锂离子电池热失控预警及防护技术研究课件.pptx

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1、,锂离子电池热失控预警及防护技术研究,PART.ONE,01,安全法规现状,目 录,PART.TWO,0203,热失控预警研究,CONTENTS,PART.THREE,整车应用,Contents,PART.ONE,01,安全法规现状,标准法规现状,营运客车类型划分及等级评定,(JT/T325-2013)第一号修改单纯电动客车及混合动力客车应装配有动力电池箱专用自动灭火装置。,公共汽车类型划分及等级评定,（JT/T888-2014）第一号修改单,01,JT/T1240-2019城市公共汽电车车辆专用安全设施技术要求11.1 电池箱应配置具有热失控预警、火灾报警及火灾抑制,纯电动公共汽车及混合动力

2、公共汽车应装配有动力电池箱专用自动灭火装置。,0706,0203,功能的电池箱灭火装置。,标准法规,关于申报第五十五批高级客车（含公共汽车）等级评定的通知,（GB7258-2017）机动车运行安全技术条件,车长大于等于6m的纯电动客车、插电式混合动力客车，应能监测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警，且报警后5min内电池箱外部不能起火爆炸。,纯电动客车及混合动力客车应装配有动力电池箱专用自动灭火装置。没有此项装置，不予评级。,05,04,纯电动城市客车通用技术条件（JT/T1026-2016）,GB 电动汽车安全要求5.22.3REESS热事件（事故）报警,舱体内应配置具有高温预警及自动灭

3、火功能的电池箱专用自动灭火装置。,如果REESS将要发生热失控的安全事故时，应通过一个明显的信号（例如：声或光信号）装置向驾驶员提示。,灭火药剂（七氟丙烷、六氟丙烷、干粉、1230、水等降温作用药剂）,预警+,防护装置,热事件（事故）报警,交通部推荐标准,交通部推荐标准,2018年8月,JT/T 120 201 混合动力公共汽车配置要求6.3.1车载储能装置舱内宜安装电池箱专用自动灭火装置，灭火装置具有电池箱内部火情探测预报警功能。,0605,2015年8月,01,JT/T 88 201 公共汽车类型分及等级评定第一号修改单7.2.18 纯电动公共汽车及混合动力公共汽车应装配有动力电池箱专用自

4、动灭火装置。,2018年8月,JT/T 32 201 营运客车类型划分及等级评定8.1.28 纯电动客车和混合动力客车动力电池箱内应配备具有报警功能的自动灭火装置。,04,02,2018年2月,03,JT/T 115 201 城市公共汽电车运营安全管理规范7.2 运营车辆配置应符合JT/T 888、JT/T 1096的要求，保证灭火器材、应急锤、三角警告牌等安全设施和设备的齐全有效。,2016年4月,JT/T 102 201 纯电动城市客车通用技术条件,2017年4月,4.3.2.11 舱体内应配置具有高温预警及自动灭火功能的电池箱专用自动灭火装置。,JT/T 109 201 电动公共汽车配置

5、要求电池舱内应配置具有高温预警及自动灭火功能的电池箱专用自动灭火装置。,相关涉及国内标准,GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件,12.10.3 车长大于等于6m的纯电动客车、插电式混合动力客车，应能监测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警，且报警后5mi 内电池箱外部不能起火爆炸。,三项正在制定强制性国家标准,电动客车安全要求,4.3 可充电储能系统安全要求,4.3.1 蓄电池系统最小管理单元热失控要求蓄电池系统最小管理单元按照附录A的热失控试验方法进行试验，测试对象应不起火、不爆炸。,电动汽车安全要求,GB,5.2.2.3 REESS热事故报警如果REESS将要发生热失控的安全

6、事故时，应通过一个明显的信号（例如：声或光信号）装置向驾驶员提示。,电动汽车用动力蓄电池安全要求,8.2.7.2 热扩散电池包或系统按照附录C进行热扩散乘员保护分析和验证。附录C 热扩散乘员保护分析与验证报告,相关涉及国内标准,交通部推荐标准,2019年3月,JT/T 124 20 城市公共汽电车车辆专用安全设施技术要求11 电池箱灭火装置11.1 电池箱应配置具有热失控预警、火灾报警及火灾抑制功能的电池箱灭火装置。11.2 电池箱灭火装置的火灾探测报警器应在监测到储能装置热失控和火情状况时，以声或光报警信号向驾驶员报警。,11.3 当发生热失控时，电池箱灭火装置应确保热事故信号发生后5min

7、内没有发生电池箱外部起火或爆炸。11.4 电池箱灭火装置的安装不应影响电池箱箱体防护等级要求。11.5 电池箱灭火装置还应符合10.2、10.3规定的功能要求。,10.2 当出现险情时，整车电源断开或非断开，自动灭火装置均应能实现自动启动功能。10.3 自动灭火装置如使用储压式防护装置，宜选用低压或中压方式。,4.9 新能源公交车辆应具有动力电池、超级电容电解液泄漏检测报警装置。,相关涉及国内标准,团体标准及其他,工信部2016377号 电动客车安全技术条件,4.3.6 可充电储能系统应具备火灾检测自动报警功能，应在驾驶区给驾驶员提供声或光报警信号。,T/CSAE 86-2018 电动汽车锂离

8、子电池箱火灾防,控装置性能要求和试验方法,T/CHTS 20006-2019 旅游景区客车类型划分及等级评定,5.2.15 纯电动旅游景区客车和混合动力旅游景区客车动力电池箱内应配备具有报警功能的自动灭火装置。5.2.16 旅游景区客车应配备符合GB 34655规定的灭火装置。,相关涉及国内标准,应急管理部消防产品合格评定中心关于严格执行市场准入制度规范电动客车,动力锂离子电池箱火灾防控产品技术鉴定工作的通知,各有关单位：,按照消防产品技术鉴定工作规范的有关规定，经专家审定，由我中心与公安部沈阳消防研究所、公安部天津消防研究所共同编制的电动客车动力锂离子电池箱火灾防控装置通用技术要求（CCCF

9、/XFJJ-01）已于近日发布实施。为科学、规范开展相关产品的技术鉴定工作，现通知如下：,一、强化安全性、可靠性要求,科学分工开展技术鉴定工作,电动客车动力锂离子电池箱对于火灾报警、火灾抑制产品的可靠性要求远高于一般工业和民用建筑中使用的通用型消防产品。本着安全性、可靠性居首，对产品的设计制造、工艺品质及产品适用性从严把关的原则，根据专业能力及对上述产品开展有关研究工作的现实情况，电动客车动力锂离子电池箱火灾防控装置中采用的危险源探测产品，数据信息汇集、传输、联动、反馈装置，声光报警产品等，由沈阳消防研究所检测中心承担指导企业标准修改并审定，完成有关型式试验等工作；由天津消防研究所检测中心承担

10、火灾抑制剂及储存、释放装置的企业标准修改并审定，完成有关型式试验等工作。对于实体火灾抑制试验，由天津消防研究所检测中心承担并完成。,二、认真严谨规范高效完成技术鉴定委托,技术鉴定具体承担单位要按照上级领导的有关要求，科学公正的开展技术鉴定工作。要重视对委托方的帮扶、指导，有效推动企业产品技术水平的提升；要切实降低企业负担，在与委托方充分沟通、相互理解的基础上，合理确定收费标准；要提高时限意识，规范高效完成有关企业标准修订、型式试验及后续工作。,三、严格执行市场准入规定，有效防范违规行为,目前，国内指定从事电动客车动力锂离子电池箱火灾防控产品技术鉴定检验检测的单位为：沈阳消防研究所检测中心（报警

11、与控制产品）、天津消防研究所检测中心（火灾抑制产品）。为有效防范违规行为，拟提交技术鉴定申请的有关单位，一律向我中心提交委托申请，由我中心安排后续工作。,2018年7月24日,标准法规现状,GB电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求,引,言,本引言旨在介绍本标准的要求所依据的原则，理解这些原则对电动汽车用锂离子电池单体、电池包或系统的设计和应用是很有必要的。需要注意的是本标准仅考虑电动汽车用锂离子电池单体、电池包或系统最基本的安全要求以提供对人身的安全保护，不涉及生产和运输安全，也不涉及性能和功能特性。随着技术和工艺的进一步发展必然会要求进一步修订本标准。在本标准范围内电动汽车用锂离子电池单体、电

12、池包或系统导致的危险是指：泄漏，可能导致高压安全、绝缘失效间接造成电击、起火等危险；起火，直接烧伤人体；爆炸，直接危害人体；电击，由于电流流过人体而引起的伤害。在确定电动汽车用锂离子电池单体、电池包或系统采用何种设计方案时，需遵守以下的优先次序：首先，如有可能，优先选择安全性高的材料，尽量避免使用容易出现绝缘失效、热失控或燃烧起火的材料；其次，如果无法实行以上原则，那么需制定保护措施，减少或消除危险发生的可能性。上述原则不能代替本标准的详细要求，只是让设计者了解这些要求所依据的原则。电动汽车用锂离子电池单体、电池包或系统的安全性与其材料选择、设计及使用条件有关。其中使用条件包含了正常使用条件、

13、可预见的误用条件和可预见的故障条件，还包括影响其安全的环境条件诸如温度、海拔等因素。,附录C（规范性附录）热扩散乘员保护分析与验证报告C1 锂离子电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5min，应提供一个预先警告信号（服务于整车热事故报警），提醒乘员疏散。如果热扩散不会产生导致车辆乘员危险的情况，则认为该要求得到满足。C2 锂离子电池包或系统热事故报警信号说明,C2.2.1 触发警告的热事件参数（例如温度、温升速率、SOC、电压下降、电流等）和相关阈值水平；C2.2.2 警告信号说明：描述传感器以及在发生热事件时锂离子电池包或系统控制说明。,Contents,P

14、ART.TWO,02,热失控预警研究,电池热失控探测技术研究,世界上没有任何一种事物是绝对安全的，任何事物中都潜伏着危险因素。,系统安全是指在系统生命周期内应用系统安全工程和系统安全管理方法，辨识系统中的隐患，并采取有效的控制措施使其危险性最小，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。,系统安全是人们为解决复杂系统的安全性问题而开发、研究出来的安全理论、方法体系，是系统工程与安全工程结合的体现。,系统安全的基本原则就是在一个新系统的构思阶段就必须考虑其安全性的问题，制定并执行安全工作规划(系统安全活动)，属于事前分析和预先的防护。,系统安全活动贯穿于生命整个系统生命周期，直

15、到系统报废为止。,安全管控就是要把潜伏的危险可能发生事故的概率降到最低，把可能发生的危险所造成的损害控制在可接受的程度。辨识系统中可能的安全隐患,安全设计，预防安全隐患发生安全事故对安全事故的保护，防止安全事故的扩大,锂电池安全特点,恶化放大刺穿,电阻变小温升,化学反应放电发热,泄压阀动作,CO2CO,热失控,杂质毛刺支晶,导电率变高,内短路,电解液升温,微导电,燃烧,CH4,1、锂电池热失控除正常重放电外还存在潜在的副反应，无法彻底根除，通过多技术（PTC电极、正负极涂层、过充保护添加剂、阻燃性电解液等技术综合应用改善安全性能）,2、方式热失控诱发和蔓延才是工作重点我们可以从电池系统的热机电

16、设计与控制设计来防止诱发和蔓延，单体出现热失控也不会发生事故。,3、锂离子电池火灾具有复燃性，火灾形成后降温是有效手段。,国内外动力电池热 失控探测技术研究,杂质毛刺支晶,恶化放大刺穿,导电率变高,内短路,电阻变小温升,化学反应放电发热,电解液升温,泄压阀动作,CO2CO,热失控,微导电,燃烧,CH4,国内外动力电池热 失控探测技术研究,过充导致热失控产生气体分析,过充是锂离子电池在使用过程中可能面临的滥用场景,，一般我们认为锂离子电池发生过充时主要会发生以下反应：1）层状正极材料因为过度脱锂而发生结构的坍塌；2）正极材料电势过高，引起电解液的氧化分解；3）过量的Li导致负极表面析出金属Li。

17、,美国阿贡国家实验室、,桑迪亚国家实验室和橡树岭国家实验室的Javier Bareno等人【1】研究发现NMC532材料电池在过充后并没有发生结构坍塌，电解液分解和负极Li析出才是主要反应，,电解液在高电压和高温下分解常见的气体主要包含CO、CO、CH、C H 等，,2,4,2 4表格为大家梳理了一些常见体系在过充过程中可能会产生的气体种类。,Effect of overcharge on Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2/graphite lithium ioncells with poly(vinylidene fluoride)binder.III Chemical chang

18、es in thecathode,Journal of Power Sources xxx(xxxx)xxxxxx,Javier Bareo,Nancy Dietz Rago,Fulya Dogan,Donald G.Graczyk,et.al,国内外动力电池热 失控探测技术研究,过充导致热失控产生气体分析,法国国立奥尔良大学的Y.Fernandes采用新方法对锂离子电池在过充过程中产生的气体进行了分析，分析过充中产生的气体的种类和气体产生数量。实验中采用了圆柱形26650LFP电池作为研究对象，右图展示了过充过程中电池释放出的气体的种类和体积分数，从表中我们能够看到电池过充释放出的气体主要包

19、含CO（47%），H（23%）和C H（10%）、CO（4.9%）、C H F（4.6%）。,2,2,2,4,2,5,根据测试结果我们可以将电池在过充中气,体释放的过程分为下面的过程：1）从0到362s，电池没有释放出任何气体；,2）从362s（120%SoC，电池温度53），电池开始释放出少量的气体，主要包含DMC,EMC,CH,CO,CH OCHO,CH OCH 和,4,3,3,3,CO，需要注意的是由于探测器无法检测H，,2,2,因此并不意味着此时没有H 产生。,2,3）在584s，电池壳体出现裂缝，因此584s到600s大量的气体从裂缝喷出，此时气体种类仍然主要是上述几种气体。,4）在

20、600s，电池温度达到116，开始,出现新的气体，例如CH OCH，CH OCHO和,3,3,3,C2H4,5）在600到840s，尽管电池内部已经,没有电流通过，电池表面的最大温度仍然升高到144，此时气体的浓度顺序为：DMC CO C H,EMC CO CH OCH,2,2,4,3,3,CH OCHO CH。,3,4,6）从840到900s，电池开始降温，并出,现了一种新的气体HF。,7）900到1500s，电池的温度持续降低，DMC、EMC和HF的浓度持续升高，在1500s时DMC的浓度达到最高。8）1500s-2500s电池温度再次升高，在2500s时EMC的浓度达到最高，并开始下降，

21、只有HF的浓度仍然在升高。9）2500s后电池的温度持续降低，并达到95的稳态，HF仍然唯一一个浓度持续增长的气体。,热失控米诺效应,检测、试验平台搭建研究,气体探测类型选型研究，定量数据的确认研究 电池系统真实热失控及火灾发生、发展过程中各项理化参数的实时监测平台,热失控探测预警装置对热失控早期预警、中期报警的,评测测试试验平台,热失控气体分析,委托国家化学工业气体质量监督检验中心出具的检测结果：,锂电池热失控早期预警特殊类气体探测下条件：,1）非空气主要的构成气体；,2）有相应气体传感器对其进行定量检测,3）电池防爆阀在打开前、后，该类气体浓度有明显对比；,二氧化碳、氮气、氧气属于大气构成

22、气体而且五个气体样品数值变化量极小，不具备参考价值。相比于烯类气体，针对CO的探测传感器具有成本小、寿命长的特点，可以普遍使用，所以优先选择CO气体。,热失控气体分析,测试结果及样品标识,1#电池表面 2#电池表面 3#电池表面 4#电池表面 5#电 池 表 面 6#停止充电后,检测项目,60,70,78,86.7,100,一氧化碳，17.4*10-6,0.15*10-2,0.34*10-2,0.51*10-2,0.69*10-2,0.78*10-24.98*10-268.79*10-21.64*10-222*10-6,V/V,二氧化碳，0.079*10-2,0.61*10-277.36*10

23、-2105*10-6,1.34*10-276.21*10-2436*10-6,2.76*10-273.55*10-20.34*10-22.0*10-6,4.46*10-269.94*10-21.16*10-223*10-6,V/V,氮，V/V,78.47*10-2,乙烯，V/V丙烯，V/V氧，V/V,0.69*10-6,0.2*10-6,0.2*10-620.73*10-2,0.32*10-620.37*10-2,21.07*10-2,19.64*10-2,18.63*10-2,18.29*10-2,通过采气试验进行气体分析的结果确认一氧化碳应作为典型的侦测依据来判断电池热失控前兆，以应用于电

24、动车动力电池防火技术。表三中看出二氧化碳、氮气、氧气属于大气构成气体而且六个样品数值变化量极小不具备参考价值，乙烯与丙烯的体积比相对一氧化碳数值偏小，同时这两种气体在判断电池故障初期阶段也就是6070的范围时变化值过小，不能够选定为典型参考对象。,包材气体检验,测试条件：VC=5.0V VH=5.0V RL：20K测试方法：用打火机将其包封材料依次点燃，点燃火焰持续3-5s，测试其包封材料燃烧后产生的烟以及气味对传感器的影响;,测试数据如下：,单位：V,PET薄膜Vs,Nomex410Vs,聚酰亚胺Vs,编号1#2#3#4#5#,V0,Vs,V0,Vs,V0,Vs,1.0131.3791.30

25、41.1651.508,1.8082.2282.2431.9612.355,0.7950.8490.9390.7960.847,0.9611.3331.1381.0981.393,2.4732.6812.72,1.5121.3481.5821.3921.491,0.8441.2771.1590.9991.348,3.3373.6233.6763.3573.665,2.4932.3462.5172.3582.317,2.49,2.884,由测试数据可知：气体可以检测到聚酰亚胺、NOmex410和PET薄膜（mylar）三种材料燃烧时产生的气体,包材影响及电解液 气体检验,空气中 气瓶中,放入包材

26、48小时,编号,V0,V0,V0,V0,V0,V0,V0,V0,V01h,V02h,V05h,V010h,V012h,V015h,V020h,V025h,V030h,V040h,V048h,V0 20K,V0,48h差值 30h差值,1min 2min 3min 5min 10min 15min 20min 30min,1#2#3#4#5#6#7#8#,0.705 0.811 0.819 0.83 0.836 0.844 0.856 0.874 0.883 0.8970.960.884 0.974 0.983 0.989 0.995 1.002 1.02 1.034 1.0430.702 0.

27、796 0.8 0.806 0.805 0.813 0.828 0.835 0.842 0.857 0.905 0.927,1,1.043,1.1981.3281.2911.0121.07,1.3851.4461.4251.11,1.4211.4631.4521.1281.27,1.465 1.159 1.283 1.486 1.486 1.448 0.637 0.6751.49 1.192 1.352 1.554 1.538 1.507 0.448 0.4951.485 1.22 1.327 1.526 1.513 1.463 0.489 0.5521.149 1.074 1.116 1.2

28、08 1.183 1.216 0.42 0.4121.291 0.979 1.171 1.31 1.306 1.271 0.58 0.6191.115 1.028 1.066 1.139 1.129 1.099 0.415 0.4551.287 1.126 1.209 1.353 1.347 1.277 0.437 0.5131.366 1.2 1.275 1.403 1.381 1.342 0.52 0.581,1.059 1.065 1.07 1.072 1.081 1.093 1.104 1.111 1.132 1.201 1.2261.06 1.121 1.155,0.595 0.69

29、1 0.692 0.7 0.695 0.706 0.726 0.741 0.756 0.774 0.852 0.9130.642 0.684 0.689 0.697 0.703 0.718 0.736 0.753 0.767 0.792 0.866 0.885,1.2481.0781.2311.328,0.9791.1161.23,1.09,0.766,0.84,0.85 0.857 0.858 0.863 0.879 0.888 0.897,0.91,0.977 1.007,1.2591.344,0.758 0.822 0.833 0.847 0.85 0.857 0.891 0.922 0

30、.94,0.971 1.067 1.109,温湿度：26.0 25%RH,VC:5V VH:5V 负载：20K 传感器与包材同放入气瓶中48小时后测试碳酸二甲酯线性浓度,编号1#,V0,1ppm1.8121.7671.6111.6371.5511.5711.8241.6421.677,3ppm1.9772.0151.8991.7051.7281.5561.8121.7861.810,5ppm2.1862.21,10ppm2.4552.49,30ppm2.9162.9572.8442.6452.6412.5452.7962.6942.755,50ppm3.2453.2873.1942.9953,

31、100ppm3.6,1ppm-V0 3ppm-V0 5ppm-V0 10ppm-V0 30ppm-V0,50ppm-V01.7961.7751.7281.7761.7241.6381.1431.7191.662,100ppm-V02.1512.0792.12,1.4491.5121.4661.2191.2761.1751.94,0.3630.2550.1450.4180.2750.396-0.1160.2940.254,0.5280.5030.4330.4860.4520.381-0.1280.4380.387,0.7370.6980.6770.7,1.0060.9780.9780.9750.

32、9580.8950.3680.9270.886,1.4671.4451.3781.4261.3651.37,2#,3.5913.5863.2973.3033.2113.4113.4083.426,3#,2.1431.9191.9611.7992.0071.9982.028,2.4442.1942.2342.07,4#,2.0782.0272.0361.4712.06,5#,0.6850.6240.0670.65,6#,2.8133.0833.0673.086,7#,2.3082.2752.309,0.8561.3461.332,8#,1.3481.423,平均值,0.605,2.003,由测试

33、数据可知：使用复合类气体传感器需要做数据稳态算法处理，在有漏液状态下，需要做数据判别算法。,电解液常温、烘烤干扰测量,未烘烤常温未加电解液测量,未烘烤60未加电解液测量,10.80.60.40.20,10.90.80.70.60.50.40.30.20.10,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,时长（h）,时长（h）,烘烤后60未加电解液测量,烘烤后常温未加电解液测量,10.90.80.70.60.50.40.30.20.10,10.90.80.70.60.50.40.30.20.10,0.0,0.5,

34、1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,时长（h）,时长（h）,空白信号大小受温度等影响。空白信号较大有可能干扰测量。,储能箱体电池包热失控火灾试验,电池样品表（铁锂和三元）,电池类型及型号铁锂（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）,电池数量,样品编号#Fe19#Fe20#Ni14#Ni15#Ni16#Fe21#Ni17#Ni18

35、#Ni19#Fe22#Ni20#Ni21#Ni22#Fe23#Ni23#Ni24#Ni25,试验组次第1次,灭火系统热气溶胶,其他设备,1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包1个电池包,第9组试验,第2次第1次第2次第3次第1次第1次第2次第3次第1次第1次第2次第3次第1次第1次第2次第3次,第10组试验第11组试验第12组试验第13组试验第14组试验第15组试验第16组试验,感温探测器5个感烟探测器5个感温感烟复合探测器5个,七氟丙烷二氧化碳新型,热电偶、温度数据采集系

36、统、红外摄像头、热成像仪等,（重复使用）,储能箱体电池包热失控火灾试验,电池样品表（铁锂和三元）,电池类型及型号铁锂（型号X）铁锂（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）铁锂（型号X）铁锂（型号X）三元（型号X）三元（型号X）三元（型号X）,电池数量1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池1 个电池,样品编号#Fe24,灭火系统,试验组次,其他设备,第1次,包包包包包包包包包包包,第17组试验,第2次第3次第1次第2次第3次第1次第2次第1次第2次第3次,#Fe25#Fe26#Ni26#Ni27#Ni28#F

37、e27#Fe28#Ni29#Ni30#Ni31,压力水雾,感温探测器5个感烟探测器5个感温感烟复合探测器5个,第18组试验,热电偶、温度数据采集系统、红外摄像头、热成像仪等（重复使用）,第19组试验,泡沫,第20组试验,热失控探测技术热失控背景介绍,气相参数烟雾参数火焰参数温度参数,1234,主要解决的问题,Early warning model of battery thermalrunaway based on gas parameters andtemperature parameters基于气体参数、烟雾和温度参数的电池热失控预警模型,电解液检测,Detection model of

38、electrolyte leakagein battery system based on historicalsteady state and real-time dynamic基于历史稳态与实时动态的电池系统电解液泄漏检测模型,1）黑线代表实际采集采集数据2）蓝线代表稳态数据，由较长时间的数据处理计算,3）黄线代表二级预警曲线,1,主要解决的问题,首创“锂离子电池热失控模型”，引领“电池箱热失控监测及自动灭火”技术的规模化应用，创造性地解除了新能源行业的安全隐患。大量实车运行中发生的预警实例证明了此模型的有效性和先进性，使之成为当前电池箱热失控预警及自动灭火的核心技术。,The core,

39、technology,核心技术,“锂离子电池热失控模型”,设备自动进行量程老化校准，确保采集数据的准确性,老化校准,算法处理,1,主要解决的问题,传统方式,真实需求,Early Warning,烟雾,Solutions,预警解决方案,类CO,火焰,温度,多传感器融合,锂电池热失控早期预警特殊类气体探测下条件：1）非空气主要的构成气体；2）有相应气体传感器对其进行定量检测,灵敏度,低误报,3）电池防爆阀在打开前、后，该类气体浓度有明显对比；,二氧化碳、氮气、氧气属于大气构成气体而且五个气体样品数值变化量极小，不具备参考价值。相比于烯类气体，针对CO的探测传感器具有成本小、寿命长的特点，可以普遍使

40、用，所以优先选择CO气体。,1,主要解决的问题,Technical advantages技术优势,关于传感器标定；,关于智能算法；关于高耐用；,探测器数据过滤,关于休眠策略；关于低功耗策略；关于可靠性策略；关于传感器失效机制,探测控制器,气体传感器 温度传感器,故障诊断,烟雾传感器,火焰传感器,智能火灾判断,1,Contents,PART.THREE,03,系统应用方案,主要解决的问题,PACK内安装,探测控制器安装,通讯,安装电池箱上部、侧上部,CAN,无线（433M2.4G）,CW1160-*探测（控制）器,序号,功能,内容,通过集成温度、烟雾、CO气体和电解液挥发气体等多种探测传感器，实

41、现对电池热失控多种状况的,1,多参数监测,探测。,23,电解液泄露监测全系统诊断,通过历史气体数据与当前气体数据横向对比，判断是否有电解液泄露。,通过对系统关键诊断点的诊断，对系统进行故障诊断，保证系统运行的正确性和可靠性。系统对电池箱多种数据进行全周期、连续性监测，保证对车辆电池工作状况的完整监控。,456,全周期监测异常数据记录智能判断,在出现异常情况时，系统通过自带的大容量存储装置，可以将异常点前连续的监测数据进行存储，具有黑匣子功能，方便后期检测维护。,系统通过大量采集CO、电解液挥发气体、烟雾和温度数据，对数据进行分析处理保证数据准确性。,78,提前预警联动灭火,通过多点监控、实时监

42、测，及时发现电池工作中的异常状况，实现自动提前报警功能。火灾探测自动启动灭火，紧急状况下手动启动灭火，双重保障及时灭火。,9,分布式设计安全环保,系统探测器采用分布方式，一辆新能源车的电池箱可以分多处放置探测器，多点同时监测，多点控制。系统使用六氟丙烷灭火装置，灭火剂存放安全稳定无毒，灭火后气体消散无残留，环保无害。,10,产品采用通用设计，适合各种车辆运行工况及空间安装使用，预留开放式接口，可实现互联网+、物,11,通用设计,联网、大数据传输等各种升级。,CW1160-*数据集 中器,序号,功能,内容,1234,在线下载功能检测手动启动,可以通过CAN刷写固件检测灭火器启动开关启动，并通过C

43、AN总线发送至各个电池箱内的CW1160-06A,预警及故障提示 将各个电池箱的火情预警级别及故障状态发送至智能仪表,数据备份,记录手动启动时的时间、电池箱号、最高预警级别，,在出现异常情况时，系统通过自带的大容量存储装置，可以将重要监测数据进行存储，具有黑匣子功能，方便后期检测维护。,56,异常数据记录,监控各预警终端（CW1160-06A）工作状态，避免启动灭火器时产生较大电流，严格,监控预警终端,控制电源线工作电流,7 负载调控,调控灭火器的启动时间，避免灭火器同时启动造成负载过大。,89,备用电源通用设计,具有备用电源，在整车断电情况下可控制灭火器启动，断电运行时间72h,产品采用通用

44、设计，适合各种车辆运行工况及空间安装使用，预留开放式接口，可实,现互联网+、物联网、大数据传输等各种升级。,CW1160-整车应用 电气示意,电气连接图,数据集中器CW1160-98A,手动启动开关CW1160-110,启动开关连接线,整车CAN,低压进线,低,压出线,系统电源,智能仪表,灭火器启动及反馈,灭火器启动及反馈灭火器管路,灭火器管路,低压输出,低压输入,灭火器喷口,低压输出,低压输入,灭火器喷口,.,PACK N,PACK 1,电池舱,电池舱,合作客户,整车企业,宇通、中通、BYD、金龙、银隆、中车、福田、安凯、东风、青年、舒驰、中植、长安,上汽、长江、吉利,电池企业,CATL、盟

45、固利、普莱德、国轩、科信、力神、春兰、海四达、骆驼、亿纬、亿鹏、中天、中航、中聚,储能项目2018年我司该方案已经在200多个储能电站项目中应用,浙江南都电源动力（河南平高龙山变电站9.6MW/9.6MWh）（湖南长沙榔梨220KV变电站24MW/48MWh）,北京泽弗斯（北京国体650KW）江苏科信动力（北控集团52MWh）蜂巢能源科技（分布式储能项目）,中天储能（变电侧储能20MWh）上海采日能源(应急储能项目）,苏州安靠电源（用户侧储能14MWh)储能在线北京科技（风电储能项目）,自主知识产权,类别,名称,状态,证书号,申请号,发明公布日,授权公告日,一种电池热失控检测系统及其检测方法,

46、实审有权实审实审实审实审实审有权有权有权有权有权有权有权,201610356514.X,2016.11.022016.08.312017.08.042017.12.152017.09.222017.11.172017.11.07,一种电动汽车的电池监控管理系统及其监控方法一种防止电池热失控检测系统误启动的程序控制系统一种电池热失控检测系统的自动编码方法一种储能电站预警及消防系统,ZL 2016 1 0409078.8,2018.08.24,201710342609.0201710613526.0201710594419.8201710620226.5201710685304.X,发明,一种自带

47、预警及消防系统的储能电站一种设有置换装置的三元电池组安全结构一种基于PWM方式通信的电池热失控检测系统一种电池热失控检测系统,ZL 2016 2 0485011.8ZL 2016 2 0484988.8ZL 2017 2 0882378.8ZL 2017 2 0915686.6ZL 2017 2 1003726.6ZL 2016 3 0294141.9ZL 2017 3 0321971.0,2017.03.152016.11.092018.02.062018.02.062018.02.232016.12.072018.02.06,实用新型,一种储能电站预警及消防系统,一种自带预警及消防系统的储

48、能电站一种设有置换装置的三元电池组安全结构电池箱专用自动灭火装置外观设计报警显示器外观设计,外观,探测器（01）探测器（02）,有权有权,ZL 2018 3 0131778.5ZL 2018 3 0131816.7,2018.03.302018.03.30,自主知识产权,类别,名称,证书号,登记号,获证日期,创为电池箱专用自动灭火装置系统V1.0创为风场自动消防主站系统V1.0创为风机自动消防监控系统V1.0创为火情探测及控制系统V1.0创为数据采集及控制系统V1.0创为报警信号显示系统V1.0,软著登字第1227786号软著登字第1289774号软著登字第1289694号软著登字第13406

49、02号软著登字第1621520号软著登字第2048781号软著登字第1741353号软著登字第1741356号软著登字第2148115号软著登字第2148119号软著登字第2392087号软著登字第2390113号软著登字第2528559号,2016SR0491692016SR1111572016SR1110772016SR1619852017SR0362362017SR4634972017SR1560692017SR1560722017SR5628312017SR5628352018SR0629922018SR0610182018SR199464,2016.03.102016.05.1920

50、16.05.192016.06.302017.02.082017.08.222017.05.032017.05.032017.10.112017.10.112018.01.252018.01.252018.03.23,计算机软件著作权登记证书,创为火灾监测自动报警系统V1.0创为灭火装置手动启动控制系统V1.0创为数据存储器软件V1.0,创为数据传输器软件V1.0,创为易燃挥发物监测系统V1.0创为易燃挥发物告警系统V1.0创为储能电站预警及消防系统V1.0,部分试验,序号,报告日期,检测机构,报告编号,检测产品名称,检验项目,1,2015.12.21,公安部天津消防研究所检测中心,No.Gn