CN207353417U - 一种监控电池内部温度变化的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种监控电池内部温度变化的装置，包括电池壳体和装在电池壳体上部的电池盖板，所述电池壳体内装有电池卷芯和设置于电池卷芯之间的检测装置。本实用新型通过采用橡胶材料制成的检测板将温感线固定在电池壳体内部，耐腐蚀性能优良，避免使用过程中温感线戳破电池卷芯导致电池内部短路；检测装置与电池卷芯尺寸一致，方便拆装，保证了检测装置与电池卷芯之间的充分接触，温感线直接测定的为电池内部的实际温度；检测板厚度h、橡胶孔孔径d、温感线与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系，便于获取电池内部的热安全失控点，避免电池在失控温度区域内使用，大大提高了电池的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体是一种监控电池内部温度变化的装置。
背景技术
温度是电池的重要安全指标参数之一，电池在发生热失控的过程中，因电池结构设计及所处环境等因素不同，常常导致电池散热的效率不同，电芯内外温度存在很大差异，电池卷芯内部温度往往高于外部温度近50℃，因此只有电池卷芯内部温度能够更真实的反应电池的热失控安全风险点。
目前常用的监测电池温度方法，基本只能实现对电池外部温度的检测，无法检测电池内部的温度。有的通过采用推定单元、应用单元等模型来理论推断电池的内部温度，推断出的电池内部温度与实际监控的电池内部温度仍存在一定差异，不能满足对电池温度监控的需求，不能实时监控电池内部温度，常用设备检测到的电池内部温度与电池外部温度相差无几，无法真实反映电池卷芯内部温度的失控点，不能保证电池的安全使用，存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种监控电池内部温度变化的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种监控电池内部温度变化的装置，包括电池壳体和装在电池壳体上部的电池盖板，所述电池壳体内装有电池卷芯和设置于电池卷芯之间的检测装置，所述检测装置包括夹在电池卷芯之间的检测板和用于监控电池内部温度变化的温感线。
作为本实用新型进一步的方案：所述温感线贯穿于检测板内部，温感线穿出检测板下部的一端与电解液充分接触、穿出检测板上部的一端穿插过电池盖板上装有的胶塞并引出电池壳体。
作为本实用新型进一步的方案：所述检测板的长宽与位于检测板两侧电池卷芯的长宽对应相等，检测板上开设有用于穿插温感线的橡胶孔。
作为本实用新型进一步的方案：所述检测板的厚度为h、橡胶孔的孔径为d、温感线与电解液接触的长度为L，检测板厚度h、橡胶孔孔径d、温感线与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系。
作为本实用新型进一步的方案：所述电池盖板上开设有用于向电池壳体内部注入电解液的注液孔；所述注液孔外端部装有胶塞。
作为本实用新型进一步的方案：所述电池卷芯至少设有两个且呈一排相互平行的装在电池壳体内部。
作为本实用新型进一步的方案：所述检测板为氟橡胶、氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种制成的多孔橡胶板。
作为本实用新型进一步的方案：所述电池壳体为方形铝壳壳体。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，通过采用橡胶材料制成的检测板将温感线固定在电池壳体内部，制造成本低，耐腐蚀性能优良，温感线贯穿于检测板内部有利于温感线的固定，避免使用过程中温感线戳破电池卷芯导致电池内部短路，消除因短路可能引起的安全隐患，同时，可有效避免温感线划伤电池卷芯，延长电池的使用寿命；检测装置与电池卷芯尺寸一致，方便拆装，保证了检测装置与电池卷芯之间的充分接触，温感线直接测定的为电池内部的实际温度，提高了检测装置的精确度，精确测定电池卷芯内部的温度失控点；检测板厚度h、橡胶孔孔径d、温感线与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系，在保证温感线能贯穿于检测板内部的同时，较薄的检测板有利于检测装置更精确的测定电池内部的温度变化，便于获取电池内部的热安全失控点，避免电池在失控温度区域内使用，大大提高了电池的安全性能。
附图说明
图1为本实用新型的整体爆炸图。
图2为本实用新型的整体结构图。
图3为本实用新型的检测装置结构图。
图4为本实用新型测量电池内外温度差距时三元过充通过电池温度变化曲线图。
图5为本实用新型获取电池内部的热安全失控点时三元过充不通过电池外部温度变化曲线图。
图中：1-电池壳体、2-电池盖板、3-电池卷芯、4-检测装置、41-检测板、42-温感线、5-胶塞、6-橡胶孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型实施例中，一种监控电池内部温度变化的装置，包括电池壳体1和装在电池壳体1上部的电池盖板2，所述电池壳体1为方形铝壳壳体，所述电池盖板2上开设有用于向电池壳体1内部注入电解液的注液孔；所述注液孔外端部装有胶塞5，所述电池壳体1内装有电池卷芯3和设置于电池卷芯3之间的检测装置4，所述电池卷芯3至少设有两个且呈一排相互平行的装在电池壳体1内部，所述检测装置4包括夹在电池卷芯3之间的检测板41和用于监控电池内部温度变化的温感线42，所述检测板41的长宽与位于检测板41两侧电池卷芯3的长宽对应相等，检测板41上开设有用于穿插温感线42的橡胶孔6，检测板41的厚度为h、橡胶孔6的孔径为d、温感线42与电解液接触的长度为L，检测板厚度h、橡胶孔孔径d、温感线与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系，检测板41为氟橡胶、氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种制成的多孔橡胶板，所述温感线42贯穿于检测板41内部，温感线42穿出检测板41下部的一端与电解液充分接触、穿出检测板41上部的一端穿插过电池盖板2上装有的胶塞5并引出电池壳体1。
本实用新型结构简单，安装时，将检测板41夹在电池壳体1内的两个电池卷芯3之间，电池壳体1为铝壳壳体，电池壳体1内至少设有两个电池卷芯3且各电池卷芯3呈一排相互平行设置，检测板41的两面分别与左右两个电池卷芯3的内侧一面贴合，检测板41为氟橡胶、氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种制成的多孔橡胶板，多孔橡胶板耐腐蚀性能优良，提高了检测装置4的使用寿命，降低了使用成本，检测板41的长宽与检测板41两侧电池卷芯3的长宽对应相等，保证检测板41两面分别与电池卷芯3内侧面充分接触的同时，方便检测板41顺利装入电池壳体1内，安装快捷方便；检测板41上开设有用于插入温感线42的橡胶孔6，橡胶孔6均匀开设于检测板41上，温感线42通过开设的橡胶孔6贯穿在检测板41内部，检测板41的厚度h应尽量薄，同时，检测板41的厚度应能保证温感线42穿插在检测板41内部时不会有温感线42露出，防止温感线42露出与检测板41两侧的电池卷芯3接触划伤电池卷芯3，由橡胶材料制成的多孔橡胶板实现了温感线42在电池壳体1内部的固定，避免了电池内部短路，消除电池内部因短路可能引起的安全隐患。
使用时，温感线42穿出检测板41下部的一端与电池壳体1内注入的电解液充分接触，温感线42与电解液接触的长度L的取值范围为0.2-0.5mm，温感线42穿出检测板41上部的一端穿插在胶塞5内，胶塞5装在电池盖板2上开设的注液孔，温感线42通过胶塞5固定并引出电池壳体1，检测板41上开设的橡胶孔6的孔径d较小，孔径d、检测板41厚度h及温感线42与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系，其中，橡胶孔6的孔径d及检测板41的厚度L均大于温感线42的直径，有利于保证温感线42能顺利穿插在检测板41内，并确保温感线42不会露出与位于检测板41两侧的电池卷芯3接触，避免温感线42对电池卷芯3的磨损，检测板41的厚度h较薄，有利于提高穿插在检测板41内的温感线42能精确的测定电池壳体1内部的温度变化，提高检测装置4检测电池内部温度变化的精确度，温感线42与电解液接触的长度为L，一方面确保温感线42一端能与电解液充分接触，另一方面，避免温感线42与电解液接触的长度过长划伤电池卷芯3。
采用上述检测装置可精准测量电池内外温度差距最大点、获取电池内部的热安全失控点，具体操作如下：
实施例一：测量电池内外温度差距最大点
选取三元VDA电池，检测板选取氟橡胶材质，橡胶孔孔径<1mm，检测板长宽与电池卷芯长宽对应保持一致，设计三条温感线穿插于检测板内部，温感线与电解液接触的一端处在电池内部较为居中的位置，电池制造过程中，将此检测装置放置于VDA电池壳体内部的两电池卷芯之间，温感线穿插过胶塞并由注液孔引出电池壳体，温感线贯穿在检测板内部且伸出的与电解液接触的一端长度约为0.2mm。如图4所示的为三元VDA电池过充通过电池（2714897）电芯内外部温度监测曲线，外部温感线贴置于电池的负极柱附近，由图中可看出，电池在过充至140%荷电态时，内外温度出现差异，在过充至165%荷电态时差异最大，内外温度差约为25℃。
实施例二：获取电池内部的热安全失控点
选取三元VDA电池，检测板选取氟橡胶材质，橡胶孔孔径<1mm，检测板长宽与电池卷芯长宽对应保持一致，设计五条温感线穿插于检测板内部，电池制造过程中，将检测装置放置于VDA电池壳体内部的两电池卷芯之间，温感线穿插过胶塞并由注液孔引出电池壳体，温感线贯穿在检测板内部且伸出的与电解液接触的一端长度约为0.3mm。如图5所示的为三元VDA电池过充不通过电池（2714897）电芯内部温度监测曲线，由图中可看出，电池在过充至183%荷电态时，电池内部温度为120℃，超过183%荷电态后电池瞬间爆炸，温度大于600℃。
通过实施例二采用检测装置对电池内部温度的监测，可获知电池的安全热失控点在100℃附近，根据此实验结果，可将100℃设置为电池的安全失控温度并将100℃作为报警温度设定，从而可避免电池在电池的失控温度区域内使用，进而提高电池的安全性能与指标。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种监控电池内部温度变化的装置，包括电池壳体（1）和装在电池壳体（1）上部的电池盖板（2），其特征在于：所述电池壳体（1）内装有电池卷芯（3）和设置于电池卷芯（3）之间的检测装置（4），所述检测装置（4）包括夹在电池卷芯（3）之间的检测板（41）和用于监控电池内部温度变化的温感线（42）。
2.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述温感线（42）贯穿于检测板（41）内部，温感线（42）穿出检测板（41）下部的一端与电解液充分接触、穿出检测板（41）上部的一端穿插过电池盖板（2）上装有的胶塞（5）并引出电池壳体（1）。
3.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述检测板（41）的长宽与位于检测板（41）两侧电池卷芯（3）的长宽对应相等，检测板（41）上开设有用于穿插温感线（42）的橡胶孔（6）。
4.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述检测板（41）的厚度为h、橡胶孔（6）的孔径为d、温感线（42）与电解液接触的长度为L，检测板厚度h、橡胶孔孔径d、温感线与电解液接触长度L之间具有L<h<d的关系。
5.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述电池盖板（2）上开设有用于向电池壳体（1）内部注入电解液的注液孔；所述注液孔外端部装有胶塞（5）。
6.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述电池卷芯（3）至少设有两个且呈一排相互平行的装在电池壳体（1）内部。
7.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述检测板（41）为氟橡胶、氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种制成的多孔橡胶板。
8.根据权利要求1所述的监控电池内部温度变化的装置，其特征在于：所述电池壳体（1）为方形铝壳壳体。
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| CN112216912A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-01-12 | 蜂巢能源科技有限公司 | 电池、电池包以及车辆 |
| CN114784403A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 华为数字能源技术有限公司 | 一种电池及储能系统 |
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