CN201898180U - 一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备，该装置包括检测单元和与所述检测单元相连的控制单元，所述检测单元用于检测锂离子电池的变形参数，所述控制单元用于将所述检测单元检测得到的锂离子电池的变形参数与一预设的门限值比较，在所述变形参数超出所述预设的门限值的条件下，执行预防操作，通过以上技术方案，实现了对锂离子电池安全事故的预防。

Description

一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备。

背景技术

锂离子电池具备电压高、比能量大、循环寿命长、无记忆效应、自放电小、可快速充放电等优点，因此目前锂离子电池在一些电子设备中得到了广泛的应用，尤其是便携式设备，如移动电话、手持电脑、数码相机、MP3播放设备等，但随着这些电子设备越来越小型化，各锂离子电池生产厂家将其能量体积比越做越大，给电子设备带来好处的同时，也增加了潜在的安全风险。

锂离子电池的安全性与电池材料本身性质、电池制备技术、电池使用情况有关，目前，单体锂离子电池内设有三重保护机构来保证电池的使用安全，一是电芯设计时选择适当的隔膜材料；二是电芯外加保护电路；三是设置安全阀；虽然锂离子电池有着多层的保护机制，但在实际使用过程中，仍然存在诸多缺陷造成锂离子电池安全事故的发生，比如电芯制造过程中的考虑因素不全、保护电路失效、泄气阀不能及时打开释放气体、消费者不正当的使用等。

发明内容

本实用新型提供一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备，实现了对锂离子电池安全事故的预防。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池安全事故的预防装置，包括：

检测单元和与所述检测单元相连的控制单元，其中，

所述检测单元用于检测锂离子电池的变形参数；

所述控制单元用于将所述检测单元检测得到的锂离子电池的变形参数与一预设的门限值比较，在所述变形参数超出所述预设的门限值的条件下，执行预防操作。

所述检测单元包括压力传感器，所述压力传感器用于检测锂离子电池的变形参数。

所述压力传感器包括：电阻应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器或谐振式压力传感器。

所述检测单元设置在所述锂离子电池的表面中间位置。

一种电子设备，包括电子设备主板和锂离子电池，其特征在于，还包括上述的锂离子电池安全事故的预防装置。

所述预防装置中的所述控制单元集成在所述电子设备的主板上。

所述预防操作包括：停止所述电子设备工作。

所述预防操作包括：发出预警提示。

所述电子设备包括便携式设备。

本实用新型提供的一种锂离子电池安全事故的预防装置及电子设备，该预防装置包括检测单元和与检测单元相连的控制单元，检测单元用于检测锂离子电池的变形参数，控制单元用于将检测单元检测得到的锂离子电池的变形参数与一预设的门限值比较，在变形参数超出该预设的门限值的条件下，执行预防操作，实现了对锂离子电池安全事故的预防。

附图说明

图1为本实用新型实施例锂离子电池安全事故的预防装置模块图；

图2本实用新型另一实施例锂离子电池安全事故的预防装置模块图；

图3本实用新型实施例压力传感器检测电路的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

图1为本实用新型实施例锂离子电池安全事故的预防装置模块图，如图1所示：

本实施例的锂离子电池安全事故的预防装置，包括与锂离子电池相连的检测单元，和与该检测单元相连的控制单元；检测单元用于检测锂离子电池的变形参数，控制单元用于将检测单元检测得到的锂离子电池的变形参数与一预设的门限值比较，在该变形参数超出该预设的门限值的条件下，执行预防操作。

本实施例中，锂离子电池、检测单元、控制单元的相对位置可以任意设置，只要可以实现检测单元检测的到锂离子电池的变形参数，将该变形参数发送给控制单元，或者控制单元从该检测单元种读取变形参数既可，携带本实施例的预防装置的电子设备包括电话、数码相机、电脑、音乐播放设备、游戏设备等，预防操作包括停止该电子设备工作，或者向该设备或用户发出预警提示。

实施例二：

图2本实用新型另一实施例锂离子电池安全事故的预防装置模块图，如图2所示：

本实施例的锂离子电池安全事故的预防装置，包括设置在锂离子电池表面正中间位置的压力传感器，与压力传感器相连的集成到设备主板上的控制单元，即主板控制单元；

压力传感器包括电阻应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器或电容式加速度传感器等；

由于一些便携式电子设备要求部件成本尽可能低，所以本实施例选用性价比相对较高的电阻应变片压力传感器来实现对锂离子电池的变形检测；电阻应变片压力传感器设置在锂离子电池最易变形的位置，通常设置在锂离子电池表面的正中间位置，用于检测锂离子电池的变形参数，基于压力传感器的工作原理，将检测得到的锂离子电池的变形参数转换成输出信号：

锂离子电池通常包括3个金属触点：BAT，NTC和GND，本实施例在这之外，增加两个金属触点P+和P-，这两个触点即为电阻应变片的两个输出点，压力传感器的检测电路采用电桥式，图3本实用新型实施例压力传感器检测电路的示意图，如图3所示，其中R1为电阻应变片，R2、R3和R4均为固定电阻。锂离子电池未发生形变时，R1就未发生应变，由于没有阻值变化.电桥维持初始平衡条件，即R1*R4＝R2*R3，因而输出电压Uout为零，即Uout＝A(R1*R4+R2*R3)＝0；

当锂离子电池发生形变时，R1产生应变，产生ΔR1的电阻变化，电桥处于不平衡状态：

$U_{\mathrm{OUT}}=U_{\mathrm{CD}}=U_{\mathrm{CB}}-U_{\mathrm{DB}}$

$=\frac{R_2}{R_1-{\mathrm{\ΔR}}_1+R_2}\·U-\frac{R_4}{R_3+R_4}\·U$

$=\frac{{\mathrm{\ΔR}}_1\·R_4}{\begin{array}{c}(R_1-{\mathrm{\ΔR}}_1+R_2)(R_3+R_4)\\ \underset{\‾}{{\mathrm{\ΔR}}_1}.\underset{\‾}{R_4}\end{array}}\·U$

$=\frac{\left[\begin{array}{cc}{R}_1& R_3\end{array}\right]}{(1-\frac{{\mathrm{\ΔR}}_1}{R_1}+\frac{R_2}{R_1})(1+\frac{R_4}{R_3})}\·U$

设定

并省略去分母中的微量

再结合电桥初始平衡条件

则上式可写成为：

从上式中可以看出，输出电压Uout反应了应变片的电阻变化，输出信号Uout正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量ΔR₁。

电阻应变片压力传感器将输出电压Uout反馈给设备的主板控制单元，主板控制单元将其与一预设的门限值比较，如果该Uout超出了该门限值，就可以通过设备系统进行反应，提示设备用户锂离子电池的不安全状态，或者直接停止设备的运行。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种锂离子电池安全事故的预防装置，其特征在于，包括：

检测单元和与所述检测单元相连的控制单元，其中，

所述检测单元用于检测锂离子电池的变形参数；

所述控制单元用于将所述检测单元检测得到的锂离子电池的变形参数与一预设的门限值比较，在所述变形参数超出所述预设的门限值的条件下，执行预防操作。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括压力传感器，所述压力传感器用于检测锂离子电池的变形参数。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力传感器包括：电阻应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器或谐振式压力传感器。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述检测单元设置在所述锂离子电池的表面中间位置。

5.一种电子设备，包括电子设备主板和锂离子电池，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一所述的锂离子电池安全事故的预防装置。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述预防装置中的所述控制单元集成在所述电子设备的主板上。

7.如权利要求5或6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括便携式设备。 

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