CN114883755A - 汇流排、电池系统及用于检测电池系统的温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电池的汇流排、电池系统和用于检测电池系统的温度的方法。所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，其中，所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池；其中，在至少一个所述侧端部处设置有至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述电池的温度。根据本发明，通过在汇流排的侧端部处设置热传感器，可以更准确地检测电池的表面温度以及内部温度，从而提高电池的安全性能。

Description

汇流排、电池系统及用于检测电池系统的温度的方法
技术领域
本发明涉及电池，更具体而言，涉及一种用于电池的汇流排、电池系统及用于检测电池系统的温度的方法。
背景技术
在高压电池系统中通常使用汇流排来连接电池。对于电池之间的连接，有些连接是串联连接，有些连接是并联连接。汇流排的主要功能是用于产生电连接。汇流排通常由金属制成，这意味着汇流排具有良好的导热性。
现有的汇流排面临一些挑战。例如，在电池系统中，为了防止电池变得太热或太冷，需要检测电池系统的温度。另外，在某些情况下，当一个电池发生热失控时，热量就会通过汇流排从热失控的电池传播到其他电池。
因此，需要提供一种能够解决上述问题至少之一的方案。
发明内容
为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种用于电池的汇流排，其特征在于，所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，其中，
所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；
所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池；
其中，在至少一个所述侧端部处设置有至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述电池的温度。
在一实施例中，至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处。
在一实施例中，至少一个所述侧端部不具有切角，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。
在一实施例中，所述切角具有三角形、星形、正方形或者长方形的形状，或者不规则的形状。
在一实施例中，所述主体区域还包括双层区域，所述双层区域位于相邻的延伸部之间所对应的主体区域上。
在一实施例中，所述延伸部中的每个分别具有用于连接至电池的连接端子，至少两个所述连接端子分别连接至相应的电池，所述电池之间并联连接或串联连接，所述双层区域被设置在并联连接的电池之间所对应的主体区域上和/或串联连接的电池之间所对应的主体区域上。
在一实施例中，串联连接的电池之间所对应的双层区域与并联连接的电池之间所对应的双层区域具有不同的尺寸和/或厚度。
根据本发明的第二方面，提供一种电池系统，其特征在于，包括一个或多个电池以及如上所述的汇流排，其中所述一个或多个电池分别连接至所述汇流排的至少一个延伸部，布置在所述汇流排的至少一个侧端部处的至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
根据本发明的第三方面，提供一种用于检测电池系统的温度的方法，其特征在于，所述电池系统包括汇流排以及一个或多个电池，所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池，
其中，所述方法包括：
在所述汇流排的至少一个所述侧端部处设置至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
在一实施例中，至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处；或者，
至少一个所述侧端部不具有切角，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。
在某些情况下，例如，当电池和汇流排上存在电流时，由于汇流排和电池的电阻上的电流发热，导致汇流排和电池具有相似的温度变化趋势；或当电池温度高于或低于汇流排时，由于汇流排的良好导热性，温度将自动平衡使得汇流排的温度类似于电池的温度，因此可以通过检测汇流排的温度来检测电池系统的温度。然而，与电池内部温度(卷心温度)相比，汇流排的一些区域特别是电流密度大的区域具有较大的温度变化率，从而导致电池与汇流排之间的温度差异非常大，从而导致不能准确检测电池的温度。
但是，根据本发明，通过在汇流排的较低电流密度区域如侧端部处设置热传感器，可以更准确地检测电池的表面温度以及内部温度，从而可以提高电池的安全性能。
另外，在汇流排有切角的情况下，可以减少电池间的热传递，尤其是当电池发生热失控时，可以减少从热失控电池到其他正常的电池的热传递，同时可以节约成本。此外，还可以在汇流排上设置双层区域，使得相应区域的电流密度减小，从而减少相应区域的温度变化以减小汇流排和电池之间的温度差异。
附图说明
以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，
其中：
图1是示出根据本发明一实施例的汇流排的示意图；
图2是示出根据本发明另一实施例的汇流排的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
在本文中描述的特征可以不同的形式体现，并且不应被解释为限于在本文中描述的实施例。而是，提供在本文中描述的实施例仅仅是为了例示实施在本文中描述的结构和/或方法的许多可能方式中的一些。在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员将明显的是，不必须采用具体细节来实践本发明。在一些情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本发明。
如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及相关联的所列项中的任何两个或更多个的任何组合。术语“一个或多个”指的是一个或者大于一个的指代项。
尽管在本文中可以使用诸如“第一”和“第二”之类的术语来描述各种构件、部件、部分或要素，但是这些构件、部件、部分或要素不受这些术语限制。而是，这些术语仅被用来将一个构件、部件、部分或要素与另一个构件、部件、部分或要素区分开。因此，在不偏离本发明的教导的前提下，在本文中提及的第一构件、部件、部分或要素也可以称为第二构件、部件、部分或要素。
在本文中可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“上方”、“下方”、“上部”、“下部”和“侧”之类的空间术语，以便于描述如在图中示出的一个构件、部件、部分或要素与另一个构件、部件、部分或要素的相对位置关系。
在本文中使用的术语仅用于描述各个实施例，并且不用来限制本公开内容。除非上下文另有明确指示，否则“一”、“一个”和“该”意在也可以包括复数形式。例如，术语“一”、“一个”、“另一”和“另一个”可以广义地理解为“一个”、“两个”以及“更多个”。术语“包括”、“包含”和“具有”指定所陈述的特征、操作、构件、元件和/或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、操作、构件、元件和/或其组合。
作为本发明第一方面，提供一种用于电池的汇流排。
图1示意性示出根据本发明一实施例的汇流排100a。
如图1所示，汇流排100a可以包括主体区域101和至少一个延伸部102。
主体区域101包括上边缘和下边缘以及位于左侧和/或右侧的至少一个侧端部。例如，在图1中，主体区域具有长方形的形状，上面的长边作为上边缘，下面的长边作为下边缘，左侧的短边和右侧的短边以及短边附近所对应的区域为侧端部。所述至少一个延伸部102从主体区域101的下边缘延伸出以连接至相应的电池，例如通过连接端子103连接。
延伸部102的数量例如可以根据所要连接的电池的数量来确定。其中，在至少一个侧端部处设置有至少一个热传感器，该至少一个热传感器被配置用于检测电池系统的温度，例如电池的表面温度和电池的内部温度。在用于连接电池的汇流排处于工作的状态下，由于在汇流排侧端部处电流密度较低，因此侧端部具有与电池的主体或表面相似的温度，并且该温度接近电池的内部温度，例如卷心温度。上述电池系统的温度可以各种合适的方式来确定。例如，在只有一个热传感器的情况下，上述电池系统的温度可以为该一个热传感器所检测到的温度值；在有多个热传感器的情况下，上述电池系统的温度可以为该多个热传感器所检测到的温度值的平均值、最大值或最小值。应理解，尽管以长方形的形式描述了汇流排，但是根据需要本发明的汇流排可以具有各种合适的规则的或不规则的形状，例如但不限于三角形、正方形、五边形、六边形等。
在一实施例中，至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处。如图1所示，左侧端部和右侧端部分别具有左上部切角和右上部切角，即左侧端部和右侧端部的部分区域被切除，如具有三角形形状的切角104所示出的。可以在左侧端部和/或右侧端部的未被切除的剩余区域处设置热传感器。优选地，在未被切除的剩余区域的靠近上边缘处(即，远离连接电池的延伸部处)设置热传感器。
应理解，尽管在附图中以三角形的形式示出了切角的形状，但是根据需要本发明的切角可以包括各种合适的规则的或不规则的形状，例如但不限于三角形、星形、扇形、正方形、五边形、六边形等。切角的切角边可以具有各种合适的形状，例如，直线形、弧形、锯齿形等。根据此实施例，由于侧端部的一部分被切除，可以节省材料、节约成本，并能减轻汇流排的重量。同时，还可以减少电池之间的热传递。尤其是当某一电池发生热失控时，该热失控的电池的温度会远远高于正常的电池，在这种情况下，本发明的这种设计是极其有利的。
在一实施例中，至少一个所述侧端部不具有切角(未示出)，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。例如，在汇流排具有长方形的形状的情况下，左侧端部的上边角区域为上横向边缘和左纵向边缘相交的边角区域，右侧端部的上边角区域为上横向边缘和右纵向边缘相交的边角区域。可以在左侧端部的上边角区域和右侧端部的上边角区域中的至少一个区域处设置热传感器。
在一实施例中，主体区域还包括双层区域，双层区域位于相邻的延伸部之间所对应的主体区域上。
例如，在一实现方式中，所述延伸部中的每个分别具有用于连接至电池的连接端子，至少两个所述连接端子分别连接至相应的电池，所述相应的电池之间并联连接或串联连接，所述双层区域被设置在并联连接的电池之间所对应的主体区域上和/或串联连接的电池之间所对应的主体区域上。如图1所示，最右边的两个延伸部的连接端子连接有电池(未示出)，这两个电池并联连接，双层区域105可以设置在这两个并联连接的电池所对应的主体区域101上(图1中的省略号上方所对应的主体区域)。通过设置双层区域，可以减小相应区域的电流密度。双层区域也可以称为双层材料区域。可以各种合适的方式形成双层区域。例如，对现有的汇流排材料(如铝或铜)进行折叠(例如，翻折)形成双层材料区域，以节省成本和空间；或者通过焊接或者热压添加附加层，该附加层可以由具有较低电阻的附加材料或者与现有的汇流排材料相同的材料形成。
再如，在另一实现方式中，串联连接的电池之间所对应的双层区域与并联连接的电池之间所对应的双层区域具有不同的尺寸和/或厚度。下面结合图2进行详细描述。
图2示意性示出根据本发明另一实施例的汇流排100b。汇流排100b具有六个延伸部102及六个连接端子103。左边的三个连接端子103分别连接到第一电池、第二电池和第三电池的正极端子，右边的三个连接端子103分别连接到第四电池、第五电池和第六电池的负极端子。如此，第一电池、第二电池和第三电池之间并联连接，第四电池、第五电池和第六电池之间并联连接，第一电池、第二电池和第三电池的电池组合与第四电池、第五电池和第六电池的电池组合串联连接。相对于并联连接，串联连接会产生更大的电流密度，因此通过在其对应的主体区域上设置具有更大尺寸或更厚厚度的双层区域，可以减小电流密度。图2中的与图1相同命名或编号的其他元素和图1中相应的元素起相同的作用，这里不再重复描述。
尽管图1和图2中示出的汇流排的延伸部与主体区域在同一平面上，但是本发明并不限于此。根据需要，延伸部可以与主体区域在不同的平面上，例如延伸部可以与主体区域所在平面呈一定角度，例如90度或大于90度或小于90度的角度。
作为本发明第二方面，提供一种电池系统。电池系统包括一个或多个电池以及本发明第一方面所述的汇流排，其中所述一个或多个电池分别连接至所述汇流排的至少一个延伸部，布置在所述汇流排的至少一个侧端部处的至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
本文中，术语“电池”也可以被称为“单元电池”或“电芯”。
本发明的电池系统具有高可靠性、低成本，可用于电动汽车，例如可用于所有电动汽车的电池系统，包括48V电池系统、混合动力汽车(HEV)电池系统、插电式混合动力汽车(PHEV)电池系统、电动汽车(EV)电池系统。
作为本发明第三方面，提供一种用于检测电池系统的温度的方法，其中，所述电池系统包括汇流排以及一个或多个电池，所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池，所述方法包括：在所述汇流排的至少一个所述侧端部处设置至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
在一实施例中，至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处；或者，至少一个所述侧端部不具有切角，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。
另外，如上文结合本发明的汇流排或电池系统所述的各细节可被包括或体现在本发明的用于检测电池系统的温度的方法中。
以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims (10)

1.一种用于电池的汇流排，其特征在于，所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，其中，
所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；
所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池；
其中，在至少一个所述侧端部处设置有至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述电池的温度。
2.根据权利要求1所述的汇流排，其中，至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处。
3.根据权利要求1所述的汇流排，其中，至少一个所述侧端部不具有切角，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。
4.根据权利要求2所述的汇流排，其中，所述切角具有三角形、星形、正方形或者长方形的形状，或者不规则的形状。
5.根据权利要求1至4任一项所述的汇流排，其中，所述主体区域还包括双层区域，所述双层区域位于相邻的延伸部之间所对应的主体区域上。
6.根据权利要求5所述的汇流排，其中，所述延伸部中的每个分别具有用于连接至电池的连接端子，至少两个所述连接端子分别连接至相应的电池，所述电池之间并联连接或串联连接，所述双层区域被设置在并联连接的电池之间所对应的主体区域上和/或串联连接的电池之间所对应的主体区域上。
7.根据权利要求6所述的汇流排，其中，串联连接的电池之间所对应的双层区域与并联连接的电池之间所对应的双层区域具有不同的尺寸和/或厚度。
8.一种电池系统，其特征在于，包括一个或多个电池以及根据权利要求1至7中任一项所述的汇流排，其中所述一个或多个电池分别连接至所述汇流排的至少一个延伸部，布置在所述汇流排的至少一个侧端部处的至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
9.一种用于检测电池系统的温度的方法，其特征在于，所述电池系统包括汇流排以及一个或多个电池，所述汇流排包括主体区域和至少一个延伸部，所述主体区域包括上边缘和下边缘以及至少一个侧端部；所述至少一个延伸部从所述主体区域的下边缘延伸出以连接至相应的电池，
其中，所述方法包括：
在所述汇流排的至少一个所述侧端部处设置至少一个热传感器，所述至少一个热传感器被配置用于检测所述一个或多个电池的温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中至少一个所述侧端部具有上部切角，所述热传感器被设置在具有上部切角的相应侧端部的未被切除的剩余区域处；或者，
至少一个所述侧端部不具有切角，所述热传感器被设置在不具有切角的相应侧端部的上边角区域处。
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