CN113479074B - 电池包结构、检测系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池包结构、检测系统及车辆，电池包结构包括箱体、电池部件和第一检测电极及第二检测电极，箱体具有容腔，电池部件设于容腔，第一检测电极及第二检测电极设于容腔，且位于电池部件下方，电池管理系统向第一检测电极输入高电平，向第二检测电极输入低电平，并获取第一检测电极和第二检测电极中至少其中之一的电平值，当电平值发生变化，则电池管理系统判断电池包的防水设计失效。在本发明中，当箱体破损、或密封条老化、或冷却液泄露时，水汽或其他杂质在箱体内使得第一检测电极和/或第二检测电极导通，电平发生变化，此时电池管理系统判断电池包防水防尘失效，使得用户及时掌握电池包防水防尘失效状况，避免安全隐患。

Description

电池包结构、检测系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池包结构、检测系统及车辆。
背景技术
现有电池包集成技术是通过在上下箱体之间增加密封棉或密封胶条，使电池包的防水防尘等级达到IP67，以保证外部水汽、灰尘杂质不进入电池包箱体，接触电芯、模组、高压铜排造成腐蚀甚至积水造成高压短路起火。目前电动汽车动力电池包大多布置在整车底盘下方，电池包下箱体底部离地间隙小，在行车时经常由于底盘刮蹭、碎石溅击等导致箱体破损，造成电池包防水防尘功能失效，外部水汽进入箱体造成电池包内部短路。
由于电池包设置在车身底部，在箱体轻微破损、或者密封胶条老化、或者箱体内部冷却液泄露等状况造成电池包防水防尘失效时，用户无法及时发现电池包防水防尘失效，将造成安全隐患，甚至可能引起起火爆炸等安全事故，造成巨大的财产和人身安全损失。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池包结构、检测系统及车辆，旨在解决现有的的电池包破损时无法及时预警、造成安全隐患的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种电池包结构，包括：
箱体，所述箱体具有容腔；
电池部件，设于所述容腔；以及
第一检测电极及第二检测电极，设于所述容腔，且位于所述电池部件下方，其中所述第一检测电极用于与电池管理系统的第一端口连接，所述第二检测电极用于与所述电池管理系统的第二端口连接，以使得所述电池管理系统向所述第一检测电极输入高电平，向所述第二检测电极输入低电平，并获取所述第一检测电极和所述第二检测电极中至少其中之一的电平值，当所述电平值发生变化，则所述电池管理系统判断所述电池包的防水设计失效。
在一实施例中，所述电池包结构还包括检测电阻，所述检测电阻用于串联于所述第一检测电极与所述第一端口之间。
在一实施例中，所述第一检测电极和所述第二检测电极之间的最小间距L大于等于所述电池包结构的最小电气间隙。
在一实施例中，所述箱体的底壁形成有向下凹设的凹槽，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述凹槽中。
在一实施例中，所述凹槽的底部设有上侧沿水平方向延伸的绝缘层，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述绝缘层上侧。
在一实施例中，所述第一检测电极和所述第二检测电极与所述凹槽侧壁之间的最小间距L1大于等于所述电池包结构的最小电气间隙。
为实现上述目的，本发明还提供一种电池包检测系统，包括：
如上所述的电池包结构；以及，
电池管理系统，具有所述第一端口和所述第二端口，所述第一端口与所述第一检测电极连接，所述第二端口与所述第二检测电极连接。
在一实施例中，所述电池管理系统用于获取所述第一检测电极及所述第二检测电极的电平值，当所述第一检测电极或所述第二检测电极的电平值发生变化，则判断所述电池包的防水设计失效。
在一实施例中，所述电池包检测系统还包括设于车辆驾驶室的警示装置，所述电池管理系统与所述警示装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述警示装置发出警示信号；和/或，
所述电池包检测系统还包括远程通信装置，所述电池管理系统与所述远程通信装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述所述远程通信装置向远程监控平台上传报警信号。
为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，包括：
如上所述的电池包检测系统。
本发明提供一种电池包结构、检测系统及车辆，电池包结构包括箱体、电池部件和第一检测电极及第二检测电极，箱体具有容腔，电池部件设于容腔，第一检测电极及第二检测电极设于容腔，且位于电池部件下方，电池管理系统向第一检测电极输入高电平，向第二检测电极输入低电平，并获取第一检测电极和第二检测电极中至少其中之一的电平值，当电平值发生变化，则电池管理系统判断电池包的防水设计失效。在本发明中，当箱体破损、或密封条老化、或冷却液泄露时，水汽或其他杂质在箱体内使得第一检测电极和/或第二检测电极导通，电平发生变化，此时电池管理系统判断电池包防水防尘失效，使得用户及时掌握电池包防水防尘失效状况，避免安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的电池包结构以实施例的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 电池包检测系统 22 第二端口
10 箱体 30 检测电阻
101 容腔 31 第一检测电极
11 底壁 32 第二检测电极
111 凹槽 40 绝缘层
20 电池包管理系统 50 警示装置
21 第一端口 60 远程监控平台
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在电动车辆中，由于电池包设置在车身底部，在箱体轻微破损、或者密封胶条老化、或者箱体内部冷却液泄露等状况造成电池包防水防尘失效时，用户无法及时发现电池包防水防尘失效，将造成安全隐患，甚至可能引起起火爆炸等安全事故，造成巨大的财产和人身安全损失。
为此，本发明提供一种电池包结构、检测系统及车辆，旨在解决现有的的电池包破损时无法及时预警、造成安全隐患的技术问题。车辆包括电池包检测系统，电池包检测系统包括电池包结构。
具体地，请参阅图1。电池包结构包括箱体、电池部件和第一检测电极及第二检测电极，箱体具有容腔，电池部件设于容腔，第一检测电极及第二检测电极设于容腔，且位于电池部件下方，其中所述第一检测电极用于与电池管理系统的第一端口连接，所述第二检测电极用于与所述电池管理系统的第二端口连接，以使得所述电池管理系统向所述第一检测电极输入高电平，向所述第二检测电极输入低电平，并获取所述第一检测电极和所述第二检测电极中至少其中之一的电平值，当所述电平值发生变化，则所述电池管理系统判断所述电池包的防水设计失效。
在本实施例中，箱体起到围合保护并承载安装电池部件的作用，其形状和材质不作限制，最好箱体安装于车辆底盘下侧，且具有与车辆底盘相适配的形状，箱体的材质为强度和抗变形能力较好的材质，例如可以是金属。箱体具有容纳电池部件的容腔，其内部还可以设置密封棉或密封胶条等密封结构，以保护电池部件。电池部件包括但不限于电芯、电池模组、高压铜排等部件，电池部件在接触水汽、灰尘等杂质时可能发生腐蚀甚至短路等造成安全隐患。电池管理系统(BMS)为电动车辆中，用于保护车辆动力电池使用安全的控制系统，用于时刻监控车辆动力电池的使用状态。电池管理系统可以具有多个端口，其中一些端口可以提供电平，并监测电平值的变化。在本实施例中，电池管理系统具有第一端口和第二端口。
在本实施例中，电池管理系统的第一端口与第一检测电极连接，用于向第一检测电极输入高电平，电池管理系统的第二端口与第二检测电极连接，用于向第二检测电极输入低电平，并且电池管理系统还用于通过第一端口或第二端口获取第一检测电极和第二检测电极中至少其中之一的电平值。
当箱体破损、或密封条老化、或冷却液泄露时，水汽或其他杂质在箱体内使得第一检测电极与第二检测电极导通，或者第一检测电极与箱体导通，或者第二检测电极与箱体导通。此时，第一检测电极和第二检测电极中的至少其中之一的电平发生变化，此时电池管理系统根据第一检测电极和/或第二检测电极的电平值变化判断电池包防水防尘失效，使得用户及时掌握电池包防水防尘失效状况。需要说明的是，在本实施例中，由于第一检测电极和第二检测电极设于容纳腔，且设于电池部件下方，使得箱体内出现水汽、杂质等时，在箱体底部聚集，且侵蚀影响设于电池部件下方的第一检测电极和第二检测电极，即一般而言，第一检测电极或第二检测电极的电平值变化先于电池部件被侵蚀，使得用户在电池部件被侵蚀前就发觉电池包的异常并进行处理，从而避免安全隐患，保障人身安全。
在上一实施立的基础上，为了避免第一检测电极和第二检测电极导通时，或者第一检测电极与箱体导通时，用于电流瞬间增大，破坏电池管理系统的端口。在一实施例中，请继续参阅图1，电池包结构还包括检测电阻，所述检测电阻用于串联于所述第一检测电极与所述第一端口之间。在本实施例中，当第一检测电极和第二检测电极导通时，或者第一检测电极与箱体导通时，检测电阻使得回路中的电流值不超过一定的阈值，从而避免烧坏电器部件，保护电池管理系统的端口。
在一实施例中，请继续参阅图1，所述第一检测电极和所述第二检测电极之间的最小间距L大于等于所述电池包结构的最小电气间隙。可以理解，在电池包结构中，两个导体即使间隔设置，也可能在通电时在两个导体之间产生击穿电弧导致短路。在本实施例中，电池包结构的最小电气间隙指在该电池包结构对应的电压平台下，两个导体间不产生击穿电弧的最小间距要求。例如所述电池包结构的最小电气间隙可以为5mm。在本实施例中，设置所述第一检测电极和所述第二检测电极之间的最小间距L大于等于所述电池包结构的最小电气间隙可以避免在没有水汽、杂质等的影响时，第一检测电极和第二检测电极导通而产生误判的情形。
进一步地，请继续参阅图1，所述箱体的底壁形成有向下凹设的凹槽，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述凹槽中。如此，当所述箱体内进入外部水汽进入箱体，或者内部冷凝水泄露时，水分可以在凹槽中聚集，以导通第一检测电极和第二检测电极，使得该检测回路更加灵敏。
优选，所述凹槽的底部设有上侧沿水平方向延伸的绝缘层，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述绝缘层上侧。需要说明的是，由于工艺限制，并不要求所述绝缘层的上侧绝对平行于沿水平方向，而是基本平行于水平方向，可以具有一定的夹角或者凹凸。如此，绝缘层承载第一检测电极和第二检测电极，使得第一检测电极和第二检测电极基本位于同一平面，在凹槽中产生积水时，更加容易导通。并且绝缘层起到隔绝箱体和第一检测电极与第二检测电极的作用，避免箱体直接与第一检测电极或第二检测电极接触而导通。可以理解，在一些情形下，虽然第一检测电极和第二检测电极基本位于同一水平面，但在积水很少的情况下，也可能第一检测电极与箱体导通而电平发生变化，或者第二检测电极与箱体导通而电平发生变化。
在一实施例中，同样基于避免在没有水汽、杂质等的影响时，第一检测电极或第二检测电极与箱体导通而产生误判的情形。所述第一检测电极和所述第二检测电极与所述凹槽侧壁之间的最小间距L1大于等于所述电池包结构的最小电气间隙。在本实施例中，电池包结构的最小电气间隙指在该电池包结构对应的电压平台下，两个导体间不产生击穿电弧的最小间距要求。例如所述电池包结构的最小电气间隙可以为5mm。在本实施例中，设置所述第一检测电极与凹槽侧壁之间，或者所述第二检测电极与凹槽侧壁之间的最小间距L1大于等于所述电池包结构的最小电气间隙，可以避免在没有水汽、杂质等的影响时，第一检测电极或第二检测电极被导通而产生误判的情形。
基于上述实施例，请继续参阅图1，本发明还提出一种电池包检测系统。在本实施例中，所述电池管理系统，具有所述第一端口和所述第二端口，所述第一端口与所述第一检测电极连接，所述第二端口与所述第二检测电极连接。
在本实施例中，电池管理系统的第一端口与第一检测电极连接，用于向第一检测电极输入高电平，电池管理系统的第二端口与第二检测电极连接，用于向第二检测电极输入低电平，并且电池管理系统还用于通过第一端口或第二端口获取第一检测电极和第二检测电极中至少其中之一的电平值。
当箱体破损、或密封条老化、或冷却液泄露时，水汽或其他杂质在箱体内使得第一检测电极与第二检测电极导通，或者第一检测电极与箱体导通，或者第二检测电极与箱体导通。此时，第一检测电极和第二检测电极中的至少其中之一的电平发生变化，此时电池管理系统根据第一检测电极和/或第二检测电极的电平值变化判断电池包防水防尘失效，使得用户及时掌握电池包防水防尘失效状况。
进一步地，所述电池管理系统用于获取所述第一检测电极及所述第二检测电极的电平值，当所述第一检测电极或所述第二检测电极的电平值发生变化，则判断所述电池包的防水设计失效。在本实施例中，由于同时检测第一检测电极和第二检测电极，能够提升电池管理系统的检测灵敏度和准确度。
在一实施例中，所述电池包检测系统还包括设于车辆驾驶室的警示装置，所述电池管理系统与所述警示装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述警示装置发出警示信号。
在本实施例中，所述警示装置可以是设于车辆驾驶室的仪表、报警灯、报警发声装置等。当所述电池包的防水设计失效时，所述电池管理系统控制所述警示装置发出例如仪表指示、警示灯和/或报警音等警示信号，使得驾驶室内的驾驶员能够及时获知电池包的防水设计失效状况，从而作出处理，避免安全隐患。
在另一实施例中，所述电池包检测系统还包括远程通信装置，所述电池管理系统与所述远程通信装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述所述远程通信装置向远程监控平台上传报警信号。
在本实施例中，远程监控平台指反馈车辆各项指标的厂家数据平台，厂家通过远程监平台能够及时地远程获取车辆，尤其是车辆中动力电池的各项运行参数和状态等。在本实施例中，当所述电池包的防水设计失效时，所述电池管理系统通过远程通信装置向远程监控平台上传报警信号，使得厂家在获知报警信号后能够及时进行应急处理。例如可以通过客户联系车辆用户进行提示，或者联系4S电进行维修等，从而避免安全隐患，并提升用户的使用体验。
可以理解，上述两个实施例可以分别单独实施，也可以结合实施以提高电池包管理系统的安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种电池包结构，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体具有容腔；
电池部件，设于所述容腔；以及
第一检测电极及第二检测电极，设于所述容腔，且位于所述电池部件下方，其中所述第一检测电极用于与电池管理系统的第一端口连接，所述第二检测电极用于与所述电池管理系统的第二端口连接，以使得所述电池管理系统向所述第一检测电极输入高电平，向所述第二检测电极输入低电平，并获取所述第一检测电极和所述第二检测电极中至少其中之一的电平值，当所述电平值发生变化，则所述电池管理系统判断所述电池包的防水设计失效；
其中，在所述第一检测电极及所述第二检测电极导通、所述第一检测电极与所述箱体导通，所述第二检测电极与所述箱体导通的至少其中之一导通时，所述电平值发生变化；
所述电池包结构还包括检测电阻，所述检测电阻用于串联于所述第一检测电极与所述第一端口之间；
所述第一检测电极和所述第二检测电极之间的最小间距L大于等于所述电池包结构的最小电气间隙；
所述箱体的底壁形成有向下凹设的凹槽，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述凹槽中；
所述凹槽的底部设有上侧沿水平方向延伸的绝缘层，所述第一检测电极和所述第二检测电极设于所述绝缘层上侧；
所述第一检测电极和所述第二检测电极与所述凹槽侧壁之间的最小间距L1大于等于所述电池包结构的最小电气间隙；
所述箱体材质为导电金属。
2.一种电池包检测系统，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的电池包结构；以及，
电池管理系统，具有所述第一端口和所述第二端口，所述第一端口与所述第一检测电极连接，所述第二端口与所述第二检测电极连接。
3.如权利要求2所述的电池包检测系统，其特征在于，所述电池管理系统用于获取所述第一检测电极及所述第二检测电极的电平值，当所述第一检测电极或所述第二检测电极的电平值发生变化，则判断所述电池包的防水设计失效。
4.如权利要求2或3所述的电池包检测系统，其特征在于，
所述电池包检测系统还包括设于车辆驾驶室的警示装置，所述电池管理系统与所述警示装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述警示装置发出警示信号；和/或，
所述电池包检测系统还包括远程通信装置，所述电池管理系统与所述远程通信装置电连接，用于在所述电池包的防水设计失效时控制所述远程通信装置向远程监控平台上传报警信号。
5.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求2至4中任一项所述的电池包检测系统。
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