CN116565361A - 一种电池模组的压力传感组件、寿命评估系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池模组的压力传感组件、寿命评估系统及方法,应用于电池模组,所述电池模组包括沿第一方向依次排列的多个电芯,其中,所述压力传感组件包括:压力传感器,位于第一电芯和第二电芯之间;夹持组件,包括设置于所述第一电芯和所述压力传感器之间的第一传导件以及设置于所述第二电芯和所述压力传感器之间的第二传导件;其中,所述压力传感器夹设于所述第一传导件与第二传导件之间,所述压力传感器通过所述夹持组件感测所述第一电芯和所述第二电芯之间的作用力。电池模组在充放电过程中产生的膨胀力施加至压力传感组件上,实现对于电池模组充放电过程中产生的膨胀力进行实时检测。
Description
技术领域
本申请一般涉及电池技术领域,具体涉及一种电池模组的压力传感组件、寿命评估系统及方法。
背景技术
随着新能源汽车在我国汽车行业的数量迅速增长,锂离子动力电池已经成为发展电动汽车的关键。实践中发现,采用常规充电策略时,主要影响电池组使用寿命的因素为充电过程中充电包体积膨胀,进而会使得电池组自身以及绑扎电池组的钢带等原件在该膨胀力的作用下出现不同程度的应力变形。
现有技术中,无法实时监控到电池在充放电过程中膨胀力的变化,电池充放电过程中电池膨胀力需要单独测试,这样的测量办法较为繁琐,导致电池循环测试的耗费时间较长。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种电池模组的压力传感组件、寿命评估系统及方法,可以对电池模组在充放电过程中对电池模组的膨胀力进行检测,实现电池模组寿命评估。
第一方面,本申请提供了一种电池模组的压力传感组件,应用于电池模组,所述电池模组包括沿第一方向依次排列的多个电芯,其中,所述压力传感组件包括:
压力传感器,位于第一电芯和第二电芯之间;
夹持组件,包括设置于所述第一电芯和所述压力传感器之间的第一传导件以及设置于所述第二电芯和所述压力传感器之间的第二传导件;
其中,所述压力传感器夹设于所述第一传导件与第二传导件之间,所述压力传感器通过所述夹持组件感测所述第一电芯和所述第二电芯之间的作用力。
在本申请实施例中提供的压力传感组件,通过取代电池模组上的至少一个电芯的位置,空间布局合理,便于后续电池组在实际使用场景中的装配;电池模组在充放电过程中产生的膨胀力施加至第一传导件和第二传导件上,通过设置在第一传导件与第二传导件之间的压力传感器对第一传导件与第二传导件之间的作用力进行检测,实现对于电池模组充放电过程中产生的膨胀力进行实时检测。
可选地,所述压力传感组件在沿所述第一方向上的厚度为所述电芯的厚度的整数倍。通过将压力传感组件设置在所述电池模组上,并取代其中至少一个电芯的位置,可以实现对电池模组充放电过程中产生的膨胀力进行在线检测,通过将所述压力传感组件的总体厚度设置为电池模组上的电芯的厚度相同,模拟电池模组的实际膨胀情况,提高检测精度。
可选地,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离相等。在本申请实施例中通过将压力传感组件设置在所述电池模组的中间区域,实现对于电池模组的膨胀力进行检测。
可选地,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离的差值为所述电芯厚度的整数倍。根据压力传感组件的厚度不同以及所述电池模组内电芯的数量不同,所述压力传感组件到所述电池模组的两端的距离可以具体调整,使得压力传感组件设置在所述电池模组的中间区域,实现对于电池模组的膨胀力进行检测。
可选地,所述第一传导件和所述第二传导件为金属板,所述第一传导件和所述第二传导件的高度与所述电芯的高度相同,所述第一传导件和所述第二传导件的宽度与所述电芯的宽度相同。
在本申请实施例中提供的压力传感组件,第一传导件和所述第二传导件采用金属板,可以提高与电芯表面更加贴合,金属板还可以有效传导相邻两电芯产生的膨胀力,更容易搭建出比较贴合实际得测试环境,测试数据更贴近产品运行时得真实数据,提高检测精度。
可选地,所述第一传导件的中心设置有与所述压力传感器配合的固定槽。在本申请实施例中提供的压力传感组件,通过在固定槽的方式固定压力传感器实现对压力传感器的限位,有效降低压力传感器出现偏移的情况,有利于压力传感器测试的准确性。
可选地,所述夹持组件还包括设置在所述第一传导件与所述第一电芯之间的第一绝缘件和设置在所述第二传导件与所述第二电芯之间的第二绝缘件;所述第一绝缘件和所述第二绝缘件中的至少一个为柔性绝缘件。
在本申请实施例中提供的压力传感组件,通过设置第一绝缘件和第二绝缘件可以有效隔离传导件与电芯,由于第一传导件和第二传导件为金属板,防止电池膨胀时受到严重挤压,通过将其中一个传导件设置为柔性绝缘件,可以为电池模组提供膨胀空间,提高电池安全性。
可选地,所述第一绝缘件是柔性绝缘件,所述第二绝缘件为刚性绝缘件。
本申请实施例中提供的压力传感组件,通过设置在传导件两侧的绝缘件,便于压力传感组件的安装对位;通过刚性绝缘件可以对传导件进行安装限位,使得传导件与电芯位于同一高度,避免出现错位情况。
可选地,所述第二绝缘件包括与所述第二传导件平行设置的第一绝缘部以及与所述第一绝缘部垂直设置的第二绝缘部;
所述第一绝缘部包括相对设置的第一面和第二面,所述第二绝缘部包括第一绝缘分部和第二绝缘分部,所述第一绝缘分部与所述第二绝缘分部沿所述第一绝缘部对称设置;
所述第一面与所述第一绝缘分部之间形成第一容纳区,所述第二面与所述第二绝缘分部之间形成第二容纳区,所述第二电芯设置在所述第一容纳区,所述第二传导件设置在所述第二容纳区;
所述第二绝缘部与所述第二电芯的顶面或者底面接触。
在本申请实施例中提供的压力传感组件,通过设置第一绝缘部与第二绝缘部分隔为两个容纳区,分别用于放置第二传导件和第二电芯,通过第二绝缘部可以更好的避免传导件与电芯直接接触,提高安全性;通过第二绝缘部可以与电芯的顶面或者底面接触,可以压力传感组件的固定与安装,同时防止在检测过程中压力传感器出现移动,提高检测精度。
可选地,所述第一绝缘件具有弹性,用于使所述第一电芯与所述压力传感组件之间的间距因所述第一绝缘件的弹性形变而变化。本申请实施例中通过具有弹性的第一绝缘件使得通过在电芯之间设置的垫片可以实现电芯与压力传感组件的物理隔离,电芯受热膨胀时通过与弹性垫片的压缩形变来释放,压力被吸收到垫片上,可以减少电池与压力传感区间之间的挤压,提高安全性。
第二方面,本申请提供了一种电池模组的寿命评估系统,所述系统包括:
如以上任一所述的压力传感组件、位移传感器以及控制装置;其中,
所述压力传感器,用于在将所述第一电芯与所述第二电芯之间的至少一个第三电芯取代之后检测所述电池模组中所述电芯间的膨胀力;
所述位移传感组件设置在所述电池模组上,用于检测所述电池模组中所述多个电芯在膨胀力作用下的位移;
所述控制装置与所述压力传感组件和所述位移传感组件通讯连接,用于基于所述膨胀力和所述位移确定所述电池模组的运行参数。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估系统,通过在电池模组上设置压力传感组件检测电池模组的膨胀力,通过在电池模组上设置位移传感组件检测电池模组的位移,根据电池模组在电池充放电过程中的膨胀力和位移的变化,电池膨胀变形的数据,进而对电池膨胀程度进行更精确地判断。
可选地,所述电池模组还包括:
两个端板,沿所述第一方向分别设置在所述多个电芯两端;
至少一个环形扎带,套设在所述多个电芯和所述端板上用于所述多个电芯成组。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估系统,对于电池模组的膨胀位移检测,可以以电池组为单位进行检测,电芯在膨胀时沿两个主面进行膨胀,对相连电芯产生挤压,通过检测电芯主面的膨胀力和膨胀方向上的位移,可以表征电池模组的膨胀位移。
可选地,所述位移传感组件设置在所述端板或者靠近所述端板位置处的环形扎带上。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估系统,通过将位移传感组件设置在电池模组的端部,由于电芯膨胀产生的力在整体上可能导致电池模组的端板位移或者框架变形,在本申请中可以将位移传感器设置在电池模组两端的端板或者环形扎带上,以此检测电池模组的位移。作为示例,例如可以在沿电芯的宽度方向或者高度方向,在电池模组两端的对应位置处分别设置一个或多个位移传感器,以进一步提高测试精度。
可选地,所述控制装置内存储有所述电池模组的寿命评估模型,所述寿命评估模型用于表征循环次数-位移-膨胀力的关系;
所述控制装置用于基于所述膨胀力、位移以及所述寿命评估模型确定所述电池模组的运行参数。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估系统,通过实时获取所述电池模组的膨胀力和位移参数,结合控制装置中存储的寿命评估模型对于电池模组的寿命进行预测与评估;本申请中的寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度。
第三方面,本申请提供了一种电池模组的寿命评估方法,采用如以上所述的电池模组的寿命评估系统,所述方法包括:
在将所述第一电芯与所述第二电芯之间的至少一个第三电芯替换为所述压力传感器之后,通过所述压力传感器检测所述电池模组中所述电芯间的膨胀力;
通过所述位移传感器检测所述电池模组中所述多个电芯在膨胀力作用下的位移;
基于所述电池模组的膨胀力和所述位移确定所述电池模组的运行参数。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,通过在电池模组上设置压力传感组件检测电池模组的膨胀力,通过在电池模组上设置位移传感组件检测电池模组的位移,根据电池模组在电池充放电过程中的膨胀力和位移的变化,电池膨胀变形的数据,进而对电池膨胀程度进行更精确地判断。
可选地,所述方法还包括:
建立电池模组的寿命评估模型,所述寿命评估模型的形式包括回归方程、参数曲线、表单中的一种或者多种。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,通过实时获取所述电池模组的膨胀力和位移参数,结合控制装置中存储的寿命评估模型对于电池模组的寿命进行预测与评估;本申请中的寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度;根据电池模组的电池参数、充电方式、材料的不同,在建立寿命评估模型时可能获得不同的构建结果。
可选地,所述建立电池模组的寿命评估模型的方法,包括:
构建所述电池模组的寿命仿真模型;
对待测试的电池模组进行充放电循环测试获得样本数据,所述样本数据包括循环次数、膨胀力、位移的数据;
利用所述样本数据,采用数学拟合方法对所述寿命仿真模型进行拟合,获得寿命评估模型。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,通过在构建的寿命仿真模型的基础上进行实际工况模拟,可以通过样本数据作为试验数据与模拟数据进行对比来验证仿真模型的精度或者通过样本数据对仿真模型进行拟合优化,进一步优化模型的可靠度,在应用于电池模组的实际寿命评估时,能够获得更加精准、可靠的寿命评估结果。
可选地,所述建立所述电池模组的寿命仿真模型,方法包括:
建立电池模组充放电时的基础仿真模型;
在预设模拟条件下对所述基础仿真模型进行模拟仿真,以获取用于表征所述电池模组的膨胀力-位移-循环次数关系的寿命仿真模型。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,通过采用建立基础仿真模型的方式进行模拟分析,获得最终的寿命仿真模型;结合本申请在寿命评估时,采用模拟分析与试验验证的双重方式建立最终的寿命评估模型,使得建立的寿命评估模型更加接近实际公开,满足实际需要,同时可有效缩短试验时间;获得的模型更加精准、可靠,提高寿命评估结果。
可选地,对所述待测试的电池模组进行充放电循环测试获得样本数据,方法包括:
对所述待测试的电池模组进行循环充放电,直至所述待测试的电池模组发生失效;
获得在不同循环批次对应的所述待测试的电池模组的膨胀力和位移,以作为样本数据。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,在建立寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度。在试验过程中采用本申请实施例中提供的压力传感组件和位移传感组件组成的电池模组进行试验,更加接近实际工况,满足实际需求,同时可有效缩短试验时间。
可选地,所述压力传感组件包括设置在所述第一传导件与所述第一电芯之间的第一绝缘件,所述第一绝缘件为柔性绝缘件;其中,
所述建立电池模组充放电时的基础仿真模型,方法包括:
根据第一传导件的结构和材料参数,确定所述第一传导件的膨胀力本构模型;
基于所述膨胀力本构模型建立所述电池模组充放电时的基础仿真模型。
本申请实施例中提供的电池模组的寿命评估方法,在本申请中基于压力传感组件中的柔性部件、刚性部件进行建模,以保证在后续模拟分析过程能反映压力传感组件工作的实际情况,能够使得建立的寿命仿真模型更加接近实际工况,满足实际需求,同时可有效缩短试验时间。
第四方面,本申请提供了一种电池包,包括如以上任一所述的电池模组的压力传感组件,或者如以上任一所述的电池模组的寿命评估系统。
第五方面,本申请提供了一种终端设备,所述设备包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如以上任一所述的电池模组的寿命评估方法。
第六方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序用于实现如以上任一所述的电池模组的寿命评估方法。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请实施例提供的电池模组的压力传感组件、寿命评估系统及方法,通过取代电池模组上的一个电芯的位置,空间布局合理,便于后续电池组在实际使用场景中的装配;电池模组在充放电过程中产生的膨胀力施加至第一传导件和第二传导件上,通过设置在第一传导件与第二传导件之间的压力传感器对第一传导件与第二传导件之间的作用力进行检测,实现对于电池模组充放电过程中产生的膨胀力进行实时检测。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本申请的实施例提供的一种电池模组的结构示意图;
图2为本申请的实施例提供的一种电池模组去掉压力传感组件的结构示意图;
图3为本申请的实施例提供的一种压力传感组件的主视图;
图4为本申请的实施例提供的一种第一传导件的结构示意图;
图5为本申请的实施例提供的一种第二绝缘件的结构示意图;
图6为本申请的实施例提供的一种第一绝缘件的结构示意图;
图7为本申请的实施例提供的一种寿命评估系统的结构示意图;
图8为本申请的实施例提供的一种电池模组的结构示意图;
图9为本申请的实施例提供的一种寿命评估方法的流程图;
图10为本申请的实施例提供的另一种寿命评估方法的流程图;
图11为本申请的实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
图中:
100、电池模组;200、压力传感组件;300、位移传感组件;400、控制装置;
10、电芯;20、第一传导件;30、第二传导件;40、压力传感器;50、第一绝缘件;60、第二绝缘件;
101、第一电芯;102、第二电芯;103、端板;104、扎带;
201、第一绝缘部;201’、隔垫;202、第二绝缘部;
211、第一绝缘分部;212、第二绝缘分部;
203、第一容纳区;204、第二容纳区;205、加强筋;206、固定槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请详见图1-3,本申请提供了一种电池模组100的压力传感组件200,应用于电池模组100,所述电池模组100包括沿第一方向依次排列的多个电芯10,其中,所述压力传感组件200包括:
压力传感器40,位于第一电芯101和第二电芯102之间;
夹持组件,包括设置于所述第一电芯101和所述压力传感器40之间的第一传导件20以及设置于所述第二电芯102和所述压力传感器40之间的第二传导件30;
其中,所述压力传感器40夹设于所述第一传导件20与第二传导件30之间,所述压力传感器40通过所述夹持组件感测所述第一电芯101和所述第二电芯102之间的作用力。
在本申请实施例中提供的压力传感组件200,通过取代电池模组100上的至少一个电芯10的位置,空间布局合理,便于后续电池组在实际使用场景中的装配;电池模组100在充放电过程中产生的膨胀力施加至第一传导件20和第二传导件30上,通过设置在第一传导件20与第二传导件之间的压力传感器40对第一传导件20与第二传导件30之间的作用力进行检测,实现对于电池模组100充放电过程中产生的膨胀力进行实时检测。尤其在电池膨胀会随着充放电次数的增加而引起电池诸多特性变化,通过监测与膨胀特性相关的参数,可以良好地对电池性能执行健康分析,由于可以应用于对电池模组100寿命进行评估。
可选地,所述压力传感组件200在沿所述电芯10排列方向上的厚度为所述电芯10的厚度整数。在本申请实施例中,通过将压力传感组件200设置在所述电池模组100上,并取代其中一个或多个电芯10的位置,可以实现对电池模组100充放电过程中产生的膨胀力进行在线检测,通过将所述压力传感组件200的总体厚度设置为电池模组100上的取代的电芯10的厚度相同,模拟电池模组100的实际膨胀情况,提高检测精度。
本领域技术人员应当理解,尽管在所示附图中仅示出以一个压力传感组件200取代电池模组100中的一个电芯10,但也能够想到,利用压力传感组件200取代电池模组100中的任意一个、两个或更多个电芯10,用于对电池模组100进行内部膨胀力测试。
在本申请实施例中,并不限制所述电芯10模组上电芯10的数量、排列方式,在不同实施例中根据需要进行设置,所述电芯10的数量可以为两个、三个或者更多个。本申请中定义多个电芯10排列的方向为第一方向,在第一方向上所述电芯10具有一定的厚度,定义第一方向、第二方向和第三方向相互垂直,在第二方向上所述电芯10具有一定的长度,在第三方向上所述电芯10具有一定的高度。
另外,本申请并不限制所述电池模组100上所述压力传感组件200的数量,在不同实施中根据需要进行选择。在本申请实施例中以设置在电池模组100中间区域的一个压力传感组件200进行示例性描述。在不同实施例中根据需要设置一个或者更多个,对于压力传感组件200取代的电芯10位置也并不限制。
为了减小压力传感组件200的数量减小电池模组100的占用空间,在对电池模组100进行膨胀力检测时,经研究可以将压力传感组件200靠近电池模组100沿所述电芯10排列方向的中间区域,在中部区域两侧的电芯10在膨胀时向中间区域的电芯10传递膨胀力,因此,中部区域位置的电芯10所收到两侧的膨胀力最大,可以用于表征整个电池模组100的膨胀力。
可选地,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离相等。或者,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离的差值为所述电芯厚度的整数倍。可以理解的是,根据压力传感组件的厚度不同以及所述电池模组内电芯的数量不同,所述压力传感组件到所述电池模组的两端的距离可以具体调整,使得压力传感组件设置在所述电池模组的中间区域,实现对于电池模组的膨胀力进行检测。
示例性地,当所述电池模组100上的电芯10个数为奇数时,所述压力传感组件200可以取代最中间位置处的电芯10,当电池模组100上的电芯10个数为偶数时,所述压力传感组件200可以取代最中间位置处两个电芯10中的任意一个,在本申请实施例中并不限制。
所述压力传感器40包括外壳以及设置在所述外壳内的压力传感模块,与所述压力传感模块相连的电池模块、信号收发模块,在本申请实施例中所述外壳包括元件仓和感测仓,所述外壳呈圆柱形,所述压力传感模块设置在所述感测仓,所述电池模块、信号收发模块设置在元件仓。所述压力传感器40模块内部通过压力传感器40芯片收集压力信息,通过模块上的MCU直接计算、处理数据,获得压力输出数据。
在本申请实施例中,并不限制所述压力传感器40的信号输出方式,所述压力传感器40可以采用无线或者有线的信号传输方式。在本申请实施例中并不限制所述压力传感器40的感测方式,压力传感器40可以采用现有技术中的多种不同的感测方式,示例性地,压力传感器40是压敏电阻(PSR)传感器,并且能够感测压力或者膨胀力,并且是用于根据施加到所述PSR传感器的表面的压力或者膨胀力的变化来测量电阻变化值的传感器。
在设置时,所述第一传导件20和所述第二传导件30为金属板,所述第一传导件20和所述第二传导件30的高度与所述电芯10的高度相同,所述第一传导件20和所述第二传导件30的宽度与所述电芯10的宽度相同;所述第一传导件20的中心设置有与所述压力传感器40配合的固定槽206,如图4所示。
在本申请实施例中,第一传导件20和第二传导件30采用金属板可以提高与电芯表面更加贴合,金属板还可以有效传导相邻两电芯10产生的膨胀力,更容易搭建出比较贴合实际得测试环境,测试数据更贴近产品运行时得真实数据,提高检测精度;例如,第一传导件20和第二传导件30采用钢板结构,有效降低钢板结构因受力不均而倾斜偏移的情况,有利于压力传感器40测试的准确性。
通过第一传导件20和第二传导件30可以实现压力传感器40的限位与固定,通过设置在第一传导件20上的固定槽206,可以将压力传感器40安装在固定槽206内实现对压力传感器的限位,防止检测过程中压力传感器40出现移动而影响检测精度。
电芯10在充放电过程中产生热量是导致电芯10膨胀的最主要因素,在电芯10受热膨胀时,在电芯10中部膨胀最为明显,同时相邻电芯10在电芯10中部受到的膨胀力最大,电芯10中部为电芯10受到膨胀力的主要检测区域,在电芯10组受热膨胀时,电芯10上的膨胀力作用到第一传导件20的中部,以实时监测电芯10在该位置处所受的膨胀力。
在本申请实施例中,并不限制所述压力传感器40的固定方式,所述固定槽206可以为盲孔,当电池模组100通过扎带104进行固定后,压力传感器40可以通过固定槽206进行限位,防止在应用过程中出现滑落、移动等现象。在一些实施例中,所述压力传感器40的外壳上设置有螺纹,所述固定槽206上设置有与所述外壳配合的固定螺纹,方便压力传感器40的固定与安装。
在本申请实施例中,第一传导件20的厚度大于第二传导件30的厚度,示例性地,所述第一传导件20的厚度为25-50mm,所述第二传导件30的厚度为5-30mm。所述固定槽206的直径与所述压力传感器40的直径相同,所述固定槽206的深度为所述压力触感器总高度的1/5-2/3。
另外,本申请实施例中通过将第一传导件20和第二传导件30的形状与所述电芯10的形状相同,所述第一传导件20和所述第二传导件30的高度与所述电芯10的高度相同,所述第一传导件20和所述第二传导件30的宽度与所述电芯10的宽度相同,在压力传感组件200取代电芯10设置在电池模组100中间时,可以通过电芯10上的扎带104实现压紧,防止压力传感组件200在充放电过程中出现移动影响检测精度。
可选地,所述夹持组件还包括设置在所述第一传导件20与所述第一电芯101之间的第一绝缘件50和设置在所述第二传导件30与所述第二电芯102之间的第二绝缘件60;所述第一绝缘件50和所述第二绝缘件60中的至少一个为柔性绝缘件。
为了防止第一传导件20与第一电芯101之间、第二传导件30与第二电芯102之间出现短路等现象,通过设置第一绝缘件50和第二绝缘件60可以有效隔离传导件与电芯10,由于第一传导件20和第二传导件30为金属板,防止电池膨胀时受到严重挤压,通过将其中一个传导件设置为柔性绝缘件,可以为电池模组100提供膨胀空间,提高电池安全性。
可以理解的是,在一些实施例中,第一绝缘件50和第二绝缘件60可以为硬质绝缘材料制成,例如硬质塑料板;第一绝缘件50和第二绝缘件60还可以用于柔性绝缘材料,例如泡棉隔垫201’,以在电芯10与传导件之间起缓冲作用,为电池的膨胀提供形变空间,提高电池模组100的安全性。在本申请实施例中以第一绝缘件50为柔性绝缘件,第二绝缘件60为刚性绝缘件为例进行示例性描述。
其中,如图5所示,所述第二绝缘件60包括与所述第二传导件30平行设置的第一绝缘部201以及与所述第一绝缘部201垂直设置的第二绝缘部202;所述第一绝缘部201包括相对设置的第一面和第二面,所述第二绝缘部202包括第一绝缘分部211和第二绝缘分部212,所述第一绝缘分部211与所述第二绝缘分部212沿所述第一绝缘部201对称设置。
所述第一面与所述第一绝缘分部211之间形成第一容纳区203,所述第二面与所述第二绝缘分部212之间形成第二容纳区204,所述第二电芯102设置在所述第一容纳区203,所述第二传导件30设置在所述第二容纳区204;所述第二绝缘部202与所述第二电芯102的顶面或者底面接触。
本申请实施例中,通过设置第一绝缘部201与第二绝缘部202分隔为两个容纳区,分别用于放置第二传导件30和第二电芯102,通过第二绝缘部202可以更好的避免传导件与电芯10直接接触,提高安全性;通过第二绝缘部202可以与电芯10的顶面或者底面接触,可以压力传感组件200的固定与安装,同时防止在检测过程中压力传感器40出现移动,提高检测精度。
可以理解的是,在本申请实施例中,所述顶面和底面为沿电芯10高度方向上的两个相对面,本申请实施例中并不限制所述第二绝缘部202在所述第一绝缘部201上的位置,第二绝缘部202可以设置在第一绝缘部201的一端并与电芯10的顶面接触,第二绝缘部202还可以设置在第一绝缘部201的另一端并与电芯10的底面接触。在另一些实施例中,所述第一绝缘部201的两端均设置有一个第二绝缘部202,并分别与电芯10的顶面和底面接触。
所述第一绝缘件50采用柔性绝缘垫,具有弹性,用于使所述第一电芯101与所述压力传感组件200之间的间距因所述第一绝缘件50的弹性形变而变化。本申请实施例中通过具有弹性的第一绝缘件50使得通过在电芯之间设置的垫片可以实现电芯与压力传感组件200的物理隔离,电芯受热膨胀时通过与弹性垫片的压缩形变来释放,压力被吸收到垫片上,可以减少电池与压力传感区间之间的挤压,提高安全性。
在本申请实施例中,所述第一绝缘件50可以为所述电池模组100上原有的隔垫201’,也可以为本申请中压力传感组件200新增设的。第一绝缘件50和第二绝缘件60的结构可以相同。如图6所示,所述第一绝缘件50上的第一绝缘部201为隔垫201’,所述隔垫201’的一端设置有第二绝缘部202’,所述隔垫201’具有弹性设于所述电芯10与第一传导件20之间以使隔垫201’两侧的第一电芯101与第一传导件20之间的间距因所述隔垫201’的弹性形变而变化。
所述隔垫201’在沿所述第一方向的两侧分别形成有所述电芯10和所述传导件接触的加强筋205。所述加强筋205沿第二方向延伸,所述隔垫201’上一面的多个加强筋205与第一电芯101接触,另一面上的多个加强筋205与第一传导件20接触。所述加强筋205与所述隔垫201’均为柔性绝缘材料。在本申请实施例中,所述加强筋205则能够提高隔垫201’的强度和刚度,防止隔垫201’在膨胀力作用下被压溃的风险,使得隔垫201’能够具有良好的固定压力传感组件200的作用。
在本申请实施例中提供的压力传感组件200,通过第二绝缘部202采用的为柔性绝缘材料,使得电池电芯10膨胀时具有一定的膨胀空间,但同时电池模组100的部分膨胀力被弹性材料所吸收,在本申请实施例中对于寿命评估时已对被第二绝缘部202吸收的膨胀力进行了校正,提高寿命评估精度。在本实施例中,可以检测电池模组100带有隔垫201’时的膨胀力,还可以检测电池模组100上不具有隔垫201’时的膨胀力。在不同实施例中,根据需要进行选择。
在本申请实施中提供的压力传感组件200,当电池在充放电过程中膨胀时,电芯10会向第一传导件20和第二传导件30施加沿电芯10排列方向的膨胀力,例如,位于第一传导件20右侧的各个电芯10向第一传导件20施加向左的膨胀力,位于第二传导件30左侧的各个电芯10推向第二传导件30施加向右的膨胀力,对第一传导件20和第二传导件30之间的压力传感器40的压力增大,压力传感器40可以获得电池模组100上的膨胀力。
请详见图7,本申请还提供了一种电池模组100的寿命评估系统,所述系统包括:
如以上任一所述的压力传感组件200,所述压力传感组件200用于在将所述第一电芯101与所述第二电芯102之间的至少一个第三电芯取代之后检测所述电池模组100中所述电芯间的膨胀力;
位移传感组件300,所述位移传感组件300设置在所述电池模组100上,用于检测所述电池模组100中所述多个电芯10在膨胀力作用下的位移;
控制装置400,所述控制装置400与所述压力传感组件200和所述位移传感组件300通讯连接,用于基于所述电池模组100的膨胀力和位移确定所述电池模组100的运行参数,例如确定所述电池模组100的寿命。
本申请实施例中提供的电池模组100的寿命评估系统,通过在电池模组100上设置压力传感组件200检测电池模组100的膨胀力,通过在电池模组100上设置位移传感组件300检测电池模组100的位移,根据电池模组100在电池充放电过程中的膨胀力和位移的变化,电池膨胀变形的数据,进而对电池膨胀程度进行更精确地判断,以使电池模组100可调整到能够延长电池使用寿命的最优充电策略,这种监测策略和手段尤其可以应用于电池充放电过程中,可以能够精准的预测电池的使用寿命;例如,可以电池模组100的寿命评估情况调整充放电测量,提高电池的充放电性能以及使用寿命。
可以理解的是,在本申请实施例中并不限制所述控制装置400与所述压力传感组件200、位移传感组件300之间的通讯连接方式,可以有线连接通信连接,用于传输所测得的信号。在另一些实施例中,测试装置的压力感测组件和位移检测装置也能够与控制和处理装置以无线方式通信连接。
本申请中所述位移传感组件300包括位移传感器,本申请并不限制所述位移传感器的感测方式,位移传感器可以采用现有技术中的多种不同的感测方式,示例性地,位移传感器可以是接触式位移传感器,该传感器精度较高,在实际应用中,在电池充放电过程中发生膨胀时,可以实时读取接触式位移传感器测量出的安放间距的变化量而测出电池模组100的位移变化,操作简单方便。当然,本申请中位移传感器还可以采用激光位移传感器、超声波传感器以及光栅尺等等,本申请对此不作具体限定。
可选地,如图8所示,所述电池模组100还包括:
两个端板103,沿所述第一方向分别设置在所述多个电芯10两端;
至少一个环形扎带104,套设在所述多个电芯10和所述端板103上用于所述多个电芯成组。
所述电池模组100包括多个电池组,每一所述电池组上均设置有至少一个所述压力传感组件200和至少一个所述位移传感组件300。
本申请实施例中对于电池模组100的膨胀位移检测,可以以电池组为单位进行检测,电芯10在膨胀时沿两个主面进行膨胀,对相连电芯10产生挤压,通过检测电芯10主面的膨胀力和膨胀方向上的位移,可以表征电池模组100的膨胀位移,在不同实施例中,电池模组100可以包括多个电池组,每一电池组上的膨胀情况有可能不同,因此,在每一电池组上可以均设置有压力传感组件200和位移传感组件300,以进一步提高对电池模组100的膨胀位移的检测精度,以提高对电池模组100寿命评估的精准度。
本申请的电池模组100中可以包括一个或者多个电池组,所述电池组沿第二方向排列,每一所述电池组包括多个沿第一方向依次排列的电芯10以及设置在所述电芯10排列方向两端的端板103,本申请不对一个电池组中电芯10的数量进行限制。一个电池组可以包括两个、三个、四个或者更多个电芯10。
在本申请实施例中,端板103的具体材质可以根据实际情况设置。例如,在一些实施例中,端板103可以为塑料件,塑料件能够与电芯10模组进行绝缘,避免发生漏电风险,且价格低廉,有利于降低生产成本。例如,在一些实施例中,端板103可以为金属件,金属件具有较好的结构强度。
本申请中通过环形扎带104能够对电芯10模组提供压紧力,确保多个电池组件固定可靠,满足多个电池组件的固定需求,且通过两个端板103确保环形扎带104对多个电芯10受力均匀,避免电池组件局部挤压而造成损坏,保证电池组件的使用安全性。在本实施例中,环形扎带104还用于固定传导板,防止传导板安装在电池组与电池组之间时发生移动。沿高度方向的两端分别通过环形扎带104进行固定以及限位,防止传导板在电池组之间发生晃动等。
可以理解的是,本申请实施例中并不限制所述环形扎带104在电池模组100上的固定位置,可以固定在电芯10沿高度方向上的任一位置,尤其可以布置在电芯10高度的两端以及中部位置。在一些实施例中,所述端板103上还设置有限位槽,环形扎带104卡设于限位槽内,限位槽能够对环形扎带104进行限位,避免环形扎带104在端板103上发生滑动,确保固定可靠。另外,在本申请实施例中,所述端板103的侧边设置有圆弧段,所述环形扎带104固定在所述圆弧段的位置,当环形扎带104绕过端板103的侧边时,环形扎带104可以与圆弧段贴合配合,以防止端板103的边缘处存在棱角而影响环形扎带104的使用寿命,并且侧边圆弧段上的限位槽可以与环形扎带104紧密贴合,保证环形扎带104对电池组的紧固效果。
可选地,所述位移传感组件300设置在所述端板103或者靠近所述端板103位置处的环形扎带104上,所述位移传感组件300用于检测所述电池模组100端部的位移。
在本申请实施例中,通过将位移传感组件300设置在电池模组100的端部,由于电芯10膨胀产生的力在整体上可能导致电池模组100的端板103位移或者框架变形,在本申请中可以将位移传感器设置在电池模组100两端的端板103或者环形扎带104上,以此检测电池模组100的位移。作为示例,例如可以在沿电芯10的宽度方向或者高度方向,在电池模组100两端的对应位置处分别设置一个或多个位移传感器,以进一步提高测试精度。
可选地,所述控制装置400内存储有所述电池模组100的寿命评估模型,所述寿命评估模型用于表征循环次数-位移-膨胀力的关系;
所述控制装置400用于基于所述膨胀力、位移以及所述寿命评估模型确定所述电池模组100的运行参数。
在本申请实施例中,通过实时获取所述电池模组100的膨胀力和位移参数,结合控制装置400中存储的寿命评估模型对于电池模组100的寿命进行预测与评估;本申请中的寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度。具体的寿命评估方法以下将进行详细描述。
基于相同的发明构思,如图9所示,本申请提供了一种电池模组100的寿命评估方法,采用如以上所述的电池模组100的寿命评估系统,所述方法包括:
S02、在将所述第一电芯101与所述第二电芯102之间的至少一个第三电芯替换为所述压力传感器40之后,通过所述压力传感器40检测所述电池模组100中所述电芯间的膨胀力;
S04、通过所述位移传感器检测所述电池模组100中所述多个电芯10在膨胀力作用下的位移;
S06、基于所述电池模组100的膨胀力和所述位移确定所述电池模组100的运行参数。
本申请实施例中提供的电池模组100的寿命评估方法,通过在电池模组100上设置压力传感组件200检测电池模组100的膨胀力,通过在电池模组100上设置位移传感组件300检测电池模组100的位移,根据电池模组100在电池充放电过程中的膨胀力和位移的变化,电池膨胀变形的数据,进而对电池膨胀程度进行更精确地判断,以使电池模组100可调整到能够延长电池使用寿命的最优充电策略,这种监测策略和手段尤其可以应用于电池充放电过程中,可以能够精准的预测电池的使用寿命;例如,可以电池模组100的寿命评估情况调整充放电测量,提高电池的充放电性能以及使用寿命。
可选地,如图10所示,所述方法还包括:
S01、建立电池模组100的寿命评估模型,所述寿命评估模型用于表征循环次数-位移-膨胀力的关系。
在对应步骤S04中,包括:S41、基于所述膨胀力、位移以及所述寿命评估模型确定所述电池模组100的运行参数。
在本申请实施例中,通过实时获取所述电池模组100的膨胀力和位移参数,结合控制装置400中存储的寿命评估模型对于电池模组100的寿命进行预测与评估;本申请中的寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度。
在本申请实施例中构建的电池模组100的寿命以充放电循环次数进行表征,一个充放电循环对应一个充电过程和放电过程,通过采用膨胀力和位移作为双重评估因子,寿命可以通过最大循环次数表示,通过采用循环次数-位移-膨胀力的关系表征寿命评估模型,可以提高寿命预测的精度。
其中,所述寿命评估模型的形式包括回归方程、参数曲线、表单中的一种或者多种。本申请对于寿命评估模型的性质并不限制,在不同实施例中,根据电池模组100的电池参数、充电方式、材料的不同,在建立寿命评估模型时可能获得不同的构建结果,在不同实施例中,根据需要进行选择寿命评估模型的表达方式,例如,采用回归方式,可以表达为T=f(N,V)其中,T为寿命,N为膨胀力,V为位移。例如,采用参数曲线的方式,可以采用寿命为横坐标,膨胀力*位移为纵坐标。采用表单的方式,可以建立循环次数、膨胀力、位移的表格,如下表1中所示的方式。
在对电池模组100进行寿命评估时,将检测获得的膨胀力和位移代入寿命评估模型的关系曲线中,即可得到电池模组100失效时的循环次数,即模组结构失效时的最大循环寿命。
可以理解的是,在本申请实施例中以电池模组100的膨胀力和位移作为寿命评估时的双重评估因子,在不同实施例中,可以采用其中一个评估因子进行寿命评估,当然,为了寿命评估精度,优选采用双重评估因子。在不同实施例中根据需要进行选择。示例性,采用最大膨胀力-循环次数的关系曲线和端板103单侧最大变形-循环次数的关系曲线作为寿命评估模型,并结合本申请以下构建寿命评估模型的方式,利用仿真分析方法,在仿真软件中建立电池模组100寿命仿真模型,并利用试验得到的最大膨胀力-循环次数数据和端板103单侧最大变形-循环次数数据对模型进行调参,提升仿真的精度。
在步骤S01中所述建立电池模组100的寿命评估模型的方法,包括:
S11、构建所述电池模组100的寿命仿真模型;
S12、对待测试的电池模组100进行充放电循环测试获得样本数据,所述样本数据包括循环次数、膨胀力、位移的数据;
S13、利用所述样本数据,采用数学拟合方法对所述寿命仿真模型进行拟合,获得寿命评估模型。
本申请实施例在建立电池模组100的寿命评估模型时,通过在构建的寿命仿真模型的基础上进行实际工况模拟,可以通过样本数据作为试验数据与模拟数据进行对比来验证仿真模型的精度或者通过样本数据对仿真模型进行拟合优化,进一步优化模型的可靠度,在应用于电池模组100的实际寿命评估时,能够获得更加精准、可靠的寿命评估结果。
需要说明的是,在可选的实施例中,数学拟合方法可以包括但不限于最小二乘法、最大熵拟合法、威布尔分布拟合法等,当然还可以通过其它拟合方法对样本进行拟合,以获取可靠性寿命评估模型,本申请在此不再限制。
其中,在S11中所述建立所述电池模组100的寿命仿真模型,方法包括:
建立电池模组100充放电时的基础仿真模型;在预设模拟条件下对所述基础仿真模型进行模拟仿真,以获取用于表征所述电池模组100的膨胀力-位移-循环次数关系的寿命仿真模型。
本申请实施例中提供的寿命评估方法,通过采用建立基础仿真模型的方式进行模拟分析,获得最终的寿命仿真模型;结合本申请在寿命评估时,采用模拟分析与试验验证的双重方式建立最终的寿命评估模型,使得建立的寿命评估模型更加接近实际公开,满足实际需要,同时可有效缩短试验时间;获得的模型更加精准、可靠,提高寿命评估结果。
在本公开的示例性实施方式中,建模软件包括但不限于ANSYS软件、ADAMS软件。通常电池模组100包括电芯10、压力传感组件200、位移传感组件300,其中压力传感组件200、位移传感组件300的具体结构不再赘述,那么根据上述结构建立电池模组100的可靠性分析模型。
在本申请实施例中,根据电池模组100的结构,对电池模组100进行有限元网格划分,结合几何、载荷、材料参数等随机变量分布施加边界条件进行有限元分析,获取膨胀力和位移分布。材料参数包括但不限于弹性模量、泊松比、材料对应的极限疲劳寿命及极限接触应力等与材料相关的参数。
可选地,所述压力传感组件200包括设置在所述第一传导件20与所述第一电芯101之间的第一绝缘件50,所述第一绝缘件50为柔性绝缘件;其中,
在步骤S11中所述建立电池模组100充放电时的基础仿真模型,方法包括:
根据第一传导件20的结构和材料参数,确定所述第一传导件20的膨胀力本构模型;基于所述膨胀力本构模型建立所述电池模组100充放电时的基础仿真模型。
在本申请中基于压力传感组件200中的柔性部件、刚性部件进行建模,以保证在后续模拟分析过程能反映压力传感组件200工作的实际情况,能够使得建立的寿命仿真模型更加接近实际工况,满足实际需求,同时可有效缩短试验时间。可以理解的是,在不同的实施例中,根据压力传感组件200的结构不同,可以采用柔性绝缘件或者刚性绝缘件,构建的基础仿真模型不同,在实际应用中根据需要进行设置,本申请对此并不限制。柔性绝缘件的材料参数包括但不限于弹性模量、泊松比、材料对应的极限疲劳寿命及极限接触应力等与材料相关的参数。
其中,在S12中对所述待测试的电池模组100进行充放电循环测试获得样本数据,方法包括:
对所述待测试的电池模组100进行循环充放电,直至所述待测试的电池模组100发生失效;获得在不同循环批次对应的所述待测试的电池模组100的膨胀力和位移,以作为样本数据。
在本申请实施例中,在建立寿命评估模型可以基于模拟与试验的方式进行构建,具有一定的可靠度,提高寿命预测的精度。在试验过程中采用本申请实施例中提供的压力传感组件200和位移传感组件300组成的电池模组100进行试验,更加接近实际工况,满足实际需求,同时可有效缩短试验时间。
在本申请实施例中并不限制对待测试的电池模组100进行充放电测试的方式,例如,在充电时,可以采用恒流方式或恒流-恒压方式来对电池模组100进行充电,还可以采用不同的充电倍率。在放电时,例如可以适当调节放电电流或放电倍率。示例性地,采用3.7V的电池模组100,试验环境温度为26℃,电池充放电倍率为1C,在对应不同充放电循环次数时,获得的试验数据如下表所示。
表1
循环次数 | 最大膨胀力/N | 端板单侧最大位移/mm |
0 | 0 | 0 |
10 | 0.5 | 0.12 |
100 | 12 | 0.18 |
150 | 160 | 0.34 |
200 | 560 | 0.47 |
300 | 803 | 0.76 |
400 | 1120 | 0.82 |
500 | 1436 | 1.15 |
1000 | 3605 | 2.27 |
1500 | 5669 | 2.86 |
2000 | 6680 | 2.92 |
在本申请实施例中,在对于寿命评估模型进行拟合时,可以采用单独拟合的方式,例如单独拟合循环次数-膨胀力的模型和循环次数-位移的模型,当然也可以采用同时拟合的方式,获得循环次数-膨胀力-位移的模型,循环次数-膨胀力-位移的拟合关系式可以为线性或者非线性。由此,通过线性或非线性函数关系式可以预测电池模组100的循环寿命或膨胀力。
基于相同的发明构思,本申请提供了一种电池包,包括如以上任一所述的电池模组100的压力传感组件200,或者如以上任一所述的电池模组100的寿命评估系统。
本申请提供了一种终端设备,在本申请实施例中,所述终端设备包括一个或多个处理器和存储器,所述处理器和所述存储器相互连接,其中,用于存储一个或多个计算机程序,当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如以上中任一项所述的电池模组的寿命评估方法。
在本申请实施例中,处理器是具有执行逻辑运算的处理器件,例如中央处理器(CPU)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、单片机(MCU)、专用逻辑电路(ASIC)、图像处理器(GPU)等具有数据处理能力和/或程序执行能力的器件。容易理解,处理器通常通讯连接存储器,在存储器上存储一个或多个计算机程序产品的任意组合,存储器可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、USB存储器、闪存等。在存储器上可以存储一个或多个计算机指令,处理器可以运行所述计算机指令,以实现相关的分析功能。在计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据,例如应用程序使用和/或产生的各种数据等。
在本申请实施例中,各模块都可以通过处理器执行相关计算机指令实现。各模块可以运行在同一个处理器上,也可以运行在多个处理器上;各模块可以运行在同一架构的处理器上,例如均在X86体系的处理器上运行,也可以运行在不同架构的处理器上,例如图像处理模块运行在X86体系的CPU,机器学习模块运行在GPU。各模块可以封装在一个计算机产品中,例如各模块封装在一个计算机软件并运行在一台计算机(服务器),也可以各自或部分封装在不同的计算机产品,例如图像处理模块封装在一个计算机软件中并运行在一台计算机(服务器),机器学习模块分别封装在单独的计算机软件中并运行在另一台或多台计算机(服务器);各模块执行时的计算平台可以是本地计算,也可以是云计算,还可以是本地计算与云计算构成的混合计算。
如图10所示,所述终端设备包括中央处理模块(CPU)601,其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM603中,还存储有系统的操作指令所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605;包括键盘、鼠标等的输入部分606;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607;包括硬盘等的存储部分608;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器610上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地,根据本申请的实施例,上文参考流程图图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本申请的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理模块(CPU)601执行时,执行本申请的系统中限定的上述功能。
本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理模块执行以实现如以上任一项所述的方法。
需要说明的是,本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以为的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作指令。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连接表示的方框实际上可以基本并行地执行,他们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。
也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作指令的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。
本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (18)
1.一种压力传感组件,其特征在于,应用于电池模组,所述电池模组包括沿第一方向依次排列的多个电芯,其中,所述压力传感组件包括:
压力传感器,位于第一电芯和第二电芯之间;
夹持组件,包括设置于所述第一电芯和所述压力传感器之间的第一传导件以及设置于所述第二电芯和所述压力传感器之间的第二传导件;
其中,所述压力传感器夹设于所述第一传导件与第二传导件之间,所述压力传感器通过所述夹持组件感测所述第一电芯和所述第二电芯之间的作用力。
2.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述压力传感组件在沿所述第一方向上的厚度为所述电芯的厚度的整数倍。
3.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离相等。
4.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一电芯到所述电池模组的一端的距离与所述第二电芯到所述电池模组的另一端的距离的差值为所述电芯厚度的整数倍。
5.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一传导件和所述第二传导件为金属板,所述第一传导件和所述第二传导件的高度与所述电芯的高度相同,所述第一传导件和所述第二传导件的宽度与所述电芯的宽度相同。
6.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一传导件的中心设置有与所述压力传感器配合的固定槽。
7.根据权利要求1所述的压力传感组件,其特征在于,所述夹持组件还包括设置在所述第一传导件与所述第一电芯之间的第一绝缘件和设置在所述第二传导件与所述第二电芯之间的第二绝缘件;所述第一绝缘件和所述第二绝缘件中的至少一个为柔性绝缘件。
8.根据权利要求7所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一绝缘件是柔性绝缘件,所述第二绝缘件为刚性绝缘件。
9.根据权利要求8所述的压力传感组件,其特征在于,所述第二绝缘件包括与所述第二传导件平行设置的第一绝缘部以及与所述第一绝缘部垂直设置的第二绝缘部;
所述第一绝缘部包括相对设置的第一面和第二面,所述第二绝缘部包括第一绝缘分部和第二绝缘分部,所述第一绝缘分部与所述第二绝缘分部沿所述第一绝缘部对称设置;
所述第一面与所述第一绝缘分部之间形成第一容纳区,所述第二面与所述第二绝缘分部之间形成第二容纳区,所述第二电芯设置在所述第一容纳区,所述第二传导件设置在所述第二容纳区;
所述第二绝缘部与所述第二电芯的顶面或者底面接触。
10.根据权利要求8所述的压力传感组件,其特征在于,所述第一绝缘件具有弹性,用于使所述第一电芯与所述压力传感组件之间的间距因所述第一绝缘件的弹性形变而变化。
11.一种电池模组的寿命评估系统,其特征在于,所述系统包括:
如权利要求1-10任一所述的压力传感组件、位移传感器以及控制装置;其中,
所述压力传感器,用于在将所述第一电芯与所述第二电芯之间的至少一个第三电芯取代之后检测所述电池模组中所述电芯间的膨胀力;
所述位移传感组件设置在所述电池模组上,用于检测所述电池模组中所述多个电芯在膨胀力作用下的位移;
所述控制装置与所述压力传感组件和所述位移传感组件通讯连接,用于基于所述膨胀力和所述位移确定所述电池模组的运行参数。
12.根据权利要求11所述的电池模组的寿命评估系统,其特征在于,所述电池模组还包括:
两个端板,沿所述第一方向分别设置在所述多个电芯两端;
至少一个环形扎带,套设在所述多个电芯和所述端板上用于所述多个电芯成组。
13.根据权利要求12所述的电池模组的寿命评估系统,其特征在于,所述位移传感组件设置在所述端板或者靠近所述端板位置处的环形扎带上。
14.根据权利要求11所述的电池模组的寿命评估系统,其特征在于,所述控制装置内存储有所述电池模组的寿命评估模型,所述寿命评估模型用于表征循环次数-位移-膨胀力的关系;
所述控制装置用于基于所述膨胀力、位移以及所述寿命评估模型确定所述电池模组的运行参数。
15.一种电池模组的寿命评估方法,其特征在于,采用如权利要求11-14所述的电池模组的寿命评估系统,所述方法包括:
在将所述第一电芯与所述第二电芯之间的至少一个第三电芯替换为所述压力传感器之后,通过所述压力传感器检测所述电池模组中所述电芯间的膨胀力;
通过所述位移传感器检测所述电池模组中所述多个电芯在膨胀力作用下的位移;
基于所述电池模组的膨胀力和所述位移确定所述电池模组的运行参数。
16.根据权利要求15所述的电池模组的寿命评估方法,其特征在于,所述方法还包括:
建立电池模组的寿命评估模型,所述寿命评估模型的形式包括回归方程、参数曲线、表单中的一种或者多种。
17.根据权利要求16所述的电池模组的寿命评估方法,其特征在于,所述建立电池模组的寿命评估模型的方法,包括:
构建所述电池模组的寿命仿真模型;
对待测试的电池模组进行充放电循环测试获得样本数据,所述样本数据包括循环次数、膨胀力、位移的数据;
利用所述样本数据,采用数学拟合方法对所述寿命仿真模型进行拟合,获得所述寿命评估模型。
18.根据权利要求17所述的电池模组的寿命评估方法,其特征在于,所述对所述待测试的电池模组进行充放电循环测试获得样本数据,方法包括:
对所述待测试的电池模组进行循环充放电,直至所述待测试的电池模组发生失效;
获得在不同循环批次对应的所述待测试的电池模组的膨胀力和位移,以作为样本数据。
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