儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)和方法

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2023-04-21 15:39:37

權(quán)利要求

1.儲(chǔ)能電池熱失控監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置;

所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括布置于電池單體上的壓力溫度綜合傳感器，所述壓力溫度綜合傳感器包括布拉格光柵纖維和干涉光纖，所述壓力溫度綜合傳感器用于獲取電池單體的壓力和溫度并送至所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置;

所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置包括電池管理系統(tǒng)、安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元，所述電池管理系統(tǒng)用于基于所述壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控，若發(fā)生熱失控，則控制所述安全劑管理單元向所述電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

2.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：每個(gè)電池單體上布置的所述壓力溫度綜合傳感器的數(shù)量為三個(gè)，所述電池管理系統(tǒng)采用三取二冗余原則進(jìn)行熱失控判斷。

3.如權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述安全劑管理單元包括安全劑存儲(chǔ)罐、安全劑注入開(kāi)關(guān)和第一安全劑出口閥，所述安全劑管理單元通過(guò)所述安全劑注入開(kāi)關(guān)與所述電池管理系統(tǒng)連接，所述安全劑存儲(chǔ)罐經(jīng)所述第一安全劑出口閥與所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置連接。

4.如權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述電解液管理單元包括電解液排出開(kāi)關(guān)、電解液存儲(chǔ)罐和第一電解液進(jìn)口閥，所述電解液管理單元通過(guò)所述電解液排出開(kāi)關(guān)與所述電池管理系統(tǒng)連接，所述電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)所述第一電解液進(jìn)口閥與所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置連接。

5.如權(quán)利要求4所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述廢氣管理單元包括廢氣收集閥、廢氣收集風(fēng)機(jī)和廢氣存儲(chǔ)罐，所述電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)所述廢氣收集閥、所述廢氣收集風(fēng)機(jī)與所述廢氣存儲(chǔ)罐連接。

6.如權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述安全劑管理單元還包括第二安全劑出口閥和安全劑電泵，所述第一安全劑出口閥經(jīng)所述安全劑電泵、所述第二安全劑出口閥與所述安全劑存儲(chǔ)罐連接。

7.如權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述電解液管理單元還包括第二電解液進(jìn)口閥和電解液電泵，所述第一電解液進(jìn)口閥經(jīng)所述電解液電泵、所述第二電解液進(jìn)口閥與所述電解液存儲(chǔ)罐連接。

8.如權(quán)利要求7所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括與電池單體數(shù)量相同的閥組模塊，每個(gè)電池單體上布置有一個(gè)閥組模塊，所述閥組模塊包括安全閥、安全劑注入閥門和流出閥門，所述安全閥經(jīng)所述安全劑注入閥門與第一安全劑出口閥連接，所述安全閥經(jīng)所述流出閥門與第一電解液進(jìn)口閥連接。

9.如權(quán)利要求8所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置還包括與所述壓力溫度綜合傳感器連接的光纖通道，所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置還包括光纖路由器，所述光纖通道經(jīng)所述光纖路由器與所述電池管理系統(tǒng)連接。

10.基于如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，其特征在于，包括：

通過(guò)壓力溫度綜合傳感器實(shí)時(shí)獲取電池單體的壓力和溫度;

通過(guò)電池管理系統(tǒng)基于所述壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控;

若發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)控制所述安全劑管理單元向所述電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣;

在注入安全劑的過(guò)程中，基于該過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取的電池單體的壓力和溫度判斷熱失控是否終止，若是，則所述電池管理系統(tǒng)控制所述安全劑管理單元停止向所述電池單體注入安全劑，并控制所述電解液管理單元和廢氣管理單元停止抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本公開(kāi)涉及儲(chǔ)能電池?zé)崾Э丶夹g(shù)領(lǐng)域，尤其涉及儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

[0002]在“雙碳”目標(biāo)的背景下，光伏、風(fēng)電等可再生能源的建設(shè)規(guī)模和速度加快，儲(chǔ)能系統(tǒng)依靠跨時(shí)段的平穩(wěn)輸出能力，解決了電網(wǎng)調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)，是支撐可再生能源規(guī)?；l(fā)展和火電靈活性改造的關(guān)鍵。2022年開(kāi)年以來(lái)，國(guó)內(nèi)投擴(kuò)建儲(chǔ)能項(xiàng)目涉及金額達(dá)540.44億元，涉及規(guī)模超81GWh。但是，儲(chǔ)能電池的安全風(fēng)險(xiǎn)是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011-2021年全球共發(fā)生約50起儲(chǔ)能起火事故，而2022年1-6月就已發(fā)生了多達(dá)17起的儲(chǔ)能起火事故，事故原因大多與熱失控有關(guān)。

[0003]儲(chǔ)能電池發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的主要原因是電池單體發(fā)生內(nèi)短路后使得電池?zé)崾Э仄鸹鹑紵M(jìn)一步熱失控?cái)U(kuò)展到相鄰電池，從而形成大規(guī)?；馂?zāi)，在受限空間中氣體積聚到一定程度時(shí)，遇到點(diǎn)火源，又會(huì)發(fā)生爆炸。研究表明，儲(chǔ)能電池從發(fā)生異常至安全事故需要依次經(jīng)歷異常狀態(tài)發(fā)生、熱失控開(kāi)始、安全閥沖爆以及可能的電池爆燃四個(gè)階段。因此，研究和開(kāi)發(fā)安全高效的電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)與處理系統(tǒng)，對(duì)儲(chǔ)能規(guī)模化應(yīng)用進(jìn)程具有重要意義。

[0004]目前，電池?zé)崾Э叵到y(tǒng)集中于電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)，是電池保護(hù)和管理的核心組成部分。通過(guò)對(duì)電池運(yùn)行狀態(tài)(電壓、電流、溫度等)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)電池荷電狀態(tài)(State Of Charge，SOC)、電池健康狀態(tài)(State Of Health，SOH)等進(jìn)行分析和評(píng)估，對(duì)電池組實(shí)現(xiàn)均衡管理、控制、故障告警、保護(hù)及通信管理。當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常(電壓升高、電流增大、溫度升高)時(shí)采取故障信號(hào)報(bào)警和后續(xù)冷卻降溫措施(空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻和熱管冷卻等方式)，避免引發(fā)更大的燃燒和爆炸事故，若處置得當(dāng)可以降低損失。

[0005]現(xiàn)有的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э叵到y(tǒng)一般通過(guò)監(jiān)測(cè)電池本體電壓、電池外殼溫度以及周圍空間內(nèi)的特定氣體數(shù)據(jù)參數(shù)的大小和變化判定電池是否處于熱失控狀態(tài)。然而，現(xiàn)有的氣體預(yù)警系統(tǒng)通常需要在電池安全閥沖爆后，有氣體逸出才能獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);由于電池內(nèi)部溫度難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，溫度預(yù)警只能通過(guò)監(jiān)測(cè)電池殼體溫度來(lái)進(jìn)行熱失控判定，溫度信號(hào)傳遞的延遲性導(dǎo)致預(yù)警期嚴(yán)重滯后。而后續(xù)冷卻降溫措施只能延緩燃燒，盡可能縮小爆炸范圍，降低損失，無(wú)法切斷儲(chǔ)能電池?zé)崾Э氐穆舆^(guò)程。

[0006]因此，現(xiàn)有儲(chǔ)能電池?zé)崾Э叵到y(tǒng)難從熱失控開(kāi)始階段進(jìn)行抑制事故發(fā)展，如何在電池發(fā)展至熱失控階段前快速、精確地識(shí)別電池安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而在早期階段切斷危險(xiǎn)源是突破目前儲(chǔ)能電池安全發(fā)展困境的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

[0007]本公開(kāi)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

[0008]為此，本公開(kāi)的第一個(gè)目的在于提出一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，主要目的在于提高電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0009]本公開(kāi)的第二個(gè)目的在于提出一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法。

[0010]為達(dá)上述目的，本公開(kāi)第一方面實(shí)施例提出了一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置;

[0011]所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括布置于電池單體上的壓力溫度綜合傳感器，所述壓力溫度綜合傳感器包括布拉格光柵纖維和干涉光纖，所述壓力溫度綜合傳感器用于獲取電池單體的壓力和溫度并送至所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置;

[0012]所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置包括電池管理系統(tǒng)、安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元，所述電池管理系統(tǒng)用于基于所述壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控，若發(fā)生熱失控，則控制所述安全劑管理單元向所述電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

[0013]本公開(kāi)實(shí)施例的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置;儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括布置于電池單體上的壓力溫度綜合傳感器，壓力溫度綜合傳感器包括布拉格光柵纖維和干涉光纖，壓力溫度綜合傳感器用于獲取電池單體的壓力和溫度并送至儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置;儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置包括電池管理系統(tǒng)、安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元，電池管理系統(tǒng)用于基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控，若發(fā)生熱失控，則控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。在這種情況下，利用基于布拉格光柵纖維和干涉光纖得到的壓力溫度綜合傳感器對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的壓力和溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠更準(zhǔn)確更及時(shí)地獲得壓力和溫度數(shù)據(jù)，從而及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行熱失控判斷，若發(fā)生熱失控，采用安全劑注入的方式迅速降低電池溫度，阻斷電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，因此提高了電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0014]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，每個(gè)電池單體上布置的所述壓力溫度綜合傳感器的數(shù)量為三個(gè)，所述電池管理系統(tǒng)采用三取二冗余原則進(jìn)行熱失控判斷。

[0015]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述安全劑管理單元包括安全劑存儲(chǔ)罐、安全劑注入開(kāi)關(guān)和第一安全劑出口閥，所述安全劑管理單元通過(guò)所述安全劑注入開(kāi)關(guān)與所述電池管理系統(tǒng)連接，所述安全劑存儲(chǔ)罐經(jīng)所述第一安全劑出口閥與所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置連接。

[0016]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述電解液管理單元包括電解液排出開(kāi)關(guān)、電解液存儲(chǔ)罐和第一電解液進(jìn)口閥，所述電解液管理單元通過(guò)所述電解液排出開(kāi)關(guān)與所述電池管理系統(tǒng)連接，所述電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)所述第一電解液進(jìn)口閥與所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置連接。

[0017]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述廢氣管理單元包括廢氣收集閥、廢氣收集風(fēng)機(jī)和廢氣存儲(chǔ)罐，所述電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)所述廢氣收集閥、所述廢氣收集風(fēng)機(jī)與所述廢氣存儲(chǔ)罐連接。

[0018]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述安全劑管理單元還包括第二安全劑出口閥和安全劑電泵，所述第一安全劑出口閥經(jīng)所述安全劑電泵、所述第二安全劑出口閥與所述安全劑存儲(chǔ)罐連接。

[0019]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述電解液管理單元還包括第二電解液進(jìn)口閥和電解液電泵，所述第一電解液進(jìn)口閥經(jīng)所述電解液電泵、所述第二電解液進(jìn)口閥與所述電解液存儲(chǔ)罐連接。

[0020]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括與電池單體數(shù)量相同的閥組模塊，每個(gè)電池單體上布置有一個(gè)閥組模塊，所述閥組模塊包括安全閥、安全劑注入閥門和流出閥門，所述安全閥經(jīng)所述安全劑注入閥門與第一安全劑出口閥連接，所述安全閥經(jīng)所述流出閥門與第一電解液進(jìn)口閥連接。

[0021]在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置還包括與所述壓力溫度綜合傳感器連接的光纖通道，所述儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置還包括光纖路由器，所述光纖通道經(jīng)所述光纖路由器與所述電池管理系統(tǒng)連接。

[0022]為達(dá)上述目的，本公開(kāi)第二方面實(shí)施例提出了一種基于在本公開(kāi)第一方面實(shí)施例的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，包括：

[0023]通過(guò)壓力溫度綜合傳感器實(shí)時(shí)獲取電池單體的壓力和溫度;

[0024]通過(guò)電池管理系統(tǒng)基于所述壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控;

[0025]若發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)控制所述安全劑管理單元向所述電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣;

[0026]在注入安全劑的過(guò)程中，基于該過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取的電池單體的壓力和溫度判斷熱失控是否終止，若是，則所述電池管理系統(tǒng)控制所述安全劑管理單元停止向所述電池單體注入安全劑，并控制所述電解液管理單元和廢氣管理單元停止抽出所述電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

[0027]本公開(kāi)實(shí)施例的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，通過(guò)壓力溫度綜合傳感器實(shí)時(shí)獲取電池單體的壓力和溫度;通過(guò)電池管理系統(tǒng)基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控;若發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣;在注入安全劑的過(guò)程中，基于該過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取的電池單體的壓力和溫度判斷熱失控是否終止，若是，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元停止向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元停止抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。在這種情況下，利用基于布拉格光柵纖維和干涉光纖得到的壓力溫度綜合傳感器對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的壓力和溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠更準(zhǔn)確更及時(shí)地獲得壓力和溫度數(shù)據(jù)，從而及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行熱失控判斷，若發(fā)生熱失控，采用安全劑注入的方式迅速降低電池溫度，阻斷電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，因此提高了電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0028]本公開(kāi)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

[0029]本公開(kāi)上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

[0030]圖1為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的框圖;

[0031]圖2為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

[0032]圖3為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法的流程示意圖;

[0033]附圖標(biāo)記說(shuō)明：

[0034]1—儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置;2—儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置;1-1—安全劑存儲(chǔ)罐;1-2—第二安全劑出口閥;1-3—安全劑電泵;1-4—第一安全劑出口閥;1-5—安全劑注入開(kāi)關(guān);1-6—電池管理系統(tǒng)(BMS);1-7—光纖路由器;1-8—電解液排出開(kāi)關(guān);1-9—電解液存儲(chǔ)罐;1-10—第二電解液進(jìn)口閥;1-11—電解液電泵;1-12—第一電解液進(jìn)口閥;1-13—廢氣收集閥;1-14—廢氣收集風(fēng)機(jī);1-15—廢氣存儲(chǔ)罐;2-1—第一電池單體;2-2—第一安全閥;2-3—第一安全劑注入閥門;2-4—第一流出閥門;2-5—第一壓力溫度綜合傳感器;2-6—第二壓力溫度綜合傳感器;2-7—第三壓力溫度綜合傳感器;2-8—第一光纖通道;2-9—第二電池單體;2-10—第二安全閥;2-11—第二安全劑注入閥門;2-12—第二流出閥門;2-13—第四壓力溫度綜合傳感器;2-14—第五壓力溫度綜合傳感器;2-15—第六壓力溫度綜合傳感器;2-16—第二光纖通道;2-17—第三電池單體;2-18—第三安全閥;2-19—第三安全劑注入閥門;2-20—第三流出閥門;2-21—第七壓力溫度綜合傳感器;2-22—第八壓力溫度綜合傳感器;2-23—第九壓力溫度綜合傳感器;2-24—第三光纖通道。

具體實(shí)施方式

[0035]這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本公開(kāi)實(shí)施例相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本公開(kāi)實(shí)施例的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

[0036]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

[0037]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本公開(kāi)的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。還應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)中使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。

[0038]下面詳細(xì)描述本公開(kāi)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本公開(kāi)，而不能理解為對(duì)本公開(kāi)的限制。

[0039]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

[0040]本公開(kāi)提出一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)和方法，主要目的在于提高電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0041]圖1為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的框圖。圖2為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0042]如圖1所示，本公開(kāi)實(shí)施例提供的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2。儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。

[0043]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1包括電池管理系統(tǒng)、安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元。電池管理系統(tǒng)分別與安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元連接。

[0044]在本實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)用于基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控，若發(fā)生熱失控，則控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

[0045]在一些實(shí)施例中，在每個(gè)電池單體上布置的壓力溫度綜合傳感器的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，電池管理系統(tǒng)可以采用三取二冗余原則進(jìn)行熱失控判斷。在這種情況下，采用三取二冗余原則進(jìn)行熱失控的判斷，提高了儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，保證了熱失控判斷信號(hào)的準(zhǔn)確，減小了信號(hào)回路的誤動(dòng)作故障率和拒動(dòng)作故障率，從而提高了電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0046]易于理解地，三取二冗余由三個(gè)功能相同的模塊組成。在三個(gè)模塊的采集信號(hào)中的任何兩個(gè)的采集信號(hào)一致，才能將信號(hào)傳遞輸出。保證了信號(hào)的正確可靠，減小信號(hào)回路的誤動(dòng)作故障率和拒動(dòng)作故障率，三個(gè)模塊即使有一個(gè)發(fā)生故障整個(gè)系統(tǒng)也可以正常工作。

[0047]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1包括光纖路由器。光纖路由器分別連接電池管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2。光纖路由器用于接收來(lái)自儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2的各電池單體的壓力和溫度，并將各電池單體的壓力和溫度送至電池管理系統(tǒng)進(jìn)行熱失控判斷。如圖2所示，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1包括電池管理系統(tǒng)1-6和光纖路由器1-7。電池管理系統(tǒng)1-6經(jīng)由光纖路由器1-7與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。

[0048]在本實(shí)施例中，安全劑管理單元用于存儲(chǔ)安全劑，并在熱失控時(shí)輸送熱失控。

[0049]具體地，在本實(shí)施例中，安全劑管理單元包括安全劑存儲(chǔ)罐、安全劑注入開(kāi)關(guān)和第一安全劑出口閥，安全劑管理單元通過(guò)安全劑注入開(kāi)關(guān)與電池管理系統(tǒng)連接，安全劑存儲(chǔ)罐經(jīng)第一安全劑出口閥與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。安全劑管理單元還包括第二安全劑出口閥和安全劑電泵，第一安全劑出口閥經(jīng)安全劑電泵、第二安全劑出口閥與安全劑存儲(chǔ)罐連接。

[0050]在一些實(shí)施例中，如圖2所示，安全劑管理單元包括安全劑存儲(chǔ)罐1-1、第二安全劑出口閥1-2、安全劑電泵1-3、第一安全劑出口閥1-4和安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5。安全劑管理單元通過(guò)安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5與電池管理系統(tǒng)1-6連接，安全劑存儲(chǔ)罐1-1經(jīng)由第二安全劑出口閥1-2、安全劑電泵1-3、第一安全劑出口閥1-4與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。

[0051]安全劑存儲(chǔ)罐1-1用于存儲(chǔ)安全劑。

[0052]第二安全劑出口閥1-2與電池管理系統(tǒng)1-6連接，第二安全劑出口閥1-2基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。

[0053]安全劑電泵1-3與電池管理系統(tǒng)1-6連接，安全劑電泵1-3基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于啟動(dòng)或關(guān)停狀態(tài)。安全劑電泵1-3處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以將安全劑存儲(chǔ)罐1-1中的安全劑通過(guò)管道送至儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2。

[0054]第一安全劑出口閥1-4與電池管理系統(tǒng)1-6連接，第一安全劑出口閥1-4基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。

[0055]安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5與電池管理系統(tǒng)1-6連接，安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5處于閉合狀態(tài)時(shí)，安全劑管理單元啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)安全劑管理單元中的第二安全劑出口閥1-2、安全劑電泵1-3和第一安全劑出口閥1-4能夠接收來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的指令進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)。

[0056]在本實(shí)施例中，若電池管理系統(tǒng)1-6判斷電池單體發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)1-6發(fā)出指令控制閉合安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5、啟動(dòng)安全劑電泵1-3、打開(kāi)第二安全劑出口閥1-2和第一安全劑出口閥1-4。此時(shí)安全劑管理單元的安全劑存儲(chǔ)罐1-1通過(guò)管道向儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2的對(duì)應(yīng)的電池單體(即發(fā)生熱失控的電池單體)注入安全劑。在這種情況下，采用安全劑注入的方式，能夠迅速降低電池溫度，阻斷電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，在熱失控早期階段切斷危險(xiǎn)源傳播路徑。

[0057]在本實(shí)施例中，電解液管理單元用于存儲(chǔ)電解液，并在熱失控時(shí)輸送電解液。

[0058]具體地，在本實(shí)施例中，電解液管理單元包括電解液排出開(kāi)關(guān)、電解液存儲(chǔ)罐和第一電解液進(jìn)口閥，電解液管理單元通過(guò)經(jīng)電解液排出開(kāi)關(guān)與電池管理系統(tǒng)連接，電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)第一電解液進(jìn)口閥與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。電解液管理單元還包括第二電解液進(jìn)口閥和電解液電泵，第一電解液進(jìn)口閥經(jīng)電解液電泵、第二電解液進(jìn)口閥與電解液存儲(chǔ)罐連接。

[0059]在一些實(shí)施例中，如圖2所示，電解液管理單元包括電解液排出開(kāi)關(guān)1-8、電解液存儲(chǔ)罐1-9、第二電解液進(jìn)口閥1-10、電解液電泵1-11和第一電解液進(jìn)口閥1-12。電解液管理單元通過(guò)電解液排出開(kāi)關(guān)1-8與電池管理系統(tǒng)1-6連接，電解液存儲(chǔ)罐1-9經(jīng)由第二電解液進(jìn)口閥1-10、電解液電泵1-11和第一電解液進(jìn)口閥1-12與儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2連接。

[0060]電解液排出開(kāi)關(guān)1-8與電池管理系統(tǒng)1-6連接，電解液排出開(kāi)關(guān)1-8基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。電解液排出開(kāi)關(guān)1-8處于閉合狀態(tài)時(shí)，電解液管理單元啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)電解液管理單元中的第二電解液進(jìn)口閥1-10、電解液電泵1-11和第一電解液進(jìn)口閥1-12能夠接收來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的指令進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)。

[0061]電解液存儲(chǔ)罐1-9用于存儲(chǔ)電解液。

[0062]第二電解液進(jìn)口閥1-10與電池管理系統(tǒng)1-6連接，第二電解液進(jìn)口閥1-10基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。

[0063]電解液電泵1-11與電池管理系統(tǒng)1-6連接，電解液電泵1-11基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于啟動(dòng)或關(guān)停狀態(tài)。電解液電泵1-11處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以將儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2的對(duì)應(yīng)電池單體內(nèi)的電解液和廢氣通過(guò)管道送至電解液存儲(chǔ)罐1-9。

[0064]第一電解液進(jìn)口閥1-12與電池管理系統(tǒng)1-6連接，第一電解液進(jìn)口閥1-12基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。

[0065]在本實(shí)施例中，若電池管理系統(tǒng)1-6判斷電池單體發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)1-6還發(fā)出指令控制閉合電解液排出開(kāi)關(guān)1-8，啟動(dòng)電解液電泵1-11，同時(shí)打開(kāi)第一電解液進(jìn)口閥1-12、第二電解液進(jìn)口閥1-10。發(fā)生熱失控的電池單體的電解液與廢氣經(jīng)第一電解液進(jìn)口閥1-12、電解液電泵1-11和第二電解液進(jìn)口閥1 -10進(jìn)入電解液存儲(chǔ)罐1-9儲(chǔ)存。

[0066]在本實(shí)施例中，廢氣管理單元用于存儲(chǔ)廢氣，并在熱失控時(shí)輸送廢氣。

[0067]具體地，在本實(shí)施例中，廢氣管理單元包括廢氣收集閥、廢氣收集風(fēng)機(jī)和廢氣存儲(chǔ)罐，電解液存儲(chǔ)罐經(jīng)廢氣收集閥、廢氣收集風(fēng)機(jī)與廢氣存儲(chǔ)罐連接。

[0068]在一些實(shí)施例中，如圖2所示，廢氣管理單元包括廢氣收集閥1-13、廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14和廢氣存儲(chǔ)罐1-15。電解液存儲(chǔ)罐1-9經(jīng)由廢氣收集閥1-13、廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14與廢氣存儲(chǔ)罐1-15連接。

[0069]廢氣收集閥1-13與電池管理系統(tǒng)1-6連接，廢氣收集閥1-13基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。

[0070]廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14用于在啟動(dòng)時(shí)將電解液存儲(chǔ)罐1-9中的廢氣收集至廢氣存儲(chǔ)罐1-15。

[0071]廢氣存儲(chǔ)罐1-15用于存儲(chǔ)廢氣。

[0072]在一些實(shí)施例中，廢氣管理單元還包括廢氣開(kāi)關(guān)，廢氣管理單元通過(guò)廢氣開(kāi)關(guān)與與電池管理系統(tǒng)1-6連接。廢氣開(kāi)關(guān)基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。廢氣開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，廢氣管理單元啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)廢氣管理單元中的廢氣收集閥1-13和廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14能夠接收來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的指令進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)。

[0073]在本實(shí)施例中，若電池管理系統(tǒng)1-6判斷電池單體發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)1-6還發(fā)出指令控制閉合廢氣開(kāi)關(guān)1-A，啟動(dòng)廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14，同時(shí)打開(kāi)廢氣收集閥1-13。收集的進(jìn)入電解液存儲(chǔ)罐1-9中的廢氣經(jīng)廢氣收集閥1-13和廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14進(jìn)入廢氣存儲(chǔ)罐1-15儲(chǔ)存。

[0074]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2包括多個(gè)電池單體，以及各電池單體對(duì)應(yīng)的壓力溫度綜合傳感器和閥組模塊。如圖2所示，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2包括第一電池單體2-1、第二電池單體2-9、第三電池單體2-17等多個(gè)電池單體，以及各電池單體對(duì)應(yīng)的壓力溫度綜合傳感器和閥組模塊。其中圖2中示意了三個(gè)電池單體，以及三個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的壓力溫度綜合傳感器和閥組模塊的連接，其余電池單體以及對(duì)應(yīng)的連接方式可以參考該三個(gè)電池單體的相關(guān)內(nèi)容。電池單體可以采用鋰離子電池。

[0075]具體地，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2包括布置于電池單體上的壓力溫度綜合傳感器，壓力溫度綜合傳感器包括布拉格光柵纖維和干涉光纖，壓力溫度綜合傳感器用于獲取電池單體的壓力和溫度并送至儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1。在這種情況下，采用布拉格光柵纖維(FBG)和干涉光纖(FP)組成壓力溫度綜合傳感器，對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的各電池單體的壓力和溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池?zé)崾Э氐奶崆翱焖贉?zhǔn)確預(yù)警功能。

[0076]易于理解地，布拉格光柵纖維(FBG)可以用來(lái)檢測(cè)鋰離子電池內(nèi)部溫度和應(yīng)力，缺點(diǎn)是FBG對(duì)于溫度和應(yīng)力兩種信號(hào)都比較敏感，而干涉光纖(FP)由于對(duì)溫度不敏感，因此常被用來(lái)檢測(cè)壓力或者應(yīng)變。在本公開(kāi)的實(shí)施例中，通過(guò)二者結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池內(nèi)部壓力和溫度的同時(shí)測(cè)量和區(qū)分。原理如下：如果FBG纖維暴漏在一個(gè)寬波段的光源中，則在反射光中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)尖銳的峰，這個(gè)峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)被稱為布拉格波長(zhǎng)，當(dāng)壓力、溫度等發(fā)生改變就會(huì)引起布拉格波長(zhǎng)的改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些變量的測(cè)量。FP纖維則能夠通過(guò)反射光與透射光之間的相位差實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變的檢測(cè)，如果在FP纖維長(zhǎng)度方向上施加一定的壓力，會(huì)引起纖維長(zhǎng)度L的變化，從而引起相位差的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變的測(cè)量。

[0077]在一些實(shí)施例中，每個(gè)電池單體上布置的壓力溫度綜合傳感器的數(shù)量為三個(gè)。如圖2所示，第一電池單體2-1上布置有第一壓力溫度綜合傳感器2-5、第二壓力溫度綜合傳感器2-6和第三壓力溫度綜合傳感器2-7。第二電池單體2-9上布置有第四壓力溫度綜合傳感器2-13、第五壓力溫度綜合傳感器2-14和第六壓力溫度綜合傳感器2-15。第三電池單體2-17上布置有第七壓力溫度綜合傳感器2-21、第八壓力溫度綜合傳感器2-22和第九壓力溫度綜合傳感器2-23。

[0078]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2包括與電池單體數(shù)量相同的閥組模塊，每個(gè)電池單體上布置有一個(gè)閥組模塊，閥組模塊包括安全閥、安全劑注入閥門和流出閥門，安全閥經(jīng)安全劑注入閥門與第一安全劑出口閥連接，安全閥經(jīng)流出閥門與第一電解液進(jìn)口閥連接。

[0079]其中，安全閥與電池管理系統(tǒng)1-6連接，安全閥基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。安全閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，來(lái)自對(duì)應(yīng)的安全劑注入閥門的安全劑進(jìn)入電池單體內(nèi)部，電池單體內(nèi)部的電解液與廢氣經(jīng)由安全閥和流出閥門進(jìn)入電解液管理單元。安全劑注入閥門與電池管理系統(tǒng)1-6連接，安全劑注入閥門基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。安全劑注入閥門打開(kāi)時(shí)，可以將來(lái)自第一安全劑出口閥的安全劑送至安全閥。流出閥門與電池管理系統(tǒng)1-6連接，流出閥門基于來(lái)自電池管理系統(tǒng)1-6的對(duì)應(yīng)的指令處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。流出閥門打開(kāi)時(shí)，可以將電池單體內(nèi)部的電解液與廢氣送至第一電解液進(jìn)口閥1-12。

[0080]在一些實(shí)施例中，如圖2所示，第一電池單體2-1上布置有第一安全閥2-2、第一安全劑注入閥門2-3和第一流出閥門2-4。第一安全閥2-2經(jīng)由第一安全劑注入閥門2-3與第一安全劑出口閥1-4連接。第一安全閥2-2經(jīng)由第一流出閥門2-4與第一電解液進(jìn)口閥1-12連接。第二電池單體2-9上布置有第二安全閥2-10、第二安全劑注入閥門2-11和第二流出閥門2-12。第二安全閥2-10經(jīng)由第二安全劑注入閥門2-11與第一安全劑出口閥1-4連接。第二安全閥2-10經(jīng)由第二流出閥門2-12與第一電解液進(jìn)口閥1-12連接。第三電池單體2-17上布置有第三安全閥2-18、第三安全劑注入閥門2-19和第三流出閥門2-20。第三安全閥2-18經(jīng)由第三安全劑注入閥門2-19與第一安全劑出口閥1-4連接。第三安全閥2-18經(jīng)由第三流出閥門2-20與第一電解液進(jìn)口閥1-12連接。

[0081]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置2還包括與壓力溫度綜合傳感器連接的光纖通道，光纖通道經(jīng)光纖路由器與電池管理系統(tǒng)連接。在這種情況下，利用光纖傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)、速度快、損耗低與抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)光纖通道將壓力溫度綜合傳感器采集的溫度和壓力送至儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置1，能夠降低傳輸過(guò)程對(duì)采集的溫度和壓力的影響，使得后續(xù)的熱失控判斷更加準(zhǔn)確。

[0082]在一些實(shí)施例中，如圖2所示，第一電池單體2-1的各壓力溫度綜合傳感器與第一光纖通道2-8連接。各壓力溫度綜合傳感器采集的溫度及壓力經(jīng)由第一光纖通道2-8和光纖路由器1-7送至電池管理系統(tǒng)1-6。第二電池單體2-9的各壓力溫度綜合傳感器與第二光纖通道2-16連接。各壓力溫度綜合傳感器采集的溫度及壓力經(jīng)由第二光纖通道2-16和光纖路由器1-7送至電池管理系統(tǒng)1-6。第三電池單體2-17的各壓力溫度綜合傳感器與第三光纖通道2-24連接。各壓力溫度綜合傳感器采集的溫度及壓力經(jīng)由第三光纖通道2-24和光纖路由器1-7送至電池管理系統(tǒng)1-6。

[0083]在另一些實(shí)施例中，壓力溫度綜合傳感器采集的溫度和壓力可以采用網(wǎng)線傳輸?shù)姆绞剿椭岭姵毓芾硐到y(tǒng)1-6。由此，能夠節(jié)省布線成本和后期維護(hù)工作。

[0084]基于圖2的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理過(guò)程如下：

[0085]當(dāng)儲(chǔ)能電池的電池單體發(fā)生內(nèi)短路后，通過(guò)布拉格光柵纖維(FBG)和干涉光纖(FP)組成的壓力溫度綜合傳感器監(jiān)測(cè)到各電池單體內(nèi)部溫度壓力發(fā)生變化，通過(guò)光纖通道將監(jiān)測(cè)到的溫度壓力傳遞至電池管理系統(tǒng)(BMS)，電池管理系統(tǒng)(BMS)判定為電池發(fā)生熱失控后啟動(dòng)電池?zé)崾Э靥幚沓绦?，即將安全劑通過(guò)安全閥注入電池內(nèi)部，同時(shí)將電池中的電解液與廢氣抽出，從而精準(zhǔn)切斷單體電池?zé)崾Э厍闆r。

[0086]以第一電池單體2-1出現(xiàn)內(nèi)部短路現(xiàn)象為例。第一壓力溫度綜合傳感器2-5、第二壓力溫度綜合傳感器2-6、第三壓力溫度綜合傳感器2-7監(jiān)測(cè)到第一電池單體2-1內(nèi)部壓力與溫度發(fā)生變化，3個(gè)壓力溫度綜合傳感器采集溫度和壓力信號(hào)時(shí)按照三取二冗余原則，監(jiān)測(cè)到的第一電池單體2-1溫度和壓力信號(hào)沿第一光纖通道2-8、與第二光纖通道2-16、第三光纖通道2-24等其他電池單體的光纖通道輸出的信號(hào)匯總至光纖路由器1-7，光纖路由器1-7將匯集的信號(hào)傳遞至電池管理系統(tǒng)1-6，基于第一電池單體2-1內(nèi)部壓力與溫度變化電池管理系統(tǒng)1-6判定第一電池單體2-1出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，立即啟動(dòng)電池?zé)崾Э靥幚沓绦颉?/span>

[0087]電池?zé)崾Э靥幚沓绦虬ǎ弘姵毓芾硐到y(tǒng)1-6發(fā)出指令閉合安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5、電解液排出開(kāi)關(guān)1-8和廢氣開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)安全劑電泵1-3、電解液電泵1-11和廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14，并開(kāi)啟第二安全劑出口閥1-2、第一安全劑出口閥1-4、第一安全劑注入閥門2-3、第一流出閥門2-4、第一電解液進(jìn)口閥1-12、第二電解液進(jìn)口閥1-10和廢氣收集閥1-13，此時(shí)安全劑存儲(chǔ)罐1-1中安全劑經(jīng)第二安全劑出口閥1-2、第一安全劑出口閥1-4流出，經(jīng)第一安全劑注入閥門2-3從第一安全閥2-2流入第一電池單體2-1內(nèi)部，同時(shí)第一電池單體2-1內(nèi)部電解液與廢氣經(jīng)第一流出閥門2-4、第一電解液進(jìn)口閥1-12和第二電解液進(jìn)口閥1-10進(jìn)入電解液存儲(chǔ)罐1-9儲(chǔ)存。收集的廢氣經(jīng)廢氣收集閥1-13進(jìn)入廢氣存儲(chǔ)罐1-15儲(chǔ)存;

[0088]由于安全劑的注入切斷了第一電池單體2-1的熱失控進(jìn)程，第一壓力溫度綜合傳感器2-5、第二壓力溫度綜合傳感器2-6和第三壓力溫度綜合傳感器2-7聯(lián)合發(fā)出信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)第一光纖通道2-8和光纖路由器1-7傳遞至電池管理系統(tǒng)1-6，判定為第一電池單體2-1熱失控現(xiàn)象已中止，立即啟動(dòng)電池?zé)崾Э鼗謴?fù)程序。

[0089]電池?zé)崾Э鼗謴?fù)程序包括：電池管理系統(tǒng)1-6發(fā)出指令斷開(kāi)安全劑注入開(kāi)關(guān)1-5、電解液排出開(kāi)關(guān)1-8和廢氣開(kāi)關(guān)，同時(shí)關(guān)閉安全劑電泵1-3、電解液電泵1-11和廢氣收集風(fēng)機(jī)1-14，還關(guān)閉第二安全劑出口閥1-2、第一安全劑出口閥1-4、第一安全劑注入閥門2-3、第一流出閥門2-4、第一電解液進(jìn)口閥1-12、第二電解液進(jìn)口閥1-10和廢氣收集閥1-13。電池管理系統(tǒng)1-6發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便提醒工作人員及時(shí)更換第一電池單體2-1，并妥善處理儲(chǔ)存在電解液存儲(chǔ)罐1-9和廢氣存儲(chǔ)罐1-15中的電池電解液與廢氣。

[0090]在另一些實(shí)施例中，若電池單體為水系電池、固態(tài)電池等，在熱失控時(shí)不采用安全劑注入的方式，可以直接進(jìn)行警報(bào)停機(jī)，通過(guò)替換對(duì)應(yīng)的電池單體，降低儲(chǔ)能電池?zé)崾Э厮斐傻奈ｋU(xiǎn)。

[0091]本公開(kāi)的實(shí)施例提出的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置和儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置;儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)裝置包括布置于電池單體上的壓力溫度綜合傳感器，壓力溫度綜合傳感器包括布拉格光柵纖維和干涉光纖，壓力溫度綜合傳感器用于獲取電池單體的壓力和溫度并送至儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置;儲(chǔ)能電池?zé)崾Э靥幚硌b置包括電池管理系統(tǒng)、安全劑管理單元、電解液管理單元和廢氣管理單元，電池管理系統(tǒng)用于基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控，若發(fā)生熱失控，則控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。在這種情況下，利用基于布拉格光柵纖維和干涉光纖得到的壓力溫度綜合傳感器對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的壓力和溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠更準(zhǔn)確更及時(shí)地獲得壓力和溫度數(shù)據(jù)，從而及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行熱失控判斷，若發(fā)生熱失控，采用安全劑注入的方式迅速降低電池溫度，阻斷電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，因此提高了電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。在本公開(kāi)中，檢測(cè)到儲(chǔ)能電池?zé)崾Э睾?，將?duì)應(yīng)的電池單體內(nèi)部電解液和氣體抽出，向電池內(nèi)部注入安全劑，阻斷了電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，從而切斷了危險(xiǎn)源。其中安全劑注入具有多種優(yōu)勢(shì)，分別是：將溫度較低的安全劑持續(xù)注入電池內(nèi)部，安全劑與電解液之間的對(duì)流散熱能夠迅速降低電池溫度;抽出內(nèi)部電解液和氣體破壞了電池的環(huán)境，電池?zé)崾Э厮俾恃杆贉p緩;通過(guò)安全劑抑制電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)本公開(kāi)的系統(tǒng)，能夠更好地提高電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0092]基于上述的實(shí)施例提出的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，本公開(kāi)還提出一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法。

[0093]圖3為本公開(kāi)實(shí)施例所提供的一種儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法的流程示意圖。如圖3所示，該儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，包括以下步驟：

[0094]步驟S11，通過(guò)壓力溫度綜合傳感器實(shí)時(shí)獲取電池單體的壓力和溫度;

[0095]步驟S12，通過(guò)電池管理系統(tǒng)基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控;

[0096]步驟S13，若發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣;

[0097]步驟S14，在注入安全劑的過(guò)程中，基于該過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取的電池單體的壓力和溫度判斷熱失控是否終止，若是，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元停止向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元停止抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。

[0098]可選地，步驟S12中電池管理系統(tǒng)可以采用三取二冗余原則進(jìn)行熱失控判斷。

[0099]需要說(shuō)明的是，前述對(duì)儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)實(shí)施例的解釋說(shuō)明也適用于該實(shí)施例的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，此處不再贅述。

[0100]本公開(kāi)的實(shí)施例提出的儲(chǔ)能電池?zé)崾Э乇O(jiān)測(cè)處理方法，通過(guò)壓力溫度綜合傳感器實(shí)時(shí)獲取電池單體的壓力和溫度;通過(guò)電池管理系統(tǒng)基于壓力和溫度判斷電池單體是否發(fā)生熱失控;若發(fā)生熱失控，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣;在注入安全劑的過(guò)程中，基于該過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取的電池單體的壓力和溫度判斷熱失控是否終止，若是，則電池管理系統(tǒng)控制安全劑管理單元停止向電池單體注入安全劑，并控制電解液管理單元和廢氣管理單元停止抽出電池單體內(nèi)的電解液和廢氣。在這種情況下，利用基于布拉格光柵纖維和干涉光纖得到的壓力溫度綜合傳感器對(duì)儲(chǔ)能電池內(nèi)部的壓力和溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠更準(zhǔn)確更及時(shí)地獲得壓力和溫度數(shù)據(jù)，從而及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行熱失控判斷，若發(fā)生熱失控，采用安全劑注入的方式迅速降低電池溫度，阻斷電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，因此提高了電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。在本公開(kāi)中，檢測(cè)到儲(chǔ)能電池?zé)崾Э睾?，將?duì)應(yīng)的電池單體內(nèi)部電解液和氣體抽出，向電池內(nèi)部注入安全劑，阻斷了電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，從而切斷了危險(xiǎn)源。其中安全劑注入具有多種優(yōu)勢(shì)，分別是：將溫度較低的安全劑持續(xù)注入電池內(nèi)部，安全劑與電解液之間的對(duì)流散熱能夠迅速降低電池溫度;抽出內(nèi)部電解液和氣體破壞了電池的環(huán)境，電池?zé)崾Э厮俾恃杆贉p緩;通過(guò)安全劑抑制電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)本公開(kāi)的方法，能夠更好地提高電池安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

[0101]應(yīng)該理解，本公開(kāi)所示的部件、部件的連接和關(guān)系、以及部件的功能僅僅作為示例，并且不意在限制本公開(kāi)中描述的和/或者要求的本公開(kāi)的實(shí)現(xiàn)?？梢允褂蒙厦嫠镜母鞣N形式的流程，重新排序、增加或刪除步驟。例如，本發(fā)公開(kāi)中記載的各步驟可以并行地執(zhí)行也可以順序地執(zhí)行也可以不同的次序執(zhí)行，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本公開(kāi)公開(kāi)的技術(shù)方案所期望的結(jié)果，本公開(kāi)在此不進(jìn)行限制。

[0102]上述具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本公開(kāi)保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和替代。任何在本公開(kāi)的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本公開(kāi)保護(hù)范圍之內(nèi)。

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