CN109950645B - 漏液检测装置、动力电池系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种漏液检测装置、动力电池系统及电动汽车。其中，漏液检测装置用于动力电池系统中进行漏液检测，漏液检测装置包括检测电路，检测电路包括：直流电源；电解质，包括保护套和包裹于保护套内的电解质盐；第一电极，一端连接保护套；第二电极，一端连接直流电源的负极，另一端连接保护套；信号检测模块，一端连接直流电源的正极，另一端连接第一电极的另一端，用于检测上述检测电路是否产生电信号并在检测到电信号后向外发送漏液提示信号。当动力电池系统发生漏液时，泄露的液体可浸润保护套，使得第一电极、第二电极和电解质盐发生反应产生电信号。信号检测模块检测到电信号后即可提醒用户。本实施例的漏液检测装置结构简单成本低，易于实现。

Description

漏液检测装置、动力电池系统及电动汽车

技术领域

本发明涉及电池领域，特别是涉及漏液检测装置、动力电池系统及电动汽车。

背景技术

新能源动力电池是新能源汽车的三大核心技术之一，被誉为新能源汽车的心脏。动力电池系统的设计直接影响着电动汽车的安全性、百公里能耗以及动力经济性等。随着人们对电动汽车动力性以及续驶里程的要求逐渐升高，电动汽车动力电池的能量密度以及带电量也在逐渐增加。能量密度的增加也就意味着要在更小的空间布置更多的电池，同时电池系统的发热也成为了日渐关注的问题，基于此现阶段大部分的电池系统都会采用液冷设计，而液冷系统在运行中难免会发生漏液，这些漏液逐渐累计后会对电池系统造成很大的影响。目前，在发生漏液初期难以发现，进而无法进行有效的防护措施。

发明内容

基于此，有必要针对电池系统发生漏液对电池系统内部造成影响问题，提供一种漏液检测装置、动力电池系统及电动汽车。

一种漏液检测装置，用于动力电池系统中进行漏液检测，所述漏液检测装置包括检测电路，所述检测电路包括：

直流电源；

电解质，包括保护套和包裹于所述保护套内的电解质盐；

第一电极，一端连接所述保护套；

第二电极，一端连接所述直流电源的负极，另一端连接所述保护套；

信号检测模块，一端连接所述直流电源的正极，另一端连接所述第一电极的另一端，用于检测所述检测电路是否产生电信号并在检测到电信号后向外发送漏液提示信号。

上述漏液检测装置可用于动力电池中检测漏液，包括电解质和连接电解质的第一电极、第二电极。当动力电池发生漏液时，泄露的液体可浸润保护套，使得第一电极、第二电极和电解质盐发生反应产生电信号。信号检测模块检测到电信号后即可提醒用户。本实施例的漏液检测装置结构简单成本低，易于实现。当该漏液检测装置应用于电动汽车中时，信号提醒模块可提醒驾驶人员，起到提前预警的效果，防止危险的发生。

在其中一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极均包括金属丝。

在其中一个实施例中，所述保护套包括凝胶，当所述动力电池发生漏液时，液体浸润所述凝胶以使所述第一电极和所述第二电极导通。

在其中一个实施例中，所述电解质盐包括氯化钠或氯化钾。

在其中一个实施例中，还包括报警模块，所述报警模块连接所述信号检测模块，当所述信号检测模块检测到电信号，则向所述报警模块发送所述漏液提示信号以触发所述报警模块发出警报。

在其中一个实施例中，所述报警模块包括LED灯或喇叭。

一种动力电池系统，包括：

电池包，所述电池包具有预设位置；

还包括前述漏液检测装置，所述漏液检测装置设置于所述电池包的预设位置，用于检测所述电池包是否漏液。

在其中一个实施例中，所述电池包包括阵列设置的电池模组，所述电池模组包括：

电池模块；

水冷板，设置于所述电池模块的一面；

模组托盘，设置于所述水冷板背离所述电池模块的表面；

吸水层，设置于所述模组托盘与所述水冷板之间，用于吸收所述动力电池的漏液。

在其中一个实施例中，所述电池模组还包括主水管，用于进出水，所述主水管的外围包覆所述吸水层。

在其中一个实施例中，所述电池模组还包括分支水管，所述主水管通过所述分支水管连接所述水冷板。

在其中一个实施例中，所述吸水层包括无纺布和包覆于所述无纺布内的吸水材料。

在其中一个实施例中，所述吸水材料包括聚丙烯酸钠盐。

在其中一个实施例中，所述吸水层的厚度为1mm～1.5mm。

在其中一个实施例中，所述吸水层包括1层～3层。

本申请的一个实施例提供一种电动汽车，包括前述动力电池系统。

上述实施例提供的电动汽车及其动力电池系统，当电池模组的水冷板产生微漏液时，设置于水冷板下方的吸水层可吸收水冷板的微漏液，降低电池包中的金属被腐蚀和电路短路的风险。当电池包产生大量漏液时，设置于电池包下预设位置的漏液检测装置可检测到电池包的漏液，并提醒用户及时处理，防止产生更严重的影响。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的漏液检测装置示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的电池模组的截面示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的主水管与分支水管连接结构截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

正如背景技术所述，电池系统都会采用冷却液设计，而冷却液有泄露风险，当冷却液泄漏后逐渐累积至一定量一定之间，会对电池系统造成影响，使得电池系统无法正常工作。另外，出于对电池系统的安全性设计，防止电池系统中电芯热失控导致着火或者爆炸，通常会在电池系统的外箱上安装防爆阀，平衡电池系统内外的压力，然而安装防爆阀导致电池系统的密封效果差，空气中的水蒸气都可以经过防爆阀进入电池系统中。如果电池系统中的水蒸气凝结形成凝露则会导致绝缘故障，甚至短路等风险，因此消除电池系统中的凝露尤为重要。

针对上述技术问题，本申请的实施例提供漏液检测装置，可以在漏液初期可靠地检测到漏液，并提醒用户。另外，本申请的实施例还提供了一种动力电池，可有效吸收微漏液，防止漏液积累，对电池产生伤害。

请参见图1，本申请的一个实施例提供一种漏液检测装置，用于动力电池的漏液检测。漏液检测装置包括检测电路，检测电路包括：第一电极110、第二电极120、电解质130、信号检测模块140和直流电源。电解质130包括保护套131和包裹于保护套131内的电解质盐132。本实施例中，电解质的保护套在常态下一定的温度范围内为固态绝缘体，当遇水时可溶于水。第一电极110的一端邻接保护套131的第一端，第一电极110的另一端连接直流电源的正极。第二电极120的一端连接保护套131的第二端，第二电极120的另一端连接直流电源的负极。信号检测模块140连接第一电极110和直流电源，用于检测电路中是否产生信号，若产生信号，则检测电路向外发送漏液提示信号。

当动力电池未发生漏液时，第一电极110、第二电极120和电解质盐132之间由于存在保护套131隔离，因此无法发生反应，故检测电路断路，电路中不存在电信号。信号检测模块150无法检测到电信号，进而不向外发送漏液提示信号，表明动力电池味发生漏液。

当动力电池发生漏液时，液体可浸润保护套132，第一电极110通过浸润的保护套131与电解质盐132发生氧化还原反应，第二电极120也可通过浸润的保护套131与电解质盐132发生氧化还原反应，进而电路中存在电子交换、产生电信号。信号检测模块150检测到电信号后发送漏液提示信号，用户接收到漏液提示信号即可判断动力电池发生漏液。

上述漏液检测装置可用于动力电池中检测漏液，动力电池包括电解质130和连接电解质130的第一电极110、第二电极120。当动力电池发生漏液时，泄露的液体可浸润保护套，使得第一电极110、第二电极120和电解质盐132发生反应产生电信号。信号检测模块150检测到电信号后即可提醒用户。本实施例的漏液检测装置结构简单成本低，易于实现。当该漏液检测装置应用于电动汽车中时，信号提醒模块可提醒驾驶人员，起到提前预警的效果，防止危险的发生。

在其中一个实施例中，第一电极110为金属丝，第二电极120也为金属丝。金属丝可以是铜丝或铝丝，采用铜丝或铝丝可以在保证导电性能的条件下降低装置的成本。

在其中一个实施例中，电解质130的保护套131可以是凝胶。当动力电池发生漏液时，泄露的液体浸润凝胶，凝胶可溶于液体。因此，当凝胶浸润后，第一电极110和第二电极120可直接接触电解质盐。由于第一电极110和第二电极120均为金属丝，因此第一电极110和第二电极120可与电解质盐发生氧化还原反应，进而电路中产生电流。本实施例中，电解质盐可以是氯化钠或氯化钾。上述实施例提供的漏液检测装置，检测原理简单可靠，材料易获取且成本低，因此，可在漏液初期检测到液体，进而提醒用户，及时进行防护，避免产生重大影响。

在其中一个实施例中，漏液检测装置还可以包括报警模块。报警模块可与信号检测模块连接。当信号检测模块检测到漏液时，控制报警模块报警以提醒用户。本实施例中，报警模块可以通过声或光或两者兼具的形式报警，例如，报警模块可以是LED灯，当LED灯亮的时候，提示用户动力电池漏液，当LED等暗的时候表明动力电池正常。或报警模块也可以是彩灯，例如红灯标识动力电池漏液，绿灯表示动力电池正常。或报警模块也可以是喇叭，通过声音进行提示，本实施例不再赘述。

上述实施例提供的漏液检测装置，可在漏液初期有效地检测到漏液并提醒用户及时处理，防止漏液累积对动力电池的正常使用产生影响。

本申请的又一实施例提供一种动力电池系统，包括电池包，该电池包具有预设位置。动力电池系统还包括前述的漏液检测装置。漏液检测装置安装于电池包的预设位置。其中，预设位置为电池包的最底部。当动力电池发生漏液时，由于重力作用液体流向动力电池的最底部，因此将漏液检测装置安装于动力电池最底部可有效地检测动力电池是否漏液。当电池包应用于动力汽车时，该预设位置可随电池包的安装位置变动，并非固定，只要是电池包的最低位置即可。

请参见图2，在本实施例中，电池包包括阵列排布的多个电池模组，每个电池模组均包括：电池模块210、水冷板220、模组托盘230和吸水层240。其中，电池模块210用于产生电力提供电能。电池模块210的上方还设置有上盖250，用于保护电池模块210。水冷板220设置于电池模块210背离上盖250的一面，水冷板220用于存储冷却液，可解决由于能量密度的增加导致电池发热的问题。在使用过程中，水冷板220内部的冷却液可能产生渗漏，进而对动力电池的性能造成影响。模组托盘230设置于水冷板220背离电池模块210的一面，用于承载水冷板220和电池模块210。因此，本实施例中的动力电池为了解决水冷板220可能产生的渗漏问题，在水冷板220和模组托盘210之间设置有吸水层240，用于吸收水冷板220渗漏出的液体。吸水层240可吸收较多水分，保水能力高，吸水后水分不易被挤压出来。

上述实施例提供的动力电池系统，当电池模组的水冷板220产生微漏液时，设置于水冷板220下方的吸水层240可吸收水冷板220的微漏液，降低电池包中的金属被腐蚀和电路短路的风险。当电池包产生大量漏液时，设置于电池包最底部的漏液检测装置可检测到动力电池的漏液，并提醒用户及时处理，防止产生更严重的影响。

请参见图3，在其中一个实施例中，电池模组还包括主水管310和分支水管320。一个主水管310上可间隔设置多个分支水管320，主水管310通过分支水管320连接至水冷板220，并将冷却液通过分支水管320输送至是冷板。主水管310的截面可以是圆形、方形或其他形状。

本实施例中，以主水管310的截面为方形为例进行说明。主水管310包括四个侧面，分支水管320均通过其中一个侧面与主水管310连通。由于主水管310用于输送冷却液，因此，主水管310也可能存在漏液风险。另外，由于动力电池没有完全密封，外界的水蒸气可进入动力电池内部，并在主水管310上凝结形成凝露，漏液和凝露可能会腐蚀动力电池内部的金属，使得动力电池内部的电路短路。因此，针对上述问题，本实施例在主水管310的其他侧面上也包覆吸水层240，用于吸收漏液和凝露，以降低动力电池被腐蚀或短路的风险。进一步的，也可以在分支水管320上同样包覆吸水层240，使得吸水效果更好。

在其中一个实施例中，吸水层240包括无纺布和包覆于无纺布内的吸水材料，无纺布用作吸水材料的载体。本实施例中，吸水材料包括聚丙烯酸钠盐。聚丙烯酸钠盐无毒无害、无污染，且吸水能力高，可吸收自身重量几百倍甚至几千倍的水分。而且其保水能力高，所吸收的水分不易被简单的物理方法寄挤出。因此，采用聚丙烯酸钠盐可吸收较多动力电池的漏液，且不会对动力电池和用户产生不良影响。

吸水层240的厚度为1mm～1.5mm。具体的，吸水层240可以是1mm，当吸水层240为1mm时，吸水层240重量较轻，可满足动力电池的轻量化需求。吸水层也可以是1.2mm，当吸水层为1.2mm时，可在兼顾动力电池的轻量化需求和吸水能力需求。当然，吸水层也可以为1.5mm，此时，动力电池的吸水能力较高。上述实施例中，吸水层240可设置1层～3层。具体的，吸水层可以为1层、2层或3层，可根据客户的需求进行选择。

上述实施例提供的动力电池系统，其电池模组使用高吸水性聚丙烯酸钠材料作为模组水冷板下部和水管外部的吸水层，可有效吸收冷却液的微漏和水蒸气所造成的凝露，降低电池包中金属腐蚀和短路风险。同时，聚丙烯酸钠材料吸水后不易通过单纯的物理挤压将水排出，因此可靠性高，是一种安全无毒的吸水材料。另外，上述动力电池系统还包括漏液检测装置，漏液检测装置通过两根金属丝以及凝胶包裹的电解质盐进行漏液检测，结构简单，功能可靠，成本低廉，可用于大规模生产。

本申请的又一实施例提供一种电动汽车，包括前述动力电池系统。

上述实施例提供的电动汽车，其上的动力电池系统使用高吸水性聚丙烯酸钠材料作为模组水冷板下部和水管外部的吸水层，可有效吸收冷却液的微漏和水蒸气所造成的凝露，降低电池包中金属腐蚀和短路风险。同时，聚丙烯酸钠材料吸水后不易通过单纯的物理挤压将水排出，因此可靠性高，是一种安全无毒的吸水材料。另外，上述动力电池系统还包括漏液检测装置，漏液检测装置通过两根金属丝以及凝胶包裹的电解质盐进行漏液检测，结构简单，功能可靠，成本低廉，可用于大规模生产。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种漏液检测装置，用于动力电池系统中进行漏液检测，其特征在于，所述漏液检测装置包括检测电路，所述检测电路包括：

直流电源；

电解质，包括保护套和包裹于所述保护套内的电解质盐；其中，所述保护套为固态绝缘体；

第一电极，一端连接所述保护套的第一端；

第二电极，一端连接所述直流电源的负极，另一端连接所述保护套的第二端；

信号检测模块，一端连接所述直流电源的正极，另一端连接所述第一电极的另一端，用于检测所述检测电路是否产生电信号并在检测到电信号后向外发送漏液提示信号；

报警模块，连接所述信号检测模块，当所述信号检测模块检测到电信号，则向所述报警模块发送所述漏液提示信号以触发所述报警模块发出警报。

2.根据权利要求1所述的漏液检测装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均包括金属丝。

3.根据权利要求1所述的漏液检测装置，其特征在于，所述保护套包括凝胶，当所述动力电池发生漏液时，液体浸润所述凝胶以使所述第一电极和所述第二电极导通。

4.根据权利要求1所述的漏液检测装置，其特征在于，所述电解质盐包括氯化钠或氯化钾。

5.根据权利要求1所述的漏液检测装置，其特征在于，所述报警模块包括LED灯或喇叭。

6.一种动力电池系统，其特征在于，包括：

电池包，所述电池包具有预设位置；

所述动力电池系统还包括权利要求1-5中任一项所述的漏液检测装置，所述漏液检测装置设置于所述电池包的预设位置，用于检测所述电池包是否漏液。

7.根据权利要求6所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池包包括阵列设置的电池模组，所述电池模组包括：

电池模块；

水冷板，设置于所述电池模块的一面；

模组托盘，设置于所述水冷板背离所述电池模块的表面；

吸水层，设置于所述模组托盘与所述水冷板之间，用于吸收所述动力电池的漏液。

8.根据权利要求7所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池模组还包括主水管，用于进出水，所述主水管的外围包覆所述吸水层。

9.根据权利要求8所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池模组还包括分支水管，所述主水管通过所述分支水管连接所述水冷板。

10.根据权利要求9所述的动力电池系统，其特征在于，所述吸水层包括无纺布和包覆于所述无纺布内的吸水材料。

11.根据权利要求10所述的动力电池系统，其特征在于，所述吸水材料包括聚丙烯酸钠盐。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的动力电池系统，其特征在于，所述吸水层的厚度为1mm～1.5mm。

13.根据权利要求12所述的动力电池系统，其特征在于，所述吸水层包括1层～3层。

14.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求6～13中任一项所述的动力电池系统。

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