一种动力电池泄能装置及泄能方法制造方法及图纸

本公开提供了一种动力电池泄能装置及泄能方法，所述动力电池泄能方法包括：获取所述动力电池中的任一单体或模组热失控的信号；将所述动力电池与放电模块电连通，使所述动力电池放电至热失控情况下放热反应温和的最大荷电状态或更低的荷电状态

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池泄能装置及泄能方法


[0001]本文涉及但不限于电动汽车主动安全领域，涉及但不限于一种电池包热失控后的应急处理方法，尤其涉及但不限于一种动力电池泄能装置及泄能方法
。

技术介绍

[0002]随着汽车工业技术的不断进步和发展，汽车极大方便了人们的生活，但随着汽车保有量的逐渐增加，其带来的环境污染和能源危机也越来越严重，基于此，发展新能源汽车成为汽车企业的重点突破方向，发展新能源汽车也成为了全球汽车产业转型升级绿色发展的必由之路
。
[0003]锂离子动力电池具有循环寿命长
、
能量密度高
、
电压高
、
自放电率低
、
无记忆效应等优点，已成为混合动力汽车和纯电动汽车的主要动力源
。
动力电池作为车辆的核心部件，关乎用车的安全，对于锂离子电池，热失控是最严重的安全事故
。
锂离子电池发生热失控主要是由于内部产热远高于散热速率，在锂离子电池的内部积攒了大量的热量，从而引起了连锁反应，导致电池起火和爆炸
。
[0004]然而，目前新能源汽车的动力电池系统中仅通过设置阻燃材料
、
优化电池结构等尽可能延缓热失控扩散速度及减弱电池起火严重程度，缺乏在已知起火后的应急管控措施
。
动力电池热失控未发生时的预防以及热失控发生后的处理对于用车安全来说都十分重要
。
目前大部分研究都集中在热失控未发生时对电池的合理使用以及检测预警上，而对于发生热失控后的处理研究甚少，车辆在发生热失控后只能尽量远离等待消防救援，车辆本身无法进行任何干预操作
。
[0005]现有技术仅通过优化电池材料以实现阻燃效果
、
或通过设置电池系统内的阻燃材料以实现阻燃效果，而缺乏对已发生热失控的电池系统主动应急管控，需要研发一种主动式动力电池系统热失控应急减灾技术
。

技术实现思路

[0006]以下是对本文详细描述的主题的概述
。
本概述并非是为了限制权利要求的保护范围
。
[0007]针对现有技术缺乏对动力电池系统发生热失控后的应急处理及减灾处理的问题，本公开提出一种动力电池包热失控后的应急处理方法，包括获取电池在不同
SOC
条件下电池组热失控最高温度，还可以获取扩散时间和蔓延范围等信息，获取任意
SOC
条件下发生热失控时通过泄能应达到的最低
SOC
值，以避免热失控后电池组起火或爆炸
。
基于
BMS(
电池管理系统
)
或其他方法获得的热失控预警结果，当获取到某一电池组的热失控预警信号后，
BMS
断开高压并控制连通该模组的外部放电系统，采用外部电阻短路或旁接超级电容等方法进行高倍率放电或电机堵转放电等方法对该模组进行泄能处理，以降低热失控模组的内部能量
。
[0008]本公开的实施方案中提供了一种动力电池泄能方法，所述泄能方法包括：
[0009]获取所述动力电池中的任一单体或模组热失控的信号；
[0010]将所述动力电池与放电模块电连通，使所述动力电池放电至热失控情况下放热反应温和的最大荷电状态或更低的荷电状态
。
[0011]在本公开提供的一种实施方式中，所述放热反应温和为热失控的所述动力电池中的任一单体或模组的单位体积的温度不超过其热失控触发的温度；所述温度可以为
100℃
至
300℃。
[0012]在本公开提供的一种实施方式中，所述放热反应温和表现为不起火不爆炸
。
[0013]在本公开提供的一种实施方式中，所述最大荷电状态的获取方法包括：
[0014]建立描述所述动力电池内部电化学特性的模型，建立描述所述动力电池生热的热模型，将两个模型通过电化学产热和电池温度进行参数传递和耦合；
[0015]所述电化学产热和热失控副反应生热共同作为热源输入所述热模型，计算动力电池的温度场分布；所述热模型中的温度
T
耦合到电化学模型中，作为模拟电化学过程的输入条件；
[0016]通过仿真迭代预测所述动力电池在热失控情况下放热反应温和的最大荷电状态
。
[0017]在本公开提供的一种实施方式中，所述动力电池生热包括欧姆热
、
极化热
、
可逆熵变热和热失控副反应生热；
[0018]所述热失控副反应生热包括电池隔膜分解放热反应生热
、
负极活性材料与电解液的反应生热；正极活性材料与电解液的反应和电解液的氧化分解反应生热
。
[0019]在本公开提供的一种实施方式中，所述动力电池放电的时间为预设的时间，所述预设的时间为：根据所述动力电池与放电模块电连通的导线以及放电模块中的放电元件所能承载的最大电流，获取所述动力电池基于所述最大电流放电至所述最大荷电状态的最短时间
。
[0020]在本公开提供的一些实施方案中，所述热失控包括过热引起的热失控
、
过充电引起的热失控
、
过放电引起的热失控或受外力引起的热失控中的任意一种或更多种
。
[0021]在本公开提供的一些实施方案中，所述放电的电流为不促进所述动力电池热失控的最大放电电流或最大放电功率
。
[0022]在本公开提供的一些实施方案中，所述泄能方法还包括在放电过程中对所述放电模块进行降温
。
[0023]又一方面，本公开的实施方案中提供了一种动力电池泄能装置，所述动力电池泄能装置包括：
[0024]传感模块，用于发出动力电池中的任一单体或模组是否热失控的信号；
[0025]放电模块，包括串联在所述动力电池的正负极之间的开关和放电单元；
[0026]热失控管理模块，用于在接收到所述传感模块发出的热失控的信号后，控制开关闭合以通过所述放电单元为所述动力电池放电
。
[0027]在本公开提供的一些实施方案中，所述放电模块包括受控开关
、
导线和放电元件，所述受控开关闭合时，动力电池的放电电流通过导线和放电元件实现放电
。
[0028]在本公开提供的一些实施方案中，所述放电元件包括泄能电阻
、
超级电容和车载电机中的任意一种或更多种；所述受控开关包括耐大电流的继电器
。
[0029]在本公开提供的一些实施方案中，所述动力电池泄能装置还包括冷却模块，用于
对所述放电模块进行冷却
。
[0030]在本公开提供的一些实施方案中，所述导线为耐大电流导线，所述导线和所述继电器能够承载的大电流的确定方法包括：根据所述动力电池的预设泄能时间和所述动力电池的容量计算所述放电元件的阻值，根据所述动力电池的最高电压和所述放电元件的阻值确定所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种动力电池泄能方法，其特征在于，所述泄能方法包括：获取所述动力电池中的任一单体或模组热失控的信号；将所述动力电池与放电模块电连通，使所述动力电池放电至热失控情况下放热反应温和的最大荷电状态或更低的荷电状态
。2.
根据权利要求1所述的泄能方法，其特征在于，所述放热反应温和为热失控的所述动力电池中的任一单体或模组的单位体积的温度不超过其热失控触发的温度
。3.
根据权利要求1或2所述的泄能方法，其特征在于，所述最大荷电状态的获取方法包括：建立描述所述动力电池内部电化学特性的模型，建立描述所述动力电池生热的热模型，将两个模型通过电化学产热和电池温度进行参数传递和耦合；所述电化学产热和热失控副反应生热共同作为热源输入所述热模型，计算动力电池的温度场分布；所述热模型中的温度
T
耦合到电化学模型中，作为模拟电化学过程的输入条件；通过仿真迭代预测所述动力电池在热失控情况下放热反应温和的最大荷电状态
。4.
根据权利要求3所述的泄能方法，其特征在于，所述动力电池生热包括欧姆热
、
极化热
、
可逆熵变热和热失控副反应生热；所述热失控副反应生热包括电池隔膜分解放热反应生热
、
负极活性材料与电解液的反应生热；正极活性材料与电解液的反应和电解液的氧化分解反应生热
。5.
根据权利要求1或2所述的泄能方法，其特征在于，所述动...

【专利技术属性】
技术研发人员：范程程，牛尚冰，张海洋，李红超，
申请(专利权)人：宁波吉利汽车研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：