块、灭火剂、喷嘴、连接管路管件和主动单元等组成，用于抑制动力电池由于热失控引发的燃烧、爆炸。
进一步的，温度传感器2包括温度探头21，温度探头21固定连接于压力传感器1。压力传感器1能够同时感应到压力数值和温度数值，简化了系统内部零部件的排布。具体的，压力传感器1为加装温度探头的PT131高温熔体压力传感器。
进一步的，预警系统7包括指示灯和声音提示器。当电池管理系统6出现故障时，预警系统7检测到电芯之间压力和温度均已经超过上限值一段时间，指示灯和声音提示器开始工作，提醒工作人员尽快处理，防止电池热失控发生起火甚至爆炸。
进一步的，压力传感器1将感应到的电芯之间的压力分别发送至电池管理系统6和预警系统7，温度传感器2将感应到的电芯之间的温度分别发送至电池管理系统6和预警系统7，电池管理系统6通过电芯之间的压力和电芯之间的温度控制报警器3、自动降温组件4和自动灭火组件5。
进一步的，报警器3设置在电池箱体的外壳上，自动降温组件4和自动灭火组件5设置在电池箱体的内部。
进一步的，预警系统7还连接有太阳能电池。当动力电池已经发生热失控时，无法正常供电以保证预警系统7的正常工作，本实用新型将预警系统7连接有太阳能电池，单独为预警系统7提供电能，即使在动力电池出现热失控时无法供电时，也可以保证预警系统7的正常工作。
进一步的，压力传感器1为电阻应变式压力传感器。
该动力电池热失控防护系统的工作原理为：压力传感器1将感应到的电芯之间的压力分别发送至电池管理系统6和预警系统7，温度传感器2将感应到的电芯之间的温度分别发送至电池管理系统6和预警系统7，电池管理系统6通过电芯之间的压力和电芯之间的温度控制报警器3、自动降温组件4和自动灭火组件5。当电池管理系统6检测到压力或温度超过设定范围时，自动启动自动降温组件4和自动灭火组件5，避免电池发生热失控对人员或车体造成损毁。当压力或者温度上升到上限值，而且电池管理系统6没有做出报警或者处理时，预警系统7会做出警告，通知工作人员进行处理，防止电池继续发生热膨胀导致热失控。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (7)
1.一种动力电池热失控防护系统，其特征在于，包括压力传感器、温度传感器、报警器、自动降温组件和自动灭火组件，所述压力传感器设置在两电芯之间，所述温度传感器设置在两所述电芯之间，所述压力传感器和所述温度传感器均与电池管理系统和预警系统通信连接，所述报警器、所述自动降温组件和所述自动灭火组件分别与所述电池管理系统通信连接。
2.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述温度传感器包括温度探头，所述温度探头固定连接于所述压力传感器。
3.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述预警系统包括指示灯和声音提示器。
4.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述压力传感器将感应到的所述电芯之间的压力分别发送至电池管理系统和预警系统，所述温度传感器将感应到的所述电芯之间的温度分别发送至电池管理系统和预警系统，所述电池管理系统通过所述电芯之间的压力和所述电芯之间的温度控制所述报警器、所述自动降温组件和自动灭火组件。
5.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述报警器设置在电池箱体的外壳上，所述自动降温组件和所述自动灭火组件设置在所述电池箱体的内部。
6.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述预警系统还连接有太阳能电池。
7.根据权利要求1所述的动力电池热失控防护系统，其特征在于，所述压力传感器为电阻应变式压力传感器、高温熔体压力传感器或陶瓷压力传感器。
Priority Applications (1)
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| CN202020707071.6U CN212011187U (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 一种动力电池热失控防护系统 |
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| CN202020707071.6U Active CN212011187U (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 一种动力电池热失控防护系统 |
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2020
- 2020-04-30 CN CN202020707071.6U patent/CN212011187U/zh active Active
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