CN114859227A - 一种电池膨胀的检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池膨胀检测技术领域,尤其涉及一种电池膨胀的检测装置和方法。该电池膨胀的检测装置用于对电池内部的电芯本体进行膨胀检测,主要包括保护板、壳体、盖体和导电片。其中,保护板贴设在电芯本体的表面,保护板上设置有多个短路触点,且保护板内设置有断电模块。壳体具有开口,盖体盖合在开口上,以使壳体和盖体形成容置腔,电芯本体设置在容置腔中,导电片贴设在盖体靠近壳体的一侧,沿电芯本体的厚度方向,导电片的投影能够覆盖短路触点,导电片与短路触点形成预设间隙。该电池膨胀的检测装置结构简单,能够降低电池的制造成本,提高电池的安全性能,该电池膨胀的检测方法简单可靠,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电池膨胀检测技术领域,尤其涉及一种电池膨胀的检测装置和方法。
背景技术
在锂离子电池使用的生命周期内,随着电池循环充放电的进行,电芯体积主要表现为厚度方向上会呈现一定程度的膨胀,当电芯的膨胀超过膨胀安全阈值而继续使用时,不仅会使电池的供电失效,甚至可能会引起燃烧、爆炸等重大安全问题。因而针对电池中电芯的膨胀检测是确保电池能够安全使用的关键因素。
现有技术中,针对电池中电芯的膨胀常用的一种检测方式为通过压力传感器采集电芯膨胀应力并及时做出应对措施杜绝危险隐患。但该方法对膨胀应力检测的精确度要求较高,检测装置复杂,导致生产制造成本颇高,不利于电池的批量化生产。
因此,亟需设计一种电池膨胀的检测装置和方法来解决以上技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电池膨胀的检测装置,其结构简单,能够降低电池的制造成本,且该电池膨胀的检测装置对电芯本体膨胀检测的精确度要求低,提高电池的安全性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种电池膨胀的检测装置,用于对电池内部的电芯本体进行膨胀检测,包括:
保护板,所述保护板贴设在所述电芯本体的表面,所述保护板上设置有多个短路触点,且所述保护板内设置有断电模块;
壳体,所述壳体具有开口;
盖体,所述盖体盖合在所述开口上,以使所述壳体和所述盖体形成容置腔,所述电芯本体设置在所述容置腔中;
导电片,所述导电片贴设在所述盖体靠近所述壳体的一侧,沿所述电芯本体的厚度方向,所述导电片的投影能够覆盖所述短路触点,所述导电片与所述短路触点形成预设间隙。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述保护板包括第一连接板和第二连接板,所述第一连接板与所述第二连接板固定连接,所述短路触点设置在所述第一连接板上,所述断电保护模块设置在所述第二连接板内部,且所述第一连接板连接于所述断电模块。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述第一连接板贴设在所述电芯本体表面,所述第二连接板设置在所述电芯本体的端部,且所述第二连接板与所述电芯本体的端子连接。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述第一连接板靠近所述第二连接板的一端延伸出连接部,所述连接部连接于所述断电模块。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,多个所述短路触点组成短路触点单元,沿第一方向,相邻两排短路触点单元中的所述短路触点错位设置。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述短路触点单元中的多个所述短路触点沿第二方向等间隔设置。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述第一连接板采用软铜材质制成,所述第二连接板采用软铜材质或PCB硬板材质制成。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述第二连接板的端部连接有输出导线,所述输出导线被配置为连接负载。
作为一种电池膨胀的检测装置的可选技术方案,所述导电片与所述盖体通过双面胶或胶水连接,所述保护板与所述电芯本体的表面通过双面胶或胶水连接。
本发明的另一目的在于提出一种电池膨胀的检测方法,该电池膨胀的检测方法简单可靠,无需额外使用外界应力传感器,成本低。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明还提供一种电池膨胀的检测方法,所述电池膨胀的检测方法适用于以上所述的电池膨胀的检测装置,包括:
获取电池膨胀的检测装置的膨胀电信号;
依据所述膨胀电信号判断所述电芯本体的膨胀距离是否超过所述预设间隙,其中,
若所述电芯本体的膨胀距离超过所述预设间隙时,所述电池膨胀的检测装置触发断电模块启动,断开所述电芯本体与负载的连接;
若所述电芯本体的膨胀距离未超过所述预设间隙时,所述电池膨胀的检测装置不触发所述断电模块,保持所述电芯本体与所述负载连接。
本发明的有益效果在于:
本发明提供一种电池膨胀的检测装置,该电池膨胀的检测装置结构简单,将保护板贴设在电芯本体的表面,通过依靠电芯本体的物理形变实现短路触点与导电片的连接,从而实现“第一连接板—导电片—第二连接板”三者构成闭合回路,触发断电模块断开电池与负载的连接。无需使用应力传感器等设备即可完成对电芯本体的膨胀检测,节约成本,能够避免传统技术中的应力传感器因失效导致的检测结果不准确的问题,提高本实施例中的电池膨胀的检测装置的可靠性和稳定性,提高电芯本体的安全性能。
本发明还提供一种电池膨胀的检测方法,该电池膨胀的检测方法能够实现自动对电芯本体的膨胀进行检测,无需人为操作,也无需外界应力传感器等辅助设备,检测方法简单可靠,成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的带有电芯本体和电池膨胀的检测装置的爆炸示意图;
图2为本发明实施例提供的保护板的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的保护板安装在电芯本体上的结构示意图。
附图标记
100、电芯本体;
200、保护板;210、第一连接板;2101、短路触点单元;2102、短路触点;2103、连接部;220、第二连接板;230、输出导线;
300、导电片;400、壳体;410、容置腔;500、盖体。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
如图1-图2所示,本实施例提供一种电池膨胀的检测装置,用于对电池内部的电芯本体100进行膨胀检测,主要包括保护板200、壳体400、盖体500和导电片300。其中,保护板200贴设在电芯本体100的表面,保护板200上设置有多个短路触点2102,且保护板200内设置有断电模块。壳体400具有开口,盖体500盖合在开口上,以使壳体400和盖体500形成容置腔410,电芯本体100设置在容置腔410中,导电片300贴设在盖体500靠近壳体400的一侧,沿电芯本体100的厚度方向,导电片300的投影能够覆盖短路触点2102,导电片300与短路触点2102形成预设间隙。
基于以上设计,本实施例中的保护板200包括第一连接板210和第二连接板220,第一连接板210与第二连接板220固定连接,短路触点2102设置在第一连接板210上,断电保护模块设置在第二连接板220内部,且第一连接板210连接于断电模块。且第二连接板220的端部连接有输出导线230,输出导线230被配置为连接负载,进一步地,第二连接板220与电芯本体100的端子焊接连接,进而便于电芯本体100中的电流的导出。当然,在本发明的其他实施例中,输出导线230的形式还可以设置为板状、端子线状以及其他各类连接器输出状,本实施例对此不作限定。
在电芯本体100正常工作时,也就是说,电芯本体100未发生膨胀,或已发生微膨胀但膨胀距离小于预设间隙时,此时,第一连接板210上的短路触点2102没有与导电片300接触,进而无法使“第一连接板210、导电片300、第二连接板220”三者构成闭合回路,进而无法触发第二连接板220中的断电模块。当电池本体发生膨胀且膨胀距离大于等于预设间隙时,此时,第一连接板210上的至少两个短路触点2102与导电片300接触,进而使得“第一连接板210、导电片300、第二连接板220”三者构成闭合回路,从而触发断电模块断开输出导线230与负载的连接,进而提高电池的安全性能,避免发生电池燃烧爆炸的风险。值得注意的是,在电池本体发生膨胀且膨胀距离大于等于预设间隙时,第一连接板210上的两个或两个以上的短路触点2102与导电片300接触才可以构成闭合回路。
与现有技术相比,本实施例提供一种电池膨胀的检测装置,该电池膨胀的检测装置结构简单,将保护板200贴设在电芯本体100的表面,通过依靠电芯本体100的物理形变实现短路触点2102与导电片300的连接,从而实现“第一连接板210—导电片300—第二连接板220”三者构成闭合回路,触发断电模块断开电池与负载的连接。无需使用应力传感器等设备即可完成对电芯本体100的膨胀检测,节约成本,能够避免传统技术中的应力传感器因失效导致的检测结果不准确的问题,提高本实施例中的电池膨胀的检测装置的可靠性和稳定性,提高电芯本体100的安全性能。
如图1和图3所示,在本实施例中,第一连接板210贴设在电芯本体100表面,第二连接板220设置在电芯本体100的端部,且第二连接板220与电芯本体100的端子连接。这样尽可能地降低第二连接板220沿电芯本体100厚度方向所占据的空间,使得第一连接板210能够紧贴电芯本体100的表面,提高电池膨胀的检测装置检测的灵敏度。
可选地,本实施例中的第一连接板210采用软铜材质制成,进而提高第一连接板210的柔性和延展性,有利于第一连接板210能够随着电芯本体100的膨胀而发生变形。示例性地,第一连接板210可以选取柔性FPC(含印刷电路)电路板或PCM(脉冲编码调制)电路板制成。
可选地,第二连接板220采用软铜材质,例如柔性FPC(含印刷电路)电路板,或者PCB(印制电路板)硬板材质制成,不仅能够减轻第二连接板220的重量,便于批量化生产,同时还有利于对内部的断电模块起到一定的保护作用。
如图1-图2所示,在本实施例中,第一连接板210靠近第二连接板220的一端延伸出连接部2103,连接部2103连接于第二连接板220中的断电模块。连接部2103的设置有利于第一连接板210和第二连接板220的连接,同时也节约第一连接板210的耗材,节约成本,减轻电池的重量。示例性地,连接部2103可以设置为矩形。
如图2所示,在本实施例中,多个短路触点2102组成短路触点单元2101,沿第一方向,相邻两排短路触点单元2101中的短路触点2102错位设置,短路触点单元2101中的多个短路触点2102沿第二方向等间隔设置。这样使得第一连接板210能够更加精确地检测到电芯本体100上不同位置的膨胀距离,增加第一连接板210对电芯本体100膨胀距离的检测范围,提高电芯本体100的安全性能。第一方向为图2中的X轴方向,第二方向为图2中的Y轴方向。优选地,第一连接板210贴设在电芯本体100的中心位置,因为在电池的使用过程中,电芯本体100的中心位置的膨胀距离通常大于电芯本体100的周边位置的膨胀距离。
可选地,本实施例中的导电片300与盖体500通过双面胶或胶水连接,保护板200中的第一连接板210与电芯本体100的表面通过双面胶或胶水连接,进而提高导电片300与盖体500,以及第一连接板210与电芯本体100的连接可靠性和稳定性,从而提高电池膨胀的检测装置检测的准确度。
本实施例还提供一种电池膨胀的检测方法,该电池膨胀的检测方法适用于以上电池膨胀的检测装置,主要包括以下步骤:
获取电池膨胀的检测装置的膨胀电信号;
依据膨胀电信号判断电芯本体100的膨胀距离是否超过预设间隙,其中,
若电芯本体100的膨胀距离超过预设间隙时,电池膨胀的检测装置触发断电模块启动,断开电芯本体100与负载的连接;
若电芯本体100的膨胀距离未超过预设间隙时,电池膨胀的检测装置不触发断电模块,保持电芯本体100与负载连接。
该电池膨胀的检测方法能够实现自动对电芯本体100的膨胀进行检测,无需人为操作,也无需外界应力传感器等辅助设备,检测方法简单可靠,成本低。
显然,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
注意,在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
Claims (10)
1.一种电池膨胀的检测装置,用于对电池内部的电芯本体(100)进行膨胀检测,其特征在于,包括:
保护板(200),所述保护板(200)贴设在所述电芯本体(100)的表面,所述保护板(200)上设置有多个短路触点(2102),且所述保护板(200)内设置有断电模块;
壳体(400),所述壳体(400)具有开口;
盖体(500),所述盖体(500)盖合在所述开口上,以使所述壳体(400)和所述盖体(500)形成容置腔(410),所述电芯本体(100)设置在所述容置腔(410)中;
导电片(300),所述导电片(300)贴设在所述盖体(500)靠近所述壳体(400)的一侧,沿所述电芯本体(100)的厚度方向,所述导电片(300)的投影能够覆盖所述短路触点(2102),所述导电片(300)与所述短路触点(2102)形成预设间隙。
2.根据权利要求1所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述保护板(200)包括第一连接板(210)和第二连接板(220),所述第一连接板(210)与所述第二连接板(220)固定连接,所述短路触点(2102)设置在所述第一连接板(210)上,所述断电保护模块设置在所述第二连接板(220)内部,且所述第一连接板(210)连接于所述断电模块。
3.根据权利要求2所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述第一连接板(210)贴设在所述电芯本体(100)表面,所述第二连接板(220)设置在所述电芯本体(100)的端部,且所述第二连接板(220)与所述电芯本体(100)的端子连接。
4.根据权利要求2所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述第一连接板(210)靠近所述第二连接板(220)的一端延伸出连接部(2103),所述连接部(2103)连接于所述断电模块。
5.根据权利要求2所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,多个所述短路触点(2102)组成短路触点单元(2101),沿第一方向,相邻两排短路触点单元(2101)中的所述短路触点(2102)错位设置。
6.根据权利要求5所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述短路触点单元(2101)中的多个所述短路触点(2102)沿第二方向等间隔设置。
7.根据权利要求2所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述第一连接板(210)采用软铜材质制成,所述第二连接板(220)采用软铜材质或PCB硬板制成。
8.根据权利要求2所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述第二连接板(220)的端部连接有输出导线(230),所述输出导线(230)被配置为连接负载。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,所述导电片(300)与所述盖体(500)通过双面胶或胶水连接,所述保护板(200)与所述电芯本体(100)的表面通过双面胶或胶水连接。
10.一种电池膨胀的检测方法,所述电池膨胀的检测方法适用于权利要求1-9中任一项所述的电池膨胀的检测装置,其特征在于,包括:
获取电池膨胀的检测装置的膨胀电信号;
依据所述膨胀电信号判断所述电芯本体(100)的膨胀距离是否超过所述预设间隙,其中,
若所述电芯本体(100)的膨胀距离超过所述预设间隙时,所述电池膨胀的检测装置触发断电模块启动,断开所述电芯本体(100)与负载的连接;
若所述电芯本体(100)的膨胀距离未超过所述预设间隙时,所述电池膨胀的检测装置不触发所述断电模块,保持所述电芯本体(100)与所述负载连接。
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