CN204167442U - 锂电池组温度监控系统 - Google Patents

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戴维盛
毕凯军
邓银舟
李树华
蔡诚
唐国翌
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Abstract

本实用新型公开了一种锂电池组温度监控系统，包括由单体电池构成的电池组，其特征在于，所述各单体电池侧面的高中低位置以及各单体电池的正极正中间分别放置热电偶测量端，热电偶连接控制器，由控制器记录和读取温度。本实用新型直接在电池的表面上利用热电偶测量温度变化，无需经过其他热传导方式间接测量温度，对温度变化的响应快，而且针对电池组内的单体电池的不同部位分别测量温度，温度测量探头不占用空间，不对电池组的结构造成影响，不增加体积。

Description

锂电池组温度监控系统
技术领域
本实用新型涉及锂电池组温度监控系统，更具体地说，涉及一种用于电动自行车的锂电池组温度监控系统。
背景技术
锂离子动力电池组被称作是电动自行车的未来“心脏”。然而，锂离子电池在实际使用过程中，由于单体电池温度过高（>100℃），导致电池模块内温度严重不均衡，从而造成电池间的性能不匹配，导致电池模块因热失控而过早失效，甚至产生自燃和爆炸等严重后果。高性能锂离子动力电池组只有配备有效的热管理系统，使之确保适当的电池工作温度，降低各个电池模块之间的温度差异，才能保证电源系统长期安全稳定的工作状态，这也是当前制约电动车动力电池发展的关键问题。
发明内容
本实用新型针对上述问题，提供一种锂电池组温度监控系统，该技术方案将有助于促进锂离子电池行业、电动自行车等行业共同关心的高能电池组散热问题与关键瓶颈技术的解决和突破。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下所述：一种锂电池组温度监控系统，包括由单体电池构成的电池组，其特征在于，所述各单体电池侧面的高中低位置以及各单体电池的正极正中间分别放置热电偶测量端，热电偶连接控制器，由控制器记录和读取温度。
根据上述的本实用新型，其中所述热电偶包括直径小于0.5mm的热电偶丝。
根据上述结构的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型直接在电池的表面上利用热电偶测量温度变化，无需经过其他热传导方式间接测量温度，对温度变化的响应快，而且针对电池组内的单体电池的不同部位分别测量温度，温度测量探头不占用空间，不对电池组的结构造成影响，不增加体积。
附图说明
下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型单体电池的热电偶位置图；
图2为本实用新型锂电池组热电偶的布置图。
具体实施方式
首先给出技术说明：
两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应。而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
1、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；
2、热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；
3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。热电偶就是利用这一效应来工作的。
选择适当的温度测量工具，在电池组内选择适当的位置放置热电偶测量点,目的是能选择到电池组内温度最高的位置测量温度的变化。
本实施例一种锂电池组温度监控系统，由热电偶，控制器构成。
以热电偶作为温度测量工具，直接测量18650电池组内多个独立电池表面的温度变化，以实时监控电池组的温度变化。
测量工具的选择：以一种直径小于0.5mm的热电偶丝作测量介质。
热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
如图1-2所示，具体技术方案是，在锂电池组的内部，选择一定数量的处于电池组外围和中间的单体电池10，在单体电池10表面的侧面高中低位置以及单体电池正极的正中间，每个单体电池放置4个热电偶测量端A、B、C、D，所有热电偶连接到控制器上，由控制板记录和读取温度。
热电偶的布置方式：对于单个电池的热电偶布置，在单体圆柱电池的外侧表面的接近最高、接近最低和中间的位置设置温度测量端，并在电池正极的正中间放置第四个温度测量端。再根据单体电池在电池组中的位置，设置测量点的朝向，原则是：外围的电池的测量点朝向垂直于电池组边缘向外的方向，内部电池的测量点朝向电池之间的空隙，一般与外部的边缘成45度或者135度。
控制器用于转化热电偶取得的数据为数字信号，输出供。
本一种锂电池组温度监控系统用于锂电池组的研发辅助，并可用于锂电池组或类似的类似电池组在使用中的安全监控，散热状态监控。其将有助于促进我国锂离子电池行业、电动自行车等行业共同关心的高能电池组散热问题与关键瓶颈技术的解决和突破；推动该行业、领域的跨越式发展；促进国家节能与新能源产业发展规划战略目标更好更快实现，提升和扩大我国在电动自行车以及电动车相关科技领域的国际影响力；另外，本实用新型还具有很大的可行性，在带来深远的社会效益的同时，也必将带来十分可观的经济效益。

Claims (2)

1.一种锂电池组温度监控系统，包括由单体电池构成的电池组，其特征在于，所述各单体电池侧面的高中低位置以及各单体电池的正极正中间分别放置热电偶测量端，热电偶连接控制器，由控制器记录和读取温度。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组温度监控系统，其特征在于，所述热电偶包括直径小于0.5mm的热电偶丝。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987210A (zh) * 2019-11-05 2020-04-10 力神动力电池系统有限公司 一种锂离子电池内部温度的检测方法
CN113074825A (zh) * 2021-03-31 2021-07-06 山东大学 一种监测电池包内单体电池温度变化的系统及方法
CN114300786A (zh) * 2021-12-08 2022-04-08 山东精工电子科技有限公司 可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池及其制造方法

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