[发明专利]一种锂离子电池电动汽车安全防护方法

权利要求书

1.一种锂离子电池电动汽车安全防护方法，其特征在于：该安全防护方法主要包括两级响应，分别为锂离子电池异常产热时的快速降温，以及锂离子电池热失控时的高效灭火和快速降温；

一级响应为锂离子电池异常产热时的快速降温；一级响应的主要作用是在电池产生异常升温时，快速释放出高效降温冷媒，带走电池热量，防止电池异常升温而发展至热失控；一级响应的硬件装置主要由泵组、喷头、冷媒、温度传感器、控制单元组成；

二级响应为锂离子电池热失控时的高效灭火及快速降温；二级响应的主要作用是电池发生热失控时，在短时间内控制电池明火，减少电池射流火对电池系统的破坏；一方面，在其他未发生失控的电池模块内释放灭火介质，防止明火在电池仓内的传播和蔓延；另一方面，在电池明火熄灭后，释放高效冷却介质，对灭火后的电池进行快速降温，防止热失控在模块内不同电池间乃至不同模块间传播；二级响应的硬件装置包括喷头、储罐、输送管路、灭火介质、温度传感器、CO传感器、控制单元；

本方法中使用的冷媒与灭火介质均为全氟己酮；全氟己酮释放后吸收大量的热量；

冷媒的用量应根据电池的产热量计算，针对单体电芯的灭火剂用量计算，如下式3-4所示：

c·m·∆T₁= Q_C6F12O              式3

其中，c为电池的比热，为1.1kJ/kg·℃ ；m为电池质量，单位为kg；∆T₁是电池温度下降，此处为45℃ ；

Q_C6F12O= Q₁ + Q₂              式4

其中，Q_C6F12O为全氟己酮吸收的总热量，Q₁为全氟己酮的潜热，Q₂为全氟己酮的显热，其计算分别根据式5-6计算：

Q₁= C·W·∆T₂             式5

Q₂=γ·W                         式6

其中，C为全氟己酮的比热，为1.013 kJ/kg·℃ ；W为冷媒用量，单位为kg；∆T₂是全氟己酮的温升，此方法中为24.5℃ ，γ为全氟己酮的汽化热，为88.0kJ/kg。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池电动汽车安全防护方法，其特征在于：发生电池热失控的模块内全氟己酮灭火剂的用量应根据以下方法确定：

现阶段全氟己酮熄灭锂离子电池电解液火灾的灭火浓度为6.2%~6.7%，根据灭火浓度，灭火剂用量W₁应根据NFPA2001的规定如下式7：

W₁=(V/S)[E/(100-E)]             式7

其中，E是灭火浓度；V是保护区体积，单位为m³；W是灭火剂用量，单位为kg；S是灭火剂过热蒸汽在101kPa大气压和防护区环境温度下的比容，单位为m³/kg，其应该根据下式8计算：

S=0.0664+0.0002741t            式8

其中，t是环境温度，单位为℃ 。