[发明专利]串联电池组的防热失控系统

说明书

本发明公开了一种串联电池组的防热失控系统，其中，串联电池组包括N个电池芯和M个备用电池芯，防热失控系统包括高导热层、低导热材料、热管、温度传感器、第一可控开关、第二可控开关和控制器，每个高导热层包裹对应的电池芯或备用电池芯；低导热材料包裹每个高导热层，并填充每两个高导热层间的间隔；每个温度传感器用于检测对应的高导热层内电池芯或备用电池芯的温度；每个电池芯和每个备用电池芯均与对应的第一可控开关串联构成串联支路，N+M个串联支路依次串联；每个第二可控开关与对应的电池芯或备用电池芯所在的串联支路相并联；控制器用于根据每个电池芯和每个备用电池芯的温度对每个第一可控开关和每个第二可控开关的开闭状态进行控制。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种串联电池组的防热失控系统。

背景技术

随着电动汽车的推广和使用，由电池组的热失控引发的安全事故受到了人们的广泛关注。引起电池组热失控的原因有很多，如电池组受到挤压或穿刺、电池芯老化、过度充放电和局部过热等等。电池组一旦出现热失控，宏观上首先可观察到电池组局部出现温度异常，由于出现异常的电池芯内阻变大，在进一步充放电时会释放出大量热量，如果不能得到有效控制，当热量持续聚集时，异常电池芯周围的其他电池芯也会因为温度升高而发生热失控，从而使得热量在电池组中不断传播，整个电池组发生热失控，导致起火或爆炸。

发明内容

发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种串联电池组的防热失控系统，能够在有效避免串联电池组发生热失控的同时，保障串联电池组的正常运行。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种串联电池组的防热失控系统，所述串联电池组包括N个电池芯和M个备用电池芯，其中，N和M均为正整数，所述防热失控系统包括：对应每个所述电池芯和每个所述备用电池芯设置的高导热层，其中，每个所述高导热层包裹对应的电池芯或备用电池芯；低导热材料，所述低导热材料包裹每个所述高导热层，并填充每两个所述高导热层间的间隔；对应每个所述高导热层设置的热管，其中，每个所述热管的一端插入所述低导热材料并与对应的高导热层相接、另一端位于所述低导热材料之外；对应每个所述高导热层设置的温度传感器，其中，每个所述温度传感器与对应的高导热层相接，以检测对应的高导热层内电池芯或备用电池芯的温度；对应每个所述电池芯和每个所述备用电池芯设置的第一可控开关，其中，每个所述电池芯和每个所述备用电池芯均与对应的第一可控开关串联构成串联支路，N+M个所述串联支路依次串联；对应每个所述电池芯和每个所述备用电池芯设置的第二可控开关，其中，每个所述第二可控开关与对应的电池芯或备用电池芯所在的串联支路相并联；控制器，所述控制器分别与每个所述温度传感器、每个所述第一可控开关和每个所述第二可控开关相连，所述控制器用于根据每个所述电池芯和每个所述备用电池芯的温度对每个所述第一可控开关和每个所述第二可控开关的开闭状态进行控制。

根据本发明实施例的串联电池组的防热失控系统，通过采用低导热材料来阻断和抑制热量在电池芯单体间的传播，并通过采用高导热层与热管结合的方法实现电池芯单体的有效散热，以及通过温度传感器对各电池芯单体的温度进行实时监控，以及时发现过热电池芯，然后通过控制器控制相应串联支路中可控开关及与串联支路并联的可控开关的开闭，达到及时切断过热电池芯的工作电路并接入备用电池芯的效果，能够在有效避免串联电池组发生热失控的同时，保障串联电池组的正常运行。

另外，根据本发明上述实例提出的串联电池组的防热失控系统还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述高导热层为石墨烯薄膜。

进一步地，所述低导热材料为气凝胶保温材料。