锂离子电池热失控抑制电路及锂离子电池热失控抑制方法技术

本申请公开了一种锂离子电池热失控抑制电路及锂离子电池热失控抑制方法，可解决锂离子电池状态监测时效性差的技术问题。锂离子电池热失控抑制电路设置在锂离子电池封装的密闭空间内，包括加热电源和测试电源、MCU控制模块、信号采集模块、热失控抑制模块，信号采集模块包括多个并联连接的气体传感器电路；MCU控制模块控制加热电源为气体传感器电路提供加热电压，以使至少一个气体传感器电路与密闭空间内产生的监测气体发生反应，并采集达到工作温度的至少一个气体传感器所串联负载电阻的电平变化值，根据电平变化值计算监测气体的气体浓度，在确定气体浓度大于预设阈值时向热失控抑制模块发送热失控抑制信号，控制进行热失控抑制处理。控抑制处理。控抑制处理。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池热失控抑制电路及锂离子电池热失控抑制方法


[0001]本申请涉及气体信号处理领域，尤其涉及到一种锂离子电池热失控抑制电路及锂离子电池热失控抑制方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种新型的绿色化学电源，与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长、容量和能量密度大、体积小、自放电率低等优点。目前，锂离子电池由于其在应用过程中具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、环保等特性而得到了广泛的应用，已经被广泛用于各种便携式电子设备。锂离子电池通常由外壳以及包覆于外壳内的电芯和保护电路板组成，其中，电芯作为锂离子电池的核心蓄电部分，其安全状态直接影响着电池的使用状况。
[0003]现有技术主要根据单串电压变化、电压差、充放电能量来辅助判定电池系统内电芯是否存在有开启、漏液等不良情况。但因单串电压变化、电压差等需经过一段时间才能体现，因此其时效性差，不能实时反应电芯开启、漏液等安全情况，容易引起电池包短路、起火甚至爆炸的情况，潜在危险性大。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种锂离子电池热失控抑制电路及监测气体监测处理方法，能够解决现有锂离子电池状态监测的时效性差，不能实时反应电芯开启、漏液等安全情况，容易引起电池包短路、起火甚至爆炸的情况，潜在危险性大的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供了一种锂离子电池热失控抑制电路，所述锂离子电池热失控抑制电路设置在锂离子电池所封装的密闭空间内，包括电源模块、MCU控制模块、信号采集模块、热失控抑制模块，所述电源模块包括加热电源和测试电源，其中，所述信号采集模块包括多个并联连接的气体传感器电路；
[0006]所述加热电源与所述气体传感器电路一端连接，所述MCU控制模块与所述气体传感器电路另一端中的信号控制回路隔断器件连接，所述MCU控制模块用于通过向至少一个所述信号控制回路隔断器件发送电平控制信号，控制所述加热电源为至少一个所述气体传感器电路提供加热电压，以使至少一个所述气体传感器电路达到工作温度，与所述密闭空间内产生的监测气体发生反应，其中，所述信号控制回路隔断器件包括MOS场效应管；
[0007]所述测试电源与所述气体传感器电路一端连接，所述MCU控制模块与所述气体传感器电路另一端连接，所述MCU控制模块用于采集达到工作温度的至少一个所述气体传感器所串联负载电阻的电平变化值，并根据所述电平变化值计算所述监测气体的气体浓度，在确定所述气体浓度大于预设阈值时发送热失控抑制信号；
[0008]所述热失控抑制模块与所述MCU控制模块连接，用于接收所述MCU控制模块发送的所述热失控抑制信号，并根据所述热失控抑制信号进行热失控抑制处理。
[0009]可选地，所述信号采集模块至少包括第一气体传感器电路、第二气体传感器电路、
第三气体传感器电路，所述第一气体传感器电路、所述第二气体传感器电路和所述第三气体传感器电路并联连接。
[0010]可选地，所述第一气体传感器电路包括：
[0011]气体传感器U1、电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2、MOS场效应管Q1；
[0012]所述气体传感器U1的1引脚连接所述加热电源，所述气体传感器U1的7引脚连接所述测试电源；
[0013]所述电阻R1和所述电容C1并联连接，所述电阻R1和所述电容C1的第一端连接所述MCU控制模块的第一控制引脚，所述电阻R1和所述电容C1的第二端连接GND；
[0014]所述MOS场效应管Q1的栅极连接所述电阻R1和所述电容C1的第一端，所述MOS场效应管Q1的漏极连接所述气体传感器U1的3引脚，所述MOS场效应管Q1的源极连接GND；
[0015]所述电阻R2和所述电容C2并联连接，所述电阻R2和所述电容C2的第一端连接所述MCU控制模块的第一测试引脚和所述气体传感器U1的5引脚，所述电阻R2和所述电容C2的第二端连接GND。
[0016]可选地，所述第二气体传感器电路包括：
[0017]气体传感器U2、电阻R3、电容C3、电阻R4、电容C4、MOS场效应管Q2；
[0018]所述气体传感器U2的1引脚连接所述加热电源，所述气体传感器U2的7引脚连接所述测试电源；
[0019]所述电阻R3和所述电容C3并联连接，所述电阻R3和所述电容C3的第一端连接所述MCU控制模块的第二控制引脚，所述电阻R3和所述电容C3的第二端连接GND；
[0020]所述MOS场效应管Q2的栅极连接所述电阻R3和所述电容C3的第一端，所述MOS场效应管Q2的漏极连接所述气体传感器U2的3引脚，所述MOS场效应管Q2的源极连接GND；
[0021]所述电阻R4和所述电容C4并联连接，所述电阻R4和所述电容C4的第一端连接所述MCU控制模块的第二测试引脚和所述气体传感器U2的5引脚，所述电阻R4和所述电容C4的第二端连接GND。
[0022]可选地，所述第三气体传感器电路包括：
[0023]气体传感器U3、电阻R5、电容C5、电阻R6、电容C6、MOS场效应管Q3；
[0024]所述气体传感器U3的1引脚连接所述加热电源，所述气体传感器U3的7引脚连接所述测试电源；
[0025]所述电阻R5和所述电容C5并联连接，所述电阻R5和所述电容C5的第一端连接所述MCU控制模块的第三控制引脚，所述电阻R5和所述电容C5的第二端连接GND；
[0026]所述MOS场效应管Q3的栅极连接所述电阻R5和所述电容C5的第一端，所述MOS场效应管Q3的漏极连接所述气体传感器U3的3引脚，所述MOS场效应管Q3的源极连接GND；
[0027]所述电阻R6和所述电容C6并联连接，所述电阻R6和所述电容C6的第一端连接所述MCU控制模块的第三测试引脚和所述气体传感器U3的5引脚，所述电阻R6和所述电容C6的第二端连接GND。
[0028]可选地，所述锂离子电池热失控抑制电路，还包括电源转换模块；
[0029]所述电源转换模块与所述加热电源和所述测试电源连接，用于将24V电压转换为所述加热电源的2.5V加热电压和所述测试电源的5V测试电压。
[0030]可选地，所述锂离子电池热失控抑制电路还包括信号传输模块、所述MCU控制模块
还包括故障检测报警单元；
[0031]所述故障检测报警单元用于根据测试引脚的电平变化信号确定异常气体传感器，并将所述异常气体传感器的工作状态更新为异常状态；
[0032]所述信号传输模块与所述MCU控制模块通讯连接，用于将所述异常气体传感器和/或监测气体浓度传输至后台控制程序。
[0033]可选地，所述热失控抑制模块包括第一热失控抑制电路，所述第一热失控抑制电路包括第一继电器K1、气溶胶灭火器；
[0034]所述气溶胶灭火器的内置点火头引出正负接线端，所述气溶胶灭火器内置点火头的正极接线端通过所述第一继电器K1与所述MCU控制模块连接，所述气溶胶灭火器内置点火头的负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池热失控抑制电路，其特征在于，所述锂离子电池热失控抑制电路设置在锂离子电池所封装的密闭空间内，包括电源模块、MCU控制模块、信号采集模块、热失控抑制模块，所述电源模块包括加热电源和测试电源，其中，所述信号采集模块包括多个并联连接的气体传感器电路；所述加热电源与所述气体传感器电路一端连接，所述MCU控制模块与所述气体传感器电路另一端中的信号控制回路隔断器件连接，所述MCU控制模块用于通过向至少一个所述信号控制回路隔断器件发送电平控制信号，控制所述加热电源为至少一个所述气体传感器电路提供加热电压，以使至少一个所述气体传感器电路达到工作温度，与所述密闭空间内产生的监测气体发生反应，其中，所述信号控制回路隔断器件包括MOS场效应管；所述测试电源与所述气体传感器电路一端连接，所述MCU控制模块与所述气体传感器电路另一端连接，所述MCU控制模块用于采集达到工作温度的至少一个所述气体传感器所串联负载电阻的电平变化值，并根据所述电平变化值计算所述监测气体的气体浓度，在确定所述气体浓度大于预设阈值时发送热失控抑制信号；所述热失控抑制模块与所述MCU控制模块连接，用于接收所述MCU控制模块发送的所述热失控抑制信号，并根据所述热失控抑制信号进行热失控抑制处理。2.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控抑制电路，其特征在于，所述信号采集模块至少包括第一气体传感器电路、第二气体传感器电路、第三气体传感器电路，所述第一气体传感器电路、所述第二气体传感器电路和所述第三气体传感器电路并联连接。3.根据权利要求2所述的锂离子电池热失控抑制电路，其特征在于，所述第一气体传感器电路包括：气体传感器U1、电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2、MOS场效应管Q1；所述气体传感器U1的1引脚连接所述加热电源，所述气体传感器U1的7引脚连接所述测试电源；所述电阻R1和所述电容C1并联连接，所述电阻R1和所述电容C1的第一端连接所述MCU控制模块的第一控制引脚，所述电阻R1和所述电容C1的第二端连接GND；所述MOS场效应管Q1的栅极连接所述电阻R1和所述电容C1的第一端，所述MOS场效应管Q1的漏极连接所述气体传感器U1的3引脚，所述MOS场效应管Q1的源极连接GND；所述电阻R2和所述电容C2并联连接，所述电阻R2和所述电容C2的第一端连接所述MCU控制模块的第一测试引脚和所述气体传感器U1的5引脚，所述电阻R2和所述电容C2的第二端连接GND。4.根据权利要求2所述的锂离子电池热失控抑制电路，其特征在于，所述第二气体传感器电路包括：气体传感器U2、电阻R3、电容C3、电阻R4、电容C4、MOS场效应管Q2；所述气体传感器U2的1引脚连接所述加热电源，所述气体传感器U2的7引脚连接所述测试电源；所述电阻R3和所述电容C3并联连接，所述电阻R3和所述电容C3的第一端连接所述MCU控制模块的第二控制引脚，所述电阻R3和所述电容C3的第二端连接GND；所述MOS场效应管Q2的栅极连接所述电阻R3和所述电容C3的第一端，所述MOS场效应管Q2的漏极连接所述气体传感器U2的3引脚，所述MOS场效应管Q2的源极连接GND；
所述电阻R4和所述电容C4并联连接，所述电阻R4和所述电容C4的第一端连接所述MCU控制模块的第二测试引脚和所述气体传感器U2的5引脚，所述电阻R4和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新涛，王军，李杰，
申请(专利权)人：西安奇点能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：