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1、锂离子电池热失控预警及防护技术研究目目录录CONTENTS01PART.ONE安全法规现状02PART.TWO热失控预警研究03PART.THREE整车应用Contents01PART.ONE安全法规现状标准法规现状0201030704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自动灭火装置。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功能的电池箱灭火装置。（GB7258-2017）机动车运行安

2、全技术条件06车长大车长大于等于等于于6m的纯电动客车的纯电动客车、插电式混合动力客车插电式混合动力客车，应能监应能监测测动力动力电池工作状态并在发现异常情形时报警电池工作状态并在发现异常情形时报警，且报警后且报警后5min内内电电池箱池箱外部不能起火爆外部不能起火爆炸炸。公共汽车类型划分及等级评定（JT/T888-2014）第一号修改单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专用自动灭火装置自动灭火装置。关于申报第五十五批高级客车（含公共汽车）等级评定的通知纯电动纯电动客车及混合动力客车应装配有动力电池箱专客车及混合动力客车应装

3、配有动力电池箱专用用自动自动灭火装灭火装置置。没有此项装置没有此项装置，不予评级不予评级。纯电动城市客车通用技术条件（JT/T1026-2016）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自动灭火装置。标准法规预警+防护装置GB 电动汽车安全要求5.22.3REESS热事件（事故）报警如果REESS将要发Th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。05热事件（事故）报警灭火药剂（七氟丙烷、六氟丙烷、干粉、1230、水等降温作用药剂）交通部推荐标准2018年8月JT/TJT/T 12031

4、混合动力公共汽车配置要求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。032017年4月JT/TJT/T 10电动公共汽车配置要求电动公共汽车配置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。2018年8月JT/TJT/T 营运客车类型划分及等级评定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。06052018年2月JT/TJT/T 11561156

5、-20172017城市公共汽电车运营安全管理规范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。042016年4月JT/JT/T T 10纯纯电电动城市客车通用动城市客车通用技技术条件术条件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。022015年8月JT/JT/T T 公公共共汽车类型汽车类型划划分及等级评定分及等级评定第一第一号号修改修改单单7.2.18 纯电动公共汽车及混合动力公共汽

6、车应装配有动力电池箱专用自动灭火装置。01交通部推荐标准相关涉及国内标准GB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5.2.2.3 REESS热事故报警如果REESS将要发Th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。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GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件12.10.3

7、 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。三项正在制定强制性国家标准相关涉及国内标准JT/TJT/T 12城市公共汽电车车辆专用安全设施技术要求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。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。3.当发Th热失控时，电池箱灭火装置应确保热事故信号发Th后5min内没有发Th电池箱外部起火

8、或爆炸。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。5.电池箱灭火装置还应符合10.2、10.3规定的功能要求。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。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。2019年3月交通部推荐标准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 电动汽车锂离子电池箱火灾防控装置性能要求和试验

9、方法T/CHTS 20006-2019 旅游景区客车类型划分及等级评定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。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/XFJJ-01）已于近日发布实施。为科学、规范开展相关产品的技术

10、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

11、。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

12、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C2.2.1C2.2.2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；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。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Th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

13、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Th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

14、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、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。附录附录C（规范性附录规范性附录）热扩散乘员保护分析与验证报告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标准法规现状Contents02PART.TWO热失控预警研究电池热失控探测技术研究。世界

15、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

16、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杂质毛刺支晶恶化放大刺穿微导电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CO2 CO CH4热失控燃烧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

17、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微导电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CO2 CO CH4热失控燃烧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。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

18、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、CO2、CH4、C2H4等，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 ion cells with poly(vinylidene fluoride)binder.III Chemical changes in the cathode,Journal of Power Sources xxx(xxxx)xxxxxx,Javier Bareno,Nancy Di

19、etz 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含CO2（47%），H2（23%）和C2H4（10%）、CO（4.9%）、C2H5F（4.6%）。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

20、）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,CH4,CO,CH3OCHO,CH3OCH3和CO2，需要注意的是由于探测器无法检测H2，因此并不意味着此时没有H2产生。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600s，电池温度达到116，开始出现新的气体，例如CH3OCH3，CH3OCHO和C2H45）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 CO2

21、 C2H4,EMC CO CH3OCH3 CH3OCHO CH4。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，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

22、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。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：热失控气体分析检测项目测试结果及样品标识1#电池表面602#电池表面703#电池表面784#电池表面86.75#电 池

23、 表 面1006#停止充电后一氧化碳，V/V17.4*10-60.15*10-20.34*10-20.51*10-20.69*10-20.78*10-2二氧化碳，V/V0.079*10-20.61*10-21.34*10-22.76*10-24.46*10-24.98*10-2氮，V/V78.47*10-277.36*10-276.21*10-273.55*10-269.94*10-268.79*10-2乙烯，V/V0.69*10-6105*10-6436*10-60.34*10-21.16*10-21.64*10-2丙烯，V/V0.2*10-60.2*10-60.32*10-62.0*10-

24、623*10-622*10-6氧，V/V21.07*10-220.73*10-220.37*10-219.64*10-218.63*10-218.29*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=5.0VRL：20K测试方法：用打火机将其包封材料依次点

25、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编号编号PET薄膜薄膜Nomex410聚酰亚胺聚酰亚胺V0VsVsV0VsVsV0VsVs1#1.0131.8080.7950.9612.4731.5120.8443.3372.4932#1.3792.2280.8491.3332.6811.3481.2773.6232.3463#1.3042.2430.9391.1382.721.5821.1593.6762.5174#1.1651.9610.7961.0982.491.3920.9993.3572.3585#1.5082.3550.8471.

26、3932.8841.4911.3483.6652.317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由测试数据可知：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。编号空气中气瓶中放入包材48小时V0 20KV0V0 1minV0 2minV0 3minV0 5minV0 10minV015minV0 20minV0 30minV01hV02hV0 5hV010hV0 12hV0 15hV0 20hV0 25hV0 30hV0 40hV0 48h48h差值 30h差值1#0.7

27、050.8110.8190.830.836 0.844 0.8560.8740.8830.89711.0431.1981.3851.4211.4651.159 1.283 1.486 1.486 1.4480.6370.6752#0.961.0591.0651.071.072 1.081 1.0931.1041.1111.1321.2011.2261.3281.4461.4631.491.192 1.352 1.554 1.538 1.5070.4480.4953#0.8840.9740.983 0.989 0.995 1.0021.021.0341.0431.061.1211.1551.29

28、11.4251.4521.4851.221.327 1.526 1.513 1.4630.4890.5524#0.7020.7960.80.806 0.805 0.813 0.8280.8350.8420.8570.9050.9271.0121.111.1281.1491.074 1.116 1.208 1.183 1.2160.420.4125#0.5950.6910.6920.70.695 0.706 0.7260.7410.7560.7740.8520.9131.071.2481.271.2910.979 1.1711.311.306 1.2710.580.6196#0.6420.684

29、0.689 0.697 0.703 0.718 0.7360.7530.7670.7920.8660.8850.9791.0781.091.1151.028 1.066 1.139 1.129 1.0990.4150.4557#0.7660.840.850.857 0.858 0.863 0.8790.8880.8970.910.9771.0071.1161.2311.2591.2871.126 1.209 1.353 1.347 1.2770.4370.5138#0.7580.8220.833 0.8470.850.857 0.8910.9220.940.9711.0671.1091.231

30、.3281.3441.3661.21.275 1.403 1.381 1.3420.520.581温湿度：26.0 25%RHVC: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V01ppm3ppm5ppm10ppm30ppm50ppm100ppm1ppm-V03ppm-V05ppm-V0 10ppm-V030ppm-V050ppm-V0100ppm-V01#1.4491.8121.9772.1862.4552.9163.2453.60.3630.5280.7371.0061.4671.7962.1512#1.5121.7672.0152.212.

31、492.9573.2873.5910.2550.5030.6980.9781.4451.7752.0793#1.4661.6111.8992.1432.4442.8443.1943.5860.1450.4330.6770.9781.3781.7282.124#1.2191.6371.7051.9192.1942.6452.9953.2970.4180.4860.70.9751.4261.7762.0785#1.2761.5511.7281.9612.2342.64133.3030.2750.4520.6850.9581.3651.7242.0276#1.1751.5711.5561.7992.

32、072.5452.8133.2110.3960.3810.6240.8951.371.6382.0367#1.941.8241.8122.0072.3082.7963.0833.411-0.116-0.1280.0670.3680.8561.1431.4718#1.3481.6421.7861.9982.2752.6943.0673.4080.2940.4380.650.9271.3461.7192.06平均值1.423 1.677 1.810 2.028 2.309 2.755 3.086 3.426 0.254 0.387 0.605 0.886 1.332 1.662 2.003 电解液

33、常温、烘烤干扰测量10.90.80.70.60.50.40.30.20.100.00.51.01.52.02.53.03.5信号信号强强度度_电电压压（V）烘烤后常温未加电解液测量烘烤后常温未加电解液测量10.80.60.40.200.00.51.02.53.03.5信号强度_电压（V）1.52.0时长（h）未烘烤常温未加电解液测量10.90.80.70.60.50.40.30.20.100.03.5信号信号强强度度_电电压压（V）未烘烤未烘烤60未加电解液测量未加电解液测量10.90.80.70.60.50.40.30.20.100.00.51.02.53.03.5信号信号强强度度_电电压压

34、（V）1.52.0时长时长（h）0.51.01.52.02.53.0时长时长（h）烘烤后烘烤后60未加电解液测量未加电解液测量时长时长（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试验组次电池类型及型号电池数量样品编号灭火系统其他设备第9组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe19热气溶胶感温探测器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2次铁锂（型号X）1个电池包#Fe20第10组试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni14第2次三元（型号X）1个电池包#Ni15第3次三元（型号X）1个

35、电池包#Ni16第11组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe21七氟丙烷第12组试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni17第2次三元（型号X）1个电池包#Ni18第3次三元（型号X）1个电池包#Ni19第13组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe22二氧化碳第14组试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni20第2次三元（型号X）1个电池包#Ni21第3次三元（型号X）1个电池包#Ni22第15组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe23新型第16组试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni23第2次三元（型号X）1个电池包#Ni24第3次三元（型号X）1个电池包#Ni25电池样品表电

36、池样品表（铁锂和三元铁锂和三元）储能箱体电池包热失控火灾试验试验组次电池类型及型号电池数量样品编号灭火系统其他设备第17组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe24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2次铁锂（型号X）1个电池包#Fe25第3次铁锂（型号X）1个电池包#Fe26第18组试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni26第2次三元（型号X）1个电池包#Ni27第3次三元（型号X）1个电池包#Ni28第19组试验第1次铁锂（型号X）1个电池包#Fe27泡沫第2次铁锂（型号X）1个电池包#Fe28第20组

37、试验第1次三元（型号X）1个电池包#Ni29第2次三元（型号X）1个电池包#Ni30第3次三元（型号X）1个电池包#Ni31电池样品表电池样品表（铁锂和三元铁锂和三元）热失控探测技术1234气相参数气相参数烟雾参数烟雾参数火焰参数火焰参数温度参数温度参数热失控背景介绍主要解决的问题Early warning model of batterythermal runaway based on gas parameters and temperature parameters基于气体参数、烟雾和温度参数的电池热失控预警模型Detection model of electrolyte leakage

38、in battery system based on historical steady state and real-timedynamic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电解液检测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主要解决的问题1采集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Th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

39、火的核心技术。The core technology核心技术“锂离子电池热失控模型锂离子电池热失控模型”主要解决的问题Early Warning Solutions预警解决方案1传统方式真实需求灵敏度低误报烟烟雾雾类类CO温度多传感器融合火焰火焰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。主要解决的问题T

40、echnical advantages技术优势1智能火灾判断故障诊断探测器数据过滤探测控制器关于传感器标定；关于智能算法；关于高耐用；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气体传感器温度传感器火焰传感器烟雾传感器Contents03PART.THREE系统应用方案主要解决的问题PACK内安装通讯CAN无线（433M2.4G）探测控制器安装安装电池箱上部、侧上部CW1160-*探测（控制）器序号功能内容1多参数监测通过集成温度、烟雾、CO气体和电解液挥发气体等多种探测传感器，实现对电池热失控多种状况的探测。2电解液泄露监测通过历史气体数据与当前气体数据横向对比，判断是否

41、有电解液泄露。3全系统诊断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。4全周期监测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。5异常数据记录在出现异常情况时，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。6智能判断系统通过大量采集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。7提前预警通过多点监控、实时监测，及时发现电池工作中的异常状况，实现自动提前报警功能。8联动灭火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分布式设计系

42、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10安全环保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。11通用设计产品采用通用设计，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+、物联网、大数据传输等各种升级。CW1160-*数据集中器序号序号功能功能内容内容1在线下载功能可以通过CAN刷写固件2检测手动启动检测灭火器启动开关启动，并通过CAN总线发送至各个电池箱内的CW1160-06A3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4数据备份记录手动启动时的时间、电池箱号、最高

43、预警级别，5异常数据记录在出现异常情况时，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。6监控预警终端监控各预警终端（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。8备用电源具有备用电源，在整车断电情况下可控制灭火器启动，断电运行时间72h9通用设计产品采用通用设计，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 电气连接图电池舱PACK N手动启动开关CW1160-1

44、10灭火器喷口低压输出低压输入数据集中器CW1160-98A智能仪表电池舱PACK 1灭火器喷口低压输出低压输入.低压出线启动开关连接线整车CAN系统电源灭火器管路灭火器启动及反馈灭火器管路灭火器启动及反馈低压进线合作客户北京泽弗斯（北京国体650KW）中天储能（变电侧储能20MWh）苏州安靠电源（用户侧储能14MWh)江苏科信动力（北控集团52MWh）上海采日能源(应急储能项目）储能在线北京科技（风电储能项目）蜂巢能源科技（分布式储能项目）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、盟固利、普莱德、国轩、科信、力神、

45、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）自主知识产权自主知识产权类别类别名称名称状态状态证书号证书号申请号申请号发明公布日发明公布日授权公告日授权公告日发明发明一种电池热失控检测系统及其检测方法实审201610356514.X2016.11.02一种电动汽车的电池监控管理系统及其监控方法有权ZL 2016 10409078.82016.08.312018.08.24一种防止电池热失控检测系统误启动的程序控制系统实

46、审201710342609.02017.08.04一种电池热失控检测系统的自动编码方法实审201710613526.02017.12.15一种储能电站预警及消防系统实审201710594419.82017.09.22一种自带预警及消防系统的储能电站实审201710620226.52017.11.17一种设有置换装置的三元电池组安全结构实审201710685304.X2017.11.07实用新型实用新型一种基于PWM方式通信的电池热失控检测系统有权ZL 2016 20485011.82017.03.15一种电池热失控检测系统有权ZL 2016 20484988.82016.11.09一种储能电站

47、预警及消防系统有权ZL 2017 20882378.82018.02.06一种自带预警及消防系统的储能电站有权ZL 2017 20915686.62018.02.06一种设有置换装置的三元电池组安全结构有权ZL 2017 21003726.62018.02.23外观外观电池箱专用自动灭火装置外观设计有权ZL 2016 30294141.92016.12.07报警显示器外观设计有权ZL 2017 30321971.02018.02.06探测器（01）有权ZL 2018 30131778.52018.03.30探测器（02）有权ZL 2018 30131816.72018.03.30自主知识产权自

48、主知识产权类别类别名称名称证书号证书号登记号登记号获证日期获证日期计算机计算机软软件著件著作权登作权登记记证书证书创为电池箱专用自动灭火装置系统V1.0软著登字第1227786号2016SR0491692016.03.10创为风场自动消防主站系统V1.0软著登字第1289774号2016SR1111572016.05.19创为风机自动消防监控系统V1.0软著登字第1289694号2016SR1110772016.05.19创为火情探测及控制系统V1.0软著登字第1340602号2016SR1619852016.06.30创为数据采集及控制系统V1.0软著登字第1621520号2017SR036

49、2362017.02.08创为报警信号显示系统V1.0软著登字第2048781号2017SR4634972017.08.22创为火灾监测自动报警系统V1.0软著登字第1741353号2017SR1560692017.05.03创为灭火装置手动启动控制系统V1.0软著登字第1741356号2017SR1560722017.05.03创为数据存储器软件V1.0软著登字第2148115号2017SR5628312017.10.11创为数据传输器软件V1.0软著登字第2148119号2017SR5628352017.10.11创为易燃挥发物监测系统V1.0软著登字第2392087号2018SR0629

50、922018.01.25创为易燃挥发物告警系统V1.0软著登字第2390113号2018SR0610182018.01.25创为储能电站预警及消防系统V1.0软著登字第2528559号2018SR1994642018.03.23部部分试分试验验序号序号报告日期报告日期检测机构检测机构报告编号报告编号检测产品名称检测产品名称检验项目检验项目12015.12.21公安部天津消防研究所检测中心No.Gn201518242电池箱专用自动灭火装置喷射时间、灭火性能22016.04.18国家轿车质量监督检验中心QA16DD1D48641电池箱专用自动灭火装置静电放电电骚扰（模块不通电）抗扰性静电放电电骚扰

51、（模块通电）抗扰性32016.04.18国家轿车质量监督检验中心QA16DF1D48641电池箱专用自动灭火装置零部件传导发射测量零部件辐射发射测量42016.04.18国家轿车质量监督检验中心QA16DJ1D48641电池箱专用自动灭火装置沿电源线的电瞬态传导抗扰52018.09.26国家消防电子产品质量监督检验中心DZ2018200759探测控制器基本功能、动作温度高温响应、冲击（运行）、振动（正弦）（运行）、振动（正弦）（耐久）试验、电磁兼容试验、外观、功能、报警动作值试验、高温试验、低温试验、恒温湿热（运行试验）等62019.01.30国家机动车配件产品质量监督检验中心（2019）22

52、30002探测控制器防护等级验证IP6772019.01.31南京容测检测技术有限公司CDSJ1901011探测控制器电磁兼容82019.03.05国家机动车配件产品质量监督检验中心(2019)2230003探测控制器外观、电解液泄漏预警功能、故障自检92019.03.14应急管理部沈阳消防研究所消防电子质检中心Q20190001电动客车锂离子动力电池（箱）火灾防控产品（一氧化碳和感温复合型火灾探测装置）报警动作值试验、动作温度试验、电解液释放（泄漏）试验、烟雾试验获得消防产品技术鉴定证书获得消防产品技术鉴定证书 CCCF消防产品技术鉴定证书消防产品涉及的法律规定及管理和处罚措施源自中华人民共

53、和国消防法。2019年4月23日最新修订第二十四条 消防产品必须符合国家标准；没有国家标准的，必须符合行业标准。禁止生产、销售或者使用不合格的消防产品以及国家明令淘汰的消防产品。新研制的尚未制定国家标准、行业标准的消防产品，应当按照国务院应急管理部门规定的办法，经技术鉴定符合消防安全要求的，方可生产、销售、使用。依照本条规定经强制性产品认证合格或者技术鉴定合格的消防产品，国务院应急管理部门应当予以公布。2012年8月13日，公安部、国家工商总局、国家质检总局联合发布第122号令消防产品监督管理规定，自2013年1月1日起实施。经强制性产品认证合格或者技术鉴定合格的消防产品，公安部消防局应当予以公布。获得消防产品技术鉴定证书获得消防产品技术鉴定证书 CCCF消防产品技术鉴定证书