【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池安全，尤其涉及一种电池热管理失控分级预警方法。
技术介绍
1、在碳达峰、碳中和的全球大背景下，锂电池产业作为绿色产业的重要组成部分，迎来了前所未有的发展机遇。锂电池现已广泛应用于交通、储能、国防军事等诸多领域，成为日常生活、工业生产和军事活动中不可或缺的一部分。然而，作为纯电动汽车主要能量来源的锂离子动力电池，其在受到一定程度地滥用时，会触发一系列链式反应产生大量的热，当产热速率大于散热速率时就会使电池内部温度持续上升。如若电池温度得不到及时控制，电池内部的分解反应则会逐一发生，伴生气体的积聚使得电池鼓胀、内部压力不断增大，直至泄压阀打开，这时气体携带着高温电解液、熔融态金属蔓延至整个电池模组，会导致更多单体电池触发热失控，酿成更为严重的燃烧、爆炸事故。提升动力电池系统的热失控预警能力，已经成为纯电动汽车电池热管理领域关注的热点。
2、目前针对电池热管理失控大多通过检测电池内部温度、压力、电压等物理参数，用来判断电池内部是否存在热失控的风险，现有的常规检测大多为某些物理参数超过某个阈值，则认为存在热失控的风险。但电池热失控往往速度极快，常规的检测手段已不足以提前预警，故而仍存在较大的安全风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种电池热管理失控分级预警方法，根据电池组热管理特征值判断电池状态所处热失控发展阶段，根据电池状态所处不同热失控发展阶段，发出不同等级预警信号以及采取不同等级的电池组冷却策略，能够最大程度抑制电池热失控的发生和蔓延。>
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种电池热管理失控分级预警方法，包括如下步骤：
3、步骤1、测定电池组热管理特征值，包括最高温度tmax、温升速率θt以及dmc蒸汽摩尔浓度cdmc；
4、步骤2、根据测定的最高温度tmax、温升速率θt以及dmc蒸汽摩尔浓度cdmc，判断电池状态所处热失控发展阶段；
5、步骤3、根据电池状态所处不同热失控发展阶段，发出不同等级预警信号以及采取不同等级的电池组冷却策略。
6、优选的，所述步骤1中通过布置在电池组内的温度传感器和voc传感器进行测定电池组热管理特征值。
7、优选的，所述voc传感器采用四分五点法在电池组的单体电池内进行排布。
8、优选的，若电池组为标准电池组或刀片式电池组，voc传感器采用直线式进行布置；若电池组为集成式电池组，voc传感器采用交叉式进行布置。
9、优选的，所述步骤2中电池状态包括四个热失控发展阶段，分别为自产热阶段、自产热预警阶段、热失控排气阶段、热失控剧烈反应阶段。
10、优选的，所述步骤2中若最高温度tmax处于正常温度区间内，则判定电池状态处于自产热阶段；若电池组最高温度tmax超出正常温度区间，但是voc传感器未响应，则判定电池状态处于自产热预警阶段；若voc传感器开始响应，且监测到电池组空气域中的dmc蒸汽摩尔浓度cdmc大于阈值cα，则判定电池状态处于热失控排气阶段；若电池温度持续升高且温升速率θt 大于设定温度，判定电池状态已经达到热失控剧烈反应阶段。
11、优选的，所述步骤3中若电池状态处于自产热预警阶段，发出热失控ⅰ级预警；若电池状态处于热失控排气阶段，发出热失控ⅱ级预警；若电池状态处于热失控剧烈反应阶段，发出热失控ⅲ级预警。
12、优选的，所述步骤3中若电池状态处于自产热阶段，采用ac系统和btms系统并联调控电池组温度，维持电池组温度在正常运行区间内；若电池状态处于自产热预警阶段，ac系统退出电池组温度调节，驱动btms系统进行电池组温控，对电池组进行冷却；若电池状态处于热失控排气阶段，btms系统根据cdmc值调节冷却液循环泵转速，降低电池组温度，抑制热失控；若电池状态处于热失控剧烈反应阶段，btms系统对电池组的冷却失效，对电池组充入液氮强制冷却。
13、本专利技术的有益效果是：
14、本电池热管理失控分级预警方法充分利用动力电池热失控过程的排气和温升特性，将电池状态分为自产热阶段、自产热预警阶段、热失控排气阶段、热失控剧烈反应阶段，并根据不同电池状态发出不同等级预警信号以及采取不同等级的电池组冷却策略。实现对电池热管理失控分级预警和分级冷却，最大程度的抑制电池热失控的发生和蔓延，保证驾驶员和乘客的人身安全。
15、本电池热管理失控分级预警方法基于动力电池热失控剧烈反应前排气特性的热失控早期预警准则，其通过监测热失控初期的dmc蒸汽摩尔浓度，能够在热失控温和发展阶段及早做出预警，并迅速调用btms对电池进行冷却，较之监测后序剧烈反应阶段的温度和压力信号，能够更有效地降低动力电池热失控的风险与危害。
16、本电池热管理失控分级预警方法通过优化voc传感器布置方式，在最短时间内响应热失控排气信号并发出预警信息，为驾驶员和乘客在热失控发展到燃爆阶段前预留充足的安全逃生时间。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤1中通过布置在电池组内的温度传感器和VOC传感器进行测定电池组热管理特征值。
3.根据权利要求2所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述VOC传感器采用四分五点法在电池组的单体电池内进行排布。
4.根据权利要求3所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：若电池组为标准电池组或刀片式电池组，VOC传感器采用直线式进行布置；若电池组为集成式电池组，VOC传感器采用交叉式进行布置。
5.根据权利要求1所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤2中电池状态包括四个热失控发展阶段，分别为自产热阶段、自产热预警阶段、热失控排气阶段、热失控剧烈反应阶段。
6.根据权利要求5所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤2中若最高温度Tmax处于正常温度区间内，则判定电池状态处于自产热阶段；若电池组最高温度Tmax超出正常温度区间，但是VOC传感器未
7.根据权利要求5所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤3中若电池状态处于自产热预警阶段，发出热失控Ⅰ级预警；若电池状态处于热失控排气阶段，发出热失控Ⅱ级预警；若电池状态处于热失控剧烈反应阶段，发出热失控Ⅲ级预警。
8.根据权利要求5所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤3中若电池状态处于自产热阶段，采用AC系统和BTMS系统并联调控电池组温度，维持电池组温度在正常运行区间内；若电池状态处于自产热预警阶段，AC系统退出电池组温度调节，驱动BTMS系统进行电池组温控，对电池组进行冷却；若电池状态处于热失控排气阶段，BTMS系统根据cDMC值调节冷却液循环泵转速，降低电池组温度，抑制热失控；若电池状态处于热失控剧烈反应阶段，BTMS系统对电池组的冷却失效，对电池组充入液氮强制冷却。
...【技术特征摘要】
1.一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤1中通过布置在电池组内的温度传感器和voc传感器进行测定电池组热管理特征值。
3.根据权利要求2所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述voc传感器采用四分五点法在电池组的单体电池内进行排布。
4.根据权利要求3所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：若电池组为标准电池组或刀片式电池组，voc传感器采用直线式进行布置；若电池组为集成式电池组，voc传感器采用交叉式进行布置。
5.根据权利要求1所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤2中电池状态包括四个热失控发展阶段，分别为自产热阶段、自产热预警阶段、热失控排气阶段、热失控剧烈反应阶段。
6.根据权利要求5所述的一种电池热管理失控分级预警方法，其特征在于：所述步骤2中若最高温度tmax处于正常温度区间内，则判定电池状态处于自产热阶段；若电池组最高温度tmax超出正常温度区间，但是voc传感器未响应...
【专利技术属性】
技术研发人员：周训，宋乂天，吕钢欣，程亚龙，梁坤峰，刘苗苗，朱清，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。