[发明专利]用于车辆的动力电池系统和热评估方法

说明书

本发明涉及一种用于车辆的动力电池系统，其中，动力电池系统包括：电池模组，至少具有多个电芯和多个汇流排组件，汇流排组件被配置成适于连接相邻的电芯，其中，汇流排组件包括：汇流排，汇流排与电芯连接；柔性电路板，柔性电路板集成有温度传感器并且输出温度信号；内隔热绝缘层，内隔热绝缘层至少布置在汇流排和柔性电路板之间；和外绝缘层，构造成用于包覆汇流排和柔性电路板；控制器，被配置成适于接收由各个汇流排组件的温度传感器检测的温度信号并且根据温度信号预测电池模组的热扩散方向和/或击穿点。还涉及一种热评估方法。能够判断热扩散程度，从而为故障原因分析提供依据且有效地提高救援工作的安全性。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其是涉及一种用于车辆的动力电池系统。本发明还涉及一种用于车辆的动力电池系统的热评估方法。

背景技术

近年来，由于零排放、效率高等众多优点，以动力电池为动力源的电动车辆或混合动力车辆受到越来越多的关注，其中，动力电池的安全性问题尤其是研究重点。

在动力电池中，热失控事故的触发原因有多种，例如通过碰撞引起的冲击或挤压、过充电或过放电、温度管理不当等，这些触发原因相互关联并且产生正反馈循环的热失控。当动力电池的电芯发生热失控时，该电芯处于热逃逸状态并且散发出大量的热量，从而导致温度剧烈升高、甚至超过1000℃。在这种情况下，电芯材料和汇流排可能会熔化烧毁并且发生绝缘失效，从而导致汇流排变形并且发生短路，这使热逃逸进一步加剧并且发展成热扩散，所述热扩散使热量进一步扩散到周边电芯并且引起其它电芯的热失控。此外，在热逃逸状态中用于汇流排的绝缘材料烧毁，使得汇流排暴露在动力电池中，高温气体与喷发物可能导致汇流排铜排与动力电池的壳体产生电弧，这会击穿电池壳体，最终导致整个动力电池燃烧、甚至爆炸。

目前，在现有技术中在动力电池出现热逃逸时仅能够给出发生热扩散的警报提示，但并不能评估动力电池的热扩散情况、尤其是热扩散方向和击穿点，这不利于故障原因的分析并且会给后续救援带来潜在风险。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种改进的用于车辆的动力电池系统，所述动力电池系统能够在电池模组的电芯发生热失控或者热逃逸时根据电池模组中的多个温度信号准确地预测电池模组的热扩散方向和/或击穿点，由此判断热扩散程度，从而为故障原因分析提供依据并且有效地提高救援工作的安全性。

根据本发明的第一方面，提出一种用于车辆的动力电池系统，其中，所述动力电池系统至少包括：

-电池模组，所述电池模组至少具有多个电芯和多个汇流排组件，所述汇流排组件被配置成适于连接相邻的所述电芯，其中，所述汇流排组件至少包括：汇流排，所述汇流排与所述电芯连接；柔性电路板，所述柔性电路板集成有温度传感器并且输出由所述温度传感器检测的温度信号；内隔热绝缘层，所述内隔热绝缘层至少布置在所述汇流排和所述柔性电路板之间；和外绝缘层，所述外绝缘层构造成用于包覆所述汇流排和所述柔性电路板；

-控制器，所述控制器被配置成适于接收由各个汇流排组件的温度传感器检测的温度信号并且根据所述温度信号预测所述电池模组的热扩散方向和/或击穿点。

根据本发明，动力电池系统在电池模组的多个汇流排组件中设有温度传感器，所述温度传感器能够检测各个汇流排处的温度，在电池模组发生热逃逸时能够根据由各个温度传感器检测的温度信号获取电池模组中的多个位置的温度，由此得到温度分布并且预测热电池模组中的扩散方向和/或击穿点，从而有利地评估热扩散程度并且提高救援工作的安全性。此外，通过在汇流排和柔性电路板之间的内隔热绝缘层能够减弱受高温加热的汇流排对其它部件、尤其是柔性电路板的不利影响并且延缓热扩散的速度。

根据本发明的示例性实施例，所述控制器布置在所述车辆的电池管理系统、车身控制单元或用于所述车辆的远程服务器中。

根据本发明的示例性实施例，所述汇流排组件中的至少一个汇流排组件还包括气压传感器，所述气压传感器通过所述外绝缘层中的开口与所述电池模组中的气体接触并且通过所述柔性电路板输出气压信号。