用于车辆的动力电池系统和热评估方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于车辆的动力电池系统，其中，动力电池系统包括：电池模组，至少具有多个电芯和多个汇流排组件，汇流排组件被配置成适于连接相邻的电芯，其中，汇流排组件包括：汇流排，汇流排与电芯连接；柔性电路板，柔性电路板集成有温度传感器并且输出温度信号；内隔热绝缘层，内隔热绝缘层至少布置在汇流排和柔性电路板之间；和外绝缘层，构造成用于包覆汇流排和柔性电路板；控制器，被配置成适于接收由各个汇流排组件的温度传感器检测的温度信号并且根据温度信号预测电池模组的热扩散方向和/或击穿点。还涉及一种热评估方法。能够判断热扩散程度，从而为故障原因分析提供依据且有效地提高救援工作的安全性。效地提高救援工作的安全性。效地提高救援工作的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的动力电池系统和热评估方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，尤其是涉及一种用于车辆的动力电池系统。本专利技术还涉及一种用于车辆的动力电池系统的热评估方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于零排放、效率高等众多优点，以动力电池为动力源的电动车辆或混合动力车辆受到越来越多的关注，其中，动力电池的安全性问题尤其是研究重点。
[0003]在动力电池中，热失控事故的触发原因有多种，例如通过碰撞引起的冲击或挤压、过充电或过放电、温度管理不当等，这些触发原因相互关联并且产生正反馈循环的热失控。当动力电池的电芯发生热失控时，该电芯处于热逃逸状态并且散发出大量的热量，从而导致温度剧烈升高、甚至超过1000℃。在这种情况下，电芯材料和汇流排可能会熔化烧毁并且发生绝缘失效，从而导致汇流排变形并且发生短路，这使热逃逸进一步加剧并且发展成热扩散，所述热扩散使热量进一步扩散到周边电芯并且引起其它电芯的热失控。此外，在热逃逸状态中用于汇流排的绝缘材料烧毁，使得汇流排暴露在动力电池中，高温气体与喷发物可能导致汇流排铜排与动力电池的壳体产生电弧，这会击穿电池壳体，最终导致整个动力电池燃烧、甚至爆炸。
[0004]目前，在现有技术中在动力电池出现热逃逸时仅能够给出发生热扩散的警报提示，但并不能评估动力电池的热扩散情况、尤其是热扩散方向和击穿点，这不利于故障原因的分析并且会给后续救援带来潜在风险。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的在于提出一种改进的用于车辆的动力电池系统，所述动力电池系统能够在电池模组的电芯发生热失控或者热逃逸时根据电池模组中的多个温度信号准确地预测电池模组的热扩散方向和/或击穿点，由此判断热扩散程度，从而为故障原因分析提供依据并且有效地提高救援工作的安全性。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提出一种用于车辆的动力电池系统，其中，所述动力电池系统至少包括：
[0007]‑
电池模组，所述电池模组至少具有多个电芯和多个汇流排组件，所述汇流排组件被配置成适于连接相邻的所述电芯，其中，所述汇流排组件至少包括：汇流排，所述汇流排与所述电芯连接；柔性电路板，所述柔性电路板集成有温度传感器并且输出由所述温度传感器检测的温度信号；内隔热绝缘层，所述内隔热绝缘层至少布置在所述汇流排和所述柔性电路板之间；和外绝缘层，所述外绝缘层构造成用于包覆所述汇流排和所述柔性电路板；
[0008]‑
控制器，所述控制器被配置成适于接收由各个汇流排组件的温度传感器检测的温度信号并且根据所述温度信号预测所述电池模组的热扩散方向和/或击穿点。
[0009]根据本专利技术，动力电池系统在电池模组的多个汇流排组件中设有温度传感器，所述温度传感器能够检测各个汇流排处的温度，在电池模组发生热逃逸时能够根据由各个温
度传感器检测的温度信号获取电池模组中的多个位置的温度，由此得到温度分布并且预测热电池模组中的扩散方向和/或击穿点，从而有利地评估热扩散程度并且提高救援工作的安全性。此外，通过在汇流排和柔性电路板之间的内隔热绝缘层能够减弱受高温加热的汇流排对其它部件、尤其是柔性电路板的不利影响并且延缓热扩散的速度。
[0010]根据本专利技术的示例性实施例，所述控制器布置在所述车辆的电池管理系统、车身控制单元或用于所述车辆的远程服务器中。
[0011]根据本专利技术的示例性实施例，所述汇流排组件中的至少一个汇流排组件还包括气压传感器，所述气压传感器通过所述外绝缘层中的开口与所述电池模组中的气体接触并且通过所述柔性电路板输出气压信号。
[0012]根据本专利技术的示例性实施例，所述控制器根据所述气压信号评估所述电池模组的热扩散程度和/或用于所述电池模组的泄压阀的开启状态。
[0013]根据本专利技术的示例性实施例，所述内隔热绝缘层以层状的形式布置在所述汇流排和所述柔性电路板之间；或者，所述内隔热绝缘层以包套的形式包裹所述汇流排。
[0014]根据本专利技术的示例性实施例，所述外绝缘层一体式地构造，尤其构造为热缩套管；或者，所述外绝缘层构造为分开的第一外绝缘层和第二外绝缘层，所述第一外绝缘层和所述第二外绝缘层以形状锁合的方式相互固定连接。
[0015]根据本专利技术的示例性实施例，所述外绝缘层由耐热和防火的材料、尤其是聚苯硫醚制造；和/或，所述汇流排组件还包括附加隔热层，所述附加隔热层布置在所述外绝缘层和所述柔性电路板之间和/或布置在所述外绝缘层和所述汇流排之间；和/或，所述汇流排由铜、铝、镍或它们的合金制造。
[0016]根据本专利技术的示例性实施例，所述动力电池系统还包括交互单元，所述交互单元以图像形式显示所述电池模组内部的温度分布并且反馈由所述控制器预测的所述电池模组的所述热扩散方向和/或所述击穿点。
[0017]根据本专利技术的示例性实施例，所述控制器通过所述车辆的实时监控系统将所述温度信号或者基于所述温度信号预测的所述热扩散方向和/或所述击穿点发送至所述车辆的主机厂。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提出一种用于车辆的动力电池系统的热评估方法，其特征在于，所述热评估方法至少包括以下步骤：
[0019]S1：检测所述动力电池系统的电池模组的多个汇流排组件的温度信号；
[0020]S2：当所述汇流排组件中的至少一个汇流排组件的温度信号超过温度阈值时，则判断所述电池模组处于热逃逸状态；
[0021]S3：基于所述汇流排组件的温度信号预测所述电池模组的热扩散方向和/或击穿点。
附图说明
[0022]下面，通过参看附图更详细地描述本专利技术，可以更好地理解本专利技术的原理、特点和优点。附图包括：
[0023]图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于车辆的动力电池系统的示意性框图；
[0024]图2示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于车辆的动力电池系统的汇流排组件的示意性视图；
[0025]图3示出了根据本专利技术的另一个示例性实施例的用于车辆的动力电池系统的汇流排组件的示意性视图；
[0026]图4示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于车辆的动力电池系统的热评估方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。
[0028]在本实施例的描述中，“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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专利技术的限制。
[0029]在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的动力电池系统(100)，其特征在于，所述动力电池系统(100)至少包括：
‑
电池模组(10)，所述电池模组至少具有多个电芯(11)和多个汇流排组件(12)，所述汇流排组件(12)被配置成适于连接相邻的所述电芯(11)，其中，所述汇流排组件(12)至少包括：汇流排(1)，所述汇流排与所述电芯(11)连接；柔性电路板(3)，所述柔性电路板集成有温度传感器(4)并且输出由所述温度传感器(4)检测的温度信号；内隔热绝缘层(2)，所述内隔热绝缘层至少布置在所述汇流排(1)和所述柔性电路板(3)之间；和外绝缘层(5)，所述外绝缘层构造成用于包覆所述汇流排(1)和所述柔性电路板(3)；
‑
控制器(20)，所述控制器被配置成适于接收由各个汇流排组件(12)的温度传感器(4)检测的温度信号并且根据所述温度信号预测所述电池模组(10)的热扩散方向和/或击穿点。2.根据权利要求1所述的动力电池系统(100)，其特征在于，所述控制器(20)布置在所述车辆的电池管理系统、车身控制单元或用于所述车辆的远程服务器中。3.根据权利要求1或2所述的动力电池系统(100)，其特征在于，所述汇流排组件(12)中的至少一个汇流排组件还包括气压传感器(7)，所述气压传感器通过所述外绝缘层(5)中的开口(8)与所述电池模组(10)中的气体接触并且通过所述柔性电路板(3)输出气压信号。4.根据权利要求3所述的动力电池系统(100)，其特征在于，所述控制器(20)根据所述气压信号评估所述电池模组(10)的热扩散程度和/或用于所述电池模组(10)的泄压阀的开启状态。5.根据前述权利要求中任一项所述的动力电池系统(100)，其特征在于，所述内隔热绝缘层(2)以层状的形式布置在所述汇流排(1)和所述柔性电路板(3)之间；或者所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊成，蒋宇飞，胡涛，董海静，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：