CN113764757B - 一种智能报警锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能报警锂电池，涉及锂电池设备技术领域，其技术方案是：包括智能报警锂电池本体、感应装置、测温装置、电阻监测仪、锂电池和膨胀监测装置，所述智能报警锂电池本体底部内壁固定连接锂电池，所述锂电池外表面安装有感应装置，所述感应装置顶部内壁固定连接膨胀监测装置，所述膨胀监测装置顶部内壁设有有测温装置，所述测温装置内壁套接热导线，所述测温装置内壁开设散热孔，所述智能报警锂电池本体一侧外表面安装有侧固定座，本发明具有在锂电池局部发生高低温或膨胀时，及时报警，并采取通过二氧化碳抑制燃烧的措施，为车主或消防员抢救火情争取时间，减小财产损失防止造成人员的伤亡的优点。

Description

一种智能报警锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池设备技术领域，具体涉及一种智能报警锂电池。

背景技术

近年来，传统内燃机汽车所造成的环境问题和石油资源紧缺使人们将视野投向了新能源汽车，纯电动汽车以其能真正实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向，锂离子电池凭借其优良的性能，成为了新一代电动汽车的理想动力源，锂离子电池的传统结构包括石墨阳极、锂离子金属氧化物构成的阴极和电解液（有机溶剂溶解的锂盐溶液），最常见的锂离子电池以碳为阳极，以碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸锂溶液为电解液，以二氧化锰酸锂为阴极；轻巧结实，比能量大，单体电压约为3.7 V，相较镍氢电池，锂离子电池具有相对较高的工作电压和较大的比能量，是镍氢电池的3 倍，锂离子电池体积小，质量轻，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应且无污染；电池单个性能指标的数值范围跨度大，这是因为锂离子电池有较多的电极组合，它们在性能上存在一定的差异，锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电池2 种，锂离子电池的阴极材料主要有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂等，阳极材料主要有石墨、钛酸锂等，当电解质的量太小时，电池的内阻大并且发热量大，温度升高会导致电解质迅速分解而产生气体，并且隔膜会熔化，从而导致锂电池膨胀和短路爆炸，当电解质的量太多时，在充电和放电过程中产生的气体的量大，电池的内部压力大，并且壳体破裂，导致电解质泄漏，电解液温度高时，遇空气会着火。

现有技术存在以下不足：现有的电动车锂电池在充电过充时或过放时锂电池变热或鼓包无法进行警报，不及时采取措施的话会起火并爆炸，或者冬天温度过低时，发生放电故障，导致车辆抛锚，现有的报警器使用的温度传感器的监测范围有限，在局部发生高低温或膨胀时，不容易报警，而且在锂电池温度过高起火时，缺少抑制措施，不能为车主或消防员抢救火情争取时间，造成财产损失较大，严重的还会造成人员的伤亡。

因此，发明一种智能报警锂电池很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种智能报警锂电池，通过设置了二十八组感应装置均匀安装在锂电池的四周和顶部，测温装置底部与锂电池外表面相贴合，测温装置的材质设置为导热硅胶，热导线的材质为铂丝，两组散热孔，电阻监测仪输入端固定连接热导线，电阻监测仪电性连接控制中心，导热膜均匀套接在锂电池外表面，导热膜的数量设置为两层，两层导热膜之间存在缝隙，滑动板与套板滑动连接，以解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能报警锂电池，包括智能报警锂电池本体、感应装置、测温装置、电阻监测仪、锂电池和膨胀监测装置，所述智能报警锂电池本体底部内壁固定连接锂电池，所述锂电池外表面安装有感应装置，所述感应装置顶部内壁固定连接膨胀监测装置，所述膨胀监测装置顶部内壁设有测温装置，所述测温装置内壁套接热导线，所述测温装置内壁开设散热孔，所述智能报警锂电池本体一侧外表面安装有侧固定座，所述侧固定座一侧固定连接电阻监测仪，所述电阻监测仪顶部安装有控制中心。

所述锂电池外表面套接导热膜，所述导热膜内壁套接负极，所述负极内壁套接隔膜，所述隔膜内壁套接正极；

所述膨胀监测装置左侧安装有套板，所述套板底部设有滑动板，所述滑动板底端安装有固定座，所述固定座右侧固定连接磁性导电块一，所述监测装置底端安装有磁性导电块二，所述膨胀监测装置外表面套接弹簧。

优选的，所述感应装置均匀安装在锂电池的四周和顶部，所述感应装置的数量设置为二十八组。

优选的，感应装置内壁安装有触发器，所述触发器输入端固定连接磁性导电块一和磁性导电块二。

优选的，所述测温装置底部与锂电池外表面相贴合，所述测温装置的材质设置为导热硅胶，所述热导线的材质为铂丝。

优选的，所述测温装置内壁均匀开设散热孔，所述散热孔的数量设置为两组。

优选的，所述电阻监测仪输入端固定连接热导线，所述电阻监测仪和触发器电性连接控制中心。

优选的，所述导热膜均匀套接在锂电池外表面，所述导热膜的数量设置为两层，两层所述导热膜之间存在缝隙。

优选的，所述套板活动套接滑动板外表面，所述固定座底端固定连接测温装置，所述滑动板与套板滑动连接，所述测温装置底部和一侧开设活动槽，所述测温装置可以在活动槽内壁上下活动。

优选的，所述磁性导电块二设置在磁性导电块一下方，所述磁性导电块一底端与磁性导电块二顶端可合并。

优选的，所述弹簧顶端固定连接感应装置顶部内壁，所述弹簧底端固定连接测温装置顶部外表面。

本发明的有益效果是：

1、锂电池内部和表面的温度通过与锂电池外表面相贴合的测温装置进行热传导，传导至导热硅胶的测温装置，测温装置将热量传导至热导线，由于热导线的材质为铂丝，铂丝的导电率受温度影响，温度越高越大，温度越低越小，当温度升高时，阳离子的振动加剧，对自由电子的定向移动，产生了阻碍作用，故导电能力下降，此时电阻监测仪监测到热导线的电阻变大，这个数值变得异常时，控制中心会将锂电池自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，材质为导热硅胶的测温装置具有提高测温装置与锂电池之间导热性能的优点；

2、当温度过低时，铂丝的导电率受低温影响，阳离子的振动减小，对自由电子的定向移动，不产生阻碍作用，故导电能力提高，导电率变大，电阻变小，此时电阻监测仪监测到热导线上的电阻异常变小，控制中心会将锂电池自动断电，并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置和二十八组感应装置几乎包裹了整块锂电池，所以锂电池整体的温度变化也会更加精确和灵敏，避免了局部受热不被发现，无法及时报警的问题；

3、由于材质为铂丝的热导线本身通电时也会产生一定的温度，散热孔的作用为测温装置内部进行散热，减小热导线本身热量对监测数据的影响；

4、当导热膜安装时，将碳酸氢钠布满两层导热膜中间，当锂电池发生高温故障时燃烧，由于锂电池燃烧一般都是超过一千度，这个温度，足够将导热膜进行融化，并对碳酸氢钠进行加热，两层导热膜是包裹在锂电池外表面的，碳酸氢钠加热后产生二氧化碳瞬间包裹住锂电池，对锂电池燃烧的火焰进行抑制，防止火焰过大伤及驾驶者，为消防员的抢救争取时间；

5、当锂电池进行充电或使用故障发生膨胀时，锂电池将贴合在外表面的测温装置向感应装置内壁开设的活动槽内顶起，测温装置顶部的膨胀监测装置向固定座方向挤压，由于滑动板与套板滑动连接，膨胀监测装置底部的磁性导电块二向固定座右侧安装的磁性导电块一靠近，磁性导电块一和磁性导电块二是有一段距离的，所以它们之间只有相对较小的吸引力，这个吸引力被弹簧的弹力所抵消，但是由于锂电池的挤压，将磁性导电块一逐渐向磁性导电块二靠近，一旦达到足够的距离，磁性导电块一和磁性导电块二的吸引力超过弹簧的弹力，此时磁性导电块一和磁性导电块二会迅速合并在一起并通电，感应装置内壁的触发器打开，控制中心接受到触发器打开的信号后，会将锂电池自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置和感应装置几乎包裹了整块锂电池，所以锂电池整体的膨胀变化也会更加精确和灵敏，避免了局部膨胀不被发现，无法及时报警的问题。

附图说明

图1为本发明提供的智能报警锂电池本体效果图；

图2为本发明提供的智能报警锂电池本体顶视图；

图3为本发明提供的感应装置效果图；

图4为本发明提供的锂电池的剖面图；

图5为本发明提供的感应装置结构示意图；

图6为本发明提供的感应装置结构示意图；

图7为本发明提供的感应装置侧视图；

图8为本发明提供的A区放大图。

图中：智能报警锂电池本体100、感应装置110、硅胶带112、散热孔113、热导线114、测温装置115、侧固定座120、控制中心121、电阻监测仪122、锂电池200、导热膜201、负极202、隔膜203、正极204、膨胀监测装置300、套板301、滑动板302、固定座303、磁性导电块一304、 磁性导电块二305、弹簧306。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参照附图1-8，本发明提供的一种智能报警锂电池，为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能报警锂电池，包括智能报警锂电池本体100、感应装置110、测温装置115、电阻监测仪122、锂电池200和膨胀监测装置300，智能报警锂电池本体100底部内壁固定连接锂电池200，锂电池200外表面安装有感应装置110，感应装置110顶部内壁固定连接膨胀监测装置300，膨胀监测装置300顶部内壁设有测温装置115，测温装置115内壁套接热导线114，测温装置115内壁开设散热孔113，智能报警锂电池本体100一侧外表面安装有侧固定座120，侧固定座120一侧固定连接电阻监测仪122，电阻监测仪122顶部安装有控制中心121。

锂电池200外表面套接导热膜201，导热膜201内壁套接负极202，负极202内壁套接隔膜203，隔膜203内壁套接正极204；

膨胀监测装置300左侧安装有套板301，套板301底部设有滑动板302，滑动板302底端安装有固定座303，固定座303右侧固定连接磁性导电块一304，监测装置300底端安装有磁性导电块二305，膨胀监测装置300外表面套接弹簧306。

进一步地，感应装置110均匀安装在锂电池200的四周和顶部，感应装置110的数量设置为二十八组，测温装置115底部与锂电池200外表面相贴合，测温装置115的材质设置为导热硅胶，热导线114的材质为铂丝，电阻监测仪122输入端固定连接热导线114，电阻监测仪122和触发器电性连接控制中心121，当电动车在进行充电或使用故障发生高温时锂电池200内部和表面的温度通过与锂电池200外表面相贴合的测温装置115进行热传导，传导至导热硅胶的测温装置115，测温装置115将热量传导至热导线114，由于热导线114的材质为铂丝，铂丝的导电率受温度影响，温度越高越大，温度越低越小，当温度升高时，阳离子的振动加剧，对自由电子的定向移动产生了阻碍作用，故导电能力下降，此时电阻监测仪122监测到热导线114的电阻变大，这个数值变得异常时，控制中心121会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，当温度过低时，铂丝的导电率受低温影响，当温度降低时，阳离子的振动减小，对自由电子的定向移动不产生阻碍作用，故导电能力提高，导电率变大，电阻变小，此时电阻监测仪122监测到热导线114上的电阻异常变小，控制中心121会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置115和感应装置110几乎包裹了整块锂电池200，所以锂电池200整体的温度变化也会更加精确和灵敏，避免了局部受热不被发现，无法及时报警的问题，材质为导热硅胶的测温装置115具有提高测温装置115与锂电池200之间导热性能的优点；

进一步地，测温装置115内壁均匀开设散热孔113，散热孔113的数量设置为两组，由于材质为铂丝的热导线114本身通电时也会产生一定的温度，散热孔113的作用为测温装置115内部进行散热，减小热导线114本身热量对监测数据的影响；

进一步地，导热膜201均匀套接在锂电池200外表面，导热膜201的数量设置为两层，两层导热膜201之间存在缝隙，当导热膜201安装时，将碳酸氢钠布满两层导热膜201中间，当锂电池200发生高温故障时燃烧，由于锂电池200燃烧一般都是超过一千度，这个温度，足够将导热膜201进行融化，并对碳酸氢钠进行加热，两层导热膜201是包裹在锂电池200外表面的，碳酸氢钠加热后产生二氧化碳瞬间包裹住锂电池200，对锂电池燃烧的火焰进行抑制，防止火焰过大伤及驾驶者，为驾驶者或消防员的抢救争取时间；

进一步地，感应装置110内壁安装有触发器，触发器输入端固定连接磁性导电块一304和磁性导电块二305，套板301活动套接滑动板302外表面，固定座303底端固定连接测温装置115，滑动板302与套板301滑动连接，测温装置115底部和一侧开设活动槽，测温装置115可以在活动槽内壁上下活动，磁性导电块二305设置在磁性导电块一304下方，磁性导电块一304底端与磁性导电块二305顶端可合并，弹簧306顶端固定连接感应装置110顶部内壁，弹簧306底端固定连接测温装置115顶部的，当锂电池200进行充电或使用故障发生膨胀时，锂电池200将贴合在外表面的测温装置115向感应装置110内壁开设的活动槽内顶起，测温装置115顶部的膨胀监测装置300向固定座303方向挤压，由于滑动板302与套板301滑动连接，膨胀监测装置300底部的磁性导电块二305向固定座303右侧安装的磁性导电块一304靠近，磁性导电块一304和磁性导电块二305是有一段距离的，所以它们之间只有相对较小的吸引力，这个吸引力被弹簧306的弹力所抵消，但是由于锂电池200的挤压，将磁性导电块一304逐渐向磁性导电块二305靠近，一旦达到足够的距离，磁性导电块一304和磁性导电块二305的吸引力超过弹簧306的弹力，此时磁性导电块一304和磁性导电块二305会迅速合并在一起并通电，感应装置110内壁的触发器打开，控制中心121接受到触发器打开的信号后，会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置115和感应装置110几乎包裹了整块锂电池200，所以锂电池200本身的膨胀变化也会更加精确和灵敏，避免了局部膨胀不被发现，无法及时报警的问题。

本发明的使用过程如下：当电动车在进行充电或使用故障发生高温时锂电池200内部和表面的温度通过与锂电池200外表面相贴合的测温装置115进行热传导，传导至导热硅胶的测温装置115，测温装置115将热量传导至热导线114，由于热导线114的材质为铂丝，铂丝的导电率受温度影响，温度越高越大，温度越低越小，当温度升高时，阳离子的振动加剧，对自由电子的定向移动产生了阻碍作用，故导电能力下降，此时电阻监测仪122监测到热导线114的电阻变大，这个数值变得异常时，控制中心121会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，当温度过低时，铂丝的导电率受低温影响，当温度降低时，阳离子的振动减小，对自由电子的定向移动不产生阻碍作用，故导电能力提高，导电率变大，电阻变小，此时电阻监测仪122监测到热导线114上的电阻异常变小，控制中心121会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置115和感应装置110几乎包裹了整块锂电池200，所以锂电池200整体的温度变化也会更加精确和灵敏，避免了局部受热不被发现，无法及时报警的问题，材质为导热硅胶的测温装置115具有提高测温装置115与锂电池200之间导热性能的优点，由于材质为铂丝的热导线114本身通电时也会产生一定的温度，散热孔113的作用为测温装置115内部进行散热，减小热导线114本身热量对监测数据的影响，当导热膜201安装时，将碳酸氢钠布满两层导热膜201中间，当锂电池200发生高温故障时燃烧，由于锂电池200燃烧一般都是超过一千度，这个温度，足够将导热膜201进行融化，并对碳酸氢钠进行加热，两层导热膜201是包裹在锂电池200外表面的，碳酸氢钠加热后产生二氧化碳瞬间包裹住锂电池200，对锂电池燃烧的火焰进行抑制，防止火焰过大伤及驾驶者，为驾驶者或消防员的抢救争取时间，当锂电池200进行充电或使用故障发生膨胀时，锂电池200将贴合在外表面的测温装置115向感应装置110内壁开设的活动槽内顶起，测温装置115顶部的膨胀监测装置300向固定座303方向挤压，由于滑动板302与套板301滑动连接，膨胀监测装置300底部的磁性导电块二305向固定座303右侧安装的磁性导电块一304靠近，磁性导电块一304和磁性导电块二305是有一段距离的，所以它们之间只有相对较小的吸引力，这个吸引力被弹簧306的弹力所抵消，但是由于锂电池200的挤压，将磁性导电块一304逐渐向磁性导电块二305靠近，一旦达到足够的距离，磁性导电块一304和磁性导电块二305的吸引力超过弹簧306的弹力，此时磁性导电块一304和磁性导电块二305会迅速合并在一起并通电，感应装置110内壁的触发器（图中未标注）打开，控制中心121接受到触发器（图中未标注）打开的信号后，会将锂电池200自动断电并发出信号给电动车上的车机，进行自动报警和鸣笛警示，由于测温装置115和感应装置110几乎包裹了整块锂电池200，所以锂电池200本身的膨胀变化也会更加精确和灵敏，避免了局部膨胀不被发现，无法及时报警的问题。

以上，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种智能报警锂电池，包括智能报警锂电池本体（100）、感应装置（110）、测温装置（115）、电阻监测仪（122）、锂电池（200）和膨胀监测装置（300），其特征在于：所述智能报警锂电池本体（100）底部内壁固定连接锂电池（200），所述锂电池（200）外表面安装有感应装置（110），所述感应装置（110）顶部内壁固定连接膨胀监测装置（300），所述膨胀监测装置（300）顶部内壁设有测温装置（115），所述测温装置（115）内壁套接热导线（114），所述测温装置（115）内壁开设散热孔（113），所述智能报警锂电池本体（100）一侧外表面安装有侧固定座（120），所述侧固定座（120）一侧固定连接电阻监测仪（122），所述电阻监测仪（122）顶部安装有控制中心（121），

所述锂电池（200）外表面套接导热膜（201），所述导热膜（201）内壁套接负极（202），所述负极（202）内壁套接隔膜（203），所述隔膜（203）内壁套接正极（204）；

所述膨胀监测装置（300）左侧安装有套板（301），所述套板（301）底部设有滑动板（302），所述滑动板（302）底端安装有固定座（303），所述固定座（303）右侧固定连接磁性导电块一（304），所述监测装置（300）底端安装有磁性导电块二（305），所述膨胀监测装置（300）外表面套接弹簧（306），所述感应装置（110）均匀安装在锂电池（200）的四周和顶部，所述感应装置（110）的数量设置为二十八组，所述感应装置（110）内壁安装有触发器，所述触发器输入端固定连接磁性导电块一（304）和磁性导电块二（305），所述测温装置（115）底部与锂电池（200）外表面相贴合，所述测温装置（115）的材质设置为导热硅胶，所述热导线（114）的材质为铂丝，所述电阻监测仪（122）输入端固定连接热导线（114），所述电阻监测仪（122）和触发器电性连接控制中心（121），所述套板（301）活动套接滑动板（302）外表面，所述固定座（303）底端固定连接测温装置（115），所述滑动板（302）与套板（301）滑动连接，所述测温装置（115）底部和一侧开设活动槽，所述测温装置（115）可以在活动槽内壁上下活动，所述磁性导电块二（305）设置在磁性导电块一（304）下方，所述磁性导电块一（304）底端与磁性导电块二（305）顶端可合并，所述弹簧（306）顶端固定连接感应装置（110）顶部内壁，所述弹簧（306）底端固定连接测温装置（115）顶部外表面。

2.根据权利要求1所述的一种智能报警锂电池，其特征在于：所述测温装置（115）内壁均匀开设散热孔（113），所述散热孔（113）的数量设置为两组。

3.根据权利要求1所述的一种智能报警锂电池，其特征在于：所述导热膜（201）均匀套接在锂电池（200）外表面，所述导热膜（201）的数量设置为两层，两层所述导热膜（201）之间存在缝隙。

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