[发明专利]一种电池热失控状态检测控制装置及方法

说明书

本发明一种电池热失控状态检测控制装置及方法，用于电池舱的热失控状态检测与控制，包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。本发明方法灭火时机较早，可在热失控初期进行控制，实现舱内灭火，分阶段多次喷射灭火剂，灭火效果好，能够有效抑制复燃。

技术领域

本发明涉及一种电池热失控状态检测控制装置及方法，用于电池舱(箱)的热失控状态检测与控制，属于电池安全领域。

背景技术

随着新能源电动汽车和电池储能行业的大力发展，锂电池的应用越加广泛，在给人们带来便利的同时，电池着火事件也时有发生。锂电池发生安全事故，与电池内部构成物质和电池使用方式直接相关。电池在使用过程中，特别是电池的滥用，比如电池过充电、过放电、外部短路、挤压、碰撞和高温等可能会导致电池内部化学物质发生反应，使电池内部生成大量的热，因而造成电池热失控，若不有效制止，最终将导致电池着火或爆炸，造成严重的安全事故。

锂电池热失控过程是温度由低到高的渐变过程，分为启动、加速、失控三个阶段。如何准确、快速的判定电池热失控状态是电池灭火的核心技术。目前热失控的判定多采用单一传感器信息源，如温度感应线，无法快速准确判定电池热失控状态，存在误报或漏报现象，检测时机较晚，无法在热失控早期进行干预控制。

锂电池火灾不同于一般火灾，反应活泼，可自身提供氧气，且电池箱空间狭小，结构紧凑，不宜散热。目前市场上常用电池灭火多采用单一单个灭火器，如干粉灭火器，当检测到火灾时一次性喷射灭火。灭火效果差，抑制时间短，复燃概率相对较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种电池热失控状态检测控制装置及方法，该检测控制装置由报警显示单元、检测控制单元和灭火器组成。具有检测时机早、灭火效果好、有效抑制复燃等特点。

本发明的技术方案是：一种电池热失控状态检测控制装置，包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。

所述的检测控制单元安装在电池箱内，实时采集电池箱内环境信息，包括温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器和火焰传感器，根据传感器数值综合判定电池热失控状态报警等级。

所述报警等级分为三个等级：三级报警表示电池组出现异常情况，可以手动喷射灭火器；二级报警表示电池组已经发生了热失控，检测控制单元将自动喷射灭火剂；一级报警最为严重，检测控制单元将自动喷射灭火剂。

电池温度检测通过贴片式温度传感器实现，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；温度传感器实现安装在电池表面或电池极耳处，检测控制单元中的温度传感器实时采集电池温度，当温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，进行系统报警。

设定单体温度阈值为70℃，温度变化率为2℃/s。

所述可燃气体传感器采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5％。

所述烟雾传感器采用光电式或离子式传感器检测，检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5％；当检测到烟雾含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文，

设定烟雾含量报警阈值为0.15dB/m。