电池包安全防护系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电池包安全防护系统及方法。电池包安全防护系统，包括：气源装置，用于向电池包供应阻燃气体；供气气路，连接在气源装置与电池包之间；供气气路上设有供气控制阀，供气控制阀使得供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量；气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置，气体泄漏检测装置用于检测电池包内的气体泄漏情况，热失控检测装置用于检测电池包是否发生热失控或即将发生热失控；控制装置，与供气控制阀连接，并且与气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置连接，用于控制供气气路常态状态和应急状态的切换。上述方案解决了现有的电池包安全防护系统安全防护性能有限的问题。

【技术实现步骤摘要】
电池包安全防护系统及方法
本专利技术涉及电池包安全防护系统及方法。
技术介绍
随着市场上新能源车辆的普及，新能源汽车着火燃烧事故近年频发，电池作为新能源车辆的核心部件，电池的安全性越来越重要。普通电池包的内部是处于空气环境，为空气气氛，由于空气中存在氧气，当动力电池在滥用或者事故等极端工况下会发生电解液泄露、点火拉弧问题，在氧气存在的环境下就会发生着火燃烧、爆炸等安全事故。现有技术中也有一些电池包采用将内部气体置换为惰性气体的技术方案，例如公开号为CN208256783U的中国专利文献中公开的一种充阻燃气体的电池箱，通过设有截止阀的进出口将电池包内的气体置换为阻燃气体，同时在电池包上设置了双向气压平衡阀，双向气压平衡阀是一种防爆平衡阀，能够使电池包在不同温度环境下实现内外压力平衡，并在内外压力差达到一定限值时通过自身破坏泄压，实现防爆。但是，在一些工况下，电池包的箱体会出现开放性损伤而产生气体泄漏，例如电池包发生热失控时电气元件容易出现电弧，电弧可能烧穿电池包的箱体而导致开放性损伤，或者电池包受到外力作用时容易产生开放性损伤，这时将导致阻燃气体的阻燃防护作用丧失。因此，现有的电池包安全防护系统安全防护性能有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池包安全防护系统，解决现有的电池包安全防护系统安全防护性能有限的问题；同时，本申请还提供了一种电池包安全防护方法，能够提高电池包安全防护系统的安全防护性能。本专利技术中电池包安全防护系统采用如下技术方案：电池包安全防护系统，包括：电池包，用于容纳电池模组；气源装置，用于向电池包供应阻燃气体；供气气路，连接在气源装置与电池包之间；供气气路上设有供气控制阀，供气控制阀使得供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量；气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置，气体泄漏检测装置用于检测电池包内的气体泄漏情况，热失控检测装置用于检测电池包是否发生热失控或即将发生热失控；控制装置，与供气控制阀连接，并且与气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置连接。有益效果：采用上述技术方案，通过控制供气控制阀能够使供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量，能够在电池包出现开放性损伤而产生气体泄漏时使电池模组仍能够依靠阻燃气体处于相对安全状态，减少或避免氧气造成电池模组出现进一步的热失控或燃烧、爆炸问题，在保证电池包常态状态下的安全性能的情况下，还能够实现应急状态下电池包的安全防护，提高了整体安全防护性能。作为一种优选的技术方案：气体泄漏检测装置包括设置在所述电池包内的阻燃气体浓度传感器、气体压力传感器和/或氧气浓度传感器；所述阻燃气体浓度传感器、气体压力传感器和/或氧气浓度传感器与控制装置连接。有益效果：阻燃气体浓度传感器、气体压力传感器和/或氧气浓度传感器能够灵活地选择、组合，方便地满足气体泄漏检测需求。作为一种优选的技术方案：所述热失控检测装置包括温度传感器、一氧化碳传感器、有机物传感器和/或气体压力传感器；温度传感器用于检测电池模组的温度，一氧化碳传感器用于检测电池包内的一氧化碳，有机物传感器用于检测电池包内的有机物，气体压力传感器用于检测电池包内的气体压力；所述温度传感器、一氧化碳传感器、有机物传感器和/或气体压力传感器与控制装置连接。有益效果：温度传感器、一氧化碳传感器、有机物传感器和/或气体压力传感器能够灵活地选择、组合，方便地满足热失控检测需求。作为一种优选的技术方案：所述供气气路包括：常态气路，其上设有常态气路通断阀；应急气路，与常态气路并联，其上设有应急气路通断阀；所述供气控制阀由所述常态气路通断阀和应急通断阀构成。有益效果：采用上述技术方案，设置常态气路和应急气路能够方便地实现供气气路的常态状态与应急状态切换，结构简单，控制方便。作为一种优选的技术方案：常态气路上设有压力控制阀，用于向电池包供应设定压力的阻燃气体。有益效果：采用上述技术方案有利于避免电池包内气压过大、超过电池包箱体的可承受压力而导致安全风险。作为一种优选的技术方案：应急气路上设有应急气路减压阀。有益效果：采用上述技术方案可以通过将减压阀的设定压力大于电池模组的可承受压力，在应急状态下依靠阻燃气体发挥更好的氧气阻隔效果，提高防护性能。作为一种优选的技术方案：所述供气控制阀为一只单独的可调阀门，可调阀门用于调节供气的压力和流量。有益效果：采用上述技术方案有利于减少零部件数量，结构紧凑。作为一种优选的技术方案：所述电池包内设有布气管，布气管与供气气路连通；布气管上设有布气口，用于使阻燃气体从布气口处排入电池包内。有益效果：采用上述技术方案有利于电池包内气体的有效排出，更好地保证电池包内的阻燃气体环境。作为一种优选的技术方案：所述气源装置包括沿供气路径布置的整车空压机、气体干燥装置、油气分离器、氮气分离设备和储气罐，氮气分离设备用于从空气中分离出氮气。有益效果：采用上述技术方案能够实时制作和储存阻燃气体，不用定期更换阻燃气体。作为一种优选的技术方案：所述气源装置还包括备用气泵，备用气泵与整车空压机并联布置；备用气泵与控制装置连接，仅用于向电池包供气。有益效果：采用上述技术方案有利于实现对电池包的24小时监控，不需要整体空压机启动而导致能量浪费，降低整车下电后，或者长期搁置的情况下出现电池包发生热失控的安全风险。本专利技术中电池包安全防护方法采用如下技术方案：电池包安全防护方法，该方法包括以下步骤：步骤一、检测电池包是否发生气体泄漏，并且/或者，检测电池包是否发生热失控或即将发生热失控；步骤二、未发生气体泄漏，并且未发生热失控或未即将发生热失控时，通过控制装置控制供气气路上的供气控制阀，使所述供气气路处于常态状态；发生了气体泄漏，并且/或者，发生了热失控或即将发生热失控时，通过控制装置控制供气气路上的供气控制阀，使所述供气气路处于应急状态；应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量。有益效果：采用上述技术方案，通过控制供气控制阀能够使供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量，能够在电池包出现开放性损伤而产生气体泄漏时使电池模组仍能够依靠阻燃气体处于相对安全状态，减少或避免氧气造成电池模组出现进一步的热失控或燃烧、爆炸问题，在保证电池包常态状态下的安全性能的情况下，还能够实现应急状态下电池包的安全防护，提高了整体安全防护性能。作为一种优选的技术方案：在常态状态下，通过阻燃气体浓度传感器检测电池包内的阻燃气体浓度、通过气体压力传感器检测电池包内的阻燃气体压力，并且/或者，通过氧气浓度传感器检测电池包内的氧气燃气体浓度，在阻燃气体浓度和/或阻燃气体压力小于设定值或者氧气浓度大于设定值时，向电池包补充阻燃气体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电池包安全防护系统，其特征在于，包括：/n电池包，用于容纳电池模组；/n气源装置，用于向电池包供应阻燃气体；/n供气气路，连接在气源装置与电池包之间；供气气路上设有供气控制阀，供气控制阀使得供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量；/n气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置，气体泄漏检测装置用于检测电池包内的气体泄漏情况，热失控检测装置用于检测电池包是否发生热失控或即将发生热失控；/n控制装置，与供气控制阀连接，并且与气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.电池包安全防护系统，其特征在于，包括：
电池包，用于容纳电池模组；
气源装置，用于向电池包供应阻燃气体；
供气气路，连接在气源装置与电池包之间；供气气路上设有供气控制阀，供气控制阀使得供气气路具有常态状态和应急状态，应急状态下的可供气流量大于常态状态下的可供气流量；
气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置，气体泄漏检测装置用于检测电池包内的气体泄漏情况，热失控检测装置用于检测电池包是否发生热失控或即将发生热失控；
控制装置，与供气控制阀连接，并且与气体泄漏检测装置和/或热失控检测装置连接。


2.根据权利要求1所述的电池包安全防护系统，其特征在于，气体泄漏检测装置包括设置在所述电池包内的阻燃气体浓度传感器、气体压力传感器和/或氧气浓度传感器；
所述阻燃气体浓度传感器、气体压力传感器和/或氧气浓度传感器与控制装置连接。


3.根据权利要求1所述的电池包安全防护系统，其特征在于，所述热失控检测装置包括温度传感器、一氧化碳传感器、有机物传感器和/或气体压力传感器；
温度传感器用于检测电池模组的温度，一氧化碳传感器用于检测电池包内的一氧化碳，有机物传感器用于检测电池包内的有机物，气体压力传感器用于检测电池包内的气体压力；
所述温度传感器、一氧化碳传感器、有机物传感器和/或气体压力传感器与控制装置连接。


4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电池包安全防护系统，其特征在于，所述供气气路包括：
常态气路，其上设有常态气路通断阀；
应急气路，与常态气路并联，其上设有应急气路通断阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高鹏，李龙，王坤，荆俊雅，李云明，刘亚洲，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41