CN212587567U - 一种电池模组温度传感器以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组温度传感器以及电池模组，解决了现有技术中电池模组温度传感器测温效果不理想的技术问题。该电池模组温度传感器包括温度探头、柔性薄膜电路和传感器插接头，所述温度探头设置在所述柔性薄膜电路的下端，所述柔性薄膜电路的上端与所述传感器插接头连接，所述传感器插接头还与电池管理系统采样线束连接实现信号传输，所述温度探头设置在电池模组的电芯之间采集温度信号，所述传感器插接头安装固定在所述电池模组的模组支架上。本实用新型能够将温度探头方便快捷地布置到电池模组中心的热量集聚区，实现电池模组真实温度的直接监控。

Description

一种电池模组温度传感器以及电池模组

技术领域

本实用新型涉及一种温度传感器，具体涉及一种电池模组温度传感器。本实用新型还涉及一种电池模组。

背景技术

在各种储能技术中，锂离子电池以其高能量密度特性和高商业化前景逐渐成为工业和车载储能装置的不二之选。但是大容量、高功率的储能电池系统的性能对温度变化敏感，长时间高低温环境和系统温差积累，都会影响电池的寿命和性能，并可能导致安全问题。准确可靠的电池温度采集是热管理系统工作的基础。一款能够方便准确的把温度探头安放到模组内部合适的位置的温度传感器是非常有必要的。

电池系统由一系列模组组成，而模组由单体电池(以下称为电芯)通过串并联堆叠而成。工作时电芯负载接近所以发热量相近，但不同电芯在模组中的位置不同会导致散热特性的偏差，并最终导致模组内电芯温度并不均匀。通常模组内部温度分布呈现中心最高，四周及模组两端逐渐降低的特性。因此理想的温度传感器位置应该安装在模组中心的热量集聚区并根据冗余要求多处布点。

软包电池模组由于能量密度的要求，通常采用单体电池密堆积的方式堆叠在一起，为了约束电池在充放电过程中的膨胀，还会在模组堆叠时会施加较大的压力以保证模组的结构强度。这样堆叠后的电芯之间就无法再插入温度传感器。目前通行的做法是把温度传感器贴在模组端板，连接汇流排，或者插入软包电芯上端封装位置与结构件模组缝隙中(如图1所示)。然后通过实验标定的方法确定实际温度和传感器布点位置的温度偏差用于修正，这些方案都无法实现模组最高温度的直接监控，而且只能进行出厂状态的修正，对于生命周期内产生的热特性变化或者因震动导致的传感器位置变化导致的偏差无能为力。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种电池模组温度传感器，能够将温度探头方便快捷地布置到电池模组中心的热量集聚区，实现电池模组真实温度的直接监控。

本实用新型同时还提供了一种电池模组，安装了上述电池模组温度传感器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型一方面提供一种电池模组温度传感器，包括温度探头、柔性薄膜电路和传感器插接头，所述温度探头设置在所述柔性薄膜电路的下端，所述柔性薄膜电路的上端与所述传感器插接头连接，所述传感器插接头还与电池管理系统采样线束连接实现信号传输，所述温度探头设置在电池模组的电芯之间采集温度信号，所述传感器插接头安装固定在所述电池模组的模组支架上。

可选地，所述传感器插接头为T形，两侧设置有导向结构和卡扣，通过所述卡扣安装固定在所述电池模组的模组支架上；所述传感器插接头与所述电池管理系统采样线束的连接方式为插接或焊接。

可选地，所述传感器插接头中安装有插接式端子，所述插接式端子的底端与所述柔性薄膜电路电连接，所述插接式端子为插孔或插针，所述电池管理系统采样线束设置有连接头，所述连接头与所述插接式端子插接组合，实现与所述柔性薄膜电路的电连接。

可选地，所述传感器插接头中安装有焊接式端子，所述焊接式端子的底端与所述柔性薄膜电路电连接，所述焊接式端子的顶部设置有焊接面，所述电池管理系统采样线束设置有连接头，所述连接头焊接固定在所述焊接面上，实现与所述柔性薄膜电路的电连接。

可选地，所述焊接式端子为L形，顶部的宽度大于其他部分的宽度，所述传感器插接头上对应设置有固定槽。

可选地，所述温度探头采用NTC温度探头，贴装在所述柔性薄膜电路上，或者封装在所述柔性薄膜电路内；所述柔性薄膜电路可根据所述电池模组的采样位置要求制成不同的形状和尺寸。

可选地，若干所述温度探头和对应的柔性薄膜电路连接至同一个所述传感器插接头，若干所述柔性薄膜电路之间设置预定角度，若干所述柔性薄膜电路的上端连接至所述传感器插接头。

本实用新型另一方面提供一种电池模组，包括若干电芯，还包括以上所述的电池模组温度传感器，所述电池模组温度传感器的温度探头和柔性薄膜电路设置在所述电芯之间采集温度信号。

可选地，所述电芯之间对应所述温度探头设置有柔性泡棉垫；

所述柔性薄膜电路在所述电芯之间竖直设置，或者倾斜设置，或者弯曲设置。

可选地，所述温度探头和柔性薄膜电路设置在所述电池模组的中心热量聚集区，所述温度探头设置在所述电芯的中心附近。

采用上述结构设置的本实用新型具有以下优点：

本实用新型中温度传感器能够方便地把温度探头布置到电池模组内部的热量集聚区，从而可以直接监控电池模组最高温度；由于模组压力装配的特性，温度传感器可稳定地与电池单体保持相对位置而不受震动等外部因素影响；从而保证电池系统可以更准确地感知电池模组的温度状态，减少因温度测量偏差带来的危险，同时提升电池的寿命和性能。

本实用新型中温度传感器拆卸式的插接件特征可以保证实施过程简单易行，通用化的设计方便实现自动化装配和灵活冗余位置布置，保证模组装配效率不受温度传感器的布置的影响。

本实用新型中温度传感器结构简单，效果显著，方便使用。

附图说明

图1是现有技术中电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中电池模组温度传感器的立体图；

图3是本实用新型实施例1中电池模组温度传感器的立体图；

图4是本实用新型实施例1中电池模组温度传感器的上端放大图；

图5是本实用新型实施例1中电池模组温度传感器的上端放大图；

图6是本实用新型实施例1中传感器插接头的立体图；

图7是本实用新型实施例1中传感器插接头的立体图；

图8是本实用新型实施例3中电池模组的立体图；

图9是本实用新型实施例3中电池模组的立体图(去掉了一端的端板)；

图10是本实用新型实施例3中电池模组温度传感器在电池模组中的使用状态立体图；

图11是图10中的插槽部位放大图；

图12是本实用新型实施例2中插接件与电池管理系统采样线束的连接示意图。

图中：1.热量聚集区；2.电芯间隙；3.电芯上端；4.端板；5.汇流排；6.焊接式端子；6-1.焊接面；6-2.端子引线；7.传感器插接头；7-1.卡扣；7-2.第一固定槽；7-3.顶板；7-4.第二固定槽；8.柔性薄膜电路；9.温度探头；10.插针；11.插孔；12.连接头；13.电池管理系统采样线束；14.电芯；15.总接口；16.端板；17.插槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图2、图3、图4、图5所示为本实用新型实施例1，在该实施例中提供一种电池模组温度传感器，包括温度探头9、柔性薄膜电路8和传感器插接头7，温度探头9设置在柔性薄膜电路8的下端，柔性薄膜电路8的上端与传感器插接头7连接，传感器插接头7还与电池管理系统采样线束连接实现信号传输，温度探头9设置在电池模组的电芯之间采集温度信号，传感器插接头7安装固定在电池模组的模组支架上，具体地，传感器插接头7安装固定在电池模组的端部。

电池管理系统采样线束也称作BMS采样线，为柔性电路板类型，可以将采集的温度信号传输至电池管理系统。

传感器插接头7与电池模组是可拆卸方式组装，例如，传感器插接头7的两侧设置有卡扣7-1，通过卡扣7-1安装固定在电池模组的端部，电池模组的端部对应设置有插槽。为了方便安装进插槽中，传感器插接头7的两侧还设置有导向结构，例如设置导向条或导向槽。

为了实现稳固插接，如图6、图7所示，传感器插接头7为T形，卡扣7-1设置在较窄的腰部，传感器插接头7上设置有两个从顶部延伸至侧面的第一固定槽7-2，第一固定槽7-2的后端与第二固定槽7-4连通。第一固定槽7-2用于安装焊接式端子6，第二固定槽7-4用于容纳焊接式端子6与温度探头9的引线连接结构。传感器插接头7的中部还设置有透孔，可以减轻传感器插接头7的重量。传感器插接头7两侧较宽的凸出部分就可以构成导向结构。

传感器插接头7与电池管理系统采样线束的连接方式为插接或焊接，如图4、图5所示，本实施例中的传感器插接头7中安装有两个焊接式端子6，焊接式端子6为L形，焊接式端子6的顶部设置有焊接面6-1，顶部的宽度大于其他部分的宽度，方便焊接操作，焊接式端子6的下端与柔性薄膜电路8电连接，即端子引线6-2与柔性薄膜电路8电连接。

电池管理系统采样线束设置有连接头，连接头焊接固定在焊接面6-1上，实现与柔性薄膜电路8电连接。

如图2所示，柔性薄膜电路8为柔性电路板，厚度非常薄，温度探头9采用NTC温度探头。NTC温度探头设置在柔性薄膜电路8的下端，贴装在柔性薄膜电路8上，或者封装在柔性薄膜电路8内，柔性薄膜电路8的上端为引线，可以与焊接式端子6的端子引线6-2焊接连接。

温度探头9也可以采用其他具备热电、热阻效应的温度探头。

根据监测需要，柔性薄膜电路8可根据电池模组的采样位置要求制成不同的形状和尺寸，能够准确布置到监测位置。还可以将若干温度探头9和对应的柔性薄膜电路8连接至同一个传感器插接头7，柔性薄膜电路8之间设置预定角度，柔性薄膜电路8的长度可以不相等，其长度根据监测位置的不同做对应调整，覆盖一定的检测范围，柔性薄膜电路8的上端连接至传感器插接头7，设置多个温度探头9，可以扩大温度检测范围，提高检测准确性。

如图3所示，设置了两个温度探头9和对应的柔性薄膜电路8，两个柔性薄膜电路8之间的夹角为锐角，两个柔性薄膜电路8的上端连接至传感器插接头7，与焊接式端子6的端子引线6-2焊接连接。

本实施例中的电池模组温度传感器能方便地把温度探头布置到电池模组内部的热量集聚区，从而可以直接监控电池模组最高温度；由于模组压力装配的特性，温度传感器可稳定地与电池单体保持相对位置而不受震动等外部因素影响；从而保证电池系统可以更准确地感知电池模组的温度状态，减少因温度测量偏差带来的危险，同时提升电池的寿命和性能。

本实施例中的电池模组温度传感器拆卸式的插接件特征可以保证实施过程简单易行，通用化的设计方便实现自动化装配和灵活冗余位置布置，保证模组装配效率不受温度传感器的布置的影响。

实施例2

本实用新型实施例2是在实施例1的基础上做出的改进，本实用新型实施例2与实施例1的区别点在于：如图12所示，传感器插接头中7安装有插接式端子，插接式端子的底端与柔性薄膜电路8电连接，插接式端子可以为插针10，电池管理系统采样线束设置有连接头12，连接头12中对应设置有插孔11，插孔11是具有弹性的金属孔，连接头12与插接式端子插接组合，实现与柔性薄膜电路8的电连接。

插针10的底端与柔性薄膜电路8焊接连接，顶端凸出。传感器插接头中7上可以设置插槽，插针10的顶端位于该插槽中，连接头12能够插入该插槽之中。采用插接组合方式，更方便拆装电池管理系统采样线束。

本实施例2中电池模组温度传感器的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。

实施例3

如图8、图9、图10所示，本实施例提供一种电池模组，包括若干电芯14，还包括实施例1或实施例2中所述的电池模组温度传感器，电池模组温度传感器的温度探头9和柔性薄膜电路8设置在电芯14之间采集温度信号。

电池模组温度传感器的传感器插接头7与电池管理系统采样线束13连接，实现与柔性薄膜电路8的电连接。电池模组上设置有总接口15，电池管理系统采样线束13连接至总接口15，最终通过总接口15向外传输信号。

电芯14之间对应温度探头9可以设置有柔性泡棉垫，防止温度探头9压伤电芯14。

传感器插接头7可以安装固定在电池模组的上端和/或左右两端，如图9中所示，传感器插接头7安装固定在电池模组的左右两端。电芯14的左右两端均设置有端板16，端板16是模组支架的一部分，端板16上设置有插槽17，如图11所示，插槽17的形状与传感器插接头7的形状适配，尤其是对应卡扣7-1设置有两个凸起，传感器插接头7插入插槽17中可以得到可靠固定。

传感器插接头7插入插槽17中之后，卡扣7-1会与凸起卡接，如果想拆卸传感器插接头7，需要捏住两侧的卡扣7-1，使卡扣7-1与凸起脱离连接，才能拔出传感器插接头7。

通常情况下，柔性薄膜电路8在电芯14之间竖直设置。根据需要还可以倾斜设置，或者弯曲设置，甚至弯曲构成特殊的图形，以提高检测准确性。

优选地，温度探头9和柔性薄膜电路8设置在电池模组的中心热量聚集区，此处是电池模组温度最高处。温度探头9设置在电芯14的中心附近，此处是电芯温度最高处，从而实现对电池模组中心温度的直接监测。

本实施例3中电池模组温度传感器的结构与实施例1或实施例2中相同，此处不再重复描述。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池模组温度传感器，其特征在于，包括温度探头、柔性薄膜电路和传感器插接头，所述温度探头设置在所述柔性薄膜电路的下端，所述柔性薄膜电路的上端与所述传感器插接头连接，所述传感器插接头还与电池管理系统采样线束连接实现信号传输，所述温度探头设置在电池模组的电芯之间采集温度信号，所述传感器插接头安装固定在所述电池模组的模组支架上。

2.根据权利要求1所述的电池模组温度传感器，其特征在于，所述传感器插接头为T形，两侧设置有导向结构和卡扣，通过所述卡扣安装固定在所述电池模组的模组支架上；所述传感器插接头与所述电池管理系统采样线束的连接方式为插接或焊接。

3.根据权利要求1所述的电池模组温度传感器，其特征在于，所述传感器插接头中安装有插接式端子，所述插接式端子的底端与所述柔性薄膜电路电连接，所述插接式端子为插孔或插针，所述电池管理系统采样线束设置有连接头，所述连接头与所述插接式端子插接组合，实现与所述柔性薄膜电路的电连接。

4.根据权利要求1所述的电池模组温度传感器，其特征在于，所述传感器插接头中安装有焊接式端子，所述焊接式端子的底端与所述柔性薄膜电路电连接，所述焊接式端子的顶部设置有焊接面，所述电池管理系统采样线束设置有连接头，所述连接头焊接固定在所述焊接面上，实现与所述柔性薄膜电路的电连接。

5.根据权利要求4所述的电池模组温度传感器，其特征在于，所述焊接式端子为L形，顶部的宽度大于其他部分的宽度，所述传感器插接头上对应设置有固定槽。

6.根据权利要求1所述的电池模组温度传感器，其特征在于，所述温度探头采用NTC温度探头，贴装在所述柔性薄膜电路上，或者封装在所述柔性薄膜电路内；所述柔性薄膜电路可根据所述电池模组的采样位置要求制成不同的形状和尺寸。

7.根据权利要求1所述的电池模组温度传感器，其特征在于，若干所述温度探头和对应的柔性薄膜电路连接至同一个所述传感器插接头，若干所述柔性薄膜电路之间设置预定角度，若干所述柔性薄膜电路的上端连接至所述传感器插接头。

8.一种电池模组，包括若干电芯，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的电池模组温度传感器，所述电池模组温度传感器的温度探头和柔性薄膜电路设置在所述电芯之间采集温度信号。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电芯之间对应所述温度探头设置有柔性泡棉垫；

所述柔性薄膜电路在所述电芯之间竖直设置，或者倾斜设置，或者弯曲设置。

10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述温度探头和柔性薄膜电路设置在所述电池模组的中心热量聚集区，所述温度探头设置在所述电芯的中心附近。

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