CN106981697B - 热失稳预警装置及电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热失稳预警装置及电源装置，涉及电池模组技术领域。所述热失稳预警装置包括压力传感器和具有密闭空腔的热失稳预警组件，所述热失稳预警组件与所述电源装置中的各单体电池接触，所述压力传感器设置于所述热失稳预警组件的所述密闭空腔内，以检测所述密闭空腔内的气体的压力值。当所述压力传感器检测到的气体压力值改变时则生成报警信号。本发明提供的热失稳预警装置结构简单、实用，在单体电池发生热失稳产生大量热量导致气体压力改变时，可及时发出报警信号，便于相关人员进行及时处理。

Description

热失稳预警装置及电源装置

技术领域

本发明涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种热失稳预警装置及电源装置。

背景技术

近年来，由于能源成本以及环境污染的问题越来越突出，纯电动汽车以及混合动力汽车以其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优点，受到政府以及各汽车企业的重视。然而纯电动以及混合动力汽车尚有很多技术问题需要突破，其中，电池系统的使用安全是其中一个重要问题。

电池模组的热失稳现象严重威胁到电池系统的使用安全问题。动力电池在使用过程中会产生大量的热量，若不能够随时对其产生的热量进行及时有效地监控，一旦其产生的热量达到了较高的程度，出现热失稳现象，很可能将导致电池燃烧，进而危及周边人员的生命和财产安全。比如，在现有的电动汽车行业中，若电动汽车的动力电池组发生热失稳，轻者烧坏电池组，严重者将危及乘用者的生命。因此，如何提供一种可及时有效地检测到电池热失稳的检测装置已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热失稳预警装置，通过设置压力传感器及至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件，并应用于包括电池模组的电源装置，实现对电池模组中的各单体电池进行热失稳预警。

本发明的另一目的在于提供一种电源装置，所述电源装置包括多个电池模组及设置有压力传感器及至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件的热失稳预警装置，实现了对电源装置中各电池模组中的单体电池进行热失稳预警。

本发明是这样实现的：

一种热失稳预警装置，应用于包括电池模组的电源装置，所述电池模组包括多个单体电池，所述热失稳预警装置包括：压力传感器及至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件；

所述热失稳预警组件包括多个容置孔，所述单体电池可安置于所述容置孔内以伸入至所述热失稳预警组件内，所述压力传感器设置在所述密闭空腔内，所述密闭空腔内充有气体，所述单体电池在热失稳爆喷后引起所述密闭空腔内的气体气压改变，所述压力传感器在检测到气体气压变化时生成报警信号。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述热失稳预警组件包括固定板以及密封板；

所述固定板位于所述密封板和所述电池模组之间，所述密封板为中空状结构，所述密封板内部为所述密闭空腔。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述密封板为多个，所述热失稳预警装置还包括连接管道，所述连接管道将多个所述密封板的所述密闭空腔连通。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述固定板靠近所述密封板的一侧的表面边沿设置有凸起的侧壁，所述密封板与所述侧壁接触以形成腔室，所述容置孔开设于所述固定板上，所述单体电池安置于所述容置孔内以将所述腔室封闭。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述容置孔的数量与所述单体电池的数量相同，且所述容置孔的排布方式与所述单体电池的排布方式一致。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述固定板靠近所述密封板的一侧设置有至少一个凸起的隔板以将所述腔室分隔为多个子腔室。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述隔板的高度与所述侧壁的高度一致。

可选地，在上述热失稳预警装置中，所述隔板的平行于所述固定板的截面形状为波浪形。

本发明还提供一种电源装置，所述电源装置包括多个电池模组，报警器以及多个上述的热失稳预警装置，所述热失稳预警装置分别设置于各所述电池模组的两侧，所述报警器与所述热失稳预警装置中的压力传感器连接。

可选地，在上述电源装置中，所述电源装置还包括多个安装组件，所述安装组件分别设置在各所述电池模组的外侧以固定所述电池模组所包括的多个所述单体电池，各所述单体电池与所述热失稳预警装置接触。

本发明实施例提供的一种热失稳预警装置及电源装置，通过在包括多个单体电池的电池模组上设置至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件，并在所述密闭空腔内设置压力传感器以检测所述密闭空腔内的气体的压力值，当所述压力传感器检测到的气体压力改变时则生成报警信号。本发明提供的热失稳预警装置包括压力传感器及热失稳预警组件，结构简单、实用，在单体电池发生热失稳产生大量热量导致气体压力改变时，可及时发出报警信号，便于相关人员进行及时处理。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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为本发明较佳实施例提供的一种热失稳预警装置的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的一种电源装置的爆炸视图。

图3为本发明较佳实施例提供的一种热失稳预警装置的爆炸视图。

图4为图3中A-A向的剖面图。

图5为本发明较佳实施例提供的一种电池模组的爆炸视图。

图标：10-电源装置；100-热失稳预警装置；110-热失稳预警组件；111-容置孔；112-固定板；1121-侧壁；1122-隔板；113-密封板；200-电池模组；210-单体电池；220-安装组件；221-第一安装板；222-第二安装板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

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“中”、“上”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“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，也可以是电性连接。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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请结合参阅图1和图2，为本发明实施例提供的一种热失稳预警装置100，所述热失稳预警装置100包括压力传感器(图中未示出)及至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件110。所述压力传感器设置于所述热失稳预警组件110形成的所述密闭空腔内。

所述热失稳预警装置100应用于包括电池模组200的电源装置10，所述电池模组200包括多个单体电池210。所述单体电池210可安置于所述热失稳预警组件110的容置孔111内，以伸入至所述热失稳预警组件110内部。所述热失稳预警装置100的所述密闭空腔内充有气体。在电池模组200中的单体电池210发生热失稳爆喷时，所述单体电池210产生的大量热量将破坏所述密闭空腔的密封性，而使所述密闭空腔内的气体气压等同于外界大气压，即降为0。所述压力传感器检测到所述密闭空腔中的气体气压变为0时，则发出报警信号以提示相关人员进行故障处理。

通过上述设置使得所述热失稳预警装置100用于对所述电池模组200中的各单体电池210进行热失稳检测，以使单体电池210在出现故障时，能够得到及时有效地处理，从而保证电源装置10的使用安全。

请参阅图3，所述热失稳预警组件110包括固定板112以及密封板113，所述固定板112设置于所述密封板113和所述电池模组200之间。其中，所述固定板112的形状可以是但不限于长方形、正方形或其它不规则形状，可根据实际需求对所述固定板112的形状进行设置。

在本实施例中，所述密封板113的形状与所述固定板112的形状一致，且所述密封板113的大小与所述固定板112的大小一致。在本实施例中，所述固定板112和所述密封板113为不规则形状，所述固定板112的表面积较大的两个表面分别与所述密封板113和所述电池模组200接触。

请结合参阅图4，所述密封板113为中空状结构，所述密封板113内部为所述密闭空腔。可选地，在本实施例中，所述密闭空腔中充有气体，所述压力传感器设置于所述密闭空腔内。在电池单体210处于正常状态时，所述压力传感器检测到的所述密闭空腔内的气体压力不同于大气压。而在所述单体电池210发生热失稳而爆喷后，其产生的大量热量会将所述密封板113的相对的两侧壁破坏，进而所述密闭空腔中的气体压力则等同于大气压强，即降为0。所述压力传感器在检测所述密闭空腔中的气体压力为0时，则发出报警信号以提示相关人员进行故障处理。

在本实施例中，所述热失稳预警组件110可以为多个，多个热失稳预警组件110分别设置在所述电池模组200的两侧。所述热失稳预警装置100还包括连接管道(图中未示出)，所述连接管道将多个所述热失稳预警组件110中的多个密封板113的密闭空腔连通。

在本实施例中，设置于所述密闭空腔中的所述压力传感器可以为多个，也可以为一个。当所述压力传感器为多个时，可以将所述压力传感器的数量设置为与所述密封板113的数量一致。在各个所述密封板113的所述密闭空腔内均设置一个压力传感器，以检测与其连接的电池模组200中的单体电池210的热失稳现象。

当所述压力传感器为一个时，可将压力传感器设置于某个密封板113的密闭空腔内，由于所述连接管道能够将多个密封板113的密闭空腔连通，因此，当任意一个密封板113的密闭空腔中的气体压力改变时，该压力传感器均可检测到。这样的设置，只利用一个压力传感器即可监控整个电池模组200的单体电池210的热失稳现象。

在本实施例中，所述固定板112靠近所述密封板113的一侧的表面边沿设置有凸起的侧壁1121，以使所述固定板112靠近所述密封板113的一侧形成凹陷结构。所述密封板113与所述侧壁1121接触以形成腔室。所述容置孔111开设于所述固定板112上，所述单体电池210的一端可安置于所述容置孔111内，将所述容置孔111密封以进一步将所述腔室封闭。

可选地，所述容置孔111的数量与所述单体电池210的数量相同，并且所述容置孔111在所述固定板112上的排布方式与所述单体电池210的排布方式一致。在本实施例中，所述容置孔111和所述单体电池210的排布方式可以是但不限于线性阵列排布、间隔交错排布或者是其他的不规则排布方式，可根据实际需求进行设置。在本实施例中，考虑到单体电池210的排布紧密性及节省单体电池210所占用的空间，所述单体电池210和所述容置孔111的排布方式为间隔交错排布。

在本实施例中，除了将压力传感器设置于所述密封板113的密闭空腔内以检测所述密闭空腔内的气体压力变化进而检测电池模组200中的单体电池210的热失稳现象外，还可将所述压力传感器设置在所述固定板112与所述密封板113之间所形成的腔室内以检测该腔室内的气体压力变化检测单体电池210的热失稳。

具体地，由于电池模组200中的各单体电池210可以通过所述容置孔111连通至所述腔室内，当单体电池210发生热失稳现象，会产生大量热量，热量进入所述腔室内，从而使得所述腔室内的气体的温度升高。若此时，所述单体电池210所产生的热量还未破坏所述密封板113的侧壁，但大量的热量仍会影响到单体电池210的性能。此时，在腔室内的气体的体积不变的情况下，气体的压力随着气体温度的升高而升高。因此，当单体电池210因热失稳引起腔室内的气体的温度升高时，腔室内的气体的压力随之升高。当所述腔室内的气体的压力值达到设置在所述腔室内压力传感器的预设阈值时，所述压力传感器即发出报警信号，以提示相关人员。

考虑到所述电池模组200中单体电池210的数量众多，而为每个单体电池210设置相应的压力传感器以检测其热失稳故障在实施时不太现实，而若仅设置一个压力传感器在所述腔室内以进行单体电池210的热失稳检测，则在某个单体电池210出现热失稳时，无法准确定位到具体是哪一个单体电池210出现了故障。因此，在本实施例中，所述腔室内的压力传感器可以设置为多个。并且，在本实施例中，所述固定板112靠近所述密封板113的一侧的表面设置有至少一个凸起的隔板1122以将所述腔室分隔为多个子腔室。所述多个压力传感器分别设置在所述多个子腔室内。这样的设置，一旦某个单体电池210出现热失稳，则至少可以定位至该故障单体电池210所在的子腔室，以便于工作人员重点对该子腔室内的单体电池210进行故障排查。

可选地，在本实施例中所述隔板1122的数量可以是但不限于两个、三个或其他数量，可根据实际需求进行设置。其中，隔板1122的数量越多，可以将所述腔室分隔成越多的子腔室，一旦某个单体电池210发生热失稳现象，则对其定位更加地准确，以快速排查出存在故障的单体电池210。但是，隔板1122的数量越多，则意味着需要设置越多的压力传感器，增加设备制作成本。因此在实施时，应综合考虑生产成本及排查效果来进行隔板1122的设置。在本实施例中，所述隔板1122的数量设置为两个，以将所述腔室分隔为三个子腔室。

其中，在本实施例中，各所述隔板1122的形状大小相同，并且，所述隔板1122的高度与所述固定板112的边沿处的侧壁1121的高度一致，以在所述密封板113盖合在所述固定板112上时，较好地将所述腔室分隔开来。

在本实施例中，各所述隔板1122的平行于所述固定板112的截面形状为波浪形，其与所述固定板112接触的部位为各所述容置孔111之间的间隔部分。所述隔板1122与所述固定板112可以通过一体成型的方式制造而成，也可以是分别制造后通过焊接的方式形成。在本实施例中，所述隔板1122和所述固定板112采用一体成型的方式制造而成。

可选地，多个所述压力传感器可以设置在各所述子腔室的中间位置的所述固定板112上，也可以设置在各所述子腔室的隔板1122的内壁上，只要使所述压力传感器能够检测到子腔室内的气体的压力即可，本实施例对其设置的位置并不作具体的限制。

可选地，在本实施例中，所述压力传感器可以是但不限于数字式压力传感器、光电式压力传感器。一个压力传感器可以是单功能的，也可以是多功能的，可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能的传感器组成的阵列。例如，所述压力传感器既可以实现对气体压力的检测，又可以根据检测到的压力结果而发布报警提示。

在上述基础上，本发明还提供一种电源装置10，所述电源装置10包括多个电池模组200、报警器(图中未示出)以及多个上述的热失稳预警装置100。所述热失稳预警装置100分别设置于各所述电池模组200的两侧，所述报警器与设置在所述密闭空腔中的压力传感器连接，可根据所述压力传感器生成的报警信号发出报警声音、警报灯光中的至少一种警报提示。

进一步地，所述报警器可以包括声音提示单元和灯光提示单元。具体地，所述声音提示单元可以为蜂鸣器或与语言芯片(比如，型号为WT588D的语音芯片)连接的喇叭，所述灯光提示单元可以为一种LED灯或其他灯(比如荧光灯)。可选地，所述灯光提示单元为一种可发红光的LED灯。当然，所述灯光提示单元发出的灯光可以为一种闪烁灯光，进而更容易引起相关人员的注意。

进一步地，所述报警器可以单独发出警报声音或者警报灯光，也可以同时发出警报声音和警报灯光。所述电源装置10通过报警器和压力传感器相配合，既能及时检测到电池模组200中的单体电池210的热失稳现象，又能及时发出警报提示，以提醒相关人员。相关人员在收到提醒后，便会进行相关处理，以减少电池模组200因热失稳而带来的损失。

具体地，在本实施例中，所述电池模组200的组数为两组，所述热失稳预警装置100包括四个，在一组电池模组200的两侧分别设置有一个热失稳预警装置100，以检测其中间的电池模组200中的单体电池210的热失稳现象，进而有效避免电池模组200中的各单体电池210由于热失稳而影响到使用安全，进而造成财物及人员损失及伤亡。可选地，在本实施例中，两组电池模组200之间的两个热失稳预警组件110，其共用一个密封板113，一个密封板113将两侧的固定板112密封。

请参阅图5，可选地，为了使所述电源装置10中的电池模组200与所述热失稳预警装置100保持固定，达到最佳效果。在本实施例中，所述电源装置10还包括多个安装组件220。所述安装组件220分别设置在各电池模组200的外侧以固定所述电池模组200所包括的多个单体电池210，以避免单体电池210随意移动，从而将多个单体电池210稳固的固定在一起。

可选地，所述安装组件220包括第一安装板221和第二安装板222，所述第一安装板221和所述第二安装板222分别设置于所述电池模组200的相对的两侧。所述第一安装板221、所述第二安装板222并结合所述固定板112以将所述电池模组200中的各单体电池210进行固定，各所述单体电池210能够良好地与所述固定板112上的容置孔111接触，从而避免单体电池210在使用的过程中发生移动。

在本实施例中，所述单体电池210可以是，但不限于干电池、锂电池、铅蓄电池等，本实施例中不作具体限定。

综上所述，本发明提供的一种热失稳预警装置100及电源装置10，通过在包括多个单体电池210的电池模组200上设置至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件110，并在所述密闭空腔内设置压力传感器以检测所述空腔内的气体的压力值，当所述压力传感器检测到的气体压力值为0时则生成报警信号。本发明提供的热失稳预警装置100包括压力传感器及热失稳预警组件110，结构简单、实用，在单体电池210发生热失稳产生大量热量导致气体气压为0时，可及时发出报警信号，便于相关人员进行及时处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种热失稳预警装置，其特征在于，应用于包括电池模组的电源装置，所述电池模组包括多个单体电池，所述热失稳预警装置包括：压力传感器及至少一个具有密闭空腔的热失稳预警组件；

所述热失稳预警组件包括固定板以及密封板；

所述固定板位于所述密封板和所述电池模组之间，所述密封板为中空状结构，所述密封板内部为所述密闭空腔；

所述热失稳预警组件包括多个容置孔，所述单体电池安置于所述容置孔内以伸入至所述热失稳预警组件内，所述压力传感器设置在所述密闭空腔内，所述密闭空腔内充有气体，所述单体电池在热失稳爆喷后引起所述密闭空腔内的气体气压改变，所述压力传感器在检测到气体气压变化时生成报警信号；

所述单体电池在热失稳爆喷时产生的热量将所述密闭空腔的密封性破坏，使所述密闭空腔内的气体气压等同于大气压强，以引起所述密闭空腔内的气体气压改变；

所述固定板靠近所述密封板的一侧的表面边沿设置有凸起的侧壁，所述密封板与所述侧壁接触以形成腔室，所述容置孔开设于所述固定板上，所述单体电池安置于所述容置孔内以将所述腔室封闭；

所述密封板为多个，所述热失稳预警装置还包括连接管道，所述连接管道将多个所述密封板的所述密闭空腔连通。

2.根据权利要求1所述的热失稳预警装置，其特征在于，所述容置孔的数量与所述单体电池的数量相同，且所述容置孔的排布方式与所述单体电池的排布方式一致。

3.根据权利要求1所述的热失稳预警装置，其特征在于，所述固定板靠近所述密封板的一侧设置有至少一个凸起的隔板以将所述腔室分隔为多个子腔室。

4.根据权利要求3所述的热失稳预警装置，其特征在于，所述隔板的高度与所述侧壁的高度一致。

5.根据权利要求3所述的热失稳预警装置，其特征在于，所述隔板的平行于所述固定板的截面形状为波浪形。

6.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置包括多个电池模组，报警器以及多个权利要求1-5任意一项所述的热失稳预警装置，所述热失稳预警装置分别设置于各所述电池模组的两侧，所述报警器与所述热失稳预警装置中的压力传感器连接。

7.根据权利要求6所述的电源装置，其特征在于，所述电源装置还包括多个安装组件，多个所述安装组件分别设置在各所述电池模组的外侧以固定所述电池模组所包括的多个所述单体电池，各所述单体电池与所述热失稳预警装置接触。