CN213660489U - 一种监测装置及其电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监测装置及其电池系统，该监测装置包括排气组件、压力传感器以及控制器。通过排气组件不仅能够引导各个电池模组在热失控状态下产生的气体，而且能够快速收集被引导的气体，从而使压力传感器能够快速检测各个电池模组在热失控状态下产生的气体在排气组件内的气压值，压力传感器再将快速检测的气压值发送给控制器，控制器接收压力传感器发送的气压值，并当气压值大于报警阈值时发出报警信息，以提示用户及时撤离，从而提高了监测装置的安全性。

Description

一种监测装置及其电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种监测装置及其电池系统。

背景技术

传统监测装置通常采用烟雾传感器检测箱体内(箱体内设有电池模组)的烟雾浓度，一旦箱体内的烟雾浓度大于报警阈值，监测装置就会发出报警信息，以提示用户及时撤离。当电池模组中的电芯发生热失控时，电芯中的电解液就会分解产生大量烟雾，并在箱体内扩散。但是烟雾的扩散无特定方向，一旦烟雾朝向烟雾传感器相反的方向移动，将导致烟雾传感器无法及时检测热失控电芯产生的烟雾。由于处于热失控状态下的电芯的温度会持续上升，导致电池模组容易发生起火或爆炸，一旦烟雾传感器无法及时检测热失控电芯产生的烟雾，将导致监测装置无法及时发出报警信息，以致用户无法及时撤离，因此传统监测装置存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种监测装置及其电池系统，旨在解决现有技术中的烟雾传感器无法及时检测热失控电芯产生的烟雾，导致传统监测装置存在严重的安全隐患的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种监测装置，用于对电池包的各个电池模组进行热失控监测，所述监测装置包括排气组件、压力传感器以及控制器，所述排气组件用于引导并收集各个所述电池模组在热失控状态下产生的气体；所述压力传感器用于检测所述排气组件内的气压值，并将检测的气压值发送给所述控制器；所述控制器用于接收所述压力传感器发送的气压值，并当所述气压值大于报警阈值时发出报警信息。

优选地，所述排气组件包括第一排气单元和第二排气单元，所述第一排气单元的数量为多个，多个所述第一排气单元用于一一对应地引导所述电池模组在热失控状态下产生的气体，以使所述气体排至所述第二排气单元内，所述第二排气单元用于收集各个所述第一排气单元排入的气体。

优选地，所述电池模组包括多个电芯，多个电芯串联或并联，多个所述第一排气单元用于引导各个所述电池模组中的各个所述电芯在热失控状态下产生的气体，以使所述气体排至所述第二排气单元内。

优选地，所述第一排气单元包括第一导出件，所述第一导出件分别与各个所述电芯密封连接，所述第一导出件设有第一通道，所述电芯具有防爆阀口，所述第一通道分别与各个所述防爆阀口连通，各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

优选地，所述监测装置还包括第一密封件，所述第一密封件设置在所述第一导出件与各个所述电芯的连接处，以密封所述第一导出件与各个所述电芯连接处的缝隙，所述第一密封件上设有第一通孔，所述第一通孔分别与各个所述防爆阀口连通，以使各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通孔、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

优选地，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔和多个所述防爆阀口一一对应连通，以使各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、各个所述防爆阀口各自对应地所述第一通孔、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

优选地，所述第一排气单元还包括设置在所述第一导出件上的第一连接件，所述第二排气单元包括第二导出件以及设置在所述第二导出件上的第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件密封连接，所述第一连接件设有第二通道，所述第二连接件设有第三通道，所述第二导出件设有第四通道，所述第一通道和所述第二通道连通，所述第二通道和所述第三通道连通，所述第三通道和所述第四通道连通；各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道、所述第二通道以及所述第三通道进入所述第四通道内。

优选地，所述监测装置还包括第二密封件，所述第二密封件设置在所述第一连接件和所述第二连接件的连接处，以密封所述第一连接件和所述第二连接件连接处的缝隙，所述第二密封件上设有第二通孔，各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道、所述第二通道、所述第二通孔、所述第三通道进入所述第四通道内。

优选地，所述监测装置还包括泄压阀，所述泄压阀和所述第二排气单元密封连接，所述泄压阀用于当所述第二排气单元内的气压值超过泄压阈值时自动打开，以使所述第二排气单元内的气体排出。

本实用新型提供的另一技术方案为：

一种电池系统，包括电池包和上述监测装置，所述电池包包括箱体以及设置在所述箱体内的多个电池模组，所述监测装置用于对各个所述电池模组的热失控状态进行监测。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本申请的监测装置及其电池系统，通过排气组件不仅能够引导各个电池模组在热失控状态下产生的气体，而且能够快速收集被引导的气体，从而使压力传感器能够快速检测各个电池模组在热失控状态下产生的气体在排气组件内的气压值，压力传感器再将快速检测的气压值发送给控制器，控制器接收压力传感器发送的气压值，并当气压值大于报警阈值时发出报警信息，以提示用户及时撤离，从而提高了监测装置的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是根据本实用新型的一个实施例的电池系统的示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的电池系统的爆炸图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的第一排气单元和电池模组的组合爆炸图。

100、电池系统；10、监测装置；1、排气组件；11、第一排气单元；111、第一导出件；1111、基板；1112、侧板；112、第一连接件；1121、第二通道；12、第二排气单元；121、第二导出件；1211、第一管体；1212、第二管体；1213、第三管体；122、第二连接件；2、压力传感器；3、控制器；4、第一密封件；41、第一通孔；5、第二密封件；6、泄压阀；20、电池包；21、箱体；22、电池模组；221、电芯；2211、防爆阀口。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1、2所示，本实施例提供了一种电池系统100，该电池系统100包括监测装置10和电池包20，电池包20包括箱体21以及设置在箱体21内的多个电池模组22，监测装置10用于对各个电池模组22的热失控状态进行监测。

监测装置10包括排气组件1、压力传感器2以及控制器3，排气组件1用于引导并收集各个电池模组22在热失控状态下产生的气体；压力传感器2用于检测排气组件1内的气压值，并将检测的气压值发送给控制器3；控制器3用于接收压力传感器2发送的气压值，并当气压值大于报警阈值时发出报警信息。

本实施例的监测装置10，通过排气组件1不仅能够引导各个电池模组22在热失控状态下产生的气体，而且能够快速收集被引导的气体，从而使压力传感器2能够快速检测各个电池模组22在热失控状态下产生的气体在排气组件1内的气压值，压力传感器2再将快速检测的气压值发送给控制器3，控制器3接收压力传感器2发送的气压值，并当气压值大于报警阈值时发出报警信息，以提示用户及时撤离，从而提高了监测装置10的安全性。并且排气组件1能够不受密封环境或开放风冷环境的影响，从而提高了监测装置10的使用范围。

具体地，压力传感器2和控制器3电连接，压力传感器2设置在排气组件1上。

在本实施例中，报警阈值为0.5Mpa。可以了解，在可选地实施例中，报警阈值并不局限于0.5Mpa，具体可根据实际需求而定。

排气组件1包括第一排气单元11和第二排气单元12，第一排气单元11的数量为多个，多个第一排气单元11用于一一对应地引导电池模组22在热失控状态下产生的气体，以使气体排至第二排气单元12内，第二排气单元12用于收集各个第一排气单元11排入的气体。通过多个第一排气单元11能够引导各自对应地电池模组22在热失控状态下产生的气体，以使气体能够快速排至第二排气单元12内，使得第二排气单元12能够快速收集各个电池模组22在热失控状态下产生的气体，从而使压力传感器2能够快速检测各个电池模组22在热失控状态下产生的气体在第二排气单元12内的气压值。

在本实施例中，压力传感器2设置在第二排气单元12上，压力传感器2用于检测第二排气单元12内的气压值。可以了解，在可选地实施例中，压力传感器2的数量为多个，多个压力传感器2一一对应地设置在第一排气单元11上，多个压力传感器2用于一一对应地检测第一排气单元11内的气压值。

在本实施例中，电池模组22和第一排气单元11的数量均为六个。可以了解，在可选地实施例中，电池模组22和第一排气单元11的数量并不局限于六个，具体可根据实际需求而定。

在本实施例中，第一排气单元11由耐高温材料制成，耐高温范围为200℃-600℃。可以了解，在可选地实施例中，第一排气单元11也可以由金属材料制成。

在本实施例中，第二排气单元12由耐高温尼龙塑料制成，耐高温范围为200℃-300℃。可以了解，在可选地实施例中，第二排气单元12也可以由耐高温特氟龙材料制成，耐高温范围为200℃-300℃。

如图3所示，电池模组22包括多个电芯221，多个电芯221串联或并联，多个第一排气单元11用于引导各个电池模组22中的各个电芯221在热失控状态下产生的气体，以使气体排至第二排气单元12内。

在本实施例中，电芯221的数量为十个。可以了解，在可选地实施例中，电芯221的数量并不局限于十个，具体可根据实际需求而定。

如图2、3所示，第一排气单元11包括第一导出件111，第一导出件111分别与各个电芯221密封连接，第一导出件111设有第一通道，电芯221具有防爆阀口2211，第一通道分别与各个防爆阀口2211连通，各个电芯221在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地防爆阀口2211、第一通道进入第二排气单元12内。电芯221在热失控状态下产生的气体能够通过防爆阀口2211排至第一通道内，能够避免因电芯221内的气压值过大而导致电芯221发生爆炸的问题，从而提高了电芯221的安全性。通过第一通道能够引导各个电芯221在热失控状态下产生的气体，以使各个电芯221在热失控状态下产生的气体能够依次通过各自对应地防爆阀口2211、第一通道进入第二排气单元12内，使得第二排气单元12能够快速收集各个电芯221在热失控状态下产生的气体，从而使压力传感器2能够快速检测多个电芯221在热失控状态下产生的气体在第二排气单元12内的气压值。

在本实施例中，第一导出件111分别与各个电芯221通过螺栓密封连接，如此设置，使得第一导出件111能够分别与各个电芯221可靠地连接。可以了解，在可选地实施例中，第一导出件111也可以分别与各个电芯221卡接或者粘接。

在本实施例中，第一导出件111包括基板1111以及围绕基板1111外周设置的侧板1112，基板1111和侧板1112共同形成第一通道，侧板1112远离基板1111的一侧分别与各个电芯221密封连接。如此设置，使得第一导出件111的结构简单、成本低。

监测装置10还包括第一密封件4，第一密封件4设置在第一导出件111与各个电芯221的连接处，以密封第一导出件111与各个电芯221连接处的缝隙，第一密封件4上设有第一通孔41，第一通孔41分别与各个防爆阀口2211连通，以使各个电芯221在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地防爆阀口2211、第一通孔41、第一通道进入第二排气单元12内。通过第一密封件4能够使第一导出件111分别与各个电芯221密封连接，使得各个防爆阀口2211排出的气体能够可靠地通过第一通孔41进入第一通道内，能够避免气体从第一导出件111与各个电芯221的连接处漏出，使得箱体21内的各个电子元器件能够不受气体的污染，从而提高了监测装置10的可靠性。

在本实施例中，第一密封件4为密封垫。

第一通孔41的数量为多个，多个第一通孔41和多个防爆阀口2211一一对应连通，以使各个电芯221在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地防爆阀口2211、各个防爆阀口2211各自对应地第一通孔41、第一通道进入第二排气单元12内。通过第一密封件4能够密封多个第一通孔41之外的部分，使得各个防爆阀口2211排出的气体能够可靠地通过各自对应地第一通孔41进入第一通道内，能够避免气体从相邻两个电芯221之间的缝隙漏出，使得箱体21内的各个电子元器件能够不受气体的污染，从而提高了监测装置10的可靠性。

在本实施例中，第一通孔41的数量为十个。可以了解，在可选地实施例中，第一通孔41的数量并不局限于十个，具体可根据实际需求而定。

如图2所示，第一排气单元11还包括设置在第一导出件111上的第一连接件112，第二排气单元12包括第二导出件121以及设置在第二导出件121上的第二连接件122，第一连接件112和第二连接件122密封连接，第一连接件112设有第二通道1121，第二连接件122设有第三通道，第二导出件121设有第四通道，第一通道和第二通道1121连通，第二通道1121和第三通道连通，第三通道和第四通道连通；各个电芯221在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地防爆阀口2211、第一通道、第二通道1121以及第三通道进入第四通道内。具体地，第一连接件112设置在基板1111背对侧板1112的一侧。

第一导出件111和第一连接件112的数量均为多个。

在本实施例中，第一导出件111和第一连接件112的数量均为六个。可以了解，在可选地实施例中，第一导出件111和第一连接件112的数量并不局限于六个，具体可根据实际需求而定。

在本实施例中，第一连接件112和第二连接件122卡接，如此设置，使得第一连接件112和第二连接件122能够实现快速拆装。具体地，第一连接件112上设有第一卡接部，第二连接件122上设有适配第一卡接部的第一卡槽，将第一卡接部卡入第一卡槽内，从而实现第一连接件112和第二连接件122的卡接。可以了解，在可选地实施例中，第一连接件112和第二连接件122也可以螺接或者粘接。

在本实施例中，第一导出件111和第一连接件112为一体成型结构，如此设置，能够提高第一排气单元11的结构强度。可以了解，在可选地实施例中，第一导出件111和第一连接件112也可以为可拆分结构。

在本实施例中，第二导出件121和第二连接件122为一体成型结构，如此设置，能够提高第二排气单元12的结构强度。可以了解，在可选地实施例中，第二导出件121和第二连接件122也可以为可拆分结构。

第二导出件121包括第一管体1211、第二管体1212以及第三管体1213，第一管体1211和第二管体1212平行设置，第三管体1213的一端连接第一管体1211，另一端连接第二管体1212，第一管体1211设有第一子通道，第二管体1212设有第二子通道，第三管体1213设有第三子通道，第一子通道和第二子通道通过第三子通道连通，第一子通道、第二子通道以及第三子通道共同形成第四通道。具体地，第一管体1211和第二管体1212上均设有第二连接件122，第一子通道和第二子通道均与各自对应地第三通道连通。

第一管体1211和第二管体1212上均设有多个第二连接件122。

在本实施例中，第一管体1211和第二管体1212上均设有三个第二连接件122。可以了解，在可选地实施例中，第一管体1211和第二管体1212上并不局限于设置三个第二连接件122，具体可根据实际需求而定。

在本实施例中，压力传感器2设置在第三管体1213上。由于第三管体1213设置在第一管体1211和第二管体1212之间，使得第三管体1213内的气压值能够接近第一管体1211和第二管体1212气压值的平均值，能够避免因第一管体1211或第二管体1212内的气压值相差较大而导致压力传感器2检测的气压值存在误差较大的问题，从而提高了压力传感器2的检测精度。

监测装置10还包括第二密封件5，第二密封件5设置在第一连接件112和第二连接件122的连接处，以密封第一连接件112和第二连接件122连接处的缝隙，第二密封件5上设有第二通孔，各个电芯221在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地防爆阀口2211、第一通道、第二通道1121、第二通孔、第三通道进入第四通道内。通过第二密封件5能够使第一连接件112和第二连接件122密封连接，使得第二通道1121排出的气体能够可靠地通过第二通孔进入第三通道内，能够避免气体从第一连接件112和第二连接件122的连接处漏出，使得箱体21内的各个电子元器件能够不受气体的污染，从而提高了监测装置10的可靠性。

在本实施例中，第二密封件5为密封圈。

监测装置10还包括泄压阀6，泄压阀6和第二排气单元12密封连接，泄压阀6用于当第二排气单元12内的气压值超过泄压阈值时自动打开，以使第二排气单元12内的气体排出。当第二排气单元12内的气压值超过泄压阈值时，通过泄压阀6能够使第二排气单元12内的气体及时排出，以降低第二排气单元12内的气压值，使得第二排气单元12内的气压值能够始终处于安全范围内，能够避免因第二排气单元12内的气压值过大而导致第二排气单元12发生爆炸的问题，从而提高了监测装置10的安全性。具体地，泄压阀6和第二排气单元12的末端密封连接。

在本实施例中，泄压阈值为0.1Mpa。可以了解，在可选地实施例中，泄压阈值并不局限于0.1Mpa，具体可根据实际需求而定。

在本实施例中，泄压阀6和第二排气单元12卡接，如此设置，使得泄压阀6和第二排气单元12能够实现快速拆装。具体地，泄压阀6上设有第二卡接部，第二排气单元12上设有适配第二卡接部的第二卡槽，将第二卡接部卡入第二卡槽内，从而实现泄压阀6和第二排气单元12的卡接。可以了解，在可选地实施例中，泄压阀6和第二排气单元12也可以过盈配合连接。在其他的实施例中，泄压阀6也可以采用薄壁爆破结构，当第二排气单元12内的气压值超过泄压阈值时，泄压阀6自动爆破，以使第二排气单元12内的气体排出。

如图1所示，第二排气单元12的末端延伸至箱体21外，以使各个电池模组22在热失控状态下产生的气体通过第二排气单元12的末端排至箱体21外。如此设置，能够使第二排气单元12内的气体通过其末端排至箱体21外，使得箱体21内的各个电子元器件能够不受气体的污染，从而提高了监测装置10的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种监测装置，用于对电池包的各个电池模组进行热失控监测，其特征在于，所述监测装置包括排气组件、压力传感器以及控制器，所述排气组件用于引导并收集各个所述电池模组在热失控状态下产生的气体；所述压力传感器用于检测所述排气组件内的气压值，并将检测的气压值发送给所述控制器；所述控制器用于接收所述压力传感器发送的气压值，并当所述气压值大于报警阈值时发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述排气组件包括第一排气单元和第二排气单元，所述第一排气单元的数量为多个，多个所述第一排气单元用于一一对应地引导所述电池模组在热失控状态下产生的气体，以使所述气体排至所述第二排气单元内，所述第二排气单元用于收集各个所述第一排气单元排入的气体。

3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述电池模组包括多个电芯，多个电芯串联或并联，多个所述第一排气单元用于引导各个所述电池模组中的各个所述电芯在热失控状态下产生的气体，以使所述气体排至所述第二排气单元内。

4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述第一排气单元包括第一导出件，所述第一导出件分别与各个所述电芯密封连接，所述第一导出件设有第一通道，所述电芯具有防爆阀口，所述第一通道分别与各个所述防爆阀口连通，各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

5.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括第一密封件，所述第一密封件设置在所述第一导出件与各个所述电芯的连接处，以密封所述第一导出件与各个所述电芯连接处的缝隙，所述第一密封件上设有第一通孔，所述第一通孔分别与各个所述防爆阀口连通，以使各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通孔、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔和多个所述防爆阀口一一对应连通，以使各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、各个所述防爆阀口各自对应地所述第一通孔、所述第一通道进入所述第二排气单元内。

7.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述第一排气单元还包括设置在所述第一导出件上的第一连接件，所述第二排气单元包括第二导出件以及设置在所述第二导出件上的第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件密封连接，所述第一连接件设有第二通道，所述第二连接件设有第三通道，所述第二导出件设有第四通道，所述第一通道和所述第二通道连通，所述第二通道和所述第三通道连通，所述第三通道和所述第四通道连通；各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道、所述第二通道以及所述第三通道进入所述第四通道内。

8.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括第二密封件，所述第二密封件设置在所述第一连接件和所述第二连接件的连接处，以密封所述第一连接件和所述第二连接件连接处的缝隙，所述第二密封件上设有第二通孔，各个所述电芯在热失控状态下产生的气体依次通过各自对应地所述防爆阀口、所述第一通道、所述第二通道、所述第二通孔、所述第三通道进入所述第四通道内。

9.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括泄压阀，所述泄压阀和所述第二排气单元密封连接，所述泄压阀用于当所述第二排气单元内的气压值超过泄压阈值时自动打开，以使所述第二排气单元内的气体排出。

10.一种电池系统，其特征在于，包括电池包以及权利要求1-9任一项所述监测装置，所述电池包包括箱体以及设置在所述箱体内的多个电池模组，所述监测装置用于对各个所述电池模组的热失控状态进行监测。

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