[发明专利]一种动力锂离子电池爆喷早期预警报警方法

说明书

本发明提供一种动力锂离子电池爆喷早期预警报警方法，采用包括温度、气压、CO、C_XH_X、压紧力五个方面的参量进行预警报警判定，每个参量自低到高至少设有多级预设值，根据采集参量的预设值级别，判定预警报警级别。本发明采用多级、多元化参数对电池热失控的情况进行多级预警报警处理，能够准确把控电池的热失控状态，实时准确。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种动力锂离子电池爆喷早期预警装置及方法。

背景技术

随着全球经济不断发展，能源危机逐步加深、环保意识不断增强，作为新能源及环保低碳的动力电池产业得到迅猛发展，而锂离子电池凭借其优异的性能、成熟的技术成为众多动力电池的主流发展方向。尤其是随着我国对环保的问题越来越重视，以及锂电池生产成本的大幅降低，已广泛应用于电动自行车、电动汽车、高铁、云轨、航空航天等交通领域及发电侧、电网侧、用户侧的储能系统领域。虽然锂电池的大规模应用改善了环境，实现了低碳、节能、环保等有益效果，但随之而来的安全问题却是不容忽视，近年来由电动自行车引发的火灾1万余起，新能源汽车百余起，储能系统领域也发生了多起火灾。这些火灾都是由于锂离子电池发生热失控后，电池本体破坏发生电解液固液气混合物的爆喷，爆喷出的混合物极易发生燃烧甚至爆炸。面对如此严峻的火灾形式，若出现安全事故，将对社会安全及生命财产安全都极易造成巨大的损失，造成的社会影响也将更加严重和难于预测，而且牵涉面更广，公众关注度更高。

目前已有的锂离子电池预警技术都是基于温度、电压、气体成分、烟雾等特征参数及其变化率来判断是否发生热失控。温度参数，通过温度及其变化率进行判断，当温度及其变化率超过某一阈值时判断发生热失控，但是在电池模组及电池箱中时，由于电池数量较多，无法通过BMS和自己布置的温度传感器采集每个电池的温度数据，导致热失控预警出现极大的延迟，以及大量的误判断；电压参数，通过电压压降及其变化率进行判断，当电压压降及其变化率超过某一阈值时判断发生热失控，但是在电池模组及电池箱中时，由于电池数量较多及技术受限，无法通过BMS采集每个电池的电压数据，导致热失控预警出现极大的延迟，以及大量的误判；气体成分，通过CO、碳氢化合物等气体成分及其变化率进行判断，当气体成分及其变化率超过某一阈值时判断发生热失控，但一般出现气体成分变化时，热失控及爆喷已经发生，此时报警已失去了早期预警的意义，无法在爆喷前实现提前报警；烟雾浓度，通过烟雾浓度及其变化率进行判断，当烟雾浓度及其变化率超过某一阈值时判断发生热失控，但一般出现烟雾时，热失控及爆喷已经发生，此时报警已失去了早期预警的意义，无法在爆喷前实现提前报警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力锂离子电池爆喷早期预警报警方法，用以解决现有技术中存在的不足。

本发明的动力锂离子电池爆喷早期预警报警方法，采用包括温度、气压、CO、C_XH_X、压紧力五个方面的参量进行预警报警判定，每个参量自低到高至少设有三级预设值：

对于温度和压紧力参量：参量的最低级预设值(I级预设值)是电池可能发生热失控情况下的最低参数值，参量的中级预设值(II级预设值)是电池热失控后可能发生爆喷情况下的最低参数值，参量的高级预设值(III级预设值)是电池热失控后发生完全爆喷情况下的最低参数值；

对于气压、CO、C_XH_X参量：参量的最低级预设值(I级预设值)是电池热失控后爆喷前可能发生少量电解液喷放情况下的最低参数值，参量的中级预设值(II级预设值)是电池热失控后发生爆喷初期情况下的最低参数值，参量的高级预设值(III级预设值)是电池热失控后发生完全爆喷情况下的最低参数值。

根据采集参量的预设值级别，判定预警报警级别；预警报警级别及判定方式由低到高包括：

(1)电解液泄漏报警：C_XH_X化合物I级预设值有效，其他参量未到达预设值；