CN215299331U - 一种电池系统热失控检测装置、动力电池系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种电池系统热失控检测装置、动力电池系统及汽车，所述检测装置包括BMS控制组件，还包括设置于电池包内的气溶胶传感器，该气溶胶传感器通过传感器通讯线与BMS控制组件连接，所述电池包上设有防水透气防爆阀，所述气溶胶传感器靠近所述防水透气防爆阀设置。与现有技术相比，本实用新型具有及时发出报警信号、安全可靠等优点。

Description

一种电池系统热失控检测装置、动力电池系统及汽车

技术领域

本实用新型及新能源汽车动力电池热管理技术领域，尤其是涉及一种电池系统热失控检测装置、动力电池系统及汽车。

背景技术

锂离子电池作为电动汽车的主要能量源，电动汽车的发展和应用在很大程度上受动力电池性能的影响，然而，锂离子电池对温度较为敏感，温度过高时，极易出现热失控现象，引发安全事故。热失控是指单体电池放热连锁反应引起的电池自温升速率急剧变化，引起过热、起火、爆炸等现象。

现有电池系统热失控检测一般是通过温度传感器采集电池模组的温度信号，通过BMS从控及BMS主控根据该温度信号实现对热失控状态的检测。但现有技术还存在以下缺陷：1)仅能在BMS处于正常工作状态时才能检测电池模组的温度，当BMS主控处于休眠状态或关机状态时，BMS从控一般也处于关机状态，无法检测电池模组温度，此时BMS无法检测电池系统是否发生热失控；2)一般每个电池模组布置若干个温度传感器，当传感器距离发生热失控的电芯较远时，由于热量传递到传感器需要一定的时间，导致BMS从控不能第一时间检测到电池系统发生热失控，可靠性不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种及时发出报警信号、安全可靠的电池系统热失控检测装置、动力电池系统及汽车。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

第一方面，本实用新型提供一种电池系统热失控检测装置，包括BMS控制组件，还包括设置于电池包内的气溶胶传感器，该气溶胶传感器通过传感器通讯线与BMS控制组件连接。

在可选的实施方式中，所述电池包上设有防水透气防爆阀，所述气溶胶传感器靠近所述防水透气防爆阀设置。

在可选的实施方式中，所述气溶胶传感器通过一传感器支架固定设置于所述防水透气防爆阀附近。

在可选的实施方式中，所述气溶胶传感器与所述防水透气防爆阀出口的距离小于0.5米。

在可选的实施方式中，所述BMS控制组件为分布式BMS，包括相连接的BMS主控和BMS从控，所述气溶胶传感器通过传感器通讯线与BMS主控连接。

在可选的实施方式中，所述BMS控制组件为BMS一体机。

在可选的实施方式中，所述气溶胶传感器为具有低功耗工作模式的传感器。

在可选的实施方式中，所述气溶胶传感器设置有一个或多个。

第二方面，本实用新型提供一种动力电池系统，包括如上所述的热失控检测装置。

第三方面，本实用新型提供一种汽车，包括如上所述的动力电池系统。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型采用气溶胶传感器实时检测电池包内的气溶胶浓度，根据浓度变化检测电池系统是否发生热失控，方便可靠。

2、本实用新型气溶胶传感器靠近防水透气防爆阀设置，当电池包发生热失控初期，电池包内部压力增大，气体会通过防水透气防爆阀排出电池包外，防水透气防爆阀附近会形成气流，气溶胶传感器可以快速感知电池包内部气溶胶浓度的变化，及时实现对电池系统是否发生热失控的判断，有效避免对人身安全的危害。

3、本实用新型采用具有低功耗工作模式的气溶胶传感器，在BMS主控进入休眠状态时，气溶胶传感器若检测到气溶胶浓度发生变化，则可以先唤醒BMS主控，并及时发出报警信号，实现24h监控热失控信号，保障电池系统安全。

附图说明

图1为现有电池系统热失控检测的框架示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型气溶胶传感器的一种安装结构示意图；

图中：1-BMS主控；2-BMS从控；3-BMS通讯线；4-温度采集组件；5-电池模组；6-传感器通讯线；7-气溶胶传感器；8-防水透气防爆阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

参考图2所示，本实施例提供一种电池系统热失控检测装置，包括BMS控制组件以及电池包内的气溶胶传感器7，该气溶胶传感器7通过传感器通讯线6与BMS控制组件连接。气溶胶传感器7可以实时检测电池包内的气溶胶浓度，根据浓度变化检测电池系统是否发生热失控，由BMS控制组件发出报警信号。

在一个实施方式中，参考图3所示，电池包包括防水透气防爆阀8，安装在电池包外壳上，气溶胶传感器7靠近防水透气防爆阀8设置，可选安装距离小于0.5米。当电池包发生热失控初期，电池包内部压力增大，气体会通过防水透气防爆阀排出电池包外，防水透气防爆阀附近会形成气流，便于气溶胶传感器更快速检测到热失控信号。气溶胶传感器7根据检测到的电池包内部气溶胶浓度的变化情况，判断电池系统发生热失控，并上报给BMS控制组件，BMS控制组件给整车发出预警，驾驶员和乘客迅速离开车辆，避免危害人身安全。

在可选的实施方式中，气溶胶传感器7通过一传感器支架固定设置于防水透气防爆阀8附近，以提高传感器工作稳定可靠性。

在可选的实施方式中，气溶胶传感器7设置于电池包内部靠上的位置，以更及时地感应到电池包内部气溶胶浓度的变化，提高安全性能。

参考图2所示，BMS控制组件为分布式BMS，包括通过BMS通讯线3连接的BMS主控1和BMS从控2，气溶胶传感器7通过传感器通讯线6与BMS主控1连接，由BMS主控1接收气溶胶浓度信号，实现报警信号的发送。

在可选的实施方式中，BMS控制组件可采用BMS一体机。

在可选的实施方式中，气溶胶传感器7为具有低功耗工作模式的传感器。本实施例中，气溶胶传感器1采用Honeywell BAS系列传感器。

正常情况下，电池包内气溶胶浓度＜1000ug/m³，传感器无报警。当BMS正常工作时，气溶胶传感器处于连续工作模式，气溶胶传感器持续检测电池包内气溶胶的浓度，检测周期为1s；当BMS进入休眠状态时，气溶胶传感器进入低功耗工作模式，每12s检测一次气溶胶的浓度。当电池包发生热失控时，电芯内部压力增大，电芯防爆阀破裂，喷射出气体、电解液等物质，形成烟雾和气溶胶，导致电池包内气溶胶浓度急剧增大，气体会通过防水透气防爆阀排出电池包外，防水透气防爆阀附近会形成气流，气溶胶传感器检测到电池包内部气溶胶浓度变化，在达到气溶胶传感器的报警阈值，气溶胶传感器发送报警信号和唤醒信号给BMS主控。若此时BMS主控处于正常工作状态，则BMS主控发出热失控报警信号给整车仪表，提示驾驶员和乘客迅速离开；若BMS主控处于休眠状态，气溶胶传感器先发送唤醒信号唤醒BMS主控，再发送报警信号，然后BMS主控再发出热失控报警信号给整车仪表，提示驾驶员和乘客迅速离开。

通过上述气溶胶传感器，使得BMS即使在休眠状态下，也能监控电池系统是否发生热失控，并及时发出报警信号，实现24h监控热失控信号，保障电池系统安全。

在可选的实施方式中，气溶胶传感器7可设置有一个或多个，通过设置多个气溶胶传感器进一步提高检测可靠性。

在其他实施方式中，BMS控制组件的BMS从控2连接有用于采集电池包内各电池模组5温度信号的温度采集组件4。该温度采集组件4包括温度传感器和温感导线，其中，温度传感器可采用NTC传感器。

在其他实施方式中提供一种动力电池系统，包括如上所述的热失控检测装置，以提高电池系统的安全可靠性。

在其他实施方式中提供一种汽车，包括如上所述的动力电池系统。在实施例中，该汽车可以为新能源汽车等。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池系统热失控检测装置，包括BMS控制组件，其特征在于，还包括设置于电池包内的气溶胶传感器(7)，该气溶胶传感器(7)通过传感器通讯线(6)与BMS控制组件连接。

2.根据权利要求1所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述电池包上设有防水透气防爆阀(8)，所述气溶胶传感器(7)靠近所述防水透气防爆阀(8)设置。

3.根据权利要求2所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述气溶胶传感器(7)通过一传感器支架固定设置于所述防水透气防爆阀(8)附近。

4.根据权利要求2所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述气溶胶传感器(7)与所述防水透气防爆阀(8)出口的距离小于0.5米。

5.根据权利要求1所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述BMS控制组件为分布式BMS，包括相连接的BMS主控(1)和BMS从控(2)，所述气溶胶传感器(7)通过传感器通讯线(6)与BMS主控(1)连接。

6.根据权利要求1所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述BMS控制组件为BMS一体机。

7.根据权利要求1所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述气溶胶传感器(7)为具有低功耗工作模式的传感器。

8.根据权利要求1所述的电池系统热失控检测装置，其特征在于，所述气溶胶传感器(7)设置有一个或多个。

9.一种动力电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的热失控检测装置。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的动力电池系统。

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