CN107195987B - 一种自动检测的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动检测的电池组，包括至少两相互串联的电池、与电池连接的控制芯片，电池的正极柱主要由第一正极分柱和第二正极分柱组成，第一正极分柱连接电池，第二正极分柱架设在第一正极分柱上，且两者之间存在极间空隙；极间空隙中设置有第一导通件，第一导通件与第一正极分柱、第二正极分柱滑动连接；电池上安装有均连接控制芯片的升降机构和温度检测部件；升降机构位于第一导通件一侧，且通过第二导通件连接第一导通件，第二导通件一端连接在第一导通件上，另一端延伸至下一电池的第二导通件处或者末一电池的负极柱处；温度检测部件的温度检测端伸入电池的内部。本发明能在单一电池出现温度异常时自动断开该电池，且余下电池继续运行。

Description

一种自动检测的电池组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种自动检测的电池组。
背景技术
众所周知，电池组是由若干个电池串联而成，当其中的一个电池出现异常时，需将整个电池组与外设设备断开后方能进行检测和更换，这将影响电池的持续性使用，若不对异常电池进行维护和检修，整个电池组将有可能因此而被损坏或者爆炸。例如，当某一电池的温度过高时，电池乃至整个电池组将可能发生爆炸，这严重危害到了人民的安全，并造成一定的经济损失。
而我们又知道，在电池使用过程，电池的工作温度波动的范围很大，而当电池处于高温状态下运行时，电池的寿命将受到严重的损害，且还将伴有爆炸或者着火的危险，因此，如何保证电池在正常温度范围下运转且使电池出现温度异常时仍不影响整个电池组的运行是急需解决的问题。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种自动检测的电池组，该电池组能够在单一电池出现温度异常时自动断开该电池，且整个电池组仍能继续运行。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自动检测的电池组，包括至少两相互串联的电池，所述电池的正极柱主要由第一正极分柱和第二正极分柱组成，所述第一正极分柱连接电池，所述第二正极分柱用于连接外设部件或者前一电池的负极柱，所述第二正极分柱架设在第一正极分柱上，且两者之间存在极间空隙；所述极间空隙中设置有第一导通件，所述第一导通件为导体，并与所述第一正极分柱、第二正极分柱滑动连接，所述第二正极分柱通过该第一导通件连通第一正极分柱；
还包括安装在所述电池组上的控制芯片，所述控制芯片分别连接各个电池；
所述电池上安装有升降机构和温度检测部件，所述升降机构和温度检测部件均连接控制芯片；所述升降机构位于第一导通件一侧，且通过第二导通件连接所述第一导通件，所述第二导通件为导体，其一端连接在所述第一导通件上，另一端延伸至下一电池的第二导通件处或者末一电池的负极柱处，且在随所述升降机构升降的过程碰触连通下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱，或者在随所述升降机构升降的过程脱离下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱；
所述温度检测部件的温度检测端伸入电池的内部，用于检测所述电池内部的温度，并生成相应的温度信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据所接收的温度信号控制升降机构的运行，从而促使所述第一导通件和第二导通件相对电池滑动以导通相应的第一正极分柱和第二正极分柱、并断开该第二导通件与下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱之间的连接，或者以断开相应的第一正极分柱和第二正极分柱的连接、及使该第二导通件与下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱导通。
进一步地，所述第二正极分柱通过极柱框架架设在第一正极分柱上，所述极柱框架为绝缘体。
进一步地，所述极柱框架与第二导通件相互不干涉；所述极柱框架至少与第一正极分柱和第二正极分柱之一的连接为可拆卸式连接。
进一步地，所述温度检测部件的传输端位于电池外侧，并与所述控制芯片无线连接。
进一步地，处于中间的电池的第二导通件上设置有限制框架，所述限制框架为绝缘体；上一电池的第二导通件伸至下一电池第二导通件的一端伸至限制框架内，并在该限制框架内导通或者断开该处的第二导通件。
进一步地，所述末一电池的负极柱上套设有负极帽，并通过所述负极帽连通外设部件或者上一级电池的第二导通件，所述负极帽上设置有向该第二导通件延伸的凸起件，所述第二导通件通过该凸起件导通负极帽。
进一步地，所述电池组还包括无线传输模块和终端设备，所述无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片。
进一步地，所述终端设备为手机或者电脑，用以接收所述电池的内部温度，并能够发送各控制指令于控制芯片。
进一步地，所述电池上还安装有电势检测部件，所述电势检测部件的电势检测端伸入电池内部或者同时连接正极柱和负极柱，以实时检测所述电池的电势，并生成相应的电势信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据该电势信号控制升降机构的运行。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明能够实时检测电池组内各个电池的内部温度，并在所述电池组某一电池出现温度异常时自动断开该电池，且余下的电池自行串联，这在一定程度上提高了电池组的使用持续性、使用寿命和使用安全性。
2、本发明通过每一电池电极柱的设置和在电极柱处使用的第一导通件、升降机构实现该电池与另一电池或者外部设备的连接与断开，而通过第二导通件的设置实现该电池的断开与该电池前后两侧电池的连通，温度检测部件和控制芯片的设置则能够控制升降机构的升降，从而使得整个连通和断路过程自动化。
3、本发明所设计的电池组结构简单，使用方便，且使用安全性、使用寿命和使用的持续性较好，实用性较好。
附图说明
图1是本发明一种自动检测的电池组的结构示意图。
图2是图1的系统框图。
主要元件符号说明
图中，电池1、正极柱2、第一正极分柱21、第二正极分柱22、负极柱3、第一导通件4、升降机构5、第二导通件6、温度检测部件7、限制框架8、负极帽9、凸起件10。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1和图2，在本发明的一种较佳实施方式中，一种自动检测的电池组，包括至少两相互串联的电池1、安装在电池组上的一控制芯片，其中，控制芯片分别连接各个电池1。每一电池1的正极柱2主要由一第一正极分柱21和一第二正极分柱22组成，第一正极分柱21连接电池1，第二正极分柱22用于连接外设部件或者前一电池1的负极柱3，第二正极分柱22架设在第一正极分柱21上，且两者之间存在极间空隙；极间空隙中设置有一第一导通件4，该第一导通件4为导体，并与第一正极分柱21、第二正极分柱22滑动连接，第二正极分柱22通过该第一导通件4连通第一正极分柱21。每一电池1上安装有一升降机构5和一温度检测部件7，该升降机构5和温度检测部件7均连接控制芯片。其中，升降机构5位于第一导通件4一侧，且通过一第二导通件6连接第一导通件4，第二导通件6为导体，其一端连接在第一导通件4上，另一端延伸至下一电池1的第二导通件6处或者末一电池1的负极柱3处，且在随升降机构5升降的过程碰触连通下一电池1的第二导通件6或者末一电池1的负极柱3，或者在随升降机构5升降的过程脱离下一电池1的第二导通件6或者末一电池1的负极柱3。温度检测部件7的温度检测端伸入电池1的内部，用于检测电池1内部的温度，并生成相应的温度信号发于控制芯片，控制芯片再根据所接收的温度信号控制升降机构5的运行，从而促使第一导通件4和第二导通件6相对电池1滑动以导通相应的第一正极分柱21和第二正极分柱22、并断开该第二导通件6与下一电池1的第二导通件6或者末一电池1的负极柱3之间的连接，或者以断开相应的第一正极分柱21和第二正极分柱22的连接、及使该第二导通件6与下一电池1的第二导通件6或者末一电池1的负极柱3导通。
本发明通过监测电池组中各个电池1的内部温度获知电池1的实时温度状态，并在电池1温度过高时切断该电池1，而余下的电池1仍能够继续工作。
其中，电池1内部温度的检测由温度检测部件7进行，该温度检测部件7可为温度传感器，其检测端伸入电池1内部，传输端则优选设置在电池1外侧，该温度检测部件7通过传输端无线连接控制芯片，以通过传输端将检测端所检测的温度信号传递给控制芯片，优选地，为了获得更为准确的电池1内部温度，该温度检测部件7沿电池1中心线间隔设置有至少两个检测端，以卷绕式的电池1为例，温度检测部件7的检测端设置在卷芯处，并从卷芯处的中心向两端延伸。
当控制芯片接收到温度信号后，其内部自动将该温度信号与控制芯片预先设定的温度警戒上限值及温度警戒下限值对比。当对比结果显示某一电池1所检测到的温度信号均不低于温度警戒上限值和温度警戒下限值时，控制芯片向该电池1上的升降机构5发出运行的控制指令，升降机构5接收到控制指令后，升降机构5上升伸开，并带动该电池1上的第一导通件4和第二导通件6向上运动，即朝向第二正极分柱22所在侧滑动，直至第一导通件4脱离第一正极分柱21、第二导通件6伸至下一电池1第二导通件6的一端接触并连通下一电池1的第二导通件6，此时，该电池1的第一正极分柱21和第二正极分柱22断开，该电池1的上一电池1和下一电池1直接导通。该电池1的温度检测部件7继续检测其内部温度并将生成的温度信号发于控制芯片，控制芯片分析出该电池1的温度已降低至温度警戒下限值，即控制芯片的对比分析结果显示该电池1的温度信号不大于温度警戒下限值时，控制芯片再次向升降机构5发出运行的控制指令，升降机构5接收到该控制指令后下降收缩，该电池1上的第一导通件4和第二导通件6向第一正极分柱21侧滑动，直至第一导通件4接触第一正极分柱21、第二导通件6脱离下一电池1的第二导通件6，此时，该电池1的第一正极分柱21和第二正极分柱22导通，该电池1的上一电池1通过该电池1与下一电池1导通。
在本发明中，升降机构5起到促使第一导通件4和第二导通件6沿第一正极分柱21和第二正极分柱22连线来回滑动的驱动作用，其可为液压缸升降装置、丝杆电机组件等具有升降作用的机构。第一导通件4为第一正极分柱21和第二正极分柱22之间的媒介，其与第一正极分柱21、第二正极分柱22共同作用，使得电池1能够在其内部温度过高时与其他相连接的电池1断连，从而保证了所述电池组的使用安全性；而第二导通件6则是相邻两电池1间的媒介，其能够保证电池1断连后原先与该电池1相连的电池1或者部件能够越过该电池1而直接相连，进而保证了整个电池组工作的持续性
因此，通过上述的设置，可使本发明所述电池组的使用安全性得到大大提高，且在一定程度上保证了所述电池组的不间断使用。
进一步地，为了便于第二导通件6与下一电池1更好的连通，本发明在处于中间的电池1的第二导通件6上设置有一限制框架8，且将上一电池1的第二导通件6伸至下一电池1第二导通件6的一端伸至该限制框架8内，并使得上一电池1的第二导通件6在该限制框架8内导通或者断开该处的第二导通件6，以通过限制第二导通件6的活动范围来提高第二导通件6与下一电池1第二导通件6的导通有效性。其中，该限制框架8为绝缘体，以避免发生连接误差。
进一步地，在电池1的正极柱2中，第二正极分柱22通过一极柱框架架设在第一正极分柱21上，该极柱框架为绝缘体，此外，该极柱框架与第二导通件6相互不干涉，以避免极柱框架干扰第二导通件6的滑动。优选地，极柱框架至少与第一正极分柱21和第二正极分柱22之一的连接为可拆卸式连接，以使得第二正极分柱22能够拆离第一正极分柱21，进而便于在所述电池组继续工作的情况下拆下有问题的电池1进行更换或者维修，这在一定程度上加强了所述电池组的持续性使用。
在本发明所述电池组末一电池1中，其负极柱3上套设有一负极帽9，并通过该负极帽9连通外设部件或者上一级电池1的第二导通件6，此外，负极帽9上设置有向该第二导通件6延伸的一凸起件10，第二导通件6通过该凸起件10导通负极帽9；优选地，负极帽9可拆卸的安装在末一电池1的负极柱3上，以便于末一电池1的拆卸。
在本发明的另一实施方式中，所述电池组还包括无线传输模块和终端设备，该无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片；无线传输模块用于将电池1温度情况、升降机构5升降情况、电池1连接情况发于终端设备，同时，也可接收来自终端设备发出的控制指令，并将该控制指令发于控制芯片，从而通过控制芯片控制相应升级机构的运行。在本实施例中，终端设备为手机或者电脑，用以接收电池1的内部温度和所述电池组的其他运行情况和检测情况，并能够发送各控制指令于控制芯片，以便于远程用户实时查看所述电池组的运行情况和控制所述电池组的运行情况，例如，通过终端设备设定控制芯片内的温度警戒上限值和温度警戒下限值，向控制芯片手动发出控制某一电池1上升降机构5的运行等。
此外，在该实施例中，电池1上还安装有一电势检测部件，该电势检测部件的电势检测端伸入电池1内部或者同时连接正极柱2和负极柱3，以实时检测该电池1的电势，并生成相应的电势信号发于控制芯片，控制芯片再根据该电势信号控制升降机构5的运行，即在电池1电势出现异常时，控制芯片控制升降机构5运行，进而使得该电池1与其他电池1或者外部设备断连。
本发明以正极柱2为分体，同理，亦可将负极柱3做成分体式的结构。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种自动检测的电池组，包括至少两相互串联的电池，其特征在于：所述电池的正极柱主要由第一正极分柱和第二正极分柱组成，所述第一正极分柱连接电池，所述第二正极分柱用于连接外设部件或者前一电池的负极柱，所述第二正极分柱架设在第一正极分柱上，且两者之间存在极间空隙；所述极间空隙中设置有第一导通件，所述第一导通件为导体，并与所述第一正极分柱、第二正极分柱滑动连接，所述第二正极分柱通过该第一导通件连通第一正极分柱；
还包括安装在所述电池组上的控制芯片，所述控制芯片分别连接各个电池；
所述电池上安装有升降机构和温度检测部件，所述升降机构和温度检测部件均连接控制芯片；所述升降机构位于第一导通件一侧，且通过第二导通件连接所述第一导通件，所述第二导通件为导体，其一端连接在所述第一导通件上，另一端延伸至下一电池的第二导通件处或者末一电池的负极柱处，且在随所述升降机构升降的过程碰触连通下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱，或者在随所述升降机构升降的过程脱离下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱；
所述温度检测部件的温度检测端伸入电池的内部，用于检测所述电池内部的温度，并生成相应的温度信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据所接收的温度信号控制升降机构的运行，从而促使所述第一导通件和第二导通件相对电池滑动以导通相应的第一正极分柱和第二正极分柱、并断开该第二导通件与下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱之间的连接，或者以断开相应的第一正极分柱和第二正极分柱的连接、及使该第二导通件与下一电池的第二导通件或者末一电池的负极柱导通。
2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述第二正极分柱通过极柱框架架设在第一正极分柱上，所述极柱框架为绝缘体。
3.如权利要求2所述的电池组，其特征在于：所述极柱框架与第二导通件相互不干涉；所述极柱框架至少与第一正极分柱和第二正极分柱之一的连接为可拆卸式连接。
4.如权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述温度检测部件的传输端位于电池外侧，并与所述控制芯片无线连接。
5.如权利要求1所述的电池组，其特征在于：处于中间的电池的第二导通件上设置有限制框架，所述限制框架为绝缘体；上一电池的第二导通件的一端伸至限制框架内，该一端为上一电池的第二导通件伸至下一电池第二导通件的一端，该一端在限制框架内导通或者断开下一电池的第二导通件。
6.如权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述末一电池的负极柱上套设有负极帽，并通过所述负极帽连通外设部件或者上一级电池的第二导通件，所述负极帽上设置有向该第二导通件延伸的凸起件，所述第二导通件通过该凸起件导通负极帽。
7.如权利要求1-6任一所述的电池组，其特征在于：还包括无线传输模块和终端设备，所述无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片。
8.如权利要求7所述的电池组，其特征在于：所述终端设备为手机或者电脑，用以接收所述电池的内部温度，并能够发送各控制指令于控制芯片。
9.如权利要求7所述的电池组，其特征在于：所述电池上还安装有电势检测部件，所述电势检测部件的电势检测端伸入电池内部或者同时连接正极柱和负极柱，以实时检测所述电池的电势，并生成相应的电势信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据该电势信号控制升降机构的运行。
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