[发明专利]电池模组热失控测试触发与监测系统及方法

说明书

本申请涉及一种电池模组热失控测试触发与监测系统及方法。电池模组热失控测试触发与监测系统，包括：至少一个加热器、至少一个温度传感器以及数据采集器。每一个加热器与一个电池单体的体积、形状和尺寸均相同，加热器至少替换一个目标电池单体。温度传感器设置于电池模组中，任意相邻的两个电池单体之间。数据采集器与温度传感器电连接，用于获取温度传感器检测到的温度数据。本申请的电池热失控触发系统可以通过加热触发电池系统的热失控，可以选择真实的电池模组为实验对象，进行电池单体的热蔓延测试，也可以根据电池单体热蔓延的测试结果指导电池热管理系统的设计与运行还可以保留电池模组原始的结构，使测试结果具有可信性。

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电池模组热失控测试触发与监测系统及方法。

背景技术

为缓解能源短缺和环境污染问题，我国已经将发展新能源汽车列入战略性新兴技术产业。目前制约电动汽车发展的关键因素依然是锂离子电池。锂离子电池因其具有高比能量、高循环寿命、制造成本适中的优点，是目前汽车实现清洁化的主要依赖能量源。

但是，随着锂离子电池在汽车清洁化过程中的大规模应用，就不得不提到锂离子电池的安全性问题。由于一些制造缺陷或使用不当等原因，锂离子电池在极端情况下会发生热失控的现象。具体表现为，单个电池因机械滥用(挤压、针刺、碰撞等)、电滥用(过充电、过放电、内短路等)和热滥用等引起单个电池内焦耳热和化学反应热的集聚。热聚集之后会致使电池内温度升高，最终引发热失控链式反应，导致电池起火、爆炸。同时热失控的过程中电池会放出更多的热量，在散热条件不好的情况下相邻的单体电池被热失控电池从常温加热到触发热失控，这个热失控传播的过程被称为“热失控蔓延”、“热失控扩散”、“热失控扩展”或“热失控传播”。一旦发生了热失控蔓延，就意味着大于等于两节单体电池的能量被释放到模组当中。电池系统发生次生火灾的概率大大增加，也意味着此时整个模组乃至整个汽车都处在危险的情况下。因此热失控以及蔓延事故极易造成人员伤亡与财产损失。

目前尚无绝对可靠的方法避免热失控的反生，而热失控蔓延在系统层级上可以通过有效的设计方法进行抑制。为避免此类事故的发生，汽车制造商以及电池生产商会对模组进行一些测试，预先评估电池热失控蔓延的行为和危害。传统的方案中，主要通过触发某一节电池单体的热失控，观察其在模组中的蔓延情况，结合模组内的热管理部件综合分析模组的安全性问题。目前比较常用的触发单体热失控的方法有：1.过充触发2.内短路触发3.加热触发4.针刺触发等。上述几种触发方式中，加热触发的结果重复性较好，所以加热触发单体热失控的方式被广泛采用。但是采用加热触发单体热失控的方式，一般采用热蔓延测试夹具实现对单体的加热。

传统的，热蔓延测试夹具包括底板、侧板、固定板、加热部件以及安装部件等。但是所述测试夹具夹紧电池与加热器的预紧力不可调，而电池之间以及电池与加热器之间的压紧力不同会很大程度上影响传热与散热条件，并不能模拟真实情况下模组中电池之间的传热与散热状态。因此，传统的采用热蔓延测试夹具实现加热触发热失控的方案不能准确反应热失控发生时电池之间的传热状态。

发明内容

有必要针对传统的触发电池单体热失控的方法不能准确反应热失控发生时电池之间传热状态的问题，提供一种电池模组热失控测试触发与监测系统及方法。

本申请提供一种电池模组热失控测试触发与监测系统及方法。所述电池模组热失控测试触发与监测系统用于对电池模组进行热失控测试触发，所述电池模组热失控测试触发与监测系统，包括：

至少一个加热器，每一个所述加热器与一个电池单体的体积、形状和尺寸均相同，所述加热器至少替换一个目标电池单体；所述目标电池单体从所述电池模组中多个所述电池单体中任意选取；与所述目标电池单体相邻的所述电池单体为相邻电池单体；

至少一个温度传感器，设置于所述电池模组中，任意相邻的两个所述电池单体之间；以及

数据采集器，与所述温度传感器电连接，用于获取所述温度传感器检测到的温度数据。