CN103474710A

CN103474710A - 锂离子电池组及锂离子电池组性能监测办法

Info

Publication number: CN103474710A
Application number: CN2012101867490A
Authority: CN
Inventors: 曾纪术; 唐道平; 陶芝勇; 郭永兴; 曾坚义
Original assignee: Haiying Science and Technology Co Ltd Shenzhen City
Current assignee: Haiying Science and Technology Co Ltd Shenzhen City
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明涉及锂电池领域，公开了一种锂离子电池组及锂离子电池组性能监测办法。电池组包括：电池组芯体、外包装、以及至少一个压力传感器；电池组芯体由复数个互相电连接的单体电池构成；各单体电池的壳体分别为密封的软包壳体电池组芯体被紧密固定在外包装内，压力传感器位于电池组芯体与外包装之间，分别与电池组芯体以及软包壳体相抵触；压力传感器的输出端与锂离子电池组管理系统电连接。应用该技术方案能够对锂离子电池组的应用安全性能进行有效监测，及时发现安全隐患。

Description

锂离子电池组及锂离子电池组性能监测办法

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池组及锂离子电池组性能监测办法。

背景技术

锂二次电池是一种新型的化学电源，主要由正极、电池隔离膜、负极、电解液以及外壳等部分组成。锂离子电池工作时，锂离子能够在正极活性物质和负极活性物质之间嵌入和脱嵌。

锂二次电池由于具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，在通讯设备、移动电子设备、电动工具、电动玩具以及航空模型上得到迅速应用普及。近年来，动力型锂二次电池逐步在大型储能设施、电动自行车、电动摩托车甚至电动汽车上得以应用。

而近年来由于全球气候变暖问题越来越严重，各个国家都被要求进行节能减排，能源技术需朝着清洁能源方向发展，而使用目前使用量最多的动力型电池却是不环保的铅酸电池，如代步车、观光车、混合动力车、纯电动车、储能设备等。这些都将要被新的环保电池取代。

而锂离子电池正是被认为优先选择为取代这些不环保电池的最佳选择，这将无疑是个巨大的潜在市场。但是动力设备对电池要求具有高电压、高容量、包装好等特点，故单个锂离子电池是不可能符合所有设备的使用要求，所以就必须进行对单体电池进行串联或者并联或者串并联组合而组成一个满足动力设备需求的电池组芯体，然后对该电池组芯体进行包装，形成一锂离子电池组，以提高到使用设备所需的电压、容量以及安全性能。

在研究本发明的过程中，本发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

组合成电池组的各单体电池的性能存在不一致性，设备在使用过程中性能稍差的电池将遭到恶性循环，恶性循环到一定程度的话，该单体电池可能发生鼓胀，发生鼓胀的单体电池如继续使用，将带来一系列不安全因素，诸如里程短、储能少、漏液、冒烟等。因此，使用锂离子电池组时必须要保证电池组在出现不安全因素之前及时发现并维修好，才能保证它更好的应用和推广。

发明内容

本发明实施例第一目的在于提供一种锂离子电池组，其应用安全性能更高。

本发明实施例第二目的在于提供一种锂离子电池组性能监测办法，其能够对锂离子电池组的应用安全性能进行有效监测，及时发现安全隐患。

本发明实施例提供的一种锂离子电池组，包括：

电池组芯体、外包装、以及至少一个压力传感器；

其中，所述电池组芯体由复数个互相电连接的单体电池构成；

各所述单体电池的壳体分别为密封的软包壳体

所述电池组芯体被紧密固定在所述外包装内，

所述压力传感器位于所述电池组芯体与所述外包装之间，分别与所述电池组芯体以及软包壳体相抵触；

所述压力传感器的输出端与锂离子电池组管理系统电连接。

可选地，具有复数个所述压力传感器，

各所述压力传感器分别位于各单体电池与所述外包装之间，分别与本所述压力传感器所接触的所述单体电池以及所述外包装相抵触。

可选地，所述软包壳体为铝塑膜壳体。

可选地，所述单体电池相互并联、或者串联电连接。

本发明实施例提供的一种锂离子电池组性能监测办法，包括：

压力传感器实时监测本所述压力传感器收到的压力，

其中，所述传感器安装在电池组芯体与外包装之间，所述传感器分别与所述电池组芯体以及软包壳体相抵触，所述电池组电芯体由互相电连接的单体电池构成；

如果所述传感器监测到本所述压力传感器受到的压力超出预设压力上限，则所述传感器向锂离子电池组管理系统发送触发信号；

所述锂离子电池组管理系统根据所述触发信号，控制所述锂离子电池组的输出线路以及输入线路。

可选地，在各所述单体电池与外包装之间分别设置有至少一个所述压力传感器，

当任一所述传感器监测到本所述压力传感器受到的压力超出预设压力上限时，向所述锂离子电池组管理系统发送所述触发信号。

可选地，所述锂离子电池组管理系统根据所述触发信号，控制所述锂离子电池组的输出线路以及输入线路；包括：

向用户发送报警信号，

断开所述输出线路、以及所述输入线路；

以上的一种或者两种的组合。

可选地，所述软包壳体为铝塑膜壳体。

可选地，所述单体电池相互并联、或者串联电连接。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，由于在本实施例的锂离子电池组的电池组芯体与外包装体之间还嵌有压力传感器，一旦压力传感器的受力超过预定的压力上限时，压力传感器向BMS发送触发信号，以便BMS获知该状况，即压力传感器可以通过本压力传感器受到压力而监测电池组内各单体电池是否发生鼓胀情况，并将该情况通知至BMS，以便BMS更有效地执行电池组的管理以及控制。故应用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池组安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1中提供的一种锂离子电池组与BMS的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1所示，本实施例提供了一种锂离子电池组，该电池组主要包括：外包装体103、由复数个单体电池1001串联或者并联构成的电池组芯体101、以及至少一个压力传感器104。

其中，各单体电池1001分别为软包电池，譬如铝塑膜包装的软包电池，电池组芯体101被外包装体103捆绑或者封装固定，该外包装体103可以为有多条捆绑带构成用于从外周捆绑电池组的包装框架，也可以为壳体封装体或者其他。

压力传感器104设置在电池组芯体101与外包装体103之间，并且压力传感器104分别电池组芯体101与外包装体103存在一定力的作用，即压力传感器104分别电池组芯体101以及外包装体103相互抵触接触，在本实施例中，设其在各电池组正常情况下，压力传感器104收到两边的压力为F0。压力传感器104的信号输出端与电池组管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，简称BMS）102电连接。

其工作原理可以如下，由于电池组中任一单体电池1001发生鼓胀时，会产生对外的压力，压力通过其相邻的单体电池1001组的传导，整个电池组芯体101产生对外的压力，而由于压力传感器104设置在电池组芯体101与外包装体103之间，故可以感测到该压力。

而电池组中各单体电池1001在正常充放电循环过程中的轻微膨胀对外产生的压力较小，小于单体电池1001由于恶性循环而出现鼓胀的情况，故用户可通过实践分析检测，为压力传感器104设置一个压力上限值F1，当压力传感器104感测到本压力传感器104受到的压力值大于或者等于该压力上限值F1时，压力传感器104即向用于对本电池组的输出以及输入进行控制以及管理的BMS102发出一个触发信号，以通知BMS102：当前电池组内的单体电池1001存在鼓胀情况，以便BMS102根据该触发信号，对锂离子电池组执行控制，通知用户或者管理员该用户电池组已经存在鼓胀故障情况，以便用户或者管理员对电池组进行故障检修，避免故障进一步恶化，而产生安全问题。

另一方面还可以在BMS102中设定自动管理策略，BMS102接收到压力传感器104发出的当前压力大于压力上限的触发信号时，BMS102控制电池组输出、输入线路中的连接，具体可以通知其线路中的MOS管，以使电池组输出、输入中断，即BMS102执行自动断电保护，以便用户或者管理员对电池组进行故障检修，避免故障进一步恶化，而产生安全问题。

在本实施例中，设置在电池组芯体101与外包装体103之间的压力传感器104可以但不限于不止一个，其在设置时一般设置在电池组芯体101与软包壳体之间较能感触压力的位置，从而使压力传感器104能更敏感地感测到电池组芯体101与软包壳体之间的压力。

另外，在本实施例中还可以位于电池组电芯体101外周的每个单体电池1001的表面分别设置至少一个压力传感器104，各个压力传感器104处理与其所在的单体电池1001外表面接触之外，还与外包装体103接触，各个压力传感器104共同与BMS102电连接，只要任一压力传感器104感测到当前受到的压力大于预定的压力上限时，则向BMS102发送触发信号，以变BMS102执行相应的电池组管理控制策略。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于在本实施例的锂离子电池组的电池组芯体101与外包装体103之间还嵌有压力传感器104，一旦压力传感器104的受力超过预定的压力上限时，压力传感器104向BMS102发送触发信号，以便BMS102获知该状况，即压力传感器104可以通过本压力传感器104受到压力而监测电池组内各单体电池1001是否发生鼓胀情况，并将该情况通知至BMS102，以便BMS102更有效地执行电池组的管理以及控制。故应用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池组安全性能。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种锂离子电池组，其特征是，包括：

电池组芯体、外包装、以及至少一个压力传感器；

各所述单体电池的壳体分别为密封的软包壳体

所述电池组芯体被紧密固定在所述外包装内，

所述压力传感器的输出端与锂离子电池组管理系统电连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池组，其特征是，

具有复数个所述压力传感器，

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池组，其特征是，

所述软包壳体为铝塑膜壳体。

4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池组，其特征是，

所述单体电池相互并联、或者串联电连接。

5.一种锂离子电池组性能监测办法，其特征是，包括：

压力传感器实时监测本所述压力传感器收到的压力，

6.根据权利要求5所述的锂离子电池组性能监测办法，其特征是，

在各所述单体电池与外包装之间分别设置有至少一个所述压力传感器，

7.根据权利要求5或6所述的锂离子电池组性能监测办法，其特征是，

所述锂离子电池组管理系统根据所述触发信号，控制所述锂离子电池组的输出线路以及输入线路；包括：

向用户发送报警信号，

断开所述输出线路、以及所述输入线路；

以上的一种或者两种的组合。

8.根据权利要求5或6所述的锂离子电池组性能监测办法，其特征是，

所述软包壳体为铝塑膜壳体。

9.根据权利要求5或6所述的锂离子电池组性能监测办法，其特征是，

所述单体电池相互并联、或者串联电连接。