一种带有热失控预警系统的电池包技术方案

一种带有热失控预警系统的电池包，包括电池包和设置在电池包外表面的感温膜；所述感温膜包括第一绝缘层，第二绝缘层，感温层和导体；所述第二绝缘层布置于所述电池包侧面，所述感温层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述感温层与导体一端带电连接，通过外部采样电路采集温度变化时感温层的电信号。本实用新型专利技术利用感温膜材料的温度

【技术实现步骤摘要】
一种带有热失控预警系统的电池包


[0001]本技术属于新能源安全领域，尤其涉及一种带有热失控预警系统的电池包。

技术介绍

[0002]全球能源的紧缺推动风力发电、光伏发电等新能源产业的发展，储能电池作为支撑新型电力系统建设的关键部件，其储能电池的市场需求不断增加，随着全球储能市场爆发，大规模储能项目越来越多，单个储能项目规模越来越大，储能安全隐患也随之增大，据不完全统计，近10年来全球发生储能安全事故61起，2021年以来已发生近20起。
[0003]锂离子电池热失控机理是：储能电池在迭代的充电、放电过程中产生物理热积累了初始热量，同时负极表面隔膜分解融化产生焦耳热，若电池处于长期过度发热，一方面会加速电池本身的老化进程、缩短其寿命，另一方面也会诱发热失控，热失控若是不及时检测到并报警，会造成相邻电池出现连锁热失控，严重时导致储能系统失火、爆炸等事故的发生，所以一般在配置热管理系统的同时还要搭建热失控预警系统，针对性采集储能电池的过热状态，并针对于发热情况启动相应的空调、通风系统工作，并及时报警，保证储能电池始终处于安全的温度范围内。
[0004]目前电池热失控预警系统大多采用点式电子感应式探测器如烟敏传感器、红外线传感器、温度传感器等，基本为点式预警传感器，仅能测量电池PACK的某一个点的热失控情况，且一般是出现火灾烟雾或高于100℃高温才进行预警，留给降温、消防的时间窗口很窄，对于储能电池常规60℃之内的工作温度、大面积集装箱式电池系统等实际应用场景，难于快速、准确发现电池早期热失控问题，成为解决电池安全问题的难点。

技术实现思路

[0005]本技术目的在于提供一种带有热失控预警系统的电池包,以实现快速、准确发现电池早期热失控，电池的实时温度监控，以及温度过高预警的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术的一种带有热失控预警系统的电池包的具体技术方案如下：
[0007]一种带有热失控预警系统的电池包，包括电池包和设置在电池包外表面的感温膜；
[0008]所述感温膜包括第一绝缘层，第二绝缘层，感温层和导体；
[0009]所述第二绝缘层布置于所述电池包外侧面，所述感温层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述感温层与导体一端带电连接，导体的另一端与外部采样电路连接，感温层的阻值随温度变化而变化，通过外部采样电路采集变化的电信号。
[0010]为了更好的发现温度变化，所述感温层采用感温材料，所述感温材料为复合导电聚合物，感温材料通过载流子迁移实现感温膜的导电。
[0011]为了实现感温层和绝缘层的连接，所述感温材料均匀的涂敷或沉淀在所述第一绝缘层和/或所述第二绝缘层表面。
[0012]为了保证感温层和电池包的绝缘，所述第一绝缘层和第二绝缘层采用聚酰亚胺材料，隔离所述感温膜与所述电池包之间的导通
[0013]为了实现对感温膜温度的实时监控，所述感温膜通过导体与外部采样电路连接，采样信号输入至BCMU，BCMU通过总线通信将数据上传至BAU，并通过BAU上传至EMS。
[0014]为了在提供实时温度、所在位置以外，还提供温度变化速率和综合气体检测信息给EMS，便于EMS将事故控制在较小的范围内，从而可加快热失控预警后的工程维护及检修，降低电池热失控带来的维修成本和停机损失。
[0015]利用气体探测器检测电池包泄露的易燃气体浓度并通过BMS上传至所述EMS，形成综合气体检测，便于EMS通过冗余方式形成电池包的保护控制。
[0016]有益效果：
[0017]目前电池热失控预警系统大多采用点式电子感应式探测器如烟敏传感器、红外线传感器、温度传感器等，基本为点式预警传感器，仅能测量电池PACK的某一个点的热失控情况；本技术采用的感温膜不同于点式探测装置，采用的是面状探测，增加了探测器的保护面积。
附图说明
[0018]图1为本技术的一种带有热失控预警系统的电池包结构示意图；
[0019]图2为本技术的感温膜结构剖视图；
[0020]图3为本技术的电池包热失控原理图；
[0021]图中标记说明：10、电池包，101、电芯；20、感温膜；21、第一绝缘层；22、第二绝缘层；23、感温层；24、导体。
具体实施方式
[0022]为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例和附图对本技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。
[0023]实施示例：
[0024]如图1
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3所示，本技术的一种带有热失控预警系统的电池包，在电池包外表面设置感温膜，利用感温膜材料的温度
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电场响应特性，实时监测电池包的温度变化，快速预警电池的早期热失控。该感温膜采用复合导电聚合物材料，随着温度的变化引起感温膜感温材料的载流子迁移，并通过电阻在线检测方式实现过温采样，并反馈至BMS；BMS与EMS通信，发送温度异常报警；BMS同时还向EMS反馈电池包的位置与实时温度曲线、温度变化速率和综合气体检测信息，便于EMS控制相应的温度保护系统和预警系统。
[0025]感温膜包括：第一绝缘层、第二绝缘层、感温层和导体。感温层被包裹在第一绝缘层和第二绝缘层之间，绝缘层采用聚酰亚胺材料，隔离了与电池包的导通，导体一端与感温层电连接，另一端连接外部采样电路。
[0026]感温层采用的感温材料为复合导电聚合物，感温材料以涂敷或沉淀的方式布置在绝缘层上，感温材料通过载流子迁移实现感温膜的导电，当温度升高时，载流子迁移。
[0027]电池包箱体内含多个电气连接的电芯，若干个串/并连的电芯封装在电池箱体内，电池箱体外侧布置有至少一个感温膜，感温膜用于实时检测对应的电池包第一温度信号。
[0028]感温膜通过导体与外部采样电路连接，BMU将采样信号上传至BCMU，多个BCMU通过总线通信将数据上传至BAU，并通过BAU上传至EMS。
[0029]外部采样电路，不限于分压采样电路、电桥采样电路、运放电路，如图3所示分压采样电路包括一个与所述感温层串联的电阻，所述感温层与串联的电阻的公共点作为采样点，感温层阻值随温度变化而不同，采样点的电动势随之变化。
[0030]电池包热失控预警系统，包括：BMS、EMS、用于采集电池包第一温度信息的感温膜、用于采集单体电芯第二温度信息的感温元件、用于检测电池包泄露的易燃气体浓度的气体探测器。
[0031]使用时，以一个电池包为例，BMS输入第一温度信息、第二温度信息，BMU收集电芯的温度信息以及通过采样电路采集感温膜所反馈的温度信息，BCMU将多个BMU上传的第二温度信息、以及感温膜反馈的电池包的温度信息上传至BAU，BAU判断第一温度信息、第二温度信息判断温度异常的电池包、电芯，或者气体浓度异常的电池包，BAU与PCS通信，将温度、气体浓度异常信息发送给PCS，BAU还与EMS通信，将所有数据上传至EM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有热失控预警系统的电池包，其特征在于，包括电池包和设置在电池包外表面的感温膜；所述感温膜包括第一绝缘层，第二绝缘层，感温层和导体；所述第二绝缘层布置于所述电池包侧面，所述感温层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述感温层与导体一端带电连接，通过外部采样电路采集温度变化时感温层的电信号。2.根据权利要求1所述的一种带有热失控预警系统的电池包，其特征在于，所述感温层采用感温材料，感温材料通过载流子迁移实现感温层...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏飞，夏俊臣，吴煜，李永军，
申请(专利权)人：江苏为恒智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：