CN105576303A - 传感器、能源包、能源包管理系统及能源包管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种传感器，用于由若干电芯模组通过螺栓串联的能源包，所述传感器包括感温元件、与所述感温元件固定连接以实现热传导的固定片，所述固定片上设有可通过所述螺栓将所述固定片与所述电芯模组固定在一起的通孔。所述传感器通过在固定片上设置有通孔，可通过所述螺栓将所述固定片与所述电芯模组固定在一起，使得所述传感器的功能多样化，既可以检测所述能源包的温度、又可以同时检测螺母是否松动，无需设置两个检测元件；且组装方便，不易损坏传感器。
Description
技术领域
本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种既可以检测能源包的温度、又可以同时检测能源包的螺栓是否松动的传感器、具有该传感器的能源包、具有所述能源包的能源包管理系统及能源包管理方法。
背景技术
电动车能源包包含大量电芯，电芯通过焊接并联后成为电芯模组，电芯模组之间的串联主要靠螺栓。能源包装在汽车上面，在车辆行驶过程中，能源包经常经受颠簸震动，螺栓很容易松动，并且不容易被发现，长期以往将引起一系列严重后果：如造成在车辆行驶时电源时断时续，使车辆失去动力；螺栓连接处在电池放电时会因为接触电阻过大导致此处发热严重，引起能源包内线路及其他可燃件起火进而引起更大的损失等。
现有的能源包中通过压电传感器检测电芯模组连接处的螺栓是否松动，压电传感器需连接在螺栓上，受力比较大，在拧紧螺栓时容易损坏压电传感器，从而得不到有效地检测。另外，纯电动车能源包由于通过大量电芯串并联，节点较多，所以故障点较多，难以排查。
另外能源包中还配备有检测电芯性能参数的各种采集器，如电芯的温度靠布置在能源包适当位置的温度传感器测量。传统的温度传感器温度探头形式固定，一般为小圆柱形或小圆头型，安装在能源包内时，既需要为温度探头预留位置又需要为它设计固定方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既可以检测能源包的温度、又可以同时检测能源包的螺栓是否松动的传感器、具有该传感器的能源包、具有所述能源包的能源包管理系统及能源包管理方法。
为实现上述发明目的之一，本发明提供了一种传感器，用于由若干电芯模组通过螺栓串联的能源包，所述传感器包括感温元件、与所述感温元件固定连接以实现热传导的固定片，所述固定片上设有用以供所述螺栓通过而将所述固定片与所述电芯模组固定在一起的通孔。
作为本发明的进一步改进，所述传感器还包括收容所述感温元件的收容盒，所述固定片的一端穿过所述收容盒与所述感温元件连接，所述固定片的另一端自所述收容盒向外延伸。
作为本发明的进一步改进，所述固定片为金属片。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种能源包，包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的若干螺栓及上述传感器，所述螺栓通过所述通孔将所述固定片与所述电芯模组固定在一起。
作为本发明的进一步改进，每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种能源包管理系统，包括能源包及主控器；所述能源包包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的若干螺栓、固定于所述螺栓连接处且与所述主控器通信连接的上述传感器，所述螺栓通过所述通孔将所述固定片与所述电芯模组固定在一起。
作为本发明的进一步改进，所述能源包管理系统还包括在任意螺栓处于松动状态时、或能源包温度高于能源包工作时的最高温度时用于保护能源包的保护系统。
作为本发明的进一步改进，每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器；且每个传感器都设置有唯一的地址码。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种上述能源包管理系统的能源包管理方法，包括如下步骤：所述控制器内储存有所述能源包工作时的最高温度及每一工作电流下所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围，当所述传感器检测到的温度高于所述最高温度或落入松动温度范围内时，所述控制器启动所述保护系统。
作为本发明的进一步改进，每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器；且每个传感器都设置有唯一的地址码；将通过每一个所述传感器检测到的螺栓处的温度与数据库中的数据进行比对，若检测到的温度落入松动温度范围，则判断与该传感器对应的螺栓处于松动状态；否则，判断与该传感器对应的螺栓处于未松动状态。
本发明的有益效果是：本发明的所述传感器通过在固定片上设置有通孔，可通过所述螺栓将所述固定片与所述电芯模组固定在一起，使得所述传感器的功能多样化，既可以检测所述能源包的温度、又可以同时检测螺母是否松动，无需设置两个检测元件；且组装方便，不易损坏传感器。
附图说明
图1是本发明的传感器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
纯电动车动力来源于能源包，如由相对成熟的三元18650电芯组成整个能源包，则所需单体电芯的数量数以千计；这些电芯要通过并联组成电芯模组，所述电芯模组再通过串联组成为整个能源包。电芯的并联主要靠焊接，电芯模组的串联则主要靠螺栓连接。
如图1所示，为本发明一较佳实施例中用于能源包的传感器100，包括感温元件（未图示）、与所述感温元件固定连接以实现热传导的固定片10，所述固定片10上设有用以供所述螺栓通过而将所述固定片与所述电芯模组固定在一起的通孔11。通过所述螺栓将所述固定片10与所述电芯模组固定在一起，使得所述传感器100的功能多样化，既可以检测所述能源包的温度、又可以同时检测螺母是否松动，无需设置两个检测元件；且组装方便，不易损坏传感器100。
所述固定片10由导热性良好的金属等材料制成，传热速度快，可使得所述感温元件与所述待测物体的温度一致性较高，所以能保证测量值的有效性。
所述感温元件呈块体状，所述固定片10自所述感温元件的一端向外延伸。或者所述传感器100还包括用于收容所述感温元件的收容盒20，所述固定片10的一端穿过所述收容盒20与所述感温元件连接，所述固定片10的另一端自所述收容盒20向外延伸；同时所述收容盒20对所述感温元件起到固持作用，使得所述固定片10与所述感温元件的连接处较为固定，不易松动。图1所示的所述收容盒20呈方体状，所述收容盒20的形状不限。
所述传感器100通过与感温元件连接的固定片10，将所述传感器100固定连接在电芯模组之间的螺栓上，既能保证所述传感器100的牢固固定，又能实时准确采集电芯温度，而且节省了空间利于整个能源包的线路规划。
本发明还提供一种具有上述传感器100的能源包，包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的螺栓、以及所述传感器100；所述螺栓通过所述通孔11将所述固定片10与所述电芯模组固定在一起。每一个螺栓连接处均固定有一个相应的所述传感器100，以能够准确地检测每个所述螺栓连接处是否松动。
在组装所述能源包时，通过螺栓将所述固定片10同所述电芯的正负极一同压接固定在一起，从而实现所述感温元件与所述电芯通过固定片10的间接连接以准确测量所述能源包的温度；同时还可以检测所述螺栓连接处是否松动。
众所周知，因为电芯温升主要是由于电流流过电阻而产生的热效应；而电阻最大处就在于正负极连接处，尤其是当连接处松动时电阻更大。本发明将所述固定片10固定于所述电芯模组的连接处，感温元件直接检测固定于螺栓上的固定片10的温度，能够更灵敏、更有效地检测能源包温升；同时当螺母松动时，连接处电阻增大，温度急剧变化，从而又能同时检测出螺母是否松动。所述传感器100功能多样化，既可以检测所述能源包的温度、又可以同时检测螺母是否松动，无需设置两个检测元件，且组装方便。
本发明还提供一种用于上述能源包的能源包管理系统，包括能源包及主控器，所述能源包包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的螺栓、以及所述传感器100，所述螺栓通过所述通孔11将所述固定片10与所述电芯模组固定在一起；所述传感器100与所述主控器通信连接以将每个螺栓连接处的温度反馈给所述控制器。
所述能源包管理系统还包括在任意螺栓处于松动状态时、或能源包温度高于能源包工作时的最高温度时用于保护能源包的保护系统，以防止能源包损坏并及时的保护车上人员的人身及财产安全。
进一步地，每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器100；且每个传感器100都设置有唯一的地址码；每个所述传感器100可将每个螺栓连接处的温度反馈给所述控制器，以判断所述螺栓连接处是否松动；可快速准确地判断松动的螺栓，便于维修。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种用于上述能源包管理系统的能源包管理方法，包括如下步骤：所述控制器内储存有所述能源包工作时的最高温度及每一工作电流下所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围，当所述传感器100检测到的温度高于所述最高温度或落入松动温度范围内时，所述控制器启动所述保护系统；，以防止能源包损坏并及时的保护车上人员的人身及财产安全。
具体地，为了确定螺母是否松动，先通过试验得出同一电流下所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围；再更换电流大小测出所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围；根据上述实验数据在所述控制器内建立数据库，数据库内储存每一工作电流下所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围；将通过传感器100检测到的螺栓处的温度与数据库中的数据进行比对，若检测到的温度落入数据库中的松动温升范围，则判断螺栓松动；否则，判断螺栓未松动。
进一步地，每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器100；且每个传感器100都设置有唯一的地址码；将通过每一个所述传感器100检测到的螺栓处的温度与数据库中的数据进行比对，若检测到的温度落入松动温度范围，则判断与该传感器100对应的螺栓处于松动状态；否则，判断与该传感器100对应的螺栓处于未松动状态。
当有螺栓松动时时，通过控制器及时报警，一方面告知用户故障点，一方面将信号传送给电池管理系统启动保护方案；既便于售后人员排除故障，又及时的保护车上人员的人身及财产安全。
综上所述，本发明的传感器100功能多样化，既可以检测所述能源包的温度、又可以同时检测螺母是否松动，无需设置两个检测元件，且组装方便，不易损坏传感器100。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种传感器，用于由若干电芯模组通过螺栓串联的能源包，其特征在于：所述传感器包括感温元件、与所述感温元件固定连接以实现热传导的固定片，所述固定片上设有用以供所述螺栓通过而将所述固定片与所述电芯模组固定在一起的通孔。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器还包括收容所述感温元件的收容盒，所述固定片的一端穿过所述收容盒与所述感温元件连接，所述固定片的另一端自所述收容盒向外延伸。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述固定片为金属片。
4.一种能源包，包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的若干螺栓，其特征在于：所述能源包还包括如权利要求1~3中任意一项所述的传感器，所述螺栓通过所述通孔将所述固定片与所述电芯模组固定在一起。
5.根据权利要求4所述的能源包，其特征在于：每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器。
6.一种能源包管理系统，包括能源包及主控器；所述能源包包括若干电芯模组、串联连接若干所述电芯模组的若干螺栓、固定于所述螺栓连接处且与所述主控器通信连接的传感器；所述传感器为权利要求1~3中任意一项所述的传感器，所述螺栓通过所述通孔将所述固定片与所述电芯模组固定在一起。
7.根据权利要求6所述的能源包管理系统，其特征在于：所述能源包管理系统还包括在任意螺栓处于松动状态时、或能源包温度高于能源包工作时的最高温度时用于保护能源包的保护系统。
8.根据权利要求6所述的能源包管理系统，其特征在于：每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器；且每个传感器都设置有唯一的地址码。
9.一种用于如权利要求7所述的能源包管理系统的能源包管理方法，包括如下步骤：
所述控制器内储存有所述能源包工作时的最高温度及每一工作电流下所述螺栓连接处分别在未松动、松动状态下的未松动温度范围、松动温度范围，当所述传感器检测到的温度高于所述最高温度或落入松动温度范围内时，所述控制器启动所述保护系统。
10.根据权利要求9所述的能源包管理方法，其特征在于：每一个所述螺栓连接处均固定有一个相应的传感器；且每个传感器都设置有唯一的地址码；将通过每一个所述传感器检测到的螺栓处的温度与数据库中的数据进行比对，若检测到的温度落入松动温度范围，则判断与该传感器对应的螺栓处于松动状态；否则，判断与该传感器对应的螺栓处于未松动状态。
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