CN112604206B - 电池包的灭火***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池包的安全防护技术领域,具体涉及电池包的灭火控制方法,一种电池包的灭火控制方法,包括预设喷淋量标定和热扩散信号阈值;获取所述电池包内发生热失控时的热失控信号和发生时间,所述发生时间为获取所述热失控信号的时间;基于所述热失控信号和所述发生时间获取热扩散信号;根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率。采用本技术方案,针对每一次热扩散调整实际喷淋量,有效应扑灭每一次热失控产生的火焰,并且,喷淋子***中保存有冷却液,能够抑制因后续热扩散触发的热失控。
Description
技术领域
本发明涉及电池包的安全防护技术领域,具体涉及电池包的灭火***及控制方法。
背景技术
目前电动车安全性事故频繁发生,其中,引起电动车安全事故的其中一大因素是电池的自燃。因此,现有技术中通过设置喷淋子***对电池包喷淋灭火,以防止电池包发生***。
但是,现有电池包的喷淋子***不能控制喷淋液的用量,若喷淋液的用量较少,喷淋液无法及时扑灭火势,导致热失控的电芯发生热扩散。若喷淋液的用量较多,有限的喷淋液会在很短的时间内使用完毕,无法应对后续的热扩散再次触发的热失控。特别是具有多个串并联的电池模组的电池包,因电池和电池模组的结构设计不同,导致热失控电芯的热扩散速率不一致。导致现有喷淋子***无法有效应对电池包的热失控。
因此,亟待研发一种电池包的灭火控制方法,该控制方法既能保证喷淋子***有效扑灭热失控产生的火焰,还能够有效应对因后续热扩散触发的热失控。
发明内容
针对热失控的火势无法扑灭以及热扩散再次触发的热失控的问题,本发明提供了一种电池包的灭火控制方法。
本发明的方案如下:
一种电池包的灭火控制方法,包括:
预设喷淋量标定和热扩散信号阈值;
获取所述电池包内发生热失控时的热失控信号和发生时间,所述发生时间为获取所述热失控信号的时间;
基于所述热失控信号和所述发生时间获取热扩散信号;
根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率。
进一步,所述喷淋量标定为扑灭所述电池包内一颗热失控电芯的喷淋量;所述预设喷淋量标定包括:预设所述水泵以设定功率运行时间标定以提供所述喷淋量标定,所述时间标定为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间。
进一步,所述热失控信号为电压降、烟雾浓度、气压和温度中的至少一种。
进一步,所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间。
进一步,所述热失控信号为第一次电压降V1、第二次电压降V2,依此类推,第n次电压降Vn;
所述发生时间为发生所述第一次电压降V1的时间T1,发生所述第二次电压降V2的时间T2,依此类推,发生所述第n次电压降Vn的时间Tn。
进一步,所述热扩散信号为热扩散时间tn,热扩散时间tn为发生第n+1次电压降的时间Tn+1与发生第n次电压降的时间Tn的时间差。
进一步,所述根据热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若热扩散时间tn小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散时间tn大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
一些实施例中,所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率;
所述热失控信号为第一次气压波动的初始值P1,峰值P2,第二次气压波动的初始值P3,峰值P4,以此类推,第n次低压波动的初始值P2n-1,峰值P2n;
所述发生时间为所述第一次气压波动的初始时间为T1,峰值时间为T2;所述第二次气压波动的初始时间T3,峰值时间T4,依此类推,第n次气压波动的初始时间T2n-1,峰值时间T2n;
所述热扩散信号为发生热扩散时的气压增加速率an,an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1)。
进一步,所述根据热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若气压增加速率an大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若气压增加速率an小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
一种电池包的灭火***,该***包括:
信号采集模块,包括信号采集装置和时间记录设备,用于获取热失控信号和发生时间,其中所述发生时间为获取所述热失控信号的时间;
数据处理模块,基于所述热失控信号和发生时间获取热扩散信号;所述数据处理模块中预设有喷淋量标定和热扩散信号阈值,所述数据处理模块根据所述热扩散信号和预设的所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率;
喷淋子***,包括喷淋管和水泵,用于响应所述数据处理模块的指令,执行灭火操作。
进一步,所述信号采集装置包括电压传感器、烟雾浓度传感器、压力传感器和温度传感器中的至少一种;
所述数据处理模块包括BMS控制子***,所述BMS控制子***中预设的所述喷淋量标定为扑灭所述电池包内一颗热失控电芯的喷淋量;预设喷淋量标定包括:预设所述水泵以设定功率运行时间标定以提供所述喷淋量标定,所述时间标定为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间。
一些实施例中,所述信号采集模块包括计时器和电压传感器;所述电压传感器获取第一次电压降V1、第二次电压降V2,依此类推,第n次电压降Vn;
所述计时器获取发生第一次电压降的时间T1,发生第二次电压降的时间T2,依此类推,发生第n次电压降的时间Tn;
所述BMS控制子***中预设的热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间;
所述BMS控制子***基于电压降Vn和时间Tn,获取热扩散信号,该热扩散信号为热扩散时间tn,tn=Tn+1-Tn;
所述BMS控制子***根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若热扩散时间tn小于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散时间tn大于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
一些实施例中,所述信号采集模块包括计时器和气压传感器;所述气压传感器获取第一次气压波动的初始值P1,峰值P2,第二次气压波动的初始值P3;峰值P4,以此类推,第n次低压波动的初始值P2n-1,峰值P2n;
所述计时器获取第一次气压波动的初始时间为T1,峰值时间为T2;第二次气压波动的初始时间T3,峰值时间T4,依此类推,第n次气压波动的初始时间T2n-1,峰值时间T2n;
所述BMS控制子***中预设的热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率;
所述BMS控制***基于气压值Pn和时间Tn,获取热扩散信号,该热扩散信号为气压增加速率an,an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1);
所述BMS控制子***根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若气压增加速率an大于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若气压增加速率an小于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
采用本技术方案,通过信号BMS控制子***能够通过信号采集模块检测每一次热扩散的热失控信息,控制策略根据热失控信息判断火势大小,并合理调整实际喷淋量,针对每一次热扩散调整实际喷淋量,有效扑灭每一次热失控产生的火焰,并且,喷淋子***中保存有冷却液,能够抑制因后续热扩散触发的热失控。由于控制策略能够根据实际的热失控现象调节用量,能够适用于不同结构的电池包。
附图说明
图1为电池包的结构示意图;
图2为热失控的电池包在自然状态下的压降变化;
图3为热失控的电池包在自然状态下的气压变化。
图中,箱体1、电芯2、液冷板3、储液箱4、供液管5、回流管6、水泵7、BMS控制子***8、控制开关9、喷淋管10、信号采集模块11。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明:
图1中记载了一种电池包,包括多个电芯2、用于封装电芯2的箱体1、冷却***、和灭火***。灭火***包括喷淋子***、BMS控制子***8和信号采集模块11。
冷却***包括紧贴在电芯2下方的液冷板3、储存冷却液的储液箱4、连接液冷板3和储液箱4的供液管5和回流管6,以及安装在供液管5上的驱动装置,驱动装置优选用水泵7。
喷淋子***包括连接在供液管5上的喷淋管10、储液箱4和水泵7,在本实施例中,喷淋子***与冷却***共用储液箱4和水泵7。喷淋管10延伸至电芯2上方对电芯2喷淋冷却液。在喷淋管10和电芯2的连接处设有控制开关9,控制开关9与BMS控制子***8电连接,控制开关9为三通阀,BMS控制子***8通过控制开关9控制供液管5连通喷淋管10或液冷板3。
在本实施例中,喷淋管10正对电芯2的防爆阀,电芯2发生热失控时,经防爆阀喷出的火焰能够烧穿喷淋管10,在喷淋管10上形成喷淋开口。储液箱4中的冷却液能够经喷淋开口喷射冷却液对热失控的电芯2喷淋灭火。本实施例中的电芯2发生热失控时,经防爆阀喷出的火焰能够捕捉到喷淋管10,使喷淋管10在相对于热失控的电芯2处形成喷淋开口,对热失控的电芯2喷淋灭火,定位精准,灭火效果好。
在本实施例中,由于冷却液的存储量有限,若冷却液消耗过快,无法有效应对热失控的扩散现象;若冷却液的用量较少,无法保证火焰被完全熄灭。因此,申请人对电池包进行大量的热失控试验,以掌握热失控的扩散规律,并根据热失控的扩散规律,制定灭火控制策略,合理利用有限的冷却液熄灭热失控产生的火焰,以及有效应对热失控的扩散现象。
如图2所示,在试验过程中,以电池包的电压降为例,采用加热或针刺、过充等方式使单颗电芯发生热失控。热失控的电芯会导致电池包内出现电压降,并且当热失控现象扩散时,电压降会持续出现。试验证明,电池包第一颗电芯的热扩散时间约为10s,后续的热扩散时间为5s,将第一颗电芯的热扩散时间10s作为时间标定以及判断热失控程度的热扩散信号阈值。水泵需要以50W的功率运行10s,才能够供给足够的冷却液扑灭一颗热失控的电芯产生的火焰。在本实施例中,水泵以50w的功率运行10s供给的冷却液量为一个喷淋量标定。
在本实施例中,信号采集模块11包括信号采集装置和时间记录设备,具体为电压传感器和计时器。BMS控制子***通过电压传感器实时检测电芯的电压情况,以及通过计时器记录发生电压降的时间。当电池包出现热失控时,电压传感器检测到第一次电压降为V1,计时器记录发生第一次电压降的时间为T1;电压传感器检测到第二次电压降为V2,计时器记录发生第二次电压降的时间为T2,依此类推,电压传感器检测到第n次的电压降为Vn,计时器记录发生第n次电压降的时间为Tn。
通过计时器记录的时间值T,计算相邻时间值之间的时间差,该时间差为每一次电压降的持续时间,即每阶段的热扩散时间t。热失控的第一阶段的热扩散时间t1为发生第二次压降的时间T2与发生第一次电压降T1的时间差,即t1=T2-T1;热失控的第二阶段的热扩散时间为t2,即t2=T3-T2;以此类推,第n阶段的热扩散时间为tn,即tn=Tn+1-Tn。
当热失控现象扩散时,计时器计算出热失控第一次扩散时间为t1;BMS接收到电压降V1和热扩散时间t1的数据信息,BMS控制子***根据第热失控的第一次扩散时间t1与热扩散信号阈值对比。
当热失控的第一次阶段扩散时间t1小于热扩散信号阈值时,证明热失控现象的扩散速度较快,热失控产生的火势较大,热失控现象较为严重。因此需要大量的冷却液才能够扑灭火势。此时,BMS控制子***需要发出指令,使水泵的实际运行时长大于标定时长,实际喷淋量多于喷淋量标定,保证冷却液有效熄灭火焰。
当热失控的第一阶段的热扩散时间t1大于热扩散信号阈值时,证明热失控现象的扩散速度较慢,热失控产生的火势较小,热失控现象不严重。因此,只需要少量的冷却液就能够扑灭火势。此时,BMS控制子***需要发出指令,水泵实际的运行时间小于时间标定,喷淋子***实际的喷淋量少于喷淋量标定,以避免冷却液快速用尽,保证存留有足够的冷却液应对后续的热扩散。
在本实施例中,若不会出现热扩散,即电压传感器不会检测到后续出现的电压降V2,BMS控制子***会按照t1大于热扩散信号阈值的方式处理。
在本实施例中,水泵运行的时间标定为10s,热扩散信号阈值为10s,BMS控制子***获取到电压降V1和V2以及热扩散时间t1;当热扩散时间t1小于热扩散信号阈值时,BMS控制子***需要控制水泵的实际运行时间大于时间标定,如热扩散时间t1为8s,时间标定为10s。水泵需要以50w且逐渐递增的功率运行15s,对电池包进行一次灭火操作。
当热扩散时间t1大于热扩散信号阈值时,BMS控制子***需要控制水泵的实际运行时间小于时间标定,如热扩散时间t1为12s,热扩散信号阈值为10s水泵需要以50w且逐渐递减的功率运行5s,对电池包进行一次灭火操作。
在本实施例中,水泵的运行时间和时间标定的差值为5s,该差值根据试验所得,针对不同型号的电池包,该差值存在差异。
若电压传感器检测到第三次电压降V3、发生时间为T3,计时器获取第二阶段的热扩散时间t2(t2=T3-T2);BMS控制子***接收到第二阶段的热扩散信号,BMS控制子***发送指令给水泵,重复灭火操作。
若电压传感器检测到第n次电压降Vn、发生时间为Tn,计时器获取第n-1阶段的热扩散时间tn-1(tn-1=Tn-Tn-1);BMS控制子***发送指令给水泵,重复灭火操作,直到热失控现象彻底消失。
采用本实施例的控制策略,能够利用检测到的电压信号和时间信号,判断火势的大小,针对每一次热扩散调整实际喷淋量,有效应扑灭每一次热失控产生的火焰。并且,喷淋子***中仍保存有冷却液,能够抑制因后续热扩散触发的热失控。
本实施例公开了利用电压降作为热失控信号以及电压降的时间信息制定的控制策略,在一些实施例中,信号采集装置还包括通过烟雾传感器、气压传感器、温度传感器中至少一种传感器,利用烟雾浓度、气压和温度中至少一种信号获取热失控信号以及热失控信号的相关时间信息,制定前述的控制策略,实现精准控制喷淋量。
实施例二
在实施例一中记载热失控现象中,每一阶段的热扩散只影响一颗电芯,每一阶段的热扩散只有一颗电芯的发生电压降。本实施例与实施例一的不同之处在于,本实施例中的一个阶段的热扩散会同时影响多个电芯。
在本实施例中,BMS控制子***接会同时接收到的多个电压降信号Vn,每一次接受的压降信号后,BMS控制子***均会发出一次指令给水泵,水泵能够按照接收到的指令累积运行时间。
在本实施例中,电芯出现热失控时,电压传感器检测到第一次电压降V1,计时器记录到第一次发生电压降的时间T1。热失控的电芯同时扩散至相邻的三个电芯,电压传感器检测到V2、V3、V4共三次电压降,BMS控制子***实施例一中调整喷淋量的方法向水泵发出三次指令,水泵以收到的三次指令的累积时长运行。
在本实施例中,BMS控制子***能够通过接收到的压降信息判断热失控的电芯数量,并根据热扩散的时间判断火势的大小,调整喷淋子***的实际喷淋量能够有效应扑灭因热失控产生的火焰,并且喷淋子***中仍保存有冷却液能够抑制因后续热扩散触发的热失控。
实施例三
由于实施例一和实施例二中采用电压传感器检测热失控信号,当电池包内的热失控的持续时间较长时,热失控产生的火焰会烧断电池包内的线束或电压传感器,导致电压降信号丢失。
在实验过程中,热失控的电芯会引起电池包内部的气压在短时间内升高。因此,在本实施例中,电池包内设有气压传感器检测电池包的热失控信号,气压传感器能够设置在箱体的角落,火焰不易烧毁气压传感器以及连接气压传感器的线束,能够保证热失控信号不丢失。
本实施例中,信号采集模块为气压传感器和计时器,如图3所示,气压传感器检测到气压值高于106kpa时,会传递热失控信号至BMS控制子***,此时的气压的增加速率为5kpa/s,5kpa/s的气压增加速率作为热扩散信号阈值。水泵以50W的功率运行10s,为喷淋量标定;10s的时间为时间标定。
当电池包发送热失控时,气压传感器检测到第一次气压波动的初始值为P1,第一次气压波动的峰值为P2,计时器记录发生第一次气压波动的初始时间为T1,第一次气压波动的峰值时间为T2;气压传感器检测到第二次气压波动的初始值为P3;第二次气压波动的峰值为P4,计时器记录发生第二次气压波动的初始时间为T3,第二次气压波动的峰值时间为T4,依此类推,电压传感器检测到第n次的气压波动的初始值为P2n-1,第二次气压波动的峰值为P2n,计时器记录发生第n次气压波动的初始时间为T2n-1,第n次气压波动的峰值时间为T2n。
在本实施例中,通过计时器记录的时间值T,计算相邻初始时间的初始时间差,该初始时间差为热失控的阶段扩散时间t。热失控的第一次阶段扩散时间t1为第二次气压波动的初始时间T3与第一次气压波动的初始时间T1的初始时间差,即t1=T3-T1;热失控的第二次阶段扩散时间为t2,t2=T5-T3;以此类推,热失控的最后一次扩散时间为tn,tn=T2n+1-T2n-1。
在一些实施例中,能够根据扩散时间tn,按照实施例一中的控制策略进行喷淋灭火。
在本实施例中,以气压增加速率作为热扩散信号阈值,气压增加速率作为热扩散信号阈值,。
在本实施例中,通过每阶段扩散的峰值和初始值间的气压差值,以及初始时间和峰值时间之间的时间差值,通过计算气压差值与时间差值间的比值能够得到气压的增加速率。第一次气压增加速率a1=(P2-P1)/(T2-T1);a2=(P4-P3)/(T4-T3);依次类推,第n次气压增加速率an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1)。
在本实施例中,气压传感器检测到气压值高于106kpa时,将热失控信号传递至BMS控制子***。
当气压增加速率an大于5kpa/s,证明热失控产生的火势较大,热失控现象严重,BMS控制子***发送指令给水泵,水泵以50w且逐渐递增的功率运行15s,对电池包进行一次灭火操作;
当气压增加速率an小于5kpa/s,证明热失控产生的火势较小,热失控现象较轻,BMS控制子***发送指令给水泵,水泵以50w且逐渐递减的功率运行5s,对电池包进行一次灭火操作;
若热失控现象持续扩散时,BMS控制子***会持续检测到热失控信号;BMS控制子***发送指令给水泵,重复灭火操作。
在一些实施例中,利用温度提升速率作为热扩散信号,采用本实施例中的控制策略,同样能够实现精准灭火效果。
本实施例中的气压传感器与实施例一中的电压传感器配合使用。在电压传感器的信号丢失前,优选用电压传感器检测热失控信号,根据电压降和热扩散时间来检测发生热失控的电芯数量以及判断热失控的严重程度,调整喷淋量。当电池包内的时间传感器或线束烧毁,导致电压信号丢失时,BMS控制子***则会继续利用气压传感器收集的热失控信号继续喷淋热失控的电芯,保证喷淋灭火效果。为减缓火焰损坏信号采集模块的时间,保证热失控信号的有较长的有效时间。信号采集模块需要在满足功能需求的情况下,远离电芯安装;优选将信号采集模块集成在箱体或BMS控制子***上。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (5)
1.一种电池包的灭火控制方法,其特征在于,包括:
预设喷淋量标定和热扩散信号阈值;
获取所述电池包内发生热失控时的热失控信号和发生时间,所述发生时间为获取所述热失控信号的时间;
基于所述热失控信号和所述发生时间获取热扩散信号;
所述喷淋量标定为扑灭所述电池包内一颗热失控电芯的喷淋量;所述预设喷淋量标定包括:预设水泵以设定功率运行时间标定以提供所述喷淋量标定,所述时间标定为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间;
根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率:
所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间或者所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率;
当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间时,
所述热扩散信号为热扩散时间tn,所述热扩散时间tn为发生第n+1次电压降的时间Tn+1与发生第n次电压降的时间Tn的时间差;
若热扩散信号小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散信号大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作;
当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率时,
所述热失控信号为第一次气压波动的初始值P1,峰值P2,第二次气压波动的初始值P3,峰值P4,以此类推,第n次低压波动的初始值P2n-1,峰值P2n;
所述发生时间为所述第一次气压波动的初始时间为T1,峰值时间为T2;所述第二次气压波动的初始时间T3,峰值时间T4,依此类推,第n次气压波动的初始时间T2n-1,峰值时间T2n;
所述热扩散信号为发生热扩散时的气压增加速率an,an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1);
若热扩散信号大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散信号小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
2.根据权利要求1所述的电池包的灭火控制方法,其特征在于:当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间时,所述热失控信号为第一次电压降V1、第二次电压降V2,依此类推,第n次电压降Vn;
所述发生时间为发生所述第一次电压降V1的时间T1,发生所述第二次电压降V2的时间T2,依此类推,发生所述第n次电压降Vn的时间Tn。
3.一种电池包的灭火***,包括:
信号采集模块,包括信号采集装置和时间记录设备,用于获取热失控信号和发生时间,其中所述发生时间为获取所述热失控信号的时间;
数据处理模块,基于所述热失控信号和发生时间获取热扩散信号;所述数据处理模块中预设有喷淋量标定和热扩散信号阈值;
所述数据处理模块包括BMS控制子***,所述BMS控制子***中预设的所述喷淋量标定为扑灭所述电池包内一颗热失控电芯的喷淋量;预设喷淋量标定包括:预设水泵以设定功率运行时间标定以提供所述喷淋量标定,所述时间标定为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间;
所述数据处理模块根据所述热扩散信号和预设的所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率:
所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间或者所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率;
当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间时,所述热扩散信号为热扩散时间tn,所述热扩散时间tn为发生第n+1次电压降的时间Tn+1与发生第n次电压降的时间Tn的时间差;
若热扩散信号小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散信号大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作;
当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率时,
所述热失控信号为第一次气压波动的初始值P1,峰值P2,第二次气压波动的初始值P3,峰值P4,以此类推,第n次低压波动的初始值P2n-1,峰值P2n;
所述发生时间为所述第一次气压波动的初始时间为T1,峰值时间为T2;所述第二次气压波动的初始时间T3,峰值时间T4,依此类推,第n次气压波动的初始时间T2n-1,峰值时间T2n;
所述热扩散信号为发生热扩散时的气压增加速率an,an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1);
若热扩散信号大于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散信号小于所述热扩散信号阈值,所述电池包的BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作;
喷淋子***,包括喷淋管和水泵,用于响应所述数据处理模块的指令,执行灭火操作。
4.根据权利要求3所述的电池包的灭火***,其特征在于:当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间时,所述信号采集模块包括计时器和电压传感器;所述电压传感器获取第一次电压降V1、第二次电压降V2,依此类推,第n次电压降Vn;
所述计时器获取发生第一次电压降的时间T1,发生第二次电压降的时间T2,依此类推,发生第n次电压降的时间Tn;
所述BMS控制子***中预设的热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的热扩散时间;
所述BMS控制子***基于电压降Vn和时间Tn,获取热扩散信号,该热扩散信号为热扩散时间tn,tn=Tn+1-Tn;
所述BMS控制子***根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若热扩散时间tn小于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
若热扩散时间tn大于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递减趋势运行,所述水泵的运行时间小于所述时间标定,执行一次灭火操作。
5.根据权利要求3所述的电池包的灭火***,其特征在于:当所述热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率时,所述信号采集模块包括计时器和气压传感器;所述气压传感器获取第一次气压波动的初始值P1,峰值P2,第二次气压波动的初始值P3;峰值P4,以此类推,第n次低压波动的初始值P2n-1,峰值P2n;
所述计时器获取第一次气压波动的初始时间为T1,峰值时间为T2;第二次气压波动的初始时间T3,峰值时间T4,依此类推,第n次气压波动的初始时间T2n-1,峰值时间T2n;
所述BMS控制子***中预设的热扩散信号阈值为第一颗热失控的电芯在自然状态下的引起的气压增加速率;
所述BMS控制子***基于气压值Pn和时间Tn,获取热扩散信号,该热扩散信号为气压增加速率an,an=(P2n-P2n-1)/(T2n-T2n-1);
所述BMS控制子***根据所述热扩散信号和所述热扩散信号阈值,基于所述喷淋量标定,调整所述电池包内的水泵的运行时间及运行功率包括:
若气压增加速率an大于所述热扩散信号阈值,所述BMS控制子***发送指令给所述水泵,所述水泵以所述设定功率且呈递增趋势运行,所述水泵的运行时间大于所述时间标定,执行一次灭火操作;
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WO2023180992A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Tyco Fire Products Lp | Systems and methods for variable rate fire suppression |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104716396A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 观致汽车有限公司 | 一种车用动力电池组的冷却*** |
CN205680751U (zh) * | 2016-05-25 | 2016-11-09 | 烟台创为新能源科技有限公司 | 一种电池热失控检测*** |
JP2017147128A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 三菱重工業株式会社 | 電池モジュール、および、電池システム |
CN108736079A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-02 | 江西优特汽车技术有限公司 | 一种动力电池热失控扩散预警***及方法 |
CN109273794A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-25 | 上海交通大学 | 一种汽车动力电池温度控制设备 |
CN109316687A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 华为技术有限公司 | 一种电池***的灭火方法及电池*** |
CN109378094A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-22 | 中广核核电运营有限公司 | 安全壳喷淋***流速控制方法及安全壳的温度控制方法 |
CN209071461U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-07-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 热管理装置及电池包 |
CN209993694U (zh) * | 2019-01-16 | 2020-01-24 | 苏州安靠电源有限公司 | 带液冷***的电池包 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104716396A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 观致汽车有限公司 | 一种车用动力电池组的冷却*** |
JP2017147128A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 三菱重工業株式会社 | 電池モジュール、および、電池システム |
CN205680751U (zh) * | 2016-05-25 | 2016-11-09 | 烟台创为新能源科技有限公司 | 一种电池热失控检测*** |
CN109316687A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 华为技术有限公司 | 一种电池***的灭火方法及电池*** |
CN108736079A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-02 | 江西优特汽车技术有限公司 | 一种动力电池热失控扩散预警***及方法 |
CN109273794A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-25 | 上海交通大学 | 一种汽车动力电池温度控制设备 |
CN109378094A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-22 | 中广核核电运营有限公司 | 安全壳喷淋***流速控制方法及安全壳的温度控制方法 |
CN209071461U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-07-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 热管理装置及电池包 |
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