CN211205554U - 热敏线缆、温度探测装置、动力电池装置和电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热敏线缆、温度探测装置、动力电池装置和电动车辆，热敏线缆包括热电偶线和至少两个感温元件，热电偶线的端部用于与信号采集模块连接，热电偶线包括正热电极和负热电极；至少两个感温元件间隔设置在热电偶线上，用于与动力电池连接并感测动力电池的温度，感温元件包括热敏材料层和导热绝缘层，热敏材料层连接正热电极与负热电极，导热绝缘层包覆热敏材料层并且也包覆正热电极和负热电极。使用本实用新型提供的热敏线缆，可以实现对动力电池的同一线上或面上的多个位置点进行采样，信号采集模块能够接收到各个位置点处的热电动势，从而监控动力电池的任意位置的温度。

Description

热敏线缆、温度探测装置、动力电池装置和电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电动车辆技术领域，且更具体地涉及一种热敏线缆、温度探测装置、动力电池装置和电动车辆。

背景技术

电动车辆由动力电池装置提供动力。动力电池装置的性能和寿命受温度的影响较大，电池温度过高过低都会使电池功率降低，影响工作效率和电池寿命；温度过高还会增加电池热失控的风险，产生安全隐患。因此，需要对电池进行温度测量。

已有的电池测温一般是用温度传感器进行测量，将温度传感器直接对应电池上的待测点进行采样。这种点对点采样的方式，操作不灵活，灵敏性差。尤其对于同时测量多个待测点的情况，无法对同一线上或面上进行采样，并且需要多个温度传感器，处理器需处理多个信号，进行比较，得出最高温度，过程较复杂。温度传感器的增加，会增加线束，软排线的走线会增加。传统的热敏线缆需要整段铠装，重量大，且存在材料浪费。

因此，需要一种热敏线缆、温度探测装置、动力电池装置和电动车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种热敏线缆，用于动力电池，其包括：

热电偶线，所述热电偶线的端部用于与信号采集模块连接，所述热电偶线包括正热电极和负热电极；以及

至少两个感温元件，所述至少两个感温元件间隔设置在所述热电偶线上，并用于与所述动力电池连接，

其中，所述感温元件包括热敏材料层和导热绝缘层，所述热敏材料层连接所述正热电极与所述负热电极，所述导热绝缘层包覆所述热敏材料层并且也包覆所述正热电极和所述负热电极，以感测所述动力电池的温度。

根据本方案，使用上述热敏线缆，能够实现对动力电池的同一线上或面上的多个位置点进行采样，然后热电动势经由热电偶线直接传递至与其端部连接的信号采集模块。信号采集模块能够接收到各个位置点处的热电动势，从而监控动力电池的任意位置的温度，当检测到的温度较高时，可以响应于温度信号对动力电池控温；特别地可以监控动力电池的任意位置可能出现的高温，从而产生报警信号。

本实用新型提供的热敏线缆结构简单，生产成本低，安装方便，应用该热敏线缆测温，可以不需要使用多个温度传感器，一方面能够避免处理器处理多个信号，从而提高了温度探测效率；另一方面能够大量减少线束和软排线的使用，提高了热敏线缆的安装效率。

可选地，所述感温元件还包括用于与所述动力电池连接的导热胶层，所述导热胶层设置在所述导热绝缘层的外侧。

可选地，在所述热敏线缆的安装状态下，所述正热电极在相邻的所述感温元件之间的长度大于所述感温元件之间的距离，并且所述负热电极在相邻的所述感温元件之间的长度大于所述感温元件之间的距离。

可选地，所述热敏材料层包覆所述正热电极和所述负热电极。

可选地，所述正热电极和所述负热电极的未被所述导热绝缘层包覆的部分包覆有绝缘套。

可选地，所述绝缘套为玻璃纤维保护套。

可选地，所述导热绝缘层由导热陶瓷材料制成。

可选地，所述感温元件的尺寸范围为3mm～15mm。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种温度探测装置，其包括信号采集模块和根据上述任一方面所述的热敏线缆，所述信号采集模块与所述热敏线缆的一端连接。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种动力电池装置，其包括动力电池和所述的温度探测装置，所述感温元件与所述动力电池的电芯相对应。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种电动车辆，其包括所述的动力电池装置。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的优选实施方式的热敏线缆的立体图。

图2为图1中所示的热敏线缆的一部分的立体图；

图3为沿图2中A-A线所截的截面图；

图4为根据本实用新型的优选实施方式的动力电池装置的立体图。

附图标记说明

100：热敏线缆 110：热电偶线

111：正热电极 112：负热电极

113：端部 120：感温元件

121：热敏材料层 122：导热绝缘层

120a：第一感温元件 120b：第二感温元件

210：信号采集模块 211：补偿导线

220：动力电池 221：电芯

221a：第一电芯 221b：第二电芯

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供了一种热敏线缆100，该热敏线缆100用于动力电池220，能够实现动力电池220的多点温度的测量。

具体地，热敏线缆100包括热电偶线110和至少两个感温元件120。热电偶线110的端部113用于与信号采集模块210连接。至少两个感温元件120间隔设置在热电偶线110上，具体是沿热电偶线的长度方向间隔设置在热电偶线110上，感温元件120用于与动力电池220连接，以感测动力电池的温度。如图1所示，在图示实施方式中，感温元件120布置有多个，并以预定距离间隔设置在热电偶线110上。

以此实施方式。可以实现对同一线上或面上的多个位置点进行采样，然后经由热电偶线110直接传递至信号采集模块210。该预定距离可以根据需要设置，例如，根据动力电池220上的多个电芯221的间距来设置。感温元件120可以设置为与电芯221相对应，以便监控电芯221的温度。例如感温元件120可以设置为与电芯221一一对应，以便对动力电池220的每个电芯221进行采样。

如图2所示，热电偶线110包括并行且间隔设置的正热电极111和负热电极112。热电偶线110可以是K型、T型、S型等型号。换句话说，正热电极111和负热电极112可以采用K型、T型、S型等型号的热电偶材料。正热电极111和负热电极112能够穿过感温元件120。

如图3所示，感温元件120可以包括热敏材料层121和导热绝缘层122。热敏材料层121能够包覆正热电极111和负热电极112，热敏材料层121能够覆盖正极电极和负极电极的周向外表面。热敏材料层121可以由热敏材料制成，具体是热敏电阻材料。热敏材料在常温下阻值较大，当温度升高时，热敏材料的电阻减小。热敏材料层121能够连接正热电极111与负热电极112，以此实施方式，正热电极111和负热电极112能够响应于热敏材料的电阻变化而在感温元件120处产生热电动势。热电动势经由这两个电极传递至信号采集模块210。热敏材料层121还能够将正热电极111和负热电极112隔离开。

导热绝缘层122能够包覆热敏材料层121，并可以支撑热敏材料层121。并且，导热绝缘层122也能够包覆正热电极111与负热电极112。本实施方式中，导热绝缘层122能够使得电芯221的温度快速地传递至热敏材料层121，让热敏材料层121快速地感知电芯221的温度，从而可以快速地使热敏材料的电阻变化。

热敏线缆100的工作原理为：

当第一电芯221a的温度升高时，对应于第一电芯221a的第一感温元件120a中的热敏材料的电阻减小。正热电极111和负热电极112能够响应于热敏材料的电阻变化而在第一感温元件120a处产生第一热电动势。第一热电动势经由这两个电极传递至信号采集模块210。当第二电芯221b的温度升高时，对应于第二电芯221b的第二感温元件120b中的热敏材料的电阻减小。正热电极111和负热电极112能够响应于热敏材料的电阻变化而在第二感温元件120b处产生第二热电动势。第二热电动势经由这两个电极传递至信号采集模块210。也就是说，电芯221的温度升高能够产生相应的热电动势，信号采集模块210能够接收到各个电芯221对应的热电动势，从而监控到各个电芯221上的温度。

信号采集模块210可以配制为当第二电芯221b的温度高于第一电芯221a的温度时，第二热电动势可以覆盖第一热电动势，由此，可以便于信号采集模块210响应到动力电池220的所有测量位置的最高温度，当最高温度超过异常温度时，可以产生报警信号。

需要说明的是，第一电芯221a和第二电芯221b、以及第一感温元件120a和第二感温元件120b仅是作为示例来说明热敏线缆的工作原理。参见图4，第一电芯221a为多个电芯221中的任一个，第二电芯221b为多个电芯221中的与第一电芯221a不同的一个。类似地，第一感温元件120a为多个感温元件120中的任一个，第二感温元件120b为多个感温元件120中的与第一感温元件120a不同的一个。第一感温元件120a设置在第一电芯221a上，第二感温元件120b设置在第二电芯221b上。

感温元件120还包括用于与动力电池220连接的导热胶层(未示出)，导热胶层能够设置在导热绝缘层122的外侧，以便与动力电池220连接。对于图示实施方式，导热胶层能够设置在导热绝缘层122下方，进一步地导热胶层能够设置在感温元件120的平的底表面处。感温元件120可以通过导热胶层粘接至电芯221的表面。具体地，可以将导热胶涂敷至导热绝缘层122的外表面，然后将热敏线缆100放置于电芯221的表面上，通过导热胶固定连接。当然，也可以用其它合适的方式将热敏线缆100安装至待测装置。导热绝缘层122可以由导热陶瓷材料制成。

考虑到电芯221温度升高会膨胀，本实施方式中，在热敏线缆100的安装状态下，热电偶线110在相邻的感温元件120之间预留一定长度，使热电偶线110保持松弛状态。具体地，在热敏线缆100的安装状态下，正热电极111在相邻的感温元件120之间的长度大于感温元件120之间的距离。在热敏线缆100的安装状态下，负热电极112在相邻的感温元件120之间的长度大于感温元件120之间的距离。

正热电极111和负热电极112的未被感温元件120包覆的部分，具体是未被导热绝缘层122包覆的部分，可以包覆有绝缘套。绝缘套能够将电芯221与热电极间隔开，以便实现热电偶线110的高温防护和电芯221的绝缘保护。可选地，绝缘套可以为玻璃纤维保护套。

可选地，感温元件120的尺寸范围为3mm～15mm，优选为5mm～15mm，例如，可以为3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm。感温元件120的导热绝缘层122可以具有至少两个表面，其中至少一个表面可以是平面，以便于涂敷导热胶，热敏线缆100安装更牢固。感温元件120的形状可以是半球形、长方体形、方体形、柱体形等合适形状。

根据本实用新型的另一个方面，如图4所示，提供了一种温度探测装置，其包括信号采集模块210和根据上述热敏线缆100，信号采集模块210通过补偿导线211与热敏线缆100的一端连接。

根据本实用新型的再一个方面，如图4所示，提供了一种动力电池220装置，其包括动力电池220和上述温度探测装置，动力电池220包括多个电芯221，多个电芯221依次排列。热敏线缆100粘接至电芯221的上表面，具体是感温元件120粘接至电芯221的上表面。并且感温元件120与动力电池220的电芯221相对应，例如优选地，感温元件120与动力电池220的电芯221一一对应，以便监控每个电芯221的温度。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种电动车辆，其包括上述动力电池220装置。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (11)

1.一种热敏线缆，用于动力电池，其特征在于，包括：

热电偶线，所述热电偶线的端部用于与信号采集模块连接，所述热电偶线包括正热电极和负热电极；以及

至少两个感温元件，所述至少两个感温元件间隔设置在所述热电偶线上，并用于与所述动力电池连接，

其中，所述感温元件包括热敏材料层和导热绝缘层，所述热敏材料层连接所述正热电极与所述负热电极，所述导热绝缘层包覆所述热敏材料层并且也包覆所述正热电极和所述负热电极，以感测所述动力电池的温度。

2.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，所述感温元件还包括用于与所述动力电池连接的导热胶层，所述导热胶层设置在所述导热绝缘层的外侧。

3.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，

在所述热敏线缆的安装状态下，所述正热电极在相邻的所述感温元件之间的长度大于所述感温元件之间的距离，并且所述负热电极在相邻的所述感温元件之间的长度大于所述感温元件之间的距离。

4.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，所述热敏材料层包覆所述正热电极和所述负热电极。

5.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，所述正热电极和所述负热电极的未被所述导热绝缘层包覆的部分包覆有绝缘套。

6.根据权利要求5所述的热敏线缆，其特征在于，所述绝缘套为玻璃纤维保护套。

7.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，所述导热绝缘层由导热陶瓷材料制成。

8.根据权利要求1所述的热敏线缆，其特征在于，所述感温元件的尺寸范围为3mm～15mm。

9.一种温度探测装置，其特征在于，包括信号采集模块和根据权利要求1至8中任一项所述的热敏线缆，所述信号采集模块与所述热敏线缆的一端连接。

10.一种动力电池装置，其特征在于，包括所述动力电池和根据权利要求9所述的温度探测装置，所述感温元件与所述动力电池的电芯相对应。

11.一种电动车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的动力电池装置。

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