一种基于PWM波的电池热失控告警系统技术方案

本实用新型专利技术涉及动力电池系统技术领域，具体是一种基于PWM波的电池热失控告警系统，包括设置于电池模组中单体电池上方的FPC柔性电路板，所述FPC柔性电路板的两侧焊接有采样镍片，底部设置有串联锡丝，所述串联锡丝位于所述单体电池的泄压阀位置的正上方；所述采样镍片与所述串联锡丝通过连接器与BMS模块连接；所述BMS模块包括用于给所述串联锡丝输出PWM波的PWM波输出单元，和用于接收所述串联锡丝传回PWM波的PWM波接收单元；还包括用于接收所述采样镍片采集的单体电池电压的电池电压单元。本系统不仅结构简单，可实现对单体电池热失控发生及位置定位双监控，故障率低，测量结果精准。果精准。果精准。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PWM波的电池热失控告警系统


[0001]本技术涉及动力电池系统
，尤其涉及一种基于PWM波的电池热失控告警系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池已经成为目前应用最为广泛的电化学动力源，因为其具有高比能量、长循环寿命等显著的优点。然而，以热失控为核心的安全性问题，仍然是锂离子电池大规模应用过程中亟待攻克的难题。为保障电池的安全运行，急需开发有效的电池热失控防控策略。
[0003]锂离子电池热失控发生时，通常伴随着剧烈的放热化学反应，引起冒烟、起火甚至爆炸等危害。方形电池模组中热失控至热蔓延的状态变化具有共性：热失控发生
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单体电芯鼓胀
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泄压阀打开
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烟雾喷发
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火星四射
→
热量传递
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相邻电芯鼓胀
→
泄压阀打开
→
烟雾喷发
→
火星四射
→
热量传递
→……
如果模组设计时有足够的结构强度，且电芯间有足够挤压力，则不易造成连锁爆炸。如果结构松散，挤压力不足，则电芯鼓胀过程中会造成模组变形，电芯移位，移位电芯极易发生爆炸，最终导致接下来的连锁爆炸反应。
[0004]因此，急需一种新的技术来监测电池热失控，降低损失。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种基于PWM波的电池热失控告警系统，在单体电池的泄压阀正上方较近位置布置串联锡丝，锡丝两端分别接入BMS模块中的PWM波输出单元和PWM波接收单元。正常工作时，电池包中所有电池上方的锡丝串联导通，锡丝中传递PWM波，当热失控发生时，泄压阀打开，喷发出大量高温高压气体，熔断锡丝，PWM波中断，进而确认发生电池热失控；由于发生热失控的单体电池的电压会在1s内发生骤降，可通过电池电压单元监测并获取单体电池的具体位置。本系统不仅结构简单，可实现电流和电压的双监控，故障率低，测量结果精准。
[0006]上述目的是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于PWM波的电池热失控告警系统，包括设置于电池模组中单体电池上方的FPC柔性电路板，所述FPC柔性电路板的两侧焊接有采样镍片，底部设置有串联锡丝，所述串联锡丝位于所述单体电池的泄压阀位置的正上方；所述采样镍片与所述串联锡丝通过连接器与BMS模块连接；所述BMS模块包括用于给所述串联锡丝输出PWM波的PWM波输出单元，和用于接收所述串联锡丝传回PWM波的PWM波接收单元；还包括用于接收所述采样镍片采集的单体电池电压的电池电压单元；当所述PWM波接收单元接收不到所述串联锡丝传回的PWM波，或者所述电池电压单元监测到任意一个或多个所述单体电池电压异常时，通过所述BMS模块的告警单元发出告警提示。
[0008]进一步地，所述FPC柔性电路板为长度与所述电池模组匹配的长方形；所述采样镍片焊接于所述FPC柔性电路板的两侧，数量与所述单体电池的数量相同，所述采样镍片的一
端与与之对应的所述单体电池的电极连接，另一端经所述FPC柔性电路板上的印刷电路与所述连接器中的对应探针的末端连接，用于采集对应的所述单体电池的电压。
[0009]进一步地，所述串联锡丝的本体位于所述单体电池的所述泄压阀正上方，两端经所述连接器的对应探针与所述BMS模块连接。
[0010]进一步地，所述连接器与所述BMS模块之间通过线束连接。
[0011]进一步地，还包括线束隔离板，所述线束隔离板设置于所述FPC柔性电路板与所述单体电池之间，所述线束隔离板的两侧开设有与所述单体电池的电极对应的电极槽，所述线束隔离板的中轴线上开设有与所述泄压阀位置对应的通孔。
[0012]进一步地，所述线束隔离板上设置有若干定位柱，对应的，所述FPC柔性电路板上开设有与所述定位柱数量匹配，并可套设所述定位柱的定位孔。
[0013]进一步地，所述通孔的顶部与所述串联锡丝对应，所述通孔的底部与所述泄压阀位置对应。
[0014]进一步地，所述连接器为IMSA连接器，型号为IMSA
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13065B
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32A
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TR。
[0015]有益效果
[0016]本技术所提供的一种基于PWM波的电池热失控告警系统，在单体电池的泄压阀正上方较近位置布置串联锡丝，锡丝两端分别接入BMS模块中的PWM波输出单元和PWM波接收单元。正常工作时，电池包中所有电池上方的锡丝串联导通，锡丝中传递PWM波，当热失控发生时，泄压阀打开，喷发出大量高温高压气体，熔断锡丝，PWM波中断，进而确认发生电池热失控；由于发生热失控的单体电池的电压会在1s内发生骤降，可通过电池电压单元监测并获取单体电池的具体位置。本系统不仅结构简单，可实现PWM波与电压的同步监控，故障率低，测量结果精准。同时还具备如下优点：
[0017]1.反应迅速，在电池泄压阀打开3s内触发告警；
[0018]2.可靠性高，电池在未发生热失控前，不会触发告警；
[0019]3.可装配性好，几乎不增加额外专门空间；
[0020]4.性价比高，增加物料成本可以忽略不计。
附图说明
[0021]图1为本技术所述一种基于PWM波的电池热失控告警系统的结构示意图；
[0022]图2为本技术所述一种基于PWM波的电池热失控告警系统的模块图；
[0023]图3为本技术所述一种基于PWM波的电池热失控告警系统与电池模组连接示意图；
[0024]图4为本技术所述一种基于PWM波的电池热失控告警系统的电池模组中单体电池结构示意图；
[0025]图5为本技术所述一种基于PWM波的电池热失控告警系统的与线束隔离板连接示意图。
[0026]附图标记
[0027]1‑
FPC柔性电路板、11
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定位孔、2
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采样镍片、3
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串联锡丝、4
‑
连接器、5
‑
BMS模块、51
‑
PWM波输出单元、52
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PWM波接收单元、53
‑
电池电压单元、54
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告警单元、6
‑
线束隔离板、61
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电极槽、62
‑
通孔、63
‑
定位柱、7
‑
电池模组、8
‑
单体电池、81
‑
泄压阀、82
‑
电极。
具体实施方式
[0028]下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
[0029]电池热失控具体为电池内部升温导致电池破包，而喷发过程中产生的火星点燃了可燃气体，因此电池的喷发是外部冒烟、起火和爆炸的必要条件。
[0030]当电池发生热失控时，电池的泄压阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PWM波的电池热失控告警系统，其特征在于：包括设置于电池模组中单体电池上方的FPC柔性电路板，所述FPC柔性电路板的两侧焊接有采样镍片，底部设置有串联锡丝，所述串联锡丝位于所述单体电池的泄压阀位置的正上方；所述采样镍片与所述串联锡丝通过连接器与BMS模块连接；所述BMS模块包括用于给所述串联锡丝输出PWM波的PWM波输出单元，和用于接收所述串联锡丝传回PWM波的PWM波接收单元；还包括用于接收所述采样镍片采集的单体电池电压的电池电压单元；当所述PWM波接收单元接收不到所述串联锡丝传回的PWM波，或者所述电池电压单元监测到任意一个或多个所述单体电池电压异常时，通过所述BMS模块的告警单元发出告警提示。2.根据权利要求1所述的一种基于PWM波的电池热失控告警系统，其特征在于：所述FPC柔性电路板为长度与所述电池模组匹配的长方形；所述采样镍片焊接于所述FPC柔性电路板的两侧，数量与所述单体电池的数量相同，所述采样镍片的一端与与之对应的所述单体电池的电极连接，另一端经所述FPC柔性电路板上的印刷电路与所述连接器中的对应探针的末端连接，用于采集对应的所述单体电池的电压。3.根据权利要求2所述的一种基于PWM波的电池热失控告警系统，其特征在于：所述串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢京，冯子彬，
申请(专利权)人：无锡明恒混合动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：