本申請(qǐng)涉及電池，具體涉及一種鋰電池安全防護(hù)方法及鋰電池裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車和電池儲(chǔ)能行業(yè)的迅速發(fā)展，具備高集成率和大容量等優(yōu)勢的鋰離子電池被廣泛應(yīng)用。然而，在鋰離子電池系統(tǒng)中，一旦有某個(gè)電池由于電、機(jī)械、熱濫用等原因觸發(fā)熱失控，便會(huì)由于劇烈的鏈?zhǔn)窖趸€原反應(yīng)迅速放出大量的熱，這部分能量可能會(huì)引發(fā)周圍電池的熱失控，從而觸發(fā)熱蔓延，嚴(yán)重威脅電池系統(tǒng)和用戶的安全。

2、現(xiàn)有技術(shù)中通過外部冷卻或孤立異常電池的方法防止熱失控和熱蔓延的發(fā)生，但是效果較差。

3、因此，如何防止鋰電池發(fā)生熱失控和熱蔓延現(xiàn)象是亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰電池安全防護(hù)方法及鋰電池裝置，旨在防止鋰電池發(fā)生熱失控和熱蔓延現(xiàn)象。

2、一方面，本申請(qǐng)的實(shí)施例提供一種鋰電池安全防護(hù)方法，應(yīng)用于鋰電池裝置，所述鋰電池包括電池組、電池管理系統(tǒng)以及自放電電路，所述鋰電池安全防護(hù)方法包括：獲取所述電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)；判斷所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述電池組的失效狀態(tài)；根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值；根據(jù)所述目標(biāo)負(fù)載值調(diào)整所述自放電電路的初始負(fù)載值；根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟，以使得所述電池組通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電。

3、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述電池組包括多個(gè)電池單體，所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括每一所述電池單體對(duì)應(yīng)的子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)；所述獲取所述電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)的步驟包括：獲取每一所述電池單體的所述子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括的參數(shù)值的類型和數(shù)量與所述子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括的子參數(shù)值的類型和數(shù)量均相同；所述判斷所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件的步驟包括：所述電池管理系統(tǒng)判斷每一所述子參數(shù)值是否均小于或者等于對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。

4、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括所述電池單體兩端的電壓、流經(jīng)所述電池單體的電流、所述電池單體的溫度、所述電池單體的壓力以及氣體濃度中的至少部分。

5、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述電池組的失效狀態(tài)的步驟包括：若任一所述子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)所述子參數(shù)值大于對(duì)應(yīng)的所述預(yù)設(shè)閾值，則將大于對(duì)應(yīng)的所述預(yù)設(shè)閾值的所述子參數(shù)值判定為異常子參數(shù)值，并將所述異常子參數(shù)值對(duì)應(yīng)的所述電池單體判定為失效電池單體；根據(jù)所述異常子參數(shù)值獲取所述失效電池單體的位置和失效類型。

6、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述自放電電路包括至少一個(gè)電阻器，所述根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值的步驟包括：所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述失效電池單體的數(shù)量、每一所述失效電池單體對(duì)應(yīng)的所述異常子參數(shù)值以及所述目標(biāo)實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)中與所述異常子參數(shù)值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)子參數(shù)值計(jì)算所述電阻器對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電阻值。

7、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，通過如下公式計(jì)算所述自放電電路的所述目標(biāo)負(fù)載值r：

8、

9、其中，tset為所述電池單體自放電持續(xù)時(shí)間，其最大設(shè)定值小于或者等于所述電池單體的溫度超過異常值到觸發(fā)熱失控所需要的總時(shí)間；為電池單體在tset時(shí)間內(nèi)，從滿電狀態(tài)放電至截止放電過程中實(shí)時(shí)記錄的所述電池單體的平均電壓；qc為所述電池單體的電量，rbat為所述電池單體的歐姆內(nèi)阻。

10、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，多個(gè)所述電池單體沿遠(yuǎn)離所述電池管理系統(tǒng)的方向依次排布，所述自放電電路還包括多個(gè)控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與所述電池單體對(duì)應(yīng)設(shè)置且設(shè)置于所述電池單體與所述電阻器之間，所述根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟，以使得所述電池組通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電的步驟包括：所述電池管理系統(tǒng)將至少部分所述電阻器對(duì)應(yīng)的初始電阻值調(diào)整為對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)電阻值；所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述失效電池單體的所述失效類型控制與所述失效電池單體連接的所述控制開關(guān)閉合，以使得所述失效電池單體接入所述自放電電路并通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電；或者，所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述失效電池單體的所述失效類型控制與位于所述失效電池單體周圍的至少一個(gè)所述電池單體連接的所述控制開關(guān)閉合，以使得至少一個(gè)所述電池單體接入所述自放電電路并通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電。

11、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述鋰電池安全防護(hù)方法還包括：若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)滿足所述預(yù)設(shè)條件，則所述電池管理系統(tǒng)控制所述自放電電路處于關(guān)閉狀態(tài)。

12、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟，并實(shí)時(shí)獲取所述自放電電路的負(fù)載反饋信號(hào)；所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述負(fù)載反饋信號(hào)估算所述電池組的實(shí)時(shí)狀態(tài)；所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述電池組的所述實(shí)時(shí)狀態(tài)調(diào)整所述自放電電路的實(shí)時(shí)負(fù)載值，直至所述電池組自放電結(jié)束。

13、另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰電池裝置，包括電池組、電池管理系統(tǒng)以及自放電電路；所述電池組用于供電；所述電池管理系統(tǒng)用于獲取所述電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，判斷所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件，若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述電池組的失效狀態(tài)，所述電池管理系統(tǒng)還用于根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值，并根據(jù)所述目標(biāo)負(fù)載值調(diào)整所述自放電電路的初始負(fù)載值，以及用于根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟；所述自放電電路用于使所述電池組快速放電。

14、本申請(qǐng)?zhí)峁┑匿囯姵匕踩雷o(hù)方法及鋰電池裝置中，通過電池管理系統(tǒng)獲取所述電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)；判斷所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述電池組的失效狀態(tài)；根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值；根據(jù)所述目標(biāo)負(fù)載值調(diào)整所述自放電電路的初始負(fù)載值；根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟，以使得所述電池組通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電。即通過所述電池管理系統(tǒng)獲取電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)所述電池組的所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不符合所述預(yù)設(shè)條件時(shí)開啟所述自放電電路，以使得所述電池組通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電，從而在所述電池組發(fā)生熱失控之前轉(zhuǎn)移所述電池組的內(nèi)部能量，以降低所述電池組的化學(xué)反應(yīng)速率和釋放的總能量，進(jìn)而防止鋰電池發(fā)生熱失控和熱蔓延現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池安全防護(hù)方法，應(yīng)用于鋰電池裝置，其特征在于，所述鋰電池裝置包括電池組、電池管理系統(tǒng)以及自放電電路，所述鋰電池安全防護(hù)方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述電池組包括多個(gè)電池單體，所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括每一所述電池單體對(duì)應(yīng)的子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，所述獲取所述電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述子實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)包括所述電池單體兩端的電壓、流經(jīng)所述電池單體的電流、所述電池單體的溫度、所述電池單體的壓力以及氣體濃度中的至少部分。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述若所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述電池組的失效狀態(tài)的步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述自放電電路包括至少一個(gè)電阻器，所述根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取所述自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值的步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，通過如下公式計(jì)算所述自放電電路的所述目標(biāo)負(fù)載值r：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述鋰電池安全防護(hù)方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池安全防護(hù)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電池組的所述失效狀態(tài)控制所述自放電電路開啟，以使得所述電池組通過所述自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電的步驟包括：

9.一種鋰電池裝置，其特征在于，包括電池組、電池管理系統(tǒng)以及自放電電路；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種鋰電池安全防護(hù)方法及鋰電池裝置，鋰電池裝置包括電池組、電池管理系統(tǒng)以及自放電電路，該鋰電池安全防護(hù)方法包括獲取電池組的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)；判斷實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)不滿足預(yù)設(shè)條件，則根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取電池組的失效狀態(tài)；根據(jù)電池組的失效狀態(tài)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取自放電電路的目標(biāo)負(fù)載值；根據(jù)目標(biāo)負(fù)載值調(diào)整自放電電路的初始負(fù)載值；根據(jù)電池組的失效狀態(tài)控制自放電電路開啟，以使得電池組通過自放電電路實(shí)現(xiàn)快速放電。本申請(qǐng)?zhí)峁┑匿囯姵匕踩雷o(hù)方法及鋰電池裝置，旨在防止鋰電池發(fā)生熱失控和熱蔓延現(xiàn)象。

技術(shù)研發(fā)人員：趙天壽,賀常相,孫靜,魏磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10