新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，具体为新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车。


背景技术：

2.当前无论是动力电池还是储能电池，都在大规模使用锂离子电池，而人们对于电池的自燃，爆炸，依然是闻之色变，电池安全问题依然是行业绕不开的话题。热失控是锂离子电池安全性改善研究的主要对象，热失控指的由各种诱因引发的链式反应现象，热失控散发出的大量热量和有害气体会引起电池着火和爆炸，电池热失控往往从电池电芯内的负极sei膜分解开始，继而隔膜分解熔化，导致负极与电解液发生反应，随之正极和电解质都会发生分解，从而引发大规模的内短路，造成了电解液燃烧，进而蔓延到其他电芯，造成了严重的热失控，让整个电池组产生自燃，热失控一旦发生，其终止只能是反应物全部燃尽。消防部门的一份报告显示，对于锂电池这种封闭壳体内包含高能量的装置，消防手段暂时无法终止正在进行的热失控。灭火剂，无法真正触及正在进行的反应物质。消防员在火场风险很高，但能够采取的措施比较有限，一般就是隔离事故现场。
3.中国专利cn113602093a提出了新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车，该系统通过电池监控单元监测动力电池包检测电池的热失控情况，但是只是，检测到电压下跌现象的时刻，已经是热失控无可挽回的时刻，作为降温措施的触发信号，已经失去了意义，只勉强可以作为人员疏散的报警信息，因此该系统提出的电池热失控预警除了存在数据采集单一、报警结果不可靠、报警灵敏度过低的问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车，解决了现有的电池热失控预警除了存在数据采集单一、报警结果不可靠、报警灵敏度过低的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车，包括：功率控制模块、警报模块、动力锂电池模组、低压铅酸电池模组、电源切换电路、设置在动力锂电池模组内部的检测传感器、设置在动力锂电池模组外部的检测传感器以及与上述组件相连接的电池管理系统，所述设置在动力锂电池模组内部的检测传感器包括电化学阻抗仪、ndir传感器以及布拉格光纤传感器，所述设置在动力锂电池模组外部的检测传感器包括温度检测模块以及压力检测模块；
8.所述电化学阻抗仪用于检测实时检测电池的阻抗，所述ndir传感器用于锂电池热失控触发前释放出的二氧化碳，所述布拉格光纤传感器用于实时检测电池内部的温度，所述低压铅酸电池模组一方面可以在动力锂电池模组停止供电时给新能源电池中的负载供
电，另一方面可以连接到动力锂电池模组的电极两侧检测动力锂电池模组内部短路情况。
9.优选的，所述温度检测模块用于检测动力锂电池模组中每个分电池表面的实时温度。
10.优选的，所述功率控制模块用于控制动力锂电池模组的输出功率以及新能源汽车中的电机输送功率，警报模块用于控制车厢内部仪表警告灯发出警告鸣声。
11.优选的，所述电源切换电路用于切换低压铅酸电池模组的供电输出端。
12.优选的，所述压力检测模块设置在动力锂电池模块与车架之间，用于实时检测新能源电车传递给动力锂电池模块的压力。
13.优选的，所述电池管理系统用于实时并且分析电化学阻抗仪、ndir传感器、布拉格光纤传感器、温度检测模块以及压力检测模块传递的信号，从而控制功率控制模块进行工作。
14.优选的，所述布拉格光纤传感器设置为嵌入式可折叠布拉格光纤传感器。
15.一种新能源汽车，采用新能源汽车热失控自救系统。
16.(三)有益效果
17.本发明提供了新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车。具备以下有益效果：
18.1、该系统能对动力电池模组内部气体、温度、阻抗和动力电池模组外部的温度以及压力进行实时检测，从多角度对动力电池模组内部的热失控情况进行分析，从而能够有效对热失控预警的可靠性、灵敏性，可以在热失控发生的中前期对电池进行检测，能够在热失控发生前检测出电池问题，有效提高了电池的安全性。
19.2、该系统通过电源切换电路进行低压铅酸电池模组的供电情况，一方面可以在动力电池模组失控时给新能源汽车进行供电，另一方面可以在动力电池模组供电前检测动力电池模组的短路情况，从而有效提高新能源汽车的安全性。
附图说明
20.图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
21.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
22.实施例：
23.如图1所示，本发明实施例提供新能源汽车热失控自救系统，包括：功率控制模块、警报模块、动力锂电池模组、低压铅酸电池模组、电源切换电路、设置在动力锂电池模组内部的检测传感器、设置在动力锂电池模组外部的检测传感器以及与上述组件相连接的电池管理系统，设置在动力锂电池模组内部的检测传感器包括电化学阻抗仪、ndir传感器以及布拉格光纤传感器，设置在动力锂电池模组外部的检测传感器包括温度检测模块以及压力检测模块。
24.功率控制模块用于控制动力锂电池模组的输出功率以及新能源汽车中的电机输送功率，警报模块用于控制车厢内部仪表警告灯发出警告鸣声，电源切换电路用于切换低压铅酸电池模组的供电输出端，电池管理系统用于实时并且分析电化学阻抗仪、ndir传感器、布拉格光纤传感器、温度检测模块以及压力检测模块传递的信号，从而控制功率控制模块进行工作，布拉格光纤传感器设置为嵌入式可折叠布拉格光纤传感器。
25.电化学阻抗仪用于检测实时检测电池的阻抗，ndir传感器用于锂电池热失控触发前释放出的二氧化碳，布拉格光纤传感器用于实时检测电池内部的温度。
26.低压铅酸电池模组一方面可以在动力锂电池模组停止供电时给新能源电池中的负载供电，另一方面可以连接到动力锂电池模组的电极两侧检测动力锂电池模组内部短路情况，在进行测试动力锂电池模组的内部短路情况时，电路切换电路可以将低压铅酸电池模组连接到电池的两极上，通过判断动力锂电池模组的电池差来判断电池内部是否发生短路。
27.温度检测模块用于检测动力锂电池模组中每个分电池表面的实时温度，压力检测模块设置在动力锂电池模块与车架之间，用于实时检测新能源电车传递给动力锂电池模块的压力。
28.电池控制系统通过电化学阻抗仪、ndir传感器、布拉格光纤传感器、温度检测模块以及压力检测模块传递的信号来判断出电池过热，随后通过功率控制模块动力强制降低电机的输出功率，强制降低车速，使车辆始终处于一个降低速度的运行状态下，给驾驶员足够的时间和机会寻找合适的地点停车切断汽车的动力端供应，警报模块会发出仪表警告灯亮起或发出警告鸣声等形式提醒驾驶员注意车辆情况，尽早将车辆送至专业维修点检测。
29.一种新能源汽车，采用新能源汽车热失控自救系统。
30.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。

技术特征：
1.新能源汽车热失控自救系统，其特征在于，包括：功率控制模块、警报模块、动力锂电池模组、低压铅酸电池模组、电源切换电路、设置在动力锂电池模组内部的检测传感器、设置在动力锂电池模组外部的检测传感器以及与上述组件相连接的电池管理系统，所述设置在动力锂电池模组内部的检测传感器包括电化学阻抗仪、ndir传感器以及布拉格光纤传感器，所述设置在动力锂电池模组外部的检测传感器包括温度检测模块以及压力检测模块；所述电化学阻抗仪用于检测实时检测电池的阻抗，所述ndir传感器用于锂电池热失控触发前释放出的二氧化碳，所述布拉格光纤传感器用于实时检测电池内部的温度，所述低压铅酸电池模组一方面可以在动力锂电池模组停止供电时给新能源电池中的负载供电，另一方面可以连接到动力锂电池模组的电极两侧检测动力锂电池模组内部短路情况。2.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述温度检测模块用于检测动力锂电池模组中每个分电池表面的实时温度。3.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述功率控制模块用于控制动力锂电池模组的输出功率以及新能源汽车中的电机输送功率，警报模块用于控制车厢内部仪表警告灯发出警告鸣声。4.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述电源切换电路用于切换低压铅酸电池模组的供电输出端。5.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述压力检测模块设置在动力锂电池模块与车架之间，用于实时检测新能源电车传递给动力锂电池模块的压力。6.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述电池管理系统用于实时并且分析电化学阻抗仪、ndir传感器、布拉格光纤传感器、温度检测模块以及压力检测模块传递的信号，从而控制功率控制模块进行工作。7.根据权利要求1所述的新能源汽车热失控自救系统，其特征在于：所述布拉格光纤传感器设置为嵌入式可折叠布拉格光纤传感器。8.一种新能源汽车，其特征在于：采用如权利要求1-7任意一项所述的新能源汽车热失控自救系统。

技术总结
本发明提供新能源汽车热失控自救系统及包括其的新能源汽车，涉及新能源汽车领域。该新能源汽车热失控自救系统，包括：功率控制模块、警报模块、动力锂电池模组、低压铅酸电池模组、电源切换电路、设置在动力锂电池模组内部的检测传感器、设置在动力锂电池模组外部的检测传感器以及与上述组件相连接的电池管理系统。该系统能对动力电池模组内部气体、温度、阻抗和动力电池模组外部的温度以及压力进行实时检测，从多角度对动力电池模组内部的热失控情况进行分析，从而能够有效对热失控预警的可靠性、灵敏性，可以在热失控发生的中前期对电池进行检测，能够在热失控发生前检测出电池问题，有效提高了电池的安全性。有效提高了电池的安全性。有效提高了电池的安全性。


技术研发人员：于沛 董彬 闫清尧
受保护的技术使用者：黄河科技学院
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/6/28