CN105890802B - 一种电池温度监控预警系统及电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的电池温度监控预警系统及电源装置，包括液冷扁管、至少一个温度探测单元以及预警单元，所述液冷扁管设置于所述电池模组内，且所述液冷扁管的至少一段位于任意相邻的两层子模组之间，温度探测单元探测所述液冷扁管的温度，并将探测到的温度传送至预警单元，该预警单元用于在电池模组发生热失稳时发出预警信号。这种设计的电池温度监控预警系统及电源装置，不但可以检测电池模组外围电池的温度，还可以有效检测电池模组内部的温度，当发生热失稳时，能够及时提醒驾乘人员，并帮助准确锁定发生热失稳的区域。

Description

一种电池温度监控预警系统及电源装置

技术领域

本发明涉及电池安全技术领域，具体而言，涉及一种电池温度监控预警系统及电源装置。

背景技术

现有电池模组的温度监测技术只能检测到外围单体电池的温度，但是在电池模组实际供电过程中，外围电池的散热性能往往比内部电池的散热性能好，所以检测出的外围单体电池的温度与实际的电池模组内部的温度存在较大差距，尤其当电池模组内部的温度已经超出电池可承受范围，而检测到的外围电池的温度仍处于正常状态时，监测系统将会根据所测得的结果判定电池模组的温度状态正常，长此以往，这种误判的情况将会导致电池寿命缩短等一系列问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池温度监控预警系统及电源装置。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明较佳实施例提供一种电池温度监控预警系统，应用于包括若干单体电池的电池模组，所述若干单体电池被划分为多层子模组，每一层子模组包括数个所述单体电池，该电池温度监控预警系统包括：

液冷扁管，所述液冷扁管包括进液口、出液口以及连通所述进液口与所述出液口的冷却液流通通道，所述液冷扁管设置于所述电池模组内，且所述液冷扁管的至少一段位于任意相邻的两层子模组间的空隙处；至少一个温度探测单元，所述温度探测单元与所述液冷扁管接触用于探测所述电池模组内的温度；以及预警单元，所述预警单元与所述温度探测单元连接，用于在所述温度探测单元探测得到的所述电池模组内的温度出现异常时发出预警信号。

这种电池温度监控预警系统不但可以探测到电池模组外围电池的温度的同时，还可以有效探测电池模组内部的温度，当预警单元根据温度探测单元所探测到的温度分析得到电池模组内部温度出现异常时，则判定该电池模组发生热失稳，将发出预警信号，以提醒驾乘人员及时采取措施。

优选地，所述液冷扁管设有至少一个走线槽，所述至少一个温度探测单元设置在所述走线槽内。

在液冷扁管上设置走线槽，其好处在于，便于安装温度探测单元的同时，还可以使温度探测单元所检测到的温度更加接近于电池模组内部实际的温度。

优选地，所述液冷扁管在所述冷却液流通通道的一侧设有第一走线槽，该第一走线槽内间隔设置有多个所述温度探测单元。

在第一走线槽内设置多个温度探测单元，可以实现对液冷扁管一侧温度的多点探测，继而可以对电池模组内的温度进行较为全面的探测。

优选地，所述液冷扁管在所述冷却液流通通道与所述第一走线槽相对的另一侧设有第二走线槽，该第二走线槽内间隔设置有多个所述温度探测单元。

液冷扁管在冷却液流通通道的两侧分别设置第一走线槽和第二走线槽，两个走线槽内均间隔设置有多个温度探测单元，基于这样的设计，温度探测装置可以更加全面的检测电池模组内部的温度，使得传输给外部监控设备的温度数据更加准确。

优选地，所述液冷扁管在所述第一走线槽以及第二走线槽之间设有第三走线槽，该第三走线槽内间隔设置有多个所述温度探测单元，该第一走线槽、第二走线槽、第三走线槽相互间隔设置。

优选地，所述冷却液流通通道内间隔设置有多个加强筋，该多个加强筋将所述冷却液流通通道划分为多个子通道。

在冷却液流通通道内设置多个加强筋，可以增强液冷扁管的结构强度，避免由于内部电池的压力造成液冷扁管的变形，从而导致液冷扁管损坏或者冷却液流通不畅等一系列问题。

优选地，所述液冷扁管设有至少一个安装部，每个安装部用于安装一个所述温度探测单元。

优选地，所述液冷扁管上设置至少一个导热件，每个导热件与一个所述温度探测单元连接。

温度探测单元通过导热件间接探测液冷扁管的温度，这样可以更加灵活的设计该温度探测装置的配置方式，方便安装。

优选地，所述温度探测单元包括温度传感器及用于将所述温度传感器所感测到的温度信息传输至外部监控设备的数据传输线。

另一方面，本发明另一较佳实施例提供一种电源装置，该电源装置包括电池模组及所述温度探测装置。

本发明较佳实施例提供的电池温度监控预警系统及电源装置，不但可以探测到电池模组外围电池的温度的同时，还可以有效探测电池模组内部的温度，当温度探测单元探测得到电池模组内部的温度出现异常时，预警单元将发出预警信号，以提醒驾乘人员及时采取应对措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的电池温度监控预警系统中液冷扁管的立体结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的图1中所示的液冷扁管的立体剖面图；

图3为本发明第一实施例提供的电池温度监控预警系统中监控预警装置的结构框图；

图4为本发明第一实施例提供的一种使用所述电池温度监控预警系统的电源装置的立体结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的安装于图4所示的电源装置后的液冷扁管的主视图；

图6为本发明第二实施例提供的电池温度监控预警系统中液冷扁管的另一种立体结构示意图；

图7为本发明第二实施例提供的图6所示的液冷扁管的立体剖面图；

图8为本发明第二实施例提供的图6所示的液冷扁管安装于电源装置后的轴测图；

图9为本发明第二实施例提供的图8所示的液冷扁管的另一轴测图；

图10为本发明第二实施例提供的图6所示的液冷扁管的另一种立体结构示意图；

图11为本发明第二实施例提供的图6所示的液冷扁管的另一种立体结构示意图；

图12为本发明第三实施例提供的另一种液冷扁管的立体结构示意图；

图13为本发明第三实施例提供的图12所示的液冷扁管的另一种立体结构示意图；

图14为本发明第四实施例提供的另一种液冷扁管的立体结构示意图；

图15为本发明第四实施例提供的图14所示的液冷扁管的另一种立体结构示意图。

附图标记：

液冷扁管100；监控预警装置200；温度探测单元210；预警单元220；进液口110；出液口120；冷却液流通通道130；第一走线槽140；电源装置300；电池模组310；第二走线槽150；第三走线槽160；加强筋170；安装部180；导热件190。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”，“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例，请参阅图1至图5

本实施例提供的电池温度监控预警系统，包括液冷扁管100和监控预警装置200，其中所述监控预警装置200包括至少一个温度探测单元210以及预警单元220，具体地，可参照图1示出的所述液冷扁管100的立体结构图、图2示出的所述液冷扁管100的立体剖面图以及图3示出的所述监控预警装置200的结构框图。如图1及图2所示，所述液冷扁管100包括进液口110、出液口120以及连通所述进液口110与出液口120的冷却液流通通道130。该液冷扁管100在冷却液流通通道130的一侧沿冷却液的流动方向上还设有第一走线槽140。如图3所示，所述预警单元220与所述至少一个温度探测单元210连接，该至少一个温度探测单元210设置在所述第一走线槽140内。

如图4所示，是使用所述电池温度监控预警系统的电源装置300的立体结构示意图。所述电源装置300主要用于为电动汽车提供动力。所述电源装置300包括电池模组310。所述电池模组310包括若干单体电池，所述若干单体电池被划分为多层子模组，例如图4所示的电池模组310包括12层子模组，但并不限于此。每一层子模组包括数个所述单体电池，例如图4所示的12层子模组中，每一层包括10或11个单体电池，但并不限于此。所述电池温度监控预警系统用于对所述电池模组310的温度进行监控预警及散热管理。使用时，所述液冷扁管100安装于所述电池模组310内，多个所述温度探测单元210间隔设置在所述第一走线槽140内。该液冷扁管100的至少一段位于任意相邻的两层子模组间的空隙处，且设置在两层子模组间空隙处的第一走线槽140内优选设有至少一个温度探测单元210，以使所述温度探测单元210能更好的探测电池模组310内部的温度。优选地，如图4所示出的液冷扁管100的安装方式，所述电池模组310内任意一层子模组均至少与一段液冷扁管100相邻接，这样的液冷扁管100的安装方式在使冷却液充分吸收电池模组310内部热量的同时，也保证了温度探测单元210所探测到的温度信息更加接近于电池模组310内部的真实温度。

图5为本实施例中图1所示的液冷扁管100安装在所述电池模组310后的投影示意图。如图5所示，液冷扁管100被挤压成弯曲形状以绕行于所述电池模组310内。图中所示的标注为A1～A13的十三个探点表示第一走线槽140内设置的十三个温度探测单元210的位置。该十三个探点位置间隔设置，并保证位于相邻两层子模组间空隙处的液冷扁管100上至少设有一个探点。十三个探点的位置可以等间隔设置(如沿冷却液的流动方向上任意相邻两探点间的间隔距离为5个单体电池)，也可以非等间隔设置，具体可根据实际应用场景进行调整。另外，需要说明的是，探点的数目也是可变的，用户可根据具体使用时的探测范围及探测强度进行调整。

所述电池温度监控预警系统对所述电池模组310进行温度监控预警及散热管理的具体工作原理为，冷却液从液冷扁管100的进液口110流入所述冷却液流通通道130，并经所述冷却液流通通道130流动至所述出液口120，在流动过程中，冷却液将吸收电池模组310内由于工作所产生的并逐渐聚积的热量，以为所述电池模组310散热。与此同时，位于第一走线槽140内与所述液冷扁管100相接触的温度探测单元210将探测到的不同探测点处的液冷扁管100的温度传输至预警单元220，以使该预警单元220分析电池模组310内的温度是否发生异常，所述“异常”是指某一探点的温度过高或不同探点所返回的温度差值超过一定的范围时。若出现异常则认为电池模组内发生了热失稳，预警单元220将发出预警信号。

一般正常工作状态下的电池模组310，其内部每一个温度探点所探测到的温度应处于一预设的温度范围内，且任意两个探点所探测到的温度值之差也应位于一预设范围内。例如，于一具体实施方式中，当电池模组310正常工作时，其内部每一个温度探点所测得的温度应处于25度至60度之间，任意两探点所测得的温度差值应在15度至35度之间。一旦电池模组310内某个单体电池发生热失稳，其短时间内会释放大量的热量，该处的温度将会骤升至成百上千度(通常热失稳电池的温度将达到600度～1000度)，此时临近该单体电池的温度探测单元210将会检测到异常高的温度值，甚至直接发生损坏。当预警单元220接收到该温度探测单元210传出的异常高的温度信息或者直接接收不到该探测点的信号时，将会判定该探测点处附近的单体电池发生热失稳，继而发出预警信号。如此，用户不但可以获知电池模组310内部发生热失稳，还可以较为精确的判断发生热失稳的区域，以便及时采取解决措施。

本实施例中，温度探测单元210包括温度传感器和用于将所述温度传感器所感测到的温度传输至预警单元220的数据传输线。温度传感器与数据传输线均设置在第一走线槽140内。温度传感器设置于第一走线槽140内与温度探点相对应的位置。数据传输线布设于所述走线槽内，其一端与温度传感器连接，另一端通过第一走线槽140与所述预警单元220连接。

所述预警单元220包括数据处理装置，如中央处理器、单片机或其他能够实现信息处理的集成IC。该预警单元220还可包括设置于汽车中的蜂鸣器、带有电池标识的警示灯或者语音提示器等。可以理解的是，该预警单元220还可以包括其它任何形式的预警提醒，只要能起到提醒驾乘者电池模组310已发生热失稳的作用即可。

液冷扁管100的材质优选为导热性能佳、具有较好的结构强度、质轻、易加工之金属，如银、铜、金、铝等。综合考虑各金属的生产成本及性能后，本实施例中，液冷扁管100的材质优选为铝，即液冷扁管100的基材优选为铝质扁管。

第一走线槽140与液冷扁管100的连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。对于固定连接，可选择焊接或一体成型。对于可拆卸连接，可选择螺纹连接或铰接等。

第二实施例，请参阅图6至图11

本发明第二实施例提供的电池温度监控预警系统及电源装置300，其实现原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，第二实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

图6是第二实施例提供的电池温度监控预警系统中液冷扁管100的立体结构示意图。图7是图6所示的液冷扁管100的立体剖面图。如图6和图7所示，本实施例中，液冷扁管100在所述冷却液流通通道130与第一走线槽140相对的另一侧还设有第二走线槽150。所述第一走线槽140和第二走线槽150内分别设有至少一个所述温度探测单元210。

考虑到具体应用时温度监控的准确性，优选地，在第一走线槽140和第二走线槽150内分别设有多个温度探测单元210，且位于同一走线槽内的温度探测单元210彼此间隔设置。优选地，如图8和图9所示，第一走线槽140上的探点位置(B1～B13)与第二走线槽150上的探点位置(C1～C12)交错设置，以便温度探测单元210能够最大范围内的探测不同单体电池附近的温度。这种设计的电池温度监控预警系统应用于电池模组310内时，可以同时探测电池模组310两侧的温度，传输到预警单元220的温度更加贴近电池内部真实的温度状态，且在发生热失稳时，能够及时发出预警信号，并帮助驾乘者快速准确的锁定发生热失稳的单体电池。

进一步地，该第二实施例的另一种实施方式，如图10所示，液冷扁管100在第一走线槽140与第二走线槽150之间还设有第三走线槽160。该第一走线槽140、第二走线槽150和第三走线槽160相互间隔设置，且第三走线槽160将原冷却液流通通道130一分为二。在第三走线槽160内至少设有一个温度探测单元210。具体使用时，优选地，第一走线槽140、第二走线槽150和第三走线槽160内分别设有多个温度探测单元210，且设置于同一走线槽内的多个温度探测单元210彼此间隔设置。同样地，三个走线槽上设置的探点位置最好为彼此交错，以便使该种设计的温度探测单元210获得最大的温度探测范围。

需要说明的是，液冷扁管100上还可以设置更多个走线槽，不限于本实施例所给出的实施方式，且走线槽的设置方式也可根据实际应用场景进行优选设计。比如，当液冷扁管100的上、下壁的壁厚足够时，还可以将走线槽设置于液冷扁管100的上侧壁或下侧壁。另外，走线槽的走向也可以是与冷却液的流动方向相交错的。

再者，为了增强该液冷扁管100的结构强度，以避免将其安装在电池模组310内部后，由于内部电池的压力，造成液冷扁管100变形或损坏，影响冷却液的流通，可以在所述冷却液流通通道130内间隔设置多个加强筋170，以增强液冷扁管100的机械强度。如图11所示，以本实施例提供的图6所示的液冷扁管100为例，在该液冷扁管100的冷却液流通通道130内间隔设置多个加强筋170，该多个加强筋170将冷却液流通通道130划分为多个子通道。特别地，基于该种设计的液冷扁管100，其基材可选为铝质口琴管。

第三实施例，请参阅图12至图13

本实施例所提供的电池温度监控预警系统，与上述实施例的不同之处在于，液冷扁管100上未设置所述走线槽，而是代替地设置有多个安装部180。每一个所述安装部180用于安装一个所述温度探测单元210，具体地，温度传感器设置在所述安装部180内部，数据传输线则走线于电池模组310内部。

所述安装部180的设置方式有多种，可选地，如图12所示在冷却液流通通道130的一侧间隔设置多个安装部180，或者如图13所示在冷却液流通通道130的两侧分别间隔设置多个安装部180，甚至在液冷扁管100的上、下侧壁足够厚时，还可以将安装部180设置在两个侧壁上。

每一个安装部180对应一个探点，在将液冷扁管100安装在电池模组310内部后，同样应保证位于相邻两层子模组空隙处的液冷扁管100上应设有至少一个所述探点。

第四实施例，请参阅图14至图15

如图14和图15所示，本实施例提供的电池温度监控预警系统，与上述实施例的不同之处在于，所述液冷扁管100上未设置所述走线槽及所述安装部180，而是代替地间隔设置有多个导热件190(如铝片)。每个导热件190对应连接一个温度探测单元210。此时的温度探测单元210可以设置在电池模组310的支撑板上，当然也可以是其他任意可实现的安装方式。温度探测单元210通过导热件190间接检测液冷扁管100的温度，进而探测整个电池模组310内部的温度。该第四实施例中，所述导热件190可以如图14所示从液冷扁管100的一侧延伸到另一侧，也可以如图15所示位于液冷扁管100的一侧与液冷扁管100接触连接，而不延伸到另一侧。

综上所述，本发明提供的电池温度监控预警系统及电源装置300，与现有的电池模组310探测设备相比，不但可以检测电池模组310外围电池的温度，还可以有效检测电池模组310内部的温度。当电池模组310内部某一单体电池发生热失稳时，其短时间内会释放大量的热量，该处的温度将会骤升至成百上千度，此时临近该单体电池的温度探测单元210将会检测到异常高的温度值，甚至直接发生损坏。当预警单元220接收到该温度探测单元210传出的异常高的温度信息或者直接接收不到该探测点的信号时，将会判定该探测点处附近的单体电池发生热失稳，继而发出预警信号。如此，用户不但可以获知电池模组310内部发生了热失稳，还可以较为精确的判断发生热失稳的区域，以便及时采取对应的解决措施。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池温度监控预警系统，应用于包括若干单体电池的电池模组，所述若干单体电池被划分为多层子模组，每一层子模组包括数个所述单体电池，其特征在于，该电池温度监控预警系统包括：

液冷扁管，所述液冷扁管包括进液口、出液口以及连通所述进液口与所述出液口的冷却液流通通道，所述液冷扁管设置于所述电池模组内，且所述液冷扁管的至少一段位于任意相邻的两层子模组间的空隙处；

多个温度探测单元，所述温度探测单元与所述液冷扁管接触用于探测所述电池模组内的温度；及

预警单元，所述预警单元与所述温度探测单元连接，用于在所述温度探测单元探测得到的所述电池模组内的温度出现异常时发出预警信号；

其中，所述液冷扁管在所述冷却液流通通道的一侧设有第一走线槽，并且在所述冷却液流通通道与所述第一走线槽相对的另一侧设有第二走线槽，所述第一、第二走线槽内分别设置有多个温度探测单元，其中，位于同一走线槽内的多个温度探测单元彼此间隔设置，并且，第一走线槽和第二走线槽中的温度探测单元交错地设置。

2.根据权利要求1所述的电池温度监控预警系统，其特征在于，所述液冷扁管在所述第一走线槽以及第二走线槽之间设有第三走线槽，该第三走线槽内间隔设置有多个所述温度探测单元，该第一走线槽、第二走线槽、第三走线槽相互间隔设置。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的电池温度监控预警系统，其特征在于，所述冷却液流通通道内间隔设置有多个加强筋，该多个加强筋将所述冷却液流通通道划分为多个子通道。

4.根据权利要求1所述的电池温度监控预警系统，其特征在于，所述液冷扁管设有至少一个安装部，每个安装部用于安装一个所述温度探测单元。

5.根据权利要求1所述的电池温度监控预警系统，其特征在于，所述液冷扁管上设置至少一个导热件，每个导热件与一个所述温度探测单元连接。

6.根据权利要求1所述的电池温度监控预警系统，其特征在于，所述温度探测单元包括温度传感器及用于将所述温度传感器所感测到的温度信息传输至外部监控设备的数据传输线。

7.一种电源装置，其特征在于，包括电池模组以及如权利要求1-6任意一项所述的电池温度监控预警系统。