电池模组电芯隔热层选型方法技术

本发明专利技术公开了一种电池模组电芯隔热层选型方法，包括：接收电芯热失控温度

【技术实现步骤摘要】
电池模组电芯隔热层选型方法


[0001]本专利技术涉及新能源领域，具体涉及一种电池模组电芯隔热层选型方法。

技术介绍

[0002]电池作为一种能量载体，在使用过程中会因内因（制造过程中的夹入颗粒物或者粉尘、锂枝晶的生成）或者外因（异物刺入）等原因导致内短路而进一步引发热失控；如果热失控电芯在失控过程中的能量不能及时散发或被阻隔，会引发相邻电芯的热失控，进一步引发连锁反应而导致整包热失控，发生起火甚至爆炸。随着电芯能量密度越来越高，单体电芯的热失控触发条件越来越低。
[0003]目前为了电芯的安全应用，电芯在组成模组的过程中中间会加如泡棉、气凝胶等隔热材料来避免单颗电芯热失控后引发相邻电芯热失控；但现阶段行业里缺少科学的隔热材料选型方案；当前，行业里主流的隔热材料选型方案是基于模组、电芯、其它零部件的尺寸来计算来确定隔热材料的厚度，基于导热系数越小越好的原则来确定隔热材料的热阻，这导致了材料的浪费，且并不能有效指导隔热层厚度的设计，如果隔热层设计过厚，容易造成体积能量密度的浪费，如果隔热层设计过薄，则不能满足电池包的性能要求。因此，如何根据电芯性能对隔热层的厚度和性能进行统一的设计是非常必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是：提供一种电池模组电芯隔热层选型方法，能便捷、准确地选择符合要求的电池模组电芯隔热层，选出的电芯隔热层能有效地解决电芯热失控的问题，并且有效降低物料成本。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出如下技术方案：一种电池模组电芯隔热层选型方法，所述方法包括：S1、接收电芯热失控温度
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时间曲线，所述电芯热失控温度
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时间曲线基于预先采集的单体电芯热失控时的温度数据获得；S2、基于所述电芯热失控温度
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时间曲线获得电芯热失控温度T1和电芯安全临界温度T2；S3、基于所述电芯热失控温度T1和所述电芯安全临界温度T2对电池模组中任意电芯组进行热仿真并确定目标隔热层；所述电池模组中任意电芯组包括目标电芯和相邻电芯，且所述目标电芯和所述相邻电芯之间不设置其他的电芯；所述目标隔热层使得所述电池模组中任意电芯组满足当所述目标电芯的温度达到电芯热失控温度T1时，所述相邻电芯温度不高于所述电芯安全临界温度T2。
[0006]在一种较佳的实施方式中，所述基于所述电芯热失控温度T1和所述电芯安全临界温度T2对电池模组中任意电芯组进行热仿真并确定目标隔热层包括：S3
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1、预设隔热层参数；
S3
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2、基于所述电芯热失控温度T1和所述预设隔热层参数，计算当所述目标电芯达到所述电芯热失控温度T1时所述相邻电芯的温度，并判断所述相邻电芯的温度是否超过所述电芯安全临界温度T2；当所述相邻电芯的温度超过所述电芯安全临界温度T2时，重复步骤S3
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1和S3
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2。
[0007]在一种较佳的实施方式中，所述预先采集的单体电芯热失控时的温度数据包括：记录所述单体电芯的温度达到所述电芯安全临界温度T2时，通过所述单体电芯的热流量Q1，所述电芯安全临界温度T2指电芯温升速率达到1℃/s，并持续3s时的温度。
[0008]在一种较佳的实施方式中，所述预设隔热层参数包括导热系数和厚度。
[0009]在一种较佳的实施方式中，所述步骤S3
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2包括：将所述预设隔热层参数中的导热系数、厚度代入傅里叶方程：；其中，A为导热面积，k为导热系数，x为厚度；当Q<Q1时，则所述相邻电芯的温度不超过所述电芯安全临界温度T2，不会发生热失控。
[0010]具体的，A=目标电芯垂直于热量传递方向的横截面积。
[0011]在一种较佳的实施方式中，所述预先采集的单体电芯热失控时的温度数据包括：预先采集的采用加热触发方式进行单体电芯热失控模拟时单体电芯热失控时的温度数据。
[0012]在一种较佳的实施方式中，所述采用加热触发方式进行单体电芯热失控模拟时单体电芯热失控时的温度数据包括：单体电芯在与其贴合的加热片加热下随时间变化的温度数据。
[0013]在一种较佳的实施方式中，所述单体电芯在与其贴合的加热片加热下随时间变化的温度数据包括：所述单体电芯在与其贴合的加热片加热下温升不小于预设阈值且持续预设时长后，所述加热片停止加热后所述单体电芯随时间变化的温度数据。
[0014]优选的，所述单体电芯表面设置监测其表面温度的温度传感器。
[0015]更优选的，所述单体电芯的底面与所述加热片贴合，所述单体电芯的顶面与底面均设置有所述温度传感器。
[0016]优选的，所述单体电芯两侧设置有用于将所述单体电芯与所述加热片夹紧的夹板。
[0017]更优选的，所述夹板与所述单体电芯之间设置有阻止热量向所述夹板传递的气凝胶贴。
[0018]优选的，所述加热片与所述气凝胶贴之间设置有监测通过气凝胶贴的热流量的热流计。
[0019]本专利技术所提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供一种电池模组电芯隔热层选型方法，解决了当前电池模组隔热层选型完全依赖经验，且隔热层材料选择和厚度设计不科学，导致电池包能量密度浪费或性能相关度匹配不严格的问题，为电池包的整体设计提供了科学思路；同时，目前针对电池行业特点的特制设计软件已经有小规模的使用，设计思路的建立为软件开发提供了思路。
附图说明
[0020]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术实施例所提供的电池模组电芯隔热层选型方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的电池模组电芯隔热层选型方法中电芯热失控温度
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时间曲线图；图3为本专利技术实施例所提供的电池模组电芯隔热层选型方法中热仿真流程图；图4为本专利技术实施例所提供的电池模组电芯热失控温度
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时间测试装置中所采用的采集模块的正视图；图5为本专利技术实施例所提供的电池模组电芯热失控温度
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时间测试装置中所采用的采集模块的立体图；其中：11、采集模块；111、加热片；112、单体电芯；113、气凝胶贴；114、温度传感器；115、夹板；116、螺栓。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]现有技术中：对电池模组中的隔热层进行选型时是基于模组、电芯、其他零部件的尺寸链计算来确定隔热材料的厚度，然后基于导热系数越小越好的原则选择隔热层的热阻，但事实上，采用这种方法选出的隔热层的厚度和导热系数往往实际使用时并不符合隔热需求，不能有效解决电芯热失控引发相邻电芯热失控的问题。
[0023]为此，本实施例提供一种电池模组电芯隔热层选型方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模组电芯隔热层选型方法，其特征在于，所述方法包括：S1、接收电芯热失控温度
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时间曲线，所述电芯热失控温度
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时间曲线基于预先采集的单体电芯热失控时的温度数据获得；S2、基于所述电芯热失控温度
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时间曲线获得电芯热失控温度T1和电芯安全临界温度T2；S3、基于所述电芯热失控温度T1和所述电芯安全临界温度T2对电池模组中任意电芯组进行热仿真并确定目标隔热层；所述电池模组中任意电芯组包括目标电芯和相邻电芯，且所述目标电芯和所述相邻电芯之间不设置其他的电芯；所述目标隔热层使得所述电池模组中任意电芯组满足当所述目标电芯的温度达到电芯热失控温度T1时，所述相邻电芯温度不高于所述电芯安全临界温度T2。2.根据权利要求1所述的电池模组电芯隔热层选型方法，其特征在于，所述基于所述电芯热失控温度T1和所述电芯安全临界温度T2对电池模组中任意电芯组进行热仿真并确定目标隔热层包括：S3
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1、预设隔热层参数；S3
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2、基于所述电芯热失控温度T1和所述预设隔热层参数，计算当所述目标电芯达到所述电芯热失控温度T1时所述相邻电芯的温度，并判断所述相邻电芯的温度是否超过所述电芯安全临界温度T2；当所述相邻电芯的温度超过所述电芯安全临界温度T2时，重复步骤S3
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1和S3
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2。3.根据权利要求2所述的电池模组电芯隔热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，冯玉川，高伟，何泓材，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：