CN112216912B - 电池、电池包以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，提供一种电池、电池包以及车辆，所述电池包括壳体、卷芯、传感器、导线以及安装组件；所述壳体内部具有腔室，所述壳体上开设有与所述腔室连通的通孔；所述卷芯设置在所述腔室中；所述传感器设置在所述腔室中；所述导线的一端穿过所述通孔伸入所述腔室中并与所述传感器连接，另一端与外部的电池管理系统连接；所述安装组件设置在所述壳体上以对所述导线定位，并且，所述安装组件设置为能够在所述导线与所述通孔之间提供密封。本发明的电池能够有效监测内部运行的实际情况，并及时反馈给电池管理系统，从而能够对安全隐患提前预警。

Description

电池、电池包以及车辆
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池、电池包以及车辆。
背景技术
目前，电动车辆(例如电动汽车)在人们生活中的普及越来越广，市场上的电动车辆采用电池作为动力源，这就对电池的安全性能提出了很高的要求。而现有技术存在的问题是：电池的安全性能无法得到有效保证，实际中已多次出现电动车辆的电场发生自燃的事件，其严重影响了人们的生命、财产安全，并且也降低了人们对电动车辆的认可程度。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电池，该电池能够有效监测内部运行的实际情况，并及时反馈给电池管理系统，从而能够对安全隐患提前预警。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电池，所述电池包括壳体、卷芯、传感器、导线以及安装组件；所述壳体内部具有腔室，所述壳体上开设有与所述腔室连通的通孔；所述卷芯设置在所述腔室中；所述传感器设置在所述腔室中；所述导线的一端穿过所述通孔伸入所述腔室中并与所述传感器连接，另一端与外部的电池管理系统连接；所述安装组件设置在所述壳体上以对所述导线定位，并且，所述安装组件设置为能够在所述导线与所述通孔之间提供密封。
可选的，所述安装组件包括安装座、压紧件以及密封件；所述安装座为两端敞口的筒状结构，所述安装座的一端固定设置在所述壳体上并使得所述通孔位于所述安装座一端的敞口中；所述压紧件设有能够允许所述导线穿过的贯穿孔，所述压紧件设置为能够通过所述安装座远离所述壳体的一端的敞口部分地伸入所述安装座中；所述密封件设置在所述安装座中，所述密封件设置为能够被所述压紧件伸入所述安装座中的部分挤压而在所述导线与所述通孔之间提供密封。
可选的，所述安装座的内壁设有内螺纹，所述压紧件能够伸入所述安装座中的部分设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。
可选的，所述密封件为锥状体，所述密封件沿其高度方向开设有用于所述导线穿过的第一引导孔，所述密封件的底部能够完全覆盖所述壳体的通孔，所述导线穿设在所述第一引导孔中，其中，所述第一引导孔的内径小于所述导线的外径。
可选的，所述压紧件能够伸入所述安装座中的部分设有凹槽，所述凹槽与所述密封件的上部的形状相匹配，其中，所述凹槽的深度小于所述密封件的高度，并且所述密封件的高度大于或等于所述安装座的高度。
可选的，所述密封件包括能够相互分离的第一半部和第二半部，所述第一半部上设有第一槽体，所述第二半部上设有第二槽体，所述第一槽体的槽口部分与所述第二槽体的槽口部分对接能够形成所述第一引导孔。
可选的，所述密封件包括水平部以及垂直设置在所述水平部上的竖直部，所述密封件设有贯通所述水平部以及所述竖直部的第二引导孔，所述导线穿设在所述第二引导孔中；所述竖直部设置为能够部分地伸入所述壳体的通孔中并定位，所述水平部设置为能够在所述竖直部定位时完全覆盖所述通孔。
可选的，所述第二引导孔的内径小于所述导线的外径；和/或，所述竖直部与所述通孔为过盈配合。
相对于现有技术，本发明所述的电池具有以下优势：
将所述导线的一端依次穿过所述安装组件和所述通孔伸入所述壳体的腔室中，与设置在腔室中的传感器电连接。所述导线的另一端与外部的电池管理系统电连接，从而实现所述传感器与电池管理系统的连接，所述传感器能够将在所述腔室中检测到的温度、电位、气压等信号通过所述导线传递至电池管理系统，从而实现对安全隐患提前预警。并且，为了防止腔室中的电解液等流体通过所述通孔向外部泄露，使用安装组件对所述导线定位的同时还能够在所述导线与所述通孔之间提供密封，从而防止流体从电池的腔室中泄露。
本发明还提供一种电池包，所述电池包至少包括一个上述的电池。
本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述的电池包。
所述电池包、所述车辆与上述电池相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明的电池的一种实施方式的立体图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
图3为本发明的安装组件的一种实施方式的爆炸示意图；
图4为图3的装配图；
图5为本发明的安装组件的密封件的一种实施方式的结构示意图；
图6为图3的剖视图；
图7为图6的分解示意图；
图8为本发明的安装组件的另一种实施方式的爆炸示意图；
图9为图8的装配图；
图10为图8的剖视图；
图11为图10的分解示意图。
附图标记说明：
110-安装座，120-压紧件，121-贯穿孔，122-凹槽，130-密封件，131- 第一引导孔，132-第一半部，133-第二半部，134-水平部，135-竖直部，136- 第二引导孔，200-壳体，210-通孔，300-卷芯，400-传感器，500-导线
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施方式中所提到的“上、下”，是指附图中的上方及下方。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
如图1～图11所示，本发明的电池包括壳体200、卷芯300、传感器400、导线500以及安装组件；壳体200内部具有腔室，壳体200上开设有与腔室连通的通孔210；卷芯300设置在腔室中；传感器400设置在腔室中；导线 500的一端穿过通孔210伸入腔室中并与传感器400连接，另一端与外部的电池管理系统连接；安装组件设置在壳体200上以对导线500定位，并且，安装组件设置为能够在导线500与通孔210之间提供密封。
在本发明中，将导线500的一端依次穿过安装组件和通孔210伸入壳体 200的腔室中，与设置在腔室中的传感器400电连接。导线500的另一端与外部的电池管理系统电连接，从而实现传感器400与电池管理系统的连接，传感器400能够将在腔室中检测到的温度、电位、气压等信号通过导线500 传递至电池管理系统，从而实现对安全隐患提前预警。并且，为了防止腔室中的电解液等流体通过通孔210向外部泄露，使用安装组件对导线500定位的同时还能够在导线500与通孔210之间提供密封，从而防止流体从电池的腔室中泄露。
应当理解的是，安装组件可以设计为多种形式，只要其能够将导线500 定位在通孔210处并在导线500与通孔210之间提供密封即可。例如，安装组件可以包括橡胶密封环，橡胶密封环能够将导线500与通孔210之间的间隙密封住。
为了使导线500不会因晃动等原因从通孔210中脱离，需要提高安装组件对导线500的定位的稳定性，并且，为了在需要检修或更换导线500时能够方便地将导线500从通孔210中取出，在本发明的一种实施方式中，安装组件采用如下形式：安装组件包括安装座110、压紧件120以及密封件130；安装座110为两端敞口的筒状结构，安装座110的一端固定设置在壳体200 上并使得通孔210位于安装座110一端的敞口中；压紧件120设有能够允许导线500穿过的贯穿孔121，压紧件120设置为能够通过安装座110远离壳体200的一端的敞口部分地伸入安装座110中；密封件130设置在安装座110 中，密封件130设置为能够被压紧件120伸入安装座110中的部分挤压而在导线500与通孔210之间提供密封。在本实施方式中，筒状的安装座110的一端敞口可以通过焊接等方式固定在通孔210处的壳体200上，也就是说，该敞口将通孔210围在其内部。导线500的一端依次穿过压紧件120的贯穿孔121、密封件130以及壳体200上的通孔210伸入腔室中与传感器400电连接，再将压紧件120的部分通过安装座110的上方敞口压入安装座110的筒体中，使得密封件130在导线500与通孔210之间提供密封。这种实施方式的优点在于，通过安装座110与压紧件120的配合充分地保证了导线500 的定位稳定性，同时又通过密封件130保证了导线500与通孔210之间的密封，而在需要检修或更换导线500时，只需将压紧件120从安装座110上脱离，即可将导线500从通孔210中取出，十分方便。
压紧件120与安装座110可以通过多种形式实现相互连接，例如，可以在安装座110上设有卡扣，在压紧件120上设有与卡扣匹配的卡爪，从而实现压紧件120与安装座110的连接与脱离。为了使压紧件120与安装座110 的连接更加稳定，同时也使得安装组件的结构更加简单，在本发明的一种实施方式中，安装座110的内壁设有内螺纹，压紧件120能够伸入安装座110 中的部分设有与内螺纹匹配的外螺纹，即，压紧件120通过旋转的方式拧入安装座110中。压紧件120可以设计为多种形状，在以下的阐释说明中，将以螺栓形状的压紧件120进行说明，该螺栓形状的压紧件120的贯穿孔121 沿着螺栓的长度方向贯穿设置。
应当理解的是，密封件130可以设计为多种形式，只要其能够在导线500 与通孔210之间提供密封即可。
如图3～图7所示，在本发明的一种实施方式中，密封件130为锥状体，密封件130沿其高度方向开设有用于导线500穿过的第一引导孔131，密封件130的底部能够完全覆盖壳体200的通孔210，导线500穿设在第一引导孔131中，其中，第一引导孔131的内径小于导线500的外径，也就是说，当导线500穿设在第一引导孔131中时，导线500与第一引导孔131之间为过盈配合，流体无法通过第一引导孔131向外泄露，同时，密封件130的底部完全覆盖通孔210，也能够防止腔室内的流体通过通孔210向外泄露。
需要说明的是，第一引导孔131的内径是略微地小于导线500的外径，既保证导线500能够穿过，又保证导线500与第一引导孔131之间为过盈配合。
为了使压紧件120能够有效地挤压锥状的密封件130，使得密封件130 的底部完全贴合在壳体200上而实现密封，如图7所示，压紧件120能够伸入安装座110中的部分设有凹槽122，凹槽122与密封件130的上部的形状相匹配，其中，凹槽122的深度小于密封件130的高度，并且密封件130的高度大于或等于安装座110的高度。在压紧件120的螺杆部分旋入安装座110 时，凹槽122的槽壁也在不断地向下挤压密封件130，从而使密封件130的底部完全贴合在壳体200上，并且，通过设计凹槽122的深度、密封件130 的高度以及安装座110的高度关系，能够保证当压紧件120与安装座110完全拧紧时，凹槽122的槽壁能够有效地向密封件130提供向下的压力。
为了便于导线500穿过第一引导孔131，如图5所示，可选的，密封件 130可以包括能够相互分离的第一半部132和第二半部133，第一半部132 上设有第一槽体，第二半部133上设有第二槽体，第一槽体的槽口部分与第二槽体的槽口部分对接能够形成第一引导孔131。这样即可先将导线500放入第一槽体或第二槽体中，再合并第一半部132和第二半部133，导线500 就穿设在第一引导孔131当中了，操作简单。
如图8～图11所示，在本发明的另一种实施方式中，密封件130包括水平部134以及垂直设置在水平部134上的竖直部135，密封件130设有贯通水平部134以及竖直部135的第二引导孔136，导线500穿设在第二引导孔 136中；竖直部135设置为能够部分地伸入壳体200的通孔210中并定位，水平部134设置为能够在竖直部135定位时完全覆盖通孔210。在这种实施方式中，导线500穿设在第二引导孔136中，密封件130的竖直部135的部分位于通孔210中，从而保证导线500不会左右乱晃或从通孔210中脱出，水平部134完全覆盖通孔210，从而封住通孔210，防止腔室内的流体通过通孔210向外泄露。
需要注意的是，为了保证密封件130的密封性，第二引导孔136的内径设置为略微地小于导线500的外径，即，导线500能够与第二引导孔136过盈配合。并且，竖直部135与通孔210设置为过盈配合，从而有效防止流体通过通孔210向外泄露。
另外，还可以在压紧件120与安装座110之间设置密封垫圈，进一步提高安装组件整体的密封性。
在本发明中，传感器400可以包括电位传感器、温度传感器、气压传感器等等。电位传感器可以设置在卷芯300的内部并位于电池正负极之间。温度传感器可以根据需要设置在不同的位置，如若检测卷芯300内部的温度，则可将温度传感器设置在卷芯300的内部。气压传感器可以设置在卷芯300 与壳体200之间的间隙中。
本发明还提供了一种电池包，该电池包由多个电池串联或并联组成，其中至少一个电池是上述的电池，例如，一个电池包包括十个电池，基于成本的考虑，可以仅仅将其中一个电池设置为上述的电池，该电池与其他电池串联或者并联，即可实现对电池包整体进行监测的功能，从而能够对安全隐患提前预警。
本发明还提供了一种车辆，由于该车辆采用了上述的电池及电池包，因此也具有能够对安全隐患提前预警的优点。
以上仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括壳体(200)、卷芯(300)、传感器(400)、导线(500)以及安装组件；
所述壳体(200)内部具有腔室，所述壳体(200)上开设有与所述腔室连通的通孔(210)；
所述卷芯(300)设置在所述腔室中；
所述传感器(400)设置在所述腔室中；
所述导线(500)的一端穿过所述通孔(210)伸入所述腔室中并与所述传感器(400)连接，另一端与外部的电池管理系统连接；
所述安装组件设置在所述壳体(200)上以对所述导线(500)定位，并且，所述安装组件设置为能够在所述导线(500)与所述通孔(210)之间提供密封；
所述安装组件包括安装座(110)、压紧件(120)以及密封件(130)；
所述安装座(110)为两端敞口的筒状结构，所述安装座(110)的一端固定设置在所述壳体(200)上并使得所述通孔(210)位于所述安装座(110)一端的敞口中；
所述压紧件(120)设有能够允许所述导线(500)穿过的贯穿孔(121)，所述压紧件(120)设置为能够通过所述安装座(110)远离所述壳体(200)的一端的敞口部分地伸入所述安装座(110)中；
所述密封件(130)设置在所述安装座(110)中，所述密封件(130)设置为能够被所述压紧件(120)伸入所述安装座(110)中的部分挤压而在所述导线(500)与所述通孔(210)之间提供密封；
所述密封件(130)为锥状体，所述密封件(130)沿其高度方向开设有用于所述导线(500)穿过的第一引导孔(131)，所述密封件(130)的底部能够完全覆盖所述壳体(200)的通孔(210)，所述导线(500)穿设在所述第一引导孔(131)中，其中，所述第一引导孔(131)的内径小于所述导线(500)的外径。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述安装座(110)的内壁设有内螺纹，所述压紧件(120)能够伸入所述安装座(110)中的部分设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压紧件(120)能够伸入所述安装座(110)中的部分设有凹槽(122)，所述凹槽(122)与所述密封件(130)的上部的形状相匹配，其中，所述凹槽(122)的深度小于所述密封件(130)的高度，并且所述密封件(130)的高度大于或等于所述安装座(110)的高度。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封件(130)包括能够相互分离的第一半部(132)和第二半部(133)，所述第一半部(132)上设有第一槽体，所述第二半部(133)上设有第二槽体，所述第一槽体的槽口部分与所述第二槽体的槽口部分对接能够形成所述第一引导孔(131)。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封件(130)包括水平部(134)以及垂直设置在所述水平部(134)上的竖直部(135)，所述密封件(130)设有贯通所述水平部(134)以及所述竖直部(135)的第二引导孔(136)，所述导线(500)穿设在所述第二引导孔(136)中；所述竖直部(135)设置为能够部分地伸入所述壳体(200)的通孔(210)中并定位，所述水平部(134)设置为能够在所述竖直部(135)定位时完全覆盖所述通孔(210)。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第二引导孔(136)的内径小于所述导线(500)的外径；和/或，所述竖直部(135)与所述通孔(210)为过盈配合。
7.一种电池包，其特征在于，所述电池包至少包括一个权利要求1-6中任意一项所述的电池。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求7所述的电池包。
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