一种热失控监测方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种热失控监测方法。

背景技术

锂离子电池的安全性成为限制电池进一步发展的主要挑战，因此，对锂离子电池的安全性能的评估尤为重要。在锂离子电池的安全性问题中，过充引发的热失控是最主要也是最常见的安全问题。锂离子电池过充时，电池会发生不可逆的化学反应，破坏电池的内部结构。

锂离子电池被误用或滥用时，可能会导致过充。不同程度的过充对锂离子电池的影响不同。随着过充的发生，电池内部的热量不断积累，电压、温度等持续上升。当锂离子电池过充至一定条件时，电池电压会急速上升，内部反应加剧，还会产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，电池内部短路，进而引发热失控，甚至会造成爆炸、燃烧等严重安全隐患。当发生这种严重的热失控时，电池的电压、电流、温度、内阻等会出现异常变化，从而可以进行预警，但这些特征参数变化较为滞后。

目前BMS系统中广泛采用监测电池温度的方法进行热失控预警，但采用这种方法在系统得到报警信息时，锂离子电池的状态性能已不可逆转了。

为此，本发明提出一种热失控监测方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种热失控监测方法，解决了上述背景技术中提出的监测精确度低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种热失控监测方法，包括以下步骤：

S1：电堆的固定，将电堆放置于底壳部分顶部后，将顶盖部分与底壳部分连接，实现对电堆的限位固定；

S2：监测件安装，取两块侧盖，分别在其内侧壁安装压力传感器，随后将两个侧盖分别安装于底壳部分与顶盖部分的侧边；

S3：压力监测与预警，对压力传感器的压力进行实时监测，并且热失控时进行报警。

可选的：所述S3中，包括以下步骤：

S31：首先采集安装后且电堆正常放电时的压力传感器压力，记为P1；

S32：设定正常波动压力范围ΔP；

S33：实时对压力传感器的压力监控，当实时压力P不位于(P1-ΔP，P1+ΔP)区间内时，进行异常报警。

可选的：所述S33中，异常报警分为两种警报，其分别为零部件失效报警和电堆热失控报警。

可选的：所述S33中，当P小于P1-ΔP时，对应的报警信号为零部件失效报警；当P大于P1-ΔP时，报警信号为电堆热失控报警。

可选的：所述S1中，底壳部分包括底座、焊接于底座顶部的限位矩形框、以及焊接于限位矩形框两侧的侧板二，所述顶盖部分包括顶盖以及焊接于顶盖两侧的侧板一。

可选的：所述侧板一与侧板二通过连接件连接，且所述侧板一与侧板二的接触面粘接有密封垫二；

所述侧板二包括焊接于侧板一、侧板二侧壁的法兰盘以及连接所述法兰盘的连接螺栓。

可选的，底座的侧壁焊接有安装耳，安装耳通过转轴转动连接有伸缩连接件。

可选的：所述伸缩连接件包括连接板、两个螺纹杆、内螺纹套筒、安装板，两个所述连接板通过转轴转动连接于安装耳的侧壁，两个所述螺纹杆分别焊接于连接板、安装板的侧壁，所述内螺纹套筒通过旋向相反的螺纹连接于两个螺纹杆的外壁。

可选的，所述螺纹杆的外壁通过螺纹连接有防松螺母。

可选的：所述S2步骤中，侧盖与底壳部分、顶盖部分的接触面粘接有密封垫一。

(三)有益效果

本发明提供了一种热失控监测方法，具备以下有益效果：

1、该热失控监测方法，利用发生过充现象后电堆的内压与温度变化的先后顺序，采用压力监控的方式进行热失控监测，相对传统的温度监测方法，能对热失控前期就能进行精确的预警。

2、在压力监控的基础上，通过引用正常波动压力范围ΔP，利用实时压力的监测，一方面能对零部件失效进行监测，另一方面能防止异常报警的情况，从而增加监测的精确度。

3、通过设置限位矩形框，其能对电堆未固定状态的位置进行四周限位，从而防止在电堆的夹持固定过程中，因相对底座滑动产生的摩擦力对电堆造成的损伤。

4、通过设置伸缩连接件，可利用安装板对装置固定，并且当内螺纹套筒旋转时可改变伸缩连接件的整体长度，从而使得装置能适用于不同尺寸位置的安装点，增加使用时的稳固性。

附图说明

图1为本发明的底壳部分、顶盖部分、压力传感器相对于电堆的安装位置示意图；

图2为本发明的底壳部分与顶盖部分结构示意图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明的伸缩连接件结构示意图。

图中：1-底壳部分、2-电堆、3-侧盖、4-压力传感器、5-顶盖部分、6-连接件、7-密封垫一、8-底座、9-安装耳、10-限位矩形框、11-顶盖、12-侧板一、13-连接螺栓、14-法兰盘、15-密封垫二、16-侧板二、17-转轴、18-伸缩连接件、19-连接板、20-螺纹杆、21-内螺纹套筒、22-安装板、23-防松螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种热失控监测方法，如图1-4所示，具体包括以下步骤：

S1：电堆2的固定，将电堆2放置于底壳部分1顶部后，将顶盖部分5与底壳部分1连接，实现对电堆2的限位固定；

S2：监测件安装，取两块侧盖3，分别在其内侧壁安装压力传感器4，随后将两个侧盖3分别安装于底壳部分1与顶盖部分5的侧边；

S3：压力监测与预警，对压力传感器4的压力进行实时监测，并且热失控时进行报警。

所述S3中，包括以下步骤：

S31：首先采集安装后且电堆2正常放电时的压力传感器4压力，记为P1；

S32：设定正常波动压力范围ΔP；

S33：实时对压力传感器4的压力监控，当实时压力P不位于P1-ΔP，P1+ΔP区间内时，进行异常报警。

所述S32中，波动压力范围ΔP由经验设置，为电堆2工作状态下受环境温度变化、震动等情况下的正常压力波动。

所述S33中，异常报警分为两种警报，其分别为零部件失效报警和电堆2热失控报警。

所述S33中，当P小于P1-ΔP时，对应的报警信号为零部件失效报警；当P大于P1-ΔP时，报警信号为电堆2热失控报警。

电堆2发生过充现象后，电池内部首先产气，导致内压指数增加，电池膨胀，然后电池内部发生短路，电压下降，温度逐渐增加。

本实施例中，利用发生过充现象后电堆2的内压与温度变化的先后顺序，采用压力监控的方式进行热失控监测，相对传统的温度监测方法，能对热失控前期就能进行精确的预警。

另外，本装置在压力监控的基础上，通过引用正常波动压力范围ΔP，利用实时压力的监测，一方面能对零部件失效进行监测，另一方面能防止异常报警的情况，从而增加监测的精确度。

实施例2：

一种热失控监测方法，如图1-4所示，为了解决固定问题；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述S1中，底壳部分1包括底座8、焊接于底座8顶部的限位矩形框10、以及焊接于限位矩形框10两侧的侧板二16，所述顶盖部分5包括顶盖11以及焊接于顶盖11两侧的侧板一12。

所述侧板一12与侧板二16通过连接件6连接，且所述侧板一12与侧板二16的接触面粘接有密封垫二15。

所述侧板二16包括焊接于侧板一12、侧板二16侧壁的法兰盘14以及连接所述法兰盘14的连接螺栓13。

通过设置限位矩形框10，其能对电堆2未固定状态的位置进行四周限位，从而防止在电堆2的夹持固定过程中，因相对底座8滑动产生的摩擦力对电堆2造成的损伤。

所述底座8的侧壁焊接有安装耳9，安装耳9通过转轴17转动连接有伸缩连接件18。

所述伸缩连接件18包括连接板19、两个螺纹杆20、内螺纹套筒21、安装板22，两个所述连接板19通过转轴17转动连接于安装耳9的侧壁，两个所述螺纹杆20分别焊接于连接板19、安装板22的侧壁，所述内螺纹套筒21通过旋向相反的螺纹连接于两个螺纹杆20的外壁。

所述螺纹杆20的外壁通过螺纹连接有防松螺母23。

通过设置伸缩连接件18，可利用安装板22对装置固定，并且当内螺纹套筒21旋转时可改变伸缩连接件18的整体长度，从而使得装置能适用于不同尺寸位置的安装点，增加使用时的稳固性。

所述S2步骤中，侧盖3与底壳部分1、顶盖部分5的接触面粘接有密封垫一7。

通过设置密封垫一7，可增加密封性。。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。