CN113314771A - 电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆 - Google Patents

电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN113314771A
CN113314771A CN202110198025.7A CN202110198025A CN113314771A CN 113314771 A CN113314771 A CN 113314771A CN 202110198025 A CN202110198025 A CN 202110198025A CN 113314771 A CN113314771 A CN 113314771A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
tray
liquid
voltage conductor
management system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110198025.7A
Other languages
English (en)
Inventor
M.莱特纳
J.弗里茨
P.斯特斯尔
M.施利克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP20159257.3A external-priority patent/EP3872889B1/en
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN113314771A publication Critical patent/CN113314771A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4228—Leak testing of cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/484—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring electrolyte level, electrolyte density or electrolyte conductivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明涉及电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆，该电池系统包括：外壳，包括外壳框架和基底框架，其中外壳框架和基底框架围绕外壳空间；至少一个电池模块，包括通过汇流条电连接到彼此的多个电池单元，其中电池模块设置在外壳空间中；至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及与电池管理系统集成的液体检测系统，其中电池管理系统适于通过液体检测系统检测托盘内部的液体，其中液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到汇流条并且其第二端设置在基底框架和托盘基底之间。

Description

电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆
技术领域
本发明涉及电池系统、用于电池系统内部的泄漏检测的方法以及包括至少一个电池系统的车辆。
背景技术
近年来，已经开发使用电力作为运动源的用于货物和人员的运输的车辆。这样的电动车辆是使用储存在可再充电电池中的能量由电机驱动的汽车。电动车辆可以仅由电池供电，或者可以是由例如基于燃料的发电机供电的混合动力车辆的形式。此外，车辆可以包括电机和常规内燃机的组合。通常，电动车辆电池(EVB)或牵引电池是用于为电池电动车辆(BEV)的推进提供动力的电池。电动车辆电池与启动电池、照明电池和点火电池不同，因为它们被设计为在持续的时间段内提供电力。可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于，它能够重复地充电和放电，而一次电池仅提供化学能到电能的不可逆转变。低容量可再充电电池用作小型电子设备诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机的电源，而高容量可再充电电池用作混合动力车辆等的电源。
通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极、以及插置在正电极和负电极之间的隔板；接收电极组件的壳体；以及电连接到电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳体中以使得能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应而进行电池的充电和放电。壳体的形状(例如圆筒形或矩形)取决于电池的预期用途。锂离子(和类似的锂聚合物)电池通过其在膝上型计算机和消费电子产品中的使用而广为人知，在开发中的最新的一组电动车辆中占主导地位。
可再充电电池可以用作由多个串联和/或并联联接的单位电池单元形成的电池模块从而提供高能量密度，特别是用于混合动力车辆的电机驱动。也就是，电池模块通过取决于所需的电量互连所述多个单位电池单元的电极端子而形成，以实现大功率的可再充电电池。
电池包是一组任意数量的(优选地，相同的)电池模块。它们可以串联、并联或两者混合地配置以提供所需的电压、容量或功率密度。电池包的部件包括各个电池模块以及在它们之间提供导电性的互连器。
这样的电池包的机械集成要求(例如电池模块的)各个部件之间以及它们与车辆的支撑结构之间的适当的机械连接。这些连接必须在电池系统的平均使用寿命期间保持起作用和安全。此外，必须满足安装空间和可互换性的要求，尤其是在移动应用中。
电池模块的机械集成可以通过提供载体框架并通过将电池模块放置在其上来实现。固定电池单元或电池模块可以通过框架中的合适的凹陷或通过机械互连器(诸如螺栓或螺钉)来实现。可选地，电池模块通过将侧板紧固到载体框架的侧面来限制。此外，盖板可以固定在电池模块之上和之下。
电池包的载体框架被安装到车辆的承载结构。在电池包应当固定在车辆的底部的情况下，机械连接可以从底侧建立，例如通过穿过电池包的载体框架的螺栓。载体框架通常由铝或铝合金制成以降低该构造的总重量。
尽管任何模块化的结构，根据现有技术的电池系统通常包括电池壳体，该电池壳体用作外壳以密封该电池系统免受环境影响并提供对电池系统的部件的结构保护。带有外壳的电池系统通常整个安装在其应用环境(例如电动车辆)中。因此，有缺陷的系统零件(例如有缺陷的电池子模块)的更换需要先拆卸整个电池系统并移除其外壳。甚至小和/或廉价的系统零件的缺陷也可能导致整个电池系统的拆卸和更换以及其单独维修。由于高容量电池系统是昂贵、大且重的，所以所述过程证明是繁重的，并且体积大的电池系统的储存(例如在机械师的车间中)变得很困难。
为了提供电池包的热控制，需要热管理系统以通过有效地散发、释放和/或消散从其可充电电池产生的热而安全地使用至少一个电池模块。如果没有充分进行散发/释放/消散，则在各个电池单元之间发生温度偏差，使得至少一个电池模块不能产生期望的电量。此外，内部温度的升高可能导致在其中发生异常反应，因此可再充电电池的充电和放电性能变差并且可再充电电池的寿命缩短。因此，需要用于有效地散发/释放/消散来自单元的热量的单元冷却。
因此，电池系统可以包括用于冷却电池的冷却系统。通常使用液体冷却系统而不是空气冷却系统，因为与液体冷却系统相比，后者的性能较低。但是，液体冷却系统可能始终存在泄漏问题的风险，尤其是在电池系统不密封的情况下。来自电池模块的冷却液体可能在电池外壳中泄漏。因此，电池外壳将充以液体，该液体是从电池模块泄漏的冷却液体。此外，冷却液体是导电的。因此，当电池外壳内部的液体达到一定水平使得该液体与电池模块接触时，则可能发生与安全相关的问题，诸如绝缘故障、电解、爆炸性气体的释放。
EP2506360A1公开了一种电池包，该电池包具有包括电池的外壳以及包括导电线栅和布置在导电线栅之间的开孔泡沫层(open cell foam layer)的液体泄漏检测系统，DE10 2013201411A1公开了一种包括传感器的外壳，该传感器被设计来检测外壳内的泄漏的液体。
因此，本发明的一目的是克服或减少现有技术的缺点中的至少一些，并提供能够检测电池系统的外壳内的液体的存在的电池系统。
发明内容
本公开的实施方式试图至少在某种程度上解决现有技术中存在的问题中的至少一个。具体地，提供一种用于车辆的电池系统。该电池系统包括：外壳，包括外壳框架和基底框架，其中外壳框架和基底框架围绕外壳空间；至少一个电池模块，包括通过汇流条电连接到彼此的多个电池单元，其中电池模块设置在外壳空间中；至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及与电池管理系统集成的液体检测系统，其中电池管理系统适于通过液体检测系统检测托盘内部的液体，其中液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到汇流条并且其第二端设置在基底框架和托盘基底之间。电池系统还可以包括具有冷却液体的冷却系统，其中电池模块适于接收用于冷却的冷却液体。托盘框架可以联接到基底框架，托盘框架和托盘基底可以是电绝缘的；托盘基底可以位于距基底框架预定距离处。
根据本发明的另一方面，提供一种用于电池系统内部的泄漏检测的方法。该方法包括以下步骤：
I.提供电池系统，该电池系统包括：
(i)外壳，包括外壳框架和基底框架，其中外壳框架和基底框架围绕外壳空间；
(ii)具有冷却液体的冷却系统；
(iii)至少一个电池模块，包括彼此电连接的多个电池单元，其中电池模块设置在外壳空间中，其中电池模块适于接收用于冷却的冷却液体；
(iv)至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及
(v)与电池管理系统集成的液体检测系统，其中电池管理系统适于通过液体检测系统检测托盘内部的液体，其中液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到汇流条并且其第二端设置在基底框架和托盘基底之间；
II.通过电池管理系统监测冷却系统内部的冷却液体的减少；
III.通过电池管理系统监测托盘内部的液体的增加；
IV.通过电池管理系统将冷却系统内部的冷却液体的减少与托盘内部的液体的增加进行比较；以及
V.通过电池管理系统验证，如果冷却系统内部的冷却液体的减少对应于托盘内部的液体的增加，则托盘内部的液体是冷却液体。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆，该车辆包括至少一个如上所述的电池系统。
本发明的另外的方面可以从从属权利要求或以下描述被了解。
附图说明
通过参照附图详细描述示范性实施方式，特征将对于本领域普通技术人员变得明显，附图中：
图1示出根据一实施方式的具有高电压导体的电池系统的示意性透视图；
图2示出根据一实施方式的具有高电压导体和低电压导体的电池系统的示意性透视图；
图3示出根据一实施方式的具有储液器的电池系统的示意性透视图；
图4示出根据一实施方式的为汇流条的一部分的高电压导体的示意图；
图5示出根据一实施方式的连接到汇流条的高电压导体的示意图；
图6示出根据一实施方式的用于电池系统内部的泄漏检测的方法的流程图；
图7示出根据一实施方式的用于电池系统内部的泄漏检测的方法的一步骤的流程图；
图8示出根据一实施方式的具有储液器的电池系统的示意性透视图；
图9示出根据一实施方式的具有储液器的电池系统的示意性透视图；以及
图10示出根据一实施方式的具有储液器的电池系统的示意性透视图。
具体实施方式
通过参照以下对实施方式的详细描述和附图，本发明构思的特征及其实现方法可以更易于理解。在下文，将参照附图更详细地描述示例实施方式，在附图中相同的附图标记始终表示相同的元件。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，并且不应被解释为仅限于这里示出的实施方式。相反，提供这些实施方式作为示例，使得本公开将是透彻和完整的，并将本发明的方面和特征充分传达给本领域技术人员。因此，可以不描述对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征而言不必要的工艺、元件和技术。除非另外地说明，否则在整个附图和文字描述中，相同的附图标记表示相同的元件，因此，将不重复其描述。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件、层和区域的相对尺寸。
如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关的所列项目的任何和所有组合。此外，当描述本发明的实施方式时“可以”的使用是指“本发明的一个或更多个实施方式”。
将理解，尽管使用术语“第一”和“第二”来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区别开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被命名为第二元素，并且类似地，第二元件可以被命名为第一元件。
在本发明的实施方式的以下描述中，单数形式的术语可以包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
还将理解，术语“包括”或“包含”指定性质、区域、固定数量、步骤、工艺、元件、部件以及其组合，但是不排除其它的性质、区域、固定数量、步骤、工艺、元件、部件及其组合。
为了便于说明，这里可以使用空间关系术语诸如“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……之下”、“在……之上”、“上”等以描述如附图所示的一个元件或特征的与另一个(些)元件或特征的关系。将理解，除了附图中绘出的取向之外，空间关系术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”或“下方”的元件将于是取向为在其它元件或特征“之上”。因此，示例术语“在……下面”和“在……之下”可以涵盖之上和之下两种取向。装置可以另外地取向(例如，旋转90度或处于其它取向)，并且这里使用的空间关系描述语应当被相应地解释。还将理解，当一部件或元件被称为在另一部件或元件“之上”或“上”时，它可以直接在另一部件或元件上，或者也可以存在居间的部件或元件。
除非另外地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属的领域内的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将理解的，诸如在常用词典中定义的那些术语的术语应当被解释为具有与它们在相关领域和/或本说明书的背景中的含义一致的含义，不应被解释为理想化或过于形式化的意义，除非这里明确地如此限定。
图1是示出根据一示范性实施方式的电池系统10的透视图。电池系统10包括外壳11，外壳11包括外壳框架12a和基底框架12b(通过虚线示出)。基底框架12b具有矩形形状并可以由导电材料(诸如铜)构成。外壳框架12a和基底框架12b围绕外壳空间13。电池系统10包括三个电池模块M1、M2和M3，即第一电池模块M1、第二电池模块M2和第三电池模块M3，其中电池模块M1、M2和M3设置在外壳空间13中。电池模块M1、M2和M3中的每个分别包括模块外壳24和模块基底25，其中模块外壳24和模块基底25中的每个分别围绕对应的模块空间26。电池模块M1、M2和M3中的每个的模块基底25由基底框架12b支撑。换句话说，电池模块M1、M2和M3安置在基底框架12b上。电池模块M1、M2和M3中的每个的模块基底25通过可为本领域普通技术人员已知的机械手段联接到基底框架12b。还可以想到，电池模块M1、M2和M3的尺寸可以适配为使得电池模块M1、M2和M3被适合地设置在外壳空间13中并由电池系统10的外壳框架12a和基底框架12b支撑。
第一电池模块M1包括多个电池单元14，第二电池模块M2包括多个电池单元15，第三电池模块M3包括多个电池单元16。换句话说，多个电池单元14、15和16设置在每个对应的电池模块M1、M2和M3的相应模块空间26中。各个电池模块M1、M2和M3的多个电池单元14、15和16中的每个通过汇流条彼此电连接。根据一示范性实施方式，第一电池模块M1的多个电池单元14通过汇流条18连接，第三电池模块M3的多个电池单元16通过汇流条19连接。第一电池模块M1的多个电池单元14通过汇流条20而与第二电池模块M2的多个电池单元15电连接。第二电池模块M2的多个电池单元15通过汇流条21而与第三电池模块M3的多个电池单元16电连接。在一个示范性实施方式中，汇流条18、19、20和21由铝制成。当然，在可选的实施方式中，汇流条18、19、20和21可以由本领域技术人员已知的其它金属或金属合金或导电材料构成。此外，汇流条18、19、20和21的每个可以由彼此独立的不同材料构成。
根据一实施方式的电池单元14、15和16可以包括电极组件(没有在附图中示出)以及用于容纳电极组件的壳体17，壳体17容纳电解质。电极组件可以通过将正电极和负电极与在其间的隔板(没有在附图中示出)螺旋地缠绕而形成为果冻卷型电极组件。电解质可以由锂盐(诸如LiPF6或LiBF4)和有机溶剂(诸如EC、PC、DEC、EMC或EMC)制成。电解质溶液可以处于液态、固态或凝胶态。
电池单元14、15和16还可以包括用于密封壳体17的开口的盖组件22。电池单元14、15和16被描述为配置成具有棱柱形(或矩形)的锂离子二次电池的非限制性示例。壳体17可以配置为具有基本上长方体的形状，并且开口可以形成在其一侧。壳体17可以由金属(诸如铝)形成。
壳体17还可以包括基底27，使得基底27和电池单元14、15和16的侧表面形成用于容纳电极组件和电解质的空间。此外，壳体17被盖组件22气密地密封，其中基底27和盖组件22彼此平行。盖组件22被提供有具有不同极性的正电极端子23和负电极端子23'以及通气孔(没有在附图中示出)。通气孔是电池单元14、15和16的安全机构，其用作电池单元14、15和16中产生的气体通过其被排出到电池单元14、15和16的外部的通道。
电池系统10包括具有冷却液体29的冷却系统28，其中冷却系统28配置为沿着相应路径30、31和32向电池模块M1、M2和M3的每个提供冷却液体29，以用于冷却相应的电池模块M1、M2和M3。电池模块M1、M2和M3适于接收用于冷却的冷却液体29，使得冷却液体29能够吸收在电池系统10的操作期间可由电池单元14、15和16释放的热能。
电池系统10包括托盘33。托盘33包括托盘框架34和托盘基底35。托盘框架34通过可为本领域普通技术人员已知的焊接或机械手段联接到托盘基底35。托盘框架34和托盘基底35被电绝缘。托盘基底35位于距基底框架12b预定距离处，使得托盘框架34和托盘基底35围绕托盘空间36。托盘空间36配置为接收液体37，该液体37可以是可能从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏并被收集在托盘空间36中的冷却液体29的一部分。基底框架12b可以为框架骨架结构(没有在附图中示出)的形式，使得基底框架12b包括用于支撑相应电池模块M1、M2和M3的模块基底25的外周边以及在其间的中空空间，以能够减少电池系统10的重量并能够使液体37从其通过，其中液体37可能从电池模块M1、M2和M3泄漏到托盘空间36中。此外，基底框架12b可以为网格的形式，该网格配置为支撑放置在其上的电池模块M1、M2和M3并且还能够使液体37从其通过，其中液体37可能从电池模块M1、M2和M3泄漏到托盘空间36中。托盘框架34可以通过机械联接(诸如螺栓和铆钉)联接到基底框架12b，或者可以被焊接或通过可为本领域普通技术人员已知的机械手段联接到基底框架12b。托盘框架34和基底框架12b可以被联接，使得它们能够在需要时被分离。
电池系统10可以集成在可被电驱动的车辆(没有在附图中示出)中，其中托盘基底35可以联接到车辆的底盘。在另一实施方式(没有在附图中示出)中，基底框架12b可以在底盘的一侧联接到车辆的底盘，使得电池系统10的外壳11设置在该底盘上。托盘基底35可以联接到该底盘的另一侧，使得可能从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏的液体37被收集在托盘空间36内。此外，电池系统10可以包括超过一个的托盘33，其联接到外壳11。这是有利的，因为与单个托盘33相比，这可以允许减小托盘基底35和基底框架12b之间的预定距离以接收相同量的泄漏液体37。
电池系统10包括电池管理系统38，电池管理系统38包括微处理器39并配置为管理电池系统10的充电/放电。此外，电池系统10包括与电池管理系统38集成的液体检测系统40。液体检测系统40可以被集成在电池管理系统38中，使得液体检测系统部分地或完全地是电池管理系统38的一部分。电池管理系统38适于通过液体检测系统40检测托盘33内部的液体37。换句话说，当存在来自电池模块M1、M2和M3之一的泄漏使得其中的冷却液体29泄漏出来作为液体37到托盘33中时，则液体检测系统40适于检测电池系统10中的特性(例如电阻)的变化并向电池管理系统38发送信号。一旦从液体检测系统40接收到信号，电池管理系统38就能够检测托盘33内部的液体37。
如附图所示，液体检测系统40与电池管理系统38集成。液体检测系统40包括位于电池管理系统38外部的高电压导体41。高电压导体41的第一端41a连接到汇流条18，并且高电压导体41的第二端41b设置在基底框架12b与托盘基底35之间。换句话说，高电压导体41在第一端41a处电连接到电池单元14、15和16中的一个的电极，并在第二端41b处至少部分地布置在电池模块M1、M2和M3的模块基底25下面。
液体检测系统40包括配置为监测高电压导体41和托盘基底35之间的电阻的电阻监测系统42。如图1至图3和图8至图10所示，液体检测系统40的电阻监测系统42是电池管理系统38的一部分。电阻监测系统42通过电导体43电联接到高电压导体41。电阻监测系统42通过电导体44电联接到托盘基底35。电阻监测系统42配置为输出指示高电压导体41与托盘基底35之间的电阻水平的电阻信号。在不存在泄漏(即液体37)的情况下，高电压导体41与托盘基底35之间的电阻水平可以是与隔离电阻的值相对应的值。在冷却液体29从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏的情况下，收集在托盘33内部的液体37可以达到与高电压导体41的第二端41b的位置距托盘基底35的距离相对应的水平。在这种情况下，液体37形成导电路径，由于该导电路径，高电压导体41和托盘基底35之间的电阻水平减小。取决于高电压导体41的第二端41b的位置，阈值电阻值被实验地或经验地确定。当电阻监测系统42在某个时刻输出电阻信号时，则在此时刻，微处理器39确定基于输出的电阻信号的电阻水平是否小于或等于阈值电阻值。在所收集的液体37的水平还没有达到与高电压导体41的第二端41b的位置距托盘基底35的距离相对应的水平(即液体37还没有接触第二端41b)的情况下，则由微处理器39确定的电阻水平大于阈值电阻值。因此，没有检测到托盘33内部的液体37的存在。然而，在后面的时刻，当预定量的冷却液体29从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏时，则在该时刻由微处理器39从电阻监测系统42输出的电阻信号确定的电阻水平小于或等于阈值电阻值。因此，能够检测到托盘33内部的液体37。
然而，可以采用可为本领域普通技术人员已知的用于通过基于电池系统10中的特性变化的检测来检测托盘33内部的液体37的其它类型的方法。例如，高电压导体41连接到汇流条18、19、20和21，并具有与汇流条18、19、20、21的电压电位相对应的电压电位，而托盘基底35具有与电池管理系统38相同的接地电位。这能够在高电压导体41与托盘基底35之间形成预定的电压电位差。当在高电压导体41和托盘基底35之间没有液体37时，在高电压导体41和托盘基底35之间可以没有电连接。因此，基于预定电阻值的信号可以被发送到电池管理系统38，该预定电阻值可以被设定为对应于高电压导体41和托盘基底35之间没有电连接。类似地，基于阈值电流值的信号可以由液体检测系统40发送到电池管理系统38，该阈值电流值由于在高电压导体41和托盘基底35之间没有电连接而导致。基于此，电池管理系统38可以确定在托盘33中不存在液体37。
当托盘33内部的液体37升高到使得其至少接触高电压导体41的第二端41b的水平时，则在高电压导体41和托盘基底35之间建立电连接。因此，基于电阻值的变化的信号可以被发送到电池管理系统38，该电阻值的变化可以被设定为对应于由于液体37而在高电压导体41和托盘基底35之间建立的电连接。类似地，基于电流值变化的信号可以由液体检测系统40发送到电池管理系统38，该电流值变化是由于液体37而在高电压导体41和托盘基底35之间建立的电连接所引起。基于此，电池管理系统38可以检测到托盘33内部的液体37。
为了能够在较早的阶段(即在低于第二端41b的位置的水平)检测到托盘33内部的液体37的存在，液体检测系统40还包括低电压导体45，低电压导体45的第一端45a连接到电池管理系统38并且其第二端45b设置在高电压导体41的第二端41b和托盘基底35之间。换句话说，能够较早地(即当收集在托盘33中的液体37的水平低于第二端41b的位置时)检测到从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏的液体37的存在。因此，由电池管理系统38借助于液体检测系统40的低电压导体45来检测在距电池模块M1、M2和M3的模块基底25更远的水平处的液体37的存在。因此，借助于这样的冗余传感器(即附加的低电压导体45与高电压导体41一起)，能够实现用于检测托盘33内部的液体37的更高的可靠性。
此外，电阻监测系统42配置为监测低电压导体45与托盘基底35之间的电阻。由于第一端45a连接到电池管理系统38，所以与电池管理系统38集成的电阻监测系统42电联接到低电压导体45。电阻监测系统42通过电导体44电联接到托盘基底35。电阻监测系统42配置为输出指示低电压导体45和托盘基底35之间的电阻水平的电阻信号。在不存在泄漏(即液体37)的情况下，低电压导体45和托盘基底35之间的电阻水平可以是与预定的设定值相对应的值。在冷却液体29从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏的情况下，收集在托盘33内部的液体37可以达到与低电压导体45的第二端45b的位置距托盘基底35的距离相对应的水平。在这种情况下，液体37形成导电路径，由于该导电路径，低电压导体45和托盘基底35之间的电阻水平降低。当电阻监测系统42在某个时刻输出电阻信号时，则在该时刻，微处理器39确定基于输出的电阻信号的电阻水平是否小于或等于预定的设定值。在所收集的液体37的水平还没有达到与低电压导体45的第二端45b的位置距托盘基底35的距离相对应的水平(即液体37没有接触第二端45b)的情况下，则由微处理器39确定的电阻水平大于预定的设定值。因此，没有检测到液体37存在于托盘33中。然而，在随后的时刻，当预定量的冷却液体29从电池模块M1、M2和M3中的至少一个泄漏时，则在该时刻由微处理器39从电阻监测系统42输出的电阻信号确定的电阻水平小于或等于阈值电阻值。因此，能够检测到托盘33内部的液体37。然而，可以采用可为本领域普通技术人员已知的用于通过基于电池系统10中的特性变化的检测来检测托盘33内部的液体37的其它类型的方法。
在一个实施方式中，电池管理系统38和托盘33可以连接到相同的接地电位，其中电池管理系统38适于检测低电压导体45和托盘基底35之间的液体37。此外，低电压导体45可以包括电阻器。
如图3所示，根据一实施方式，托盘基底35包括倾斜表面46。具有倾斜表面46的托盘基底35包括至少一个储液器47，例如一个储液器47。储液器47位于倾斜表面46的斜面上的最低点处，使得在冷却液体29泄漏的情况下，液体37由于重力而首先直接流入储液器47中并收集在储液器47内部。储液器47为圆筒形体积的形式，其包括储液器基底48和储液器壁49。使得储液器基底48和储液器壁49围绕储液器空间50，在泄漏之后泄漏的液体37被首先收集在储液器空间50中。储液器47在顶部包括开口端，泄漏的液体37通过该开口端进入储液器空间50中。换句话说，托盘基底35包括倾斜表面46(而不是平坦表面)以及储液器47，使得对于液体37从电池模块M1、M2和M3中的至少一个的非常少的泄漏，能够检测到液体37。
高电压导体41的第二端41b和低电压导体45的第二端45b设置在储液器空间50内，其中低电压导体45的第二端45b设置在高电压导体41的第二端41b和储液器基底48之间。这是有利的，因为这使得能够更早地检测到泄漏的液体37，即使对于少量的预定体积的泄漏的液体37，由于泄漏的液体37直接流动到储液器47内部，因此首先被低电压导体45检测，在进一步泄漏的情况下被高电压导体41检测。总体上，此有利的实施方式通过使用液体检测系统40的电池管理系统38能够及早检测到储液器47内的少量液体37的泄漏。此外，第二端41b可以设置在储液器47外部的更高的水平，其更靠近基底框架12b，而低电压导体45的第二端45b可以设置在储液器空间50内。
储液器47可以包括至少一个可光学检测的表面。换句话说，储液器基底48或至少一部分储液器壁49包括可光学检测的表面或是至少部分透明的。这是有利的，因为可能从至少一个电池模块M1、M2和M3泄漏的液体37的检测可以通过储液器47的至少一个可光学检测的表面的简单光学检查来实现。例如，冷却系统28的密封性的光学检查或储液器47中的泄漏液体37的检测可以使用内窥相机以简单且节省成本的方式进行。在储液器47的可光学检测的表面是干燥的情况下，则可以认为冷却系统是密封的或没有任何泄漏。此外，托盘基底35可以包括排水塞(没有在附图中示出)。可想到的是，托盘基底35包括开口，该开口可以通过排水塞关闭并且连接到泵，该泵可以连接到电池管理系统38。在托盘内部的液体37被电池管理系统38检测到的情况下，则电池管理系统38可以调节排水塞的打开，使得液体37通过泵从托盘33吸出。然而，当检测到托盘33内部的液体37时本领域普通技术人员可以采用用于去除液体37的其它机制。
根据图4和图8至图10所示的实施方式，高电压导体41是汇流条18的一部分51。换句话说，汇流条18包括以凹陷结构的形式适配的部分，其可以是对应的电池模块M1的最低点，这样的部分51配置为用作液体检测系统40的高电压导体41。汇流条18的该部分51包括第二端41b，第二端41b是电池模块M1的最低点，使得在冷却液体29从电池模块M1和M2中的至少一个泄漏的情况下第二端41b将是电池模块M1的将与泄漏的液体37接触的第一点。图5示出一施方式，根据该实施方式，高电压导体41为连接到汇流条18的传感器线的形式，使得高电压导体41的第一端41a联接到汇流条，而第二端41b设置在基底框架12b和托盘基底35之间，如图1和图2所示，或者第二端41b设置在储液器空间50中，如图3所示。
图6公开根据一实施方式的用于电池系统10内部的泄漏检测的方法S的流程图。
方法S包括第一步骤S1，第一步骤S1包括提供电池系统10，该电池系统10包括：外壳11，包括外壳框架12a和基底框架12b，其中外壳框架12a和基底框架12b围绕外壳空间13；具有冷却液体29的冷却系统28；至少一个电池模块M1、M2和M3，包括彼此电连接的多个电池单元14、15和16，其中电池模块M1、M2和M3设置在外壳空间13中，其中电池模块M1、M2和M3适于接收用于冷却的冷却液体29；至少一个托盘33；电池管理系统38；以及液体检测系统40。所述至少一个托盘33包括托盘框架34和托盘基底35，其中托盘框架34联接到基底框架12b；托盘框架34和托盘基底35被电绝缘；托盘基底35位于距基底框架12b预定距离处。液体检测系统40连接到电池管理系统38，其中电池管理系统38适于通过液体检测系统40检测托盘33内部的液体37。液体检测系统40包括高电压导体41，该高电压导体的第一端41a连接到汇流条18、19、20和21并且其第二端41b设置在基底框架12b和托盘基底35之间。
方法S包括第二步骤S2，第二步骤S2包括通过电池管理系统38监测冷却系统28内部的冷却液体29的减少。
方法S包括第三步骤S3，第三步骤S3包括通过电池管理系统38监测托盘33内部的液体37的增加。
方法S包括第四步骤S4，第四步骤S4包括通过电池管理系统38将冷却系统28内部的冷却液体29的减少与托盘33内部的液体37的增加进行比较。
最后，方法S包括第五步骤S5，第五步骤S5包括：通过电池管理系统38验证，如果冷却系统28内部的冷却液体29的减少对应于托盘33内部的液体37的增加，则托盘33内部的液体37是冷却液体29。
图7示出根据一实施方式的用于检测电池系统10内部的液体37的方法S的第三步骤S3的流程图。
用于监测托盘33内部的液体37的增加的第三步骤S3包括第一子步骤S3a，在第一子步骤S3a中当检测到托盘33内部的液体37时低电压导体45将如图8所示的第一信号53发送到电池管理系统38。
用于监测托盘33内部的液体37的增加的第三步骤S3包括第二子步骤S3b，在第二子步骤S3b中当检测到托盘33内部的液体37时高电压导体41将如图9所示的第二信号54发送到电池管理系统38。
根据图8至图10所示的实施方式，电池系统10在外壳空间13中包括两个电池模块M1和M2，每个电池模块分别包括多个电池单元14和15。多个电池单元14通过汇流条20在电池系统10的上侧彼此电连接，而多个电池单元14通过汇流条18在电池系统10的下侧彼此电连接。多个电池单元15通过汇流条21在电池系统10的上侧彼此电连接，而多个电池单元15通过汇流条19在电池系统10的下侧彼此电连接。电池模块M1的多个电池单元14通过汇流条52与电池模块M2的多个电池单元15电连接。冷却系统28配置为沿着相应路径30和31向电池模块M1和M2的每个提供冷却液体29，以冷却相应电池模块M1和M2。电池模块M1和M2适于接收用于冷却的冷却液体29，使得冷却液体29能够吸收在电池系统10的操作期间可由电池单元14和15释放的热能。高电压导体41是汇流条18的部分51。根据用于监测托盘33内部的液体37的增加的方法S的第三步骤S3的第一子步骤S3a，在其中当检测到储液器47内部的液体37时低电压导体45(其第二端45b设置在储液器空间50内)发送第一信号53到电池管理系统38。因此，低电压导体45将关于电池模块M1和M2中的至少一个的泄漏的预警信号发送到电池管理系统38。
在冷却液体29的泄漏从电池模块M1和M2中的至少一个进一步继续的情况下，则收集在托盘33中的液体37的水平增加，使得在特定时刻，液体37到达高电压导体41的第二端41b。换句话说，液体37到达电池模块M1的汇流条18。在该时刻，按照用于监测托盘33内部的液体37的增加的方法S的第三步骤S3的第二子步骤S3b，当检测到托盘33内部的液体37时高电压导体41将第二信号54发送到电池管理系统38。因此，电池管理系统38检测到隔离故障。电池系统10中的冷却液体29的总量可以是已知的。低电压导体45和高电压导体41两者导致在托盘33内部的不同水平检测液体37。泄漏水平取决于相应的第二端41b和45b距托盘基底35的预定距离。如果电池系统10中的冷却液体29的量小于相应的高电压导体41和低电压导体45的第二端41b和45b的位置之间的体积，则冷却液体的电解可以被认为已经发生。
图10示出液体37到达更高的水平，从而超过相应电池模块M1和M2的模块基底25的位置。在液体37的这样的水平处，可能发生大量电解，这可能导致产生爆炸性气体，其可能损坏整个电池系统10。因此，需要对从电池模块M1和M2中的至少一个的冷却液体29的早的泄漏检测，其可以通过本发明实现。
本发明还公开了一种车辆，该车辆包括至少一个电池系统10，用于在所述至少一个电池系统10内部的泄漏检测。
附图标记
10 电池系统
11 外壳
12a 外壳框架
12b 基底框架
13 外壳空间
14 电池单元
15 电池单元
16 电池单元
17 壳体
18 汇流条
19 汇流条
20 汇流条
21 汇流条
22 盖组件
23 正电极端子
23' 负电极端子
24 模块外壳
25 模块基底
26 模块空间
27 基底
28 冷却系统
29 冷却液体
30 路径
31 路径
32 路径
33 托盘
34 托盘框架
35 托盘基底
36 托盘空间
37 液体
38 电池管理系统
39 微处理器
40 液体检测系统
41 高电压导体
41a 第一端
41b 第二端
42 电阻监测系统
43 电导体
44 电导体
45 低电压导体
45a 第一端
45b 第二端
46 倾斜表面
47 储液器
48 储液器基底
49 储液器壁
50 储液器空间
51 部分
52 汇流条
53 第一信号
54 第二信号
M1 电池模块
M2 电池模块
M3 电池模块
S 方法
S1 第一步骤
S2 第二步骤
S3 第三步骤
S3a 第一子步骤
S3b 第二子步骤
S4 第四步骤
S5 第五步骤

Claims (15)

1.一种电池系统，包括：
(i)外壳，包括外壳框架和基底框架，其中所述外壳框架和所述基底框架围绕外壳空间；
(ii)至少一个电池模块，包括通过汇流条电连接到彼此的多个电池单元，其中所述电池模块设置在所述外壳空间中；
(iii)至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及
(iv)与电池管理系统集成的液体检测系统，其中所述电池管理系统适于通过所述液体检测系统检测所述托盘内部的液体，其中所述液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到所述汇流条并且其第二端设置在所述基底框架和所述托盘基底之间。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述液体检测系统还包括低电压导体，所述低电压导体的第一端连接到所述电池管理系统并且其第二端设置在所述高电压导体的所述第二端与所述托盘基底之间。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中所述液体检测系统包括配置为监测所述高电压导体和所述托盘基底之间的电阻的电阻监测系统。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其中所述电阻监测系统配置为监测所述低电压导体与所述托盘基底之间的电阻。
5.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述高电压导体是所述汇流条的一部分。
6.根据权利要求2所述的电池系统，其中所述电池管理系统和所述托盘连接到相同的接地电位，其中所述电池管理系统适于检测在所述低电压导体和所述托盘基底之间的所述液体。
7.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述托盘基底包括倾斜表面。
8.根据权利要求7所述的电池系统，其中具有所述倾斜表面的所述托盘基底包括至少一个储液器，其中所述电池管理系统适于通过所述液体检测系统检测所述储液器内部的所述液体。
9.根据权利要求8所述的电池系统，其中所述高电压导体的所述第二端和所述低电压导体的所述第二端设置在所述储液器内部，其中所述低电压导体的所述第二端设置在所述高电压导体的所述第二端和储液器基底之间。
10.根据权利要求8所述的电池系统，其中所述储液器包括至少一个可光学检测的表面。
11.根据权利要求8所述的电池系统，其中所述储液器包括排水塞。
12.一种用于电池系统内部的泄漏检测的方法(S)，包括以下步骤：
I.(S1)提供所述电池系统，包括：
(i)外壳，包括外壳框架和基底框架，其中所述外壳框架和所述基底框架围绕外壳空间；
(ii)具有冷却液体的冷却系统；
(iii)至少一个电池模块，包括通过汇流条电连接到彼此的多个电池单元，其中所述电池模块设置在所述外壳空间中，其中所述电池模块适于接收用于冷却的所述冷却液体；
(iv)至少一个托盘，包括托盘框架和托盘基底；以及
(v)与电池管理系统集成的液体检测系统，其中所述电池管理系统适于通过所述液体检测系统检测所述托盘内部的液体，其中所述液体检测系统包括高电压导体，该高电压导体的第一端连接到所述汇流条并且其第二端设置在所述基底框架和所述托盘基底之间；
II.(S2)通过所述电池管理系统监测所述冷却系统内部的所述冷却液体的减少；
III.(S3)通过所述电池管理系统监测所述托盘内部的所述液体的增加；
IV.(S4)通过所述电池管理系统将所述冷却系统内部的所述冷却液体的减少与所述托盘内部的所述液体的增加进行比较；以及
V.(S5)通过所述电池管理系统验证，如果所述冷却系统内部的所述冷却液体的减少与所述托盘内部的所述液体的增加相对应，则所述托盘内部的所述液体是所述冷却液体。
13.根据权利要求12所述的方法(S)，其中用于监测所述托盘内部的所述液体的增加的所述步骤(S3)包括第一子步骤(S3a)，在所述第一子步骤(S3a)中当检测到所述托盘内部的所述液体时低电压导体向所述电池管理系统发送第一信号。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法(S)，其中用于监测所述托盘内部的所述液体的增加的所述步骤(S3)包括第二子步骤(S3b)，在所述第二子步骤(S3b)中当检测到所述托盘内部的所述液体时所述高电压导体向所述电池管理系统发送第二信号。
15.一种车辆，包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的电池系统。
CN202110198025.7A 2020-02-25 2021-02-22 电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆 Pending CN113314771A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20159257.3 2020-02-25
EP20159257.3A EP3872889B1 (en) 2020-02-25 2020-02-25 A battery system, a method for leakage detection inside a battery system and a vehicle including a battery system
KR1020210007543A KR102586103B1 (ko) 2020-02-25 2021-01-19 배터리 시스템, 배터리 시스템 내부 누출 검출 방법, 및 배터리 시스템을 포함하는 차량
KR10-2021-0007543 2021-01-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113314771A true CN113314771A (zh) 2021-08-27

Family

ID=77365327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110198025.7A Pending CN113314771A (zh) 2020-02-25 2021-02-22 电池系统、用于其内部的泄漏检测的方法及包括其的车辆

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11764409B2 (zh)
CN (1) CN113314771A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023174311A1 (zh) * 2022-03-14 2023-09-21 比亚迪股份有限公司 电池托盘组件、电池包、车辆

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4309228A2 (en) 2021-09-27 2024-01-24 QuantumScape Battery, Inc. Electrochemical stack and method of assembly thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273353A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp 電池構造
CN102738532A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 株式会社Lg化学 具有液体泄漏探测系统的电池组
CN103208598A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 微宏动力系统（湖州）有限公司 电池组及其漏液检测方法
CN103542986A (zh) * 2012-07-10 2014-01-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于hv液体冷却的电池组的增强的导电流体传感器
KR20140037305A (ko) * 2012-09-12 2014-03-27 에스케이이노베이션 주식회사 전지모듈 조립체용 액체 냉각시스템 및 이의 제어방법
CN103915598A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 冷却剂激活可再充电能量存储系统排放塞
CN104009194A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 株式会社电装 紧凑结构的电池单元
CN204271163U (zh) * 2014-12-08 2015-04-15 广州汽车集团股份有限公司 车辆动力电池包的底壳结构及动力电池包漏液检测装置
US20190334343A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 Sk Innovation Co., Ltd. Control system and method for detecting ground fault
CN110431709A (zh) * 2017-03-21 2019-11-08 三星Sdi株式会社 电池组

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2738033B1 (de) 2012-11-30 2017-10-18 Samsung SDI Co., Ltd. Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung dazu
DE102013201411A1 (de) 2013-01-29 2014-07-31 Robert Bosch Gmbh Gehäuse zur Aufnahme einer Batterie

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273353A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp 電池構造
CN102738532A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 株式会社Lg化学 具有液体泄漏探测系统的电池组
CN103208598A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 微宏动力系统（湖州）有限公司 电池组及其漏液检测方法
CN103542986A (zh) * 2012-07-10 2014-01-29 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于hv液体冷却的电池组的增强的导电流体传感器
KR20140037305A (ko) * 2012-09-12 2014-03-27 에스케이이노베이션 주식회사 전지모듈 조립체용 액체 냉각시스템 및 이의 제어방법
CN103915598A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 冷却剂激活可再充电能量存储系统排放塞
CN104009194A (zh) * 2013-02-27 2014-08-27 株式会社电装 紧凑结构的电池单元
CN204271163U (zh) * 2014-12-08 2015-04-15 广州汽车集团股份有限公司 车辆动力电池包的底壳结构及动力电池包漏液检测装置
CN110431709A (zh) * 2017-03-21 2019-11-08 三星Sdi株式会社 电池组
US20190334343A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 Sk Innovation Co., Ltd. Control system and method for detecting ground fault

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023174311A1 (zh) * 2022-03-14 2023-09-21 比亚迪股份有限公司 电池托盘组件、电池包、车辆

Also Published As

Publication number Publication date
US20210265672A1 (en) 2021-08-26
US11764409B2 (en) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9768473B2 (en) Battery pack of improved safety
KR101359310B1 (ko) 안전성이 향상된 전지팩
RU2468477C2 (ru) Аккумуляторная батарея среднего или большого размера повышенной безопасности
US10992013B2 (en) Battery system for a vehicle and method for detecting an overheat situation of the battery system
KR101130050B1 (ko) 안전성이 향상된 중대형 전지팩
KR102224592B1 (ko) 매트릭스 구조의 배터리 팩을 갖는 전기 자동차용 배터리 장치
CN103931019A (zh) 改善安全性的电池模块和包括该电池模块的电池组
KR20170040919A (ko) 전지셀의 팽창을 감지하기 위한 프로브를 포함하고 있는 전지모듈
EP3633754B1 (en) Battery system for a vehicle and method for detecting an overheat situation of the battery system
US11764409B2 (en) Battery system, method for leakage detection inside the battery system, and vehicle including the battery system
KR102586103B1 (ko) 배터리 시스템, 배터리 시스템 내부 누출 검출 방법, 및 배터리 시스템을 포함하는 차량
CN109690820B (zh) 包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法
KR20140039451A (ko) 자동 전자 개폐기를 적용한 전지팩
EP3772122B1 (en) Battery module with a multifunctional end-plate
WO2022003716A1 (en) Exhaust system of a battery module
US9030154B2 (en) Apparatus and method for preventing battery from being overcharged
EP3678254A1 (en) Method for determining the composition of a gaseous mixture enclosed within a gas-tight housing of a battery pack and a corresponding gas-tight housing
KR20200084403A (ko) 전기자동차용 배터리 모듈 및 이의 제어방법
US20230099350A1 (en) Battery module, a battery pack, an electric vehicle, a battery management arrangement, and a method for assembling a battery module
CN113471641B (zh) 电池系统和包括至少一个电池系统的车辆
JP7375212B2 (ja) バッテリーパック及びそれを含む自動車
US20230216106A1 (en) Cell cooling cover for a battery module
EP4156372A1 (en) A battery module, a battery pack, an electric vehicle, a battery management arrangement, and a method for assembling a battery module
WO2022189866A1 (en) A solder less battery pack
CN116802894A (zh) 电池模块和包括其的电池组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination