CN116111259B - 一种锂电池包层级线性定位安装组件及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池包层级线性定位安装组件及检测方法，涉及电池技术领域。本发明中：电池箱内插装有多个插式隔板，电池箱内由插式隔板分隔形成入风腔、用于安装PCB主板的主板腔以及位于入风腔、主板腔之间的多个电池腔。插式隔板包括两个橡胶板以及位于两个橡胶板之间的压敏层板，压敏层板嵌设多个相互串联的压敏电阻，压敏层板的压敏电阻分布密度由中心向边缘逐渐减小。本发明完成电池包常态化检测结构的适应性安装，便于提高后续电池使用过程中进行电池鼓包检测时的精准程度，并且在实际使用过程中，通过对检测电流、温度的采集、分析，从而高效精准的对电池鼓包等异常问题进行检测、判断。

Description

一种锂电池包层级线性定位安装组件及检测方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池包层级线性定位安装组件及检测方法。
背景技术
伴随新能源产业的快速发展，纯电交通工具的使用率也大幅度增加，除了我们日常所称的新能源汽车之外，日常百姓代步的低速二轮电动车、三轮车等，大都也是使用纯电进行驱动。在低速二轮电动车、三轮车中，电池箱内放置较多组的电池包，来保证续航里程，但长期使用的电池，或是由于使用寿命，或是对电池长期的使用、充电操作不当等原因，电池箱内的电池可能会出现鼓包，这时就容易产生安全隐患。因此，对电车电池长期使用过程中的鼓包等异常问题进行检测、判断，保证电车电池的安全使用，成为电车电池使用过程中需要重视的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池包层级线性定位安装组件及检测方法，从而完成电池包常态化检测结构的适应性安装，便于提高后续电池使用过程中进行电池鼓包检测时的精准程度，并且在实际使用过程中，通过对检测电流、温度的采集、分析，从而高效精准的对电池鼓包等异常问题进行检测、判断。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种锂电池包层级线性定位安装组件，电池箱内插装有多个插式隔板，电池箱内由插式隔板分隔形成入风腔、用于安装PCB主板的主板腔以及位于入风腔、主板腔之间的多个电池腔。其中，电池箱侧端板安装有朝向入风腔吹风的风扇。其中，插式隔板包括两个橡胶板以及位于两个橡胶板之间的压敏层板，压敏层板嵌设多个相互串联的压敏电阻，压敏层板的压敏电阻分布密度由中心向边缘逐渐减小。
电池箱配置有位于主板腔、入风腔、电池腔上方的排热层板，排热层板开设有位于入风腔正上方的风腔条口、位于电池腔正上方的散热条口以及用于封闭主板腔正上方区域的封堵面板。排热层板的风腔条口与散热条口之间、相邻两个散热条口之间都设有散热条槽，散热条槽两侧都开设有多个斜面槽，排热层板上方配置有上盖板。
作为本发明安装组件的优选技术方案，压敏层板侧边位置配置有与压敏电阻串接的电插头，电池箱一侧配置有与多个电插头电插接配合的导电插条板，导电插条板内置与PCB主板电连接的导电线路。
作为本发明安装组件的优选技术方案，插式隔板的橡胶板朝外侧面开设有多个竖向的导热竖槽。插式隔板的橡胶板朝内侧面设置两个定位柱，压敏层板边角位置开设有与定位柱相配合的定位孔。
作为本发明安装组件的优选技术方案，斜面槽的上侧与散热条槽连通，斜面槽的底端水平位置低于散热条槽的底面水平位置。
作为本发明安装组件的优选技术方案，散热条槽水平贯穿排热层板一组竖直对侧面，上盖板底面设有多组朝外倾斜的阻尘片。
作为本发明安装组件的优选技术方案，阻尘片采用形变金属片，阻尘片竖直方向上的高度尺寸与散热条槽的竖向槽深尺寸相配合。
本发明涉及一种锂电池包层级线性定位检测方法，包括以下环节内容：
S1.将由压敏层板、两个橡胶板组合成的插式隔板插入电池箱，形成多个电池腔。
S2.安装好导电插条板和PCB主板，并将PCB主板与用于显示PCB主板检测信息的显示设备连接。
S3.向各个电池腔内安装锂电池包，完成一个电池腔内挤压安装锂电池包后，进行一次压敏电阻接触强度测试，对该位置锂电池包两侧壁挤压接触的压敏电阻所在电回路的电流进行检测，根据实时检测到的电流信息，判断检测电流参数是否符合系统设定的初始电流参考范围，对不符合挤压接触程度要求的橡胶板进行更换。
S4.锂电池包安装结束后，完成导电插条板、排热层板、上盖板的封装。
S5.锂电池使用过程时，当PCB主板接收到启动信号，PCB主板对各个压敏层板的压敏电阻所在电回路的电流进行一次检测，判断各个压敏层板的压敏电阻所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围。情形一：若电池箱内温度处于常温时，检测到的任意一个电回路的电流大于系统设定的初始电流参考范围，则进行电池鼓包异常预警。情形二：若PCB主板检测到的总电流大于系统设定的最大电流参考值时，也进行电池鼓异常包预警。情形三：若电池箱内温度高于常温时，则下一次PCB主板接收到启动信号时，再次对各个压敏层板的压敏电阻所在电回路的电流进行一次检测，判断各个压敏层板的压敏电阻所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围。
作为本发明检测方法的优选技术方案，其中，在电池腔内挤压安装锂电池包，进行电流检测时：
情形一：若压敏电阻所在电回路的电流符合系统设定的初始电流参考范围，继续安装下一个位置的锂电池包。
情形二：若压敏电阻所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下该位置锂电池包，将该侧插式隔板的橡胶板更换为厚度尺寸大一规格的橡胶板，然后重新安装该位置锂电池包，再次进行电流检测。
情形三：若压敏电阻所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下该位置锂电池包，将该侧插式隔板的橡胶板更换为厚度尺寸小一规格的橡胶板，然后重新安装该位置锂电池包，再次进行电流检测。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过在电池箱内安装多个有橡胶板、压敏层板组成的隔板结构，在安装电池包时，对安装电池包、侧壁挤压程度的配合进行配置，完成电池包常态化检测结构的适应性安装，便于提高后续电池使用过程中进行电池鼓包检测时的精准程度。
2.本发明电池包的后续使用时，通过对检测电流、温度的采集、分析，从而高效精准的对电池鼓包等异常问题进行检测、判断。
3.本发明通过设置排热层板，设计风腔条口、散热条口以及散热条槽、斜面槽结构，同时在橡胶板与电池包接触的侧壁设置导热竖槽，对电池包产生的热量进行有效外排，且阻尘片既能够实现热量外排，也能够阻断外界灰尘进入电池箱内。
附图说明
图1为本发明中电池箱及其封装部件组合安装的结构示意图。
图2为本发明中电池箱（内部）、排热层板、上盖板、导电插条板的分离示意图。
图3为本发明中电池箱、排热层板的配合示意图。
图4为本发明中电池箱（内部）、排热层板的配合（截面）示意图。
图5为本发明中插式隔板的部件结构示意图。
图6为本发明中压敏层板的压敏电阻分布示意图。
图7为本发明中上盖板的底侧示意图。
图8为本发明中上盖板的阻尘片（主视）示意图。
其中：1-电池箱；2-插式隔板，201-橡胶板，202-压敏层板，203-压敏电阻，204-电插头，205-导热竖槽，206-定位柱，207-定位孔；3-入风腔；4-主板腔；5-电池腔；6-风扇；7-排热层板，701-风腔条口，702-散热条口，703-散热条槽，704-斜面槽，705-封堵面板；8-上盖板，801-阻尘片；9-导电插条板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一、本发明涉及一种锂电池包层级线性定位安装组件，主要结构特征如下：
请参阅图1、图2，电池箱1配置有排热层板7，排热层板7上方配置有上盖板8，电池箱1其中一侧端嵌入配置风扇6。
请参阅图2、图4，多个插式隔板2插装在电池箱1内，电池箱1内由插式隔板2分隔形成入风腔3、用于安装PCB主板的主板腔4以及多个电池腔5，多个电池腔5位于入风腔3、主板腔4之间位置，排热层板7位于主板腔4、入风腔3、电池腔5上方。风扇6朝向入风腔3吹风，风扇6外侧安装有过滤罩。
请参阅图3、图4，排热层板7开设有位于入风腔3正上方的风腔条口701、位于电池腔5正上方的散热条口702以及封堵面板705，封堵面板705用于封闭主板腔4正上方区域，避免热量进入主板腔对PCB主板产生热量。多个散热条槽703均匀分布于排热层板7的风腔条口701与散热条口702之间、相邻两个散热条口702之间，散热条槽703水平贯穿排热层板7一组竖直对侧面，散热条槽703两侧都开设有多个斜面槽704，斜面槽704的上侧与散热条槽703连通，斜面槽704的底端水平位置低于散热条槽703的底面水平位置，这样斜面槽704就能够将风腔条口701、散热条口702的气流引入散热条槽703，便于气流流通。
请参阅图5、图6，插式隔板2包括橡胶板201、压敏层板202，橡胶板201为两个，压敏层板202位于两个橡胶板201之间。每个压敏层板202嵌设多个压敏电阻203，同一个压敏层板202的多个压敏电阻203相互串联，压敏层板202的压敏电阻203分布密度由中心向边缘逐渐减小，如图6中，内层压敏电阻203分布的较为集中，外围压敏电阻203分布的就相对稀疏，这是因为，电池鼓包时，一般电池侧壁的中间位置鼓包问题以及程度较大，压敏电阻203这样分布，能够有效对电池鼓包进行区域化针对性检测。
请参阅图2、图5，压敏层板202侧边位置配置有与压敏电阻203串接的电插头204，电池箱1一侧配置有与多个电插头204电插接配合的导电插条板9（导电插条板9朝向电插头204方向设置相互并联的电插槽，电插头204插接在电插槽位置），导电插条板9内置与PCB主板电连接的导电线路。如图2所示，导电插条板9一端设置了能够插入电池腔5的插块，插块位置可以设置多路PIN电插的插口，通过带插头的排线与PCB主板连接，PCB主板就能对各个压敏层板202的压敏电阻203所在电路进行检测。
请参阅图4、图5，多个竖向的导热竖槽205位于插式隔板2的橡胶板201朝外侧面（如图4、5中，朝外侧面就是朝向电池腔5的一侧面）。橡胶板201朝内侧面设置两个定位柱206，压敏层板202边角位置开设有与定位柱206相配合的定位孔207，安装时，两侧的橡胶板201“颠倒”安装在压敏层板202两侧，从而将定位柱206对应安装在定位孔207中。
请参阅图4、图7、图8，上盖板8底面设有多组朝外倾斜的阻尘片801，阻尘片801朝外倾斜能够减少外界灰尘进入电池箱1内。阻尘片801采用形变金属片，阻尘片801竖直方向上的高度尺寸与散热条槽703的竖向槽深尺寸相配合。电池箱1内部气压未升高时，阻尘片801对外能够形成阻隔。电池产热、风扇6启动，电池箱1内部气压升高时，向外形变的阻尘片801向外“翘”起，对外排气散热。
实施例二、本发明涉及一种锂电池包层级线性定位检测方法，包括以下环节内容：
环节一、将由压敏层板202、两个橡胶板201组合成的插式隔板2插入电池箱1，形成多个电池腔5。
环节二、安装好导电插条板9和PCB主板，并将PCB主板与用于显示PCB主板检测信息的显示设备连接。
环节三、向各个电池腔5内安装锂电池包，完成一个电池腔5内挤压安装锂电池包后（锂电池包宽度尺寸与相邻两个插式隔板2紧配合，或者说过盈配合，锂电池包插入电池腔5时，锂电池外侧壁面与插式隔板2的橡胶板201是挤压接触的），进行一次压敏电阻203接触强度测试，对该位置锂电池包两侧壁挤压接触的压敏电阻203所在电回路的电流进行检测，根据实时检测到的电流信息，判断检测电流参数是否符合系统设定的初始电流参考范围，对不符合挤压接触程度要求的橡胶板201进行更换，挤压接触程度其实就是压敏电阻203产生的阻值应变程度。
其中，在电池腔5内挤压安装锂电池包，进行电流检测时：
情形一：若压敏电阻203所在电回路的电流符合系统设定的初始电流参考范围，继续安装下一个位置的锂电池包。
情形二：若压敏电阻203所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下该位置锂电池包，将该侧插式隔板2的橡胶板201更换为厚度尺寸大一规格的橡胶板201，然后重新安装该位置锂电池包，再次进行电流检测。其中，橡胶板201在加工生产时，根据一定比例，附带生产比预定参数略小、略大的橡胶板201产品。橡胶板201厚度变化区域可以仅限于处于电池腔5内的部分，也就是会与锂电池包发生接触的部分，用于固定安装插式隔板2的橡胶结构部分可以是固定厚度的。
情形三：若压敏电阻203所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下该位置锂电池包，将该侧插式隔板2的橡胶板201更换为厚度尺寸小一规格的橡胶板201，然后重新安装该位置锂电池包，再次进行电流检测。
环节四、锂电池包安装结束后，完成导电插条板9、排热层板7、上盖板8的封装。
环节五、锂电池使用过程时，当PCB主板接收到启动信号，PCB主板设置一个恒压源，PCB主板对各个压敏层板202的压敏电阻203所在电回路的电流进行一次检测，判断各个压敏层板202的压敏电阻203所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围。
情形一：若电池箱1内温度处于常温时，当检测到的任意一个电回路的电流大于系统设定的初始电流参考范围，则进行电池鼓包异常预警。检测到的异常电流越大，向车主提示鼓包或异常危险越大。其中，常温可以是外界的温度，例如PCB主板预设一个常温的临界值40℃。
情形二：若PCB主板检测到的总电流（也就是所有压敏层板202的压敏电阻203所在电回路的电流总和）大于系统设定的最大电流参考值时，也进行电池鼓异常包预警。
情形三：若电池箱1内温度高于常温时（可能车主刚长时间使用车辆，没等到电池完全降温，就继续使用），则下一次PCB主板接收到启动信号时，再次对各个压敏层板202的压敏电阻203所在电回路的电流进行一次检测（因为温度过高，电池包本身以及橡胶板201都会受热产生一定热膨胀性，可能会导致电流检测不够准确，例如电池包其实没有鼓包问题或其他问题，但橡胶板受热膨胀，导致压敏电阻受到挤压程度增大，检测到的电流增大，检测判断就出现异常），判断各个压敏层板202的压敏电阻203所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
包括电池箱（1），所述电池箱（1）内插装有多个插式隔板（2），所述电池箱（1）内由插式隔板（2）分隔形成入风腔（3）、用于安装PCB主板的主板腔（4）以及位于入风腔（3）、主板腔（4）之间的多个电池腔（5）；
其中，所述电池箱（1）侧端板安装有朝向入风腔（3）吹风的风扇（6）；
其中，所述插式隔板（2）包括两个橡胶板（201）以及位于两个橡胶板（201）之间的压敏层板（202），所述压敏层板（202）嵌设多个相互串联的压敏电阻（203），所述压敏层板（202）的压敏电阻（203）分布密度由中心向边缘逐渐减小；
所述电池箱（1）配置有位于主板腔（4）、入风腔（3）、电池腔（5）上方的排热层板（7），所述排热层板（7）开设有位于入风腔（3）正上方的风腔条口（701）、位于电池腔（5）正上方的散热条口（702）以及用于封闭主板腔（4）正上方区域的封堵面板（705）；
所述排热层板（7）的风腔条口（701）与散热条口（702）之间、相邻两个散热条口（702）之间都设有散热条槽（703），所述散热条槽（703）两侧都开设有多个斜面槽（704），所述排热层板（7）上方配置有上盖板（8）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
所述压敏层板（202）侧边位置配置有与压敏电阻（203）串接的电插头（204），所述电池箱（1）一侧配置有与多个电插头（204）电插接配合的导电插条板（9），所述导电插条板（9）内置与PCB主板电连接的导电线路。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
所述插式隔板（2）的橡胶板（201）朝外侧面开设有多个竖向的导热竖槽（205）；
所述插式隔板（2）的橡胶板（201）朝内侧面设置两个定位柱（206），所述压敏层板（202）边角位置开设有与定位柱（206）相配合的定位孔（207）。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
所述斜面槽（704）的上侧与散热条槽（703）连通，所述斜面槽（704）的底端水平位置低于散热条槽（703）的底面水平位置。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
所述散热条槽（703）水平贯穿排热层板（7）一组竖直对侧面，所述上盖板（8）底面设有多组朝外倾斜的阻尘片（801）。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，其特征在于：
所述阻尘片（801）采用形变金属片，所述阻尘片（801）竖直方向上的高度尺寸与散热条槽（703）的竖向槽深尺寸相配合。
7.一种锂电池包层级线性定位检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的一种锂电池包层级线性定位安装组件，包括以下环节内容：
S1.将由压敏层板（202）、两个橡胶板（201）组合成的插式隔板（2）插入电池箱（1），形成多个电池腔（5）；
S2.安装好导电插条板（9）和PCB主板，并将PCB主板与用于显示PCB主板检测信息的显示设备连接；
S3.向各个电池腔（5）内安装锂电池包，完成一个电池腔（5）内挤压安装锂电池包后，进行一次压敏电阻（203）接触强度测试，对当前已经安装且为最后安装的锂电池包两侧壁挤压接触的压敏电阻（203）所在电回路电流进行检测，根据实时检测到的电流信息，判断检测电流参数是否符合系统设定的初始电流参考范围，对不符合挤压接触程度要求的橡胶板（201）进行更换；
S4.锂电池包安装结束后，完成导电插条板（9）、排热层板（7）、上盖板（8）的封装；
S5.锂电池使用过程时，当PCB主板接收到启动信号，PCB主板对各个压敏层板（202）的压敏电阻（203）所在电回路的电流进行一次检测，判断各个压敏层板（202）的压敏电阻（203）所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围；
情形一：若电池箱（1）内温度处于常温时，检测到的任意一个电回路的电流大于系统设定的初始电流参考范围，则进行电池鼓包异常预警；
情形二：若PCB主板检测到的总电流大于系统设定的最大电流参考值时，也进行电池鼓包异常预警；
情形三：若电池箱（1）内温度高于常温时，则下一次PCB主板接收到启动信号时，再次对各个压敏层板（202）的压敏电阻（203）所在电回路的电流进行一次检测，判断各个压敏层板（202）的压敏电阻（203）所在电回路的电流是否大于系统设定的初始电流参考范围。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池包层级线性定位检测方法，其特征在于，在电池腔（5）内挤压安装锂电池包，进行电流检测时：
情形一：若压敏电阻（203）所在电回路的电流符合系统设定的初始电流参考范围，继续安装下一个位置的锂电池包；
情形二：若压敏电阻（203）所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下当前已经安装且为最后安装的锂电池包，将插式隔板（2）的橡胶板（201）更换为厚度尺寸大一规格的橡胶板（201），然后重新安装被拆下的锂电池包，再次进行电流检测；
情形三：若压敏电阻（203）所在电回路的电流小于系统设定的初始电流参考范围，拆下当前已经安装且为最后安装的锂电池包，将插式隔板（2）的橡胶板（201）更换为厚度尺寸小一规格的橡胶板（201），然后重新安装被拆下的锂电池包，再次进行电流检测。
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