本發(fā)明涉及鋰電池，尤其是涉及一種鋰離子電池熱蔓延進程在線檢測裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池因其優(yōu)異的性能以及低廉的成本被廣泛應(yīng)用于電動汽車，儲能以及便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域，被認為是建立碳中和社會的基石?，F(xiàn)階段，鋰離子電池的熱失控問題成為限制鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要因素。電池系統(tǒng)中單電芯發(fā)生熱失控后的危害程度相對有限，但是熱失控電芯會通過熱傳導(dǎo)，熱對流和熱輻射的方式向周圍電芯傳遞熱量，一旦超過臨近電芯的熱失控閾值，電池系統(tǒng)內(nèi)部將會發(fā)生熱失控蔓延事故。為實現(xiàn)電芯間熱蔓延阻斷，隔熱性能較好的氣凝膠廣泛應(yīng)用于電動汽車行業(yè)作為電芯間隔熱材料。隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的需求，電池系統(tǒng)不斷朝著高度集成化以及大容量化方向發(fā)展。在一個龐大的電池系統(tǒng)中，當某節(jié)電芯發(fā)生熱失控后，迅速且精確的確定失控電芯位置對于消防人員應(yīng)對災(zāi)情具有非常重要的意義。

2、然而，目前對于熱失控電池位置檢測的方法較少，使用電壓、溫度、氣體、壓力等信號，雖然能快速實現(xiàn)鋰電池熱失控預(yù)警，但是目前尚沒有較好的確定熱失控電池位置的方法。同時出于成本方面的考慮，僅依靠電池模組內(nèi)有限數(shù)量的溫度以及電壓傳感器很難迅速且精確的確定系統(tǒng)內(nèi)部失控電池所處位置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了實現(xiàn)成本較低的情況下系統(tǒng)內(nèi)失控電池準確定位而提供的一種鋰離子電池熱蔓延進程在線檢測裝置和方法，僅需對現(xiàn)有氣凝膠結(jié)構(gòu)進行調(diào)節(jié)，在兩側(cè)pet封裝膜與氣凝膠氈之間布置電壓測量單元，結(jié)構(gòu)簡單且成本低，可廣泛應(yīng)用于各種材料體系及殼體帶電的電芯。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種鋰離子電池熱蔓延進程在線檢測裝置，裝置包括：在相鄰的兩個電芯之間設(shè)置的氣凝膠隔熱墊，所述氣凝膠隔熱墊兩側(cè)的內(nèi)部設(shè)有電壓采集單元，所述氣凝膠隔熱墊基于橡膠框固定在電芯上；

4、所述電壓采集單元的輸出端連接線束的一端，線束的另一端連接電壓測量單元，電壓測量單元連接電池管理系統(tǒng)。

5、進一步地，所述電壓采集單元和電芯之間由電芯藍膜以及氣凝膠封封裝膜隔開。

6、進一步地，所述電壓采集單元通過氣凝膠封封裝膜封裝在氣凝膠隔熱墊內(nèi)部。

7、進一步地，所述氣凝膠隔熱墊根據(jù)潛在的能量傳遞路徑以及冷卻策略布置方案進行布置，布置位置包括僅設(shè)置在大面或側(cè)面或底面、設(shè)置在大面、側(cè)面和底面中的任意兩個面，以及同時設(shè)置在大面、側(cè)面和底面中三種情況。

8、進一步地，所述電芯上設(shè)有輸出極和安全閥。

9、進一步地，所述電壓采集單元為薄膜測壓單元。

10、本發(fā)明的另一方面，還提出一種鋰離子電池熱蔓延進程在線檢測方法，基于上述的檢測裝置，方法包括以下步驟：

11、s1、實時獲取電壓采集單元測取的電壓信號；

12、s2、電壓測量單元中，執(zhí)行以下步驟：若第i個電壓采集單元的電壓信號非零電，且：

13、滿足第一條件，則第i個電芯為熱失控電芯；

14、不滿足第一條件且滿足第二條件，則第i個電芯為熱失控電芯；

15、不滿足第一條件和第二條件，且滿足第三條件，則第i-1個電芯為熱失控電芯；

16、s3、電壓測量單元將熱失控電芯的位置信息發(fā)送至電池管理系統(tǒng)。

17、進一步地，所述滿足第一條件具體為：

18、設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i-1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+1個電壓采集單元，第i-1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-2個電壓采集單元；

19、此時，若第i-1個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第一條件；或

20、設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i+1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-1個電壓采集單元，第i+1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+2個電壓采集單元；

21、此時，若第i+1個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第一條件。

22、進一步地，所述滿足第二條件具體為：

23、設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i-1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+1個電壓采集單元，第i-1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-2個電壓采集單元；

24、此時，若第i-2和第i+1個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第二條件；或

25、設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i+1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-1個電壓采集單元，第i+1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+2個電壓采集單元；

26、此時，若第i-1和第i+2個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第二條件。

27、進一步地，滿足第三條件為：設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i-1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+1個電壓采集單元，第i-1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-2個電壓采集單元；

28、此時，若第i-2個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第三條件，第i-1個電芯為熱失控電芯，且熱失控蔓延方向為第i-1個電芯到第i個電芯；或

29、設(shè)第i個電芯兩側(cè)的電壓采集單元分別為第i個電壓采集單元和第i+1個電壓采集單元，第i個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i-1個電壓采集單元，第i+1個電壓采集單元的一側(cè)為第i個電芯，另一側(cè)為同一個氣凝膠隔熱墊內(nèi)的第i+2個電壓采集單元；

30、此時，若第i-1個電壓采集單元測取的電壓信號非零電，則滿足第三條件，第i-1個電芯為熱失控電芯，且熱失控蔓延方向為第i-1個電芯到第i個電芯。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

32、本發(fā)明的裝置僅需對現(xiàn)有氣凝膠結(jié)構(gòu)進行調(diào)節(jié)，在兩側(cè)pet封裝膜與氣凝膠氈之間布置電壓測量單元，結(jié)構(gòu)簡單且成本低，可廣泛應(yīng)用于各種材料體系及殼體帶電的電芯，例如方殼，圓柱電芯。此外，本發(fā)明的檢測方法通過設(shè)置遞進判斷的第一條件、第二條件和第三條件，首先判斷一個電芯的兩側(cè)的電壓采集單元是否都非零電壓，進而可以準確定位出熱失控事故觸發(fā)電芯，同時由于對第二條件的判斷，即便電池熱失控較為劇烈，未成功檢測到熱失控電芯殼體電壓，也能通過檢測一個電芯的兩側(cè)的電壓采集單元的同一個隔熱墊內(nèi)的另一個采集單元的檢測的信息定位故障位置。此外，本發(fā)明對于第三條件的判斷可以檢測出失控的趨勢。