一种动力电池及其运行方法与流程

本发明涉及电动汽车用动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池及其运行方法。

背景技术：

目前，电动汽车的动力电池是由若干数量的电池芯以串联及并联的形式组合而成的电池包。在汽车生产制造过程中，对电池包的温度测量方式为对表面进行测温，而电池包内部的温度不能进行有效测量。目前电动汽车自燃的绝大部分原因是电池包内部发生了燃烧甚至爆炸，一般电池包在燃烧或爆炸前会有一个明显的升温过程(热失控)。目前，对电池包燃烧的处理方法是将电池包(电动车)隔离，任其燃烧，尽量减小燃烧对周边环境的影响，或者对起火燃烧的电池包(电动车)进行喷洒灭火剂灭火，但效果甚微。目前缺乏将电池包火灾抑制在萌芽阶段的技术。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在能够及时的在燃烧初期起到化学抑制作用、阻断电池包的化学反应、降低电池包起火燃烧的可能性的动力电池及其运行方法，用以克服上述技术缺陷。

具体技术方案如下：

一种动力电池，包括：

电池包，包括至少一个串联和/或并联成一体的电池组；

驱动组件，安装于电池包外部；

控制组件，安装于电池包外部并与驱动组件电性相连；

管网组件，设置于电池包内部，包括动脉管、静脉管、两端分别连接动脉管及静脉管的至少一根支管、以及由支管弯折形成且数量不少于电池组的毛细管，每一毛细管均弯曲形成有一个末梢结构，每一末梢结构上均安装有一个泄放阀，每一电池组上分别接近设置有至少一个末梢结构；

并且，管网组件上还布置有多个用以检测电池组及电池包内部温度的温度传感器，每一温度传感器分别与控制组件相电连，动脉管、静脉管背离支管的一端分别连通至驱动组件的出液端及进液端，于管网组件内部还填充有可流动的制剂。

较佳的，还包括一个安装于电池包外部的制剂罐，且制剂罐与驱动组件相连通。

较佳的，制剂为包含哈龙灭火剂1211的纯净物或混合物。

较佳的，驱动组件包括泵和/或压缩机。

较佳的，驱动组件内还具有与控制组件相电连的加热模块和/或制冷模块。

较佳的，温度传感器铺设于管网组件的外壁上。

本发明还提供了一种如上所述的动力电池的运行方法，包括主动抑制功能的触发流程，其包括：

步骤一，控制组件根据温度传感器反馈的数据，当某一个或若干数量的温度传感器反馈的温度超过设定温度(i)一定时间(j)或者升温速率达到设定值(k)时，控制组件判断超温出现的位置；

步骤二，打开对应位置的一个或若干数量的泄放阀，将管网组件及制剂罐中的制剂释放至超温出现的位置。

较佳的，还包括加热功能的运行流程，其包括：

步骤三，控制组件根据温度传感器反馈的数据，当低于设定温度(a)的电池组的数量达到设定数量(b)时，启动驱动组件的泵的加热功能，被加热的制剂通过管网组件的循环，使电池包温度达到所需的工作状态；

步骤四，当达到设定温度(c)的电池组数量达到设定数量(d)时，停止加热，泵停止工作。

较佳的，还包括制冷功能的运行流程，其包括：

步骤五，控制组件根据温度传感器反馈的数据，当高于设定温度(e)的电池组的数量达到设定数量(f)时，驱动组件的压缩机启动工作，对制剂进行制冷，被制冷的制剂通过管网组件循环，使电池包温度降低到所需的工作状态；

步骤六，当电池组温度不能得有效降低或者出现继续升高时，触发主动抑制功能的触发流程；当低于设定温度(g)的电池组数量达到设定数量(h)时，压缩机停止工作。

较佳的，还包括常态下的运行流程，常态下的运行流程为：当电池包温度一直处于设定的工作温度范围(n)时，泵和压缩机不执行加热或制冷动作，泵根据设定，每隔一定时间(o)开启工作一段时间(p)。

上述技术方案的有益效果在于：

(1)动力电池包括电池包、驱动组件、控制组件、管网组件、制剂，管网组件包括动脉管、静脉管、支管、毛细管、末梢结构、泄放阀、温度传感器，使得能够在动力电池运行状态中某一或若干电池组突然升温至预设阈值后，由温度传感器检测到并传输信息至控制组件，进而对应于该电池组的泄放阀运作并将制剂释放至该电池组上，能够及时的在燃烧初期起到化学抑制作用，阻断电池包的化学反应，降低电池包起火燃烧的可能性，从而起到干预作用而防止电池包燃烧起火甚至爆炸。

(2)能够对电池包温度进行实施监测并通过动作稳定在一定范围，保障电池包的正常运行；且一旦电池包内出现热失控，则对电池包内部的化学反应进行干预，及时阻断化学反应的进行，将危害将至最低。

附图说明

图1为本发明动力电池的整体结构示意图；

图2为本发明动力电池中电池包的结构示意图；

图3为本发明动力电池中电池包的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。

实施例一，

参阅图1至图3中所示，本实施例提供的动力电池包括：

电池包1，包括至少一个串联和/或并联成一体的电池组5；

驱动组件2，安装于电池包1外部；

控制组件3，安装于电池包1外部并与驱动组件2电性相连；

管网组件，设置于电池包1内部，包括动脉管7、静脉管8、两端分别连接动脉管7及静脉管8的至少一根支管9、以及由支管9弯折形成且数量不少于电池组5的毛细管4，每一毛细管4均弯曲形成有一个末梢结构，每一末梢结构上均安装有一个泄放阀6，每一电池组5上分别接近设置有至少一个末梢结构，管网组件上还布置有多个用以检测电池组5及电池包1内部温度的温度传感器，每一温度传感器分别与控制组件3相电连，动脉管7、静脉管8背离支管9的一端分别连通至驱动组件2的出液端及进液端，于管网组件内部还填充有可流动的制剂。

基于上述技术方案，动力电池包括电池包1、驱动组件2、控制组件3、管网组件、制剂，管网组件包括动脉管7、静脉管8、支管9、毛细管4、末梢结构、泄放阀6、温度传感器，使得能够在动力电池运行状态中某一或若干电池组5突然升温至预设阈值后，由温度传感器检测到并传输信息至控制组件3，进而对应于该电池组5的泄放阀6运作并将制剂释放至该电池组5上，能够及时的在燃烧初期起到化学抑制作用，阻断电池包1的化学反应，降低电池包1起火燃烧的可能性，从而起到干预作用而防止电池包1燃烧起火甚至爆炸。

在一种优选的实施方式中，动力电池还包括一个安装于电池包1外部的制剂罐，且制剂罐与驱动组件2相连通，用以储存多余的制剂。进一步的，温度传感器铺设于管网组件的外壁上。进一步的，制剂为包含哈龙灭火剂1211的纯净物或混合物，其常温常压下为气态，具有良好的压缩性能，不燃，同时具备化学反应抑制功能，但也可以是其他类似纯净物或化学混合物。此外，控制组件3、驱动组件2等相关各部件的用电来自电池包1本身的对外电流输出接口。进一步的，驱动组件2包括泵和/或压缩机。此外，泄放阀6为温控阀类阀门，能够在温度达到某一阈值后自动机械式打开，也可以通过阀门执行器电性连接控制组件3以电性控制的启闭。进一步的，每一末梢结构上均具有一个上述的温度传感器。

作为进一步的优选实施方式，驱动组件2内还具有与控制组件3相电连的加热模块。具体的，加热功能的实现方式为：当电池包1向外界输出动力电流时，控制组件3根据温度传感器反馈的数据，当低于设定温度(a)的电池组5的数量达到设定数量(b)时，启动泵的加热功能，被加热的制剂通过管网组件的循环，使电池包1温度达到所需的工作状态；当达到设定温度(c)的电池组5数量达到设定数量(d)时，停止加热，驱动组件2停止工作。

作为进一步的优选实施方式，驱动组件2内还具有与控制组件3相电连的制冷模块。具体的，制冷功能的实现方式为：无论电池包1是否在向外界输出动力电流，控制组件3根据温度传感器反馈的数据，当高于设定温度(e)的电池组5的数量达到设定数量(f)时，压缩机启动工作，对制剂进行制冷，被制冷的制剂通过管网组件循环，使电池包1温度降低到所需的工作状态；当电池组5温度不能得有效降低或者出现继续升高时，触发主动抑制功能；当低于设定温度(g)的电池组5数量达到设定数量(h)时，压缩机停止工作。

实施例二，

本实施例提供了基于上述实施例一中的动力电池的运行方法，包括主动抑制功能的触发流程，其包括：

步骤一，控制组件3根据温度传感器反馈的数据，当某一个或若干数量的温度传感器反馈的温度超过设定温度(i)一定时间(j)或者升温速率达到设定值(k)时，控制组件3判断超温出现的位置；

步骤二，打开对应位置的一个或若干数量的泄放阀6，将管网组件及制剂罐中的制剂释放至超温出现的位置。

其中，控制组件3对于超温位置判断的精确程度取决于温度传感器沿管网布置的密度。此外，泄放阀6的自动打开，当泄放阀6温度达到设定温度(m)时，无论控制组件3是否处于工作状态，泄放阀6均可自动打开释放制剂，该动作为物理动作，不依赖电信号，但也可通过阀门执行器电性连接控制组件3而时间电控目的。

在一种优选的实施方式中，动力电池的运行方法还包括加热功能的运行流程，其包括：

步骤三，控制组件3根据温度传感器反馈的数据，当低于设定温度(a)的电池组5的数量达到设定数量(b)时，启动驱动组件2的泵的加热功能，被加热的制剂通过管网组件的循环，使电池包1温度达到所需的工作状态；

步骤四，当达到设定温度(c)的电池组5数量达到设定数量(d)时，停止加热，泵停止工作。

作为进一步的优选实施方式，动力电池的运行方法还包括制冷功能的运行流程，其包括：

步骤五，控制组件3根据温度传感器反馈的数据，当高于设定温度(e)的电池组5的数量达到设定数量(f)时，驱动组件2的压缩机启动工作，对制剂进行制冷，被制冷的制剂通过管网组件循环，使电池包1温度降低到所需的工作状态；

步骤六，当电池组5温度不能得有效降低或者出现继续升高时，触发主动抑制功能的触发流程；当低于设定温度(g)的电池组5数量达到设定数量(h)时，压缩机停止工作。

作为进一步的优选实施方式，动力电池的运行方法还包括常态下的运行流程，常态下的运行流程为：当电池包1温度一直处于设定的工作温度范围(n)时，泵和压缩机不执行加热或制冷动作，泵根据设定，每隔一定时间(o)开启工作一段时间(p)。

此外，上述运行方法还包括电池包1放过度放电预防方式：电池包1长时间不进行对外动力电流输出时，控制组件3根据电池包1电量，当电量低于设定值(q)时，控制组件3、泵和压缩机启动断电动作，不再工作；在此期间若电池包1出现温度超过设定温度(m)，则依赖泄放阀6的物理开启功能对超温进行抑制。同时，关于制剂罐及管网组件的压力，从泵上的制剂加注孔加注至管网和制剂罐内的制剂本身具备一定的压力(r),即使压缩机没有启动工作，当泄放阀6物理打开时，管网内的制剂也可以进行有效释放。上述的字母a至r所指示的数值均记录于控制组件3内，均为预设值，可根据实际应用而调整，以实现统一控制的目的。且a<c<g<e<i<或＝m。且控制组件3具体为plc控制器或pcb线板并从电池包1本身的接电出口取电。

基于上述，使得能够对电池包1温度进行实施监测并通过动作稳定在一定范围，保障电池包1的正常运行；且一旦电池包1内出现热失控，则对电池包1内部的化学反应进行干预，及时阻断化学反应的进行，将危害将至最低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。