[发明专利]一种锂电池热-安全管理系统及管控方法

说明书

本发明公开了一种锂电池热‑安全管理系统及管控方法，其包括水泵、热‑安全管理系统、电池管理系统、储能变流器、箱内总监控、若干电池模块、冷水机；电池模块的表面铺设有液冷通道；水泵通过液冷通道与冷水机连通形成闭合回路，液冷通道上设有电磁比例阀，电池模块包括若干单体电池；热‑安全管理系统包括数据传输模块、数据记录模块、数据分析计算模块、控制执行模块；还提供一种采用上述的锂电池热‑安全管理系统进行的锂电池热‑安全管控方法，本发明可识别锂电池在服役过程中因老化程度不同而造成的生热差异，并可实现按需调控散热，从而提升电池运行温度的一致性及运行性能。

技术领域

本发明涉及电池安全管控技术领域，特别涉及一种锂电池热-安全管理系统及管控方法。

背景技术

锂离子电池需要在适宜工作温度下进行充放电，由于电芯在充放电过程中会产生热量，如果热量不能及时散出，将会使电池温度过高。过高的工作温度将可能造成电池使用性能下降、寿命衰减等问题。另一方面，如果电芯间工作温度长期存在差异，将造成电池容量及性能的不一致衰减，降低电池系统的整体性能。此外，安全性是锂电池使用过程的核心问题，电池因自身瑕疵及发生短路、过热等外部滥用问题时，将触发电池材料副反应并逐步产生大量热量，进而引发热失控，造成电池自燃、爆炸等安全问题。

现有技术中的锂电池热和安全管理系统采用同一液冷通道对成组后所有电源模块进行热管理策略，并未考虑每个单个电池模块的加热和/或冷却需求，在发现单个电池模块存在问题单体电池后也不能及时有效地强化制冷，以消除或降低热失控及其传播风险。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种锂电池热-安全管理系统及管控方法，可克服现有技术的缺陷，识别问题单体电池单元，进行温度一致性管控，并对具备热失控风险的电池模块强化集中制冷，降低或消除安全风险。

为实现上述目的，本发明提供一种锂电池热-安全管理系统，包括热-安全管理控制器、电池管理系统、储能变流器、箱内总监控、若干电池模块和冷却系统；所述热-安全管理控制器用于对所述电池模块进行热管控；所述电池模块由若干单体电池构成；所述冷却系统包括设在所述电池模块的散热面上的液冷通道；

所述液冷通道的分支形成若干分液冷管，所述分液冷管覆盖至每组所述电池模块的散热面上；所述液冷通道和所述分液冷管分别设有主电磁比例阀和分电磁比例阀；

所述热-安全管理控制器包括数据传输单元、数据记录单元、数据分析计算单元、控制执行单元；所述数据传输单元分别接收所述电池管理系统、所述储能变流器、所述箱内总监控发送的单体电池运行参数，并将所述单体电池运行参数传输到所述数据分析计算单元；所述数据分析计算单元计算所述单体电池的发热量和散热量，并判断电池安全状态；所述控制执行单元接收所述数据分析计算单元的控制指令，驱动所述主电磁比例阀动作和所述分电磁比例阀动作；所述数据记录单元用于记录所述单体电池运行参数的历史数据供所述数据分析计算单元调用。

如上所述的锂电池热-安全管理系统，进一步地，所述冷却系统还包括冷水机，所述液冷通道与所述冷水机连通形成闭合回路，所述闭合回路上设有水泵；所述控制执行单元与所述水泵控制信号连接。

如上所述的锂电池热-安全管理系统，进一步地，还包括若干消防喷淋头，所述消防喷淋头分别设置在所述液冷通道和所述分液冷管上，所述控制执行单元与所述消防喷淋头控制信号连接。

如上所述的锂电池热-安全管理系统，进一步地，所述控制执行单元控制信号连接有报警单元。

一种采用上述的锂电池热-安全管理系统进行的锂电池热-安全管控方法，其包括

读入单体电池运行参数，根据所述单体电池运行参数对电池模块进行锂电池热管理流程以及单体电池安全管理流程；

所述锂电池热管理流程包括以下步骤：

A10：根据所述单体电池运行参数计算当前时刻单体电池的发热量；