CN216054960U - 一种锂电池热失控变形探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锂电池热失控变形探测装置，包括电池包，所述电池包内部对称设有囊体，所述囊体之间用于容纳锂电池，所述囊体一侧由柔性材料部制成，所述囊体另一侧由刚性材料部制成，所述刚性材料部固定于所述电池包的侧壁，所述囊体内部填充有气体，当锂电池单体热失控变形时，压迫所述柔性材料部向内发生形变，由所述刚性材料部构成的一侧上设有多个气压检测装置，所述气压检测装置与中央控制器信号相连。

Description

一种锂电池热失控变形探测装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池检测技术领域，尤其涉及一种锂电池热失控变形探测装置。

背景技术

锂电池热失控探测器在锂电池消防应用中是必不可少的一部分，它具有对锂电池进行监测，探测，及时发现锂电池热失控的发生，一旦锂电池发生了热失控，就将锂电池热失控的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。尤其是热失控变形探测器在火灾早期预警中起着至关重要的作用，特别是在人眼无法直接观测到的区域内，探测器尤为重要。

但是目前市面上可供选择的热失控探测器仅只针对锂电池热失控后产生的温度、气体和辐射光强等信息进行探测，而无法对锂电池热失控的早期做出判断。且温度、气体和辐射光强探测器容易被环境所干扰，准确率不高。尤其是当锂电池发生热失控后，其体现是内部电解液的发热汽化导致锂电池单体先发生膨胀变形，然后才有可探测气体的逸出，再之后为环境温度上升，之后才是热失控导致的火花产生。目前的气体探测及温度探测方式都只能对锂电池发生热失控的中期阶段做出预警，而无法对早期热失控做出预警。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池热失控变形探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种锂电池热失控变形探测装置，包括电池包，所述电池包内部对称设有囊体，所述囊体之间用于容纳锂电池，所述囊体一侧由柔性材料部制成，所述囊体另一侧由刚性材料部制成，所述刚性材料部固定于所述电池包的侧壁，所述囊体内部填充有气体，当锂电池单体热失控变形时，压迫所述柔性材料部向内发生形变，由所述刚性材料部构成的一侧上设有多个气压检测装置，所述气压检测装置与中央控制器信号相连。

可选的，所述气压检测装置包括壳体、激光测微头、电源以及微控制器，所述壳体一侧设有开口，所述开口与腔体相连通，通过弹性微动片对所述开口进行封闭，使得腔体形成封闭空间，所述腔体的一侧内壁上设有出口通道，所述激光测微头设置于所述出口通道的末端，所述激光测微头分别于所述电源、微控制器信号相连。

可选的，所述壳体内部还设有通信芯片，所述微控制器与所述通信芯片电性相连，所述中央控制器与多个所述通信芯片建立数据往来。

可选的，所述激光测微头与所述出口通道的连接处设有密封圈,所述密封圈通过密封胶分别与所述激光测微头与所述出口通道相粘接。

可选的，所述激光测微头对准所述弹性微动片的中心。

可选的，所述柔性材料部为柔性导热材料。

与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果如下：

本实用新型提供的一种锂电池热失控变形探测装置，通过检测锂电池发生热失控时，外部所感应到的压力情况来判断是否发生锂电池热失控，在锂电池的日常使用过程中，将锂电池放置于电池包内的囊体之间，其囊体的柔性材料部一侧紧贴所述锂电池，当锂电池发热时，锂电池中的热量传递至所述囊体中，并加热囊体中的气体，由于囊体本体为封闭空间，且囊体的柔性材料部受到锂电池的限制无法发生形变，因此当囊体内部气体的温度上升时，其囊体内部的气压会随之上升，通过刚性材料部处设置的多个气压检测装置对囊体的内部气压进行检测，基于预设的气压-温度的函数关系可对锂电池自身的温度进行一定程度的判断；

当锂电池因热失控发生形变时，形变的锂电池向内压迫所述囊体的柔性材料部，使得囊体的柔性材料部发生形变，其囊体内部的体积减小，因此会使囊体内部的气压进一步增加，即通过当气压检测装置检测到囊体内部的气压超过一定的阈值时，说明所述锂电池发生热失控形变。本实施例通过上述设置，可实现对锂电池工作温度的监控，同时还能实现对锂电池发生热失控形变进行监控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种锂电池热失控变形探测装置的结构图；

图2为本实用新型提供的一种锂电池热失控变形探测装置的信号连接示意图。

图中，1电池包，2囊体，3中央控制器，4壳体，5激光测微头，6电源，7微控制器，8通信芯片，9开口，10封闭空间，11弹性微动片，12密封圈。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

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。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，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。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

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提出的技术方案。本实用新型的可选实施例详细描述如下，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。

参见图1至图2，一种锂电池热失控变形探测装置，包括电池包1，所述电池包1内部对称设有囊体2，所述囊体2之间用于容纳锂电池，所述囊体2一侧由柔性材料部制成，所述囊体2另一侧由刚性材料部制成，所述刚性材料部固定于所述电池包1的侧壁，所述囊体2内部填充有气体，当锂电池单体热失控变形时，压迫所述柔性材料部向内发生形变，由所述刚性材料部构成的一侧上设有多个气压检测装置，所述气压检测装置与中央控制器3信号相连。

本实施例的一种锂电池热失控变形探测装置，通过检测锂电池发生热失控时，外部所感应到的压力情况来判断是否发生锂电池热失控，在锂电池的日常使用过程中，将锂电池放置于电池包1内的囊体2之间，其囊体2的柔性材料部一侧紧贴所述锂电池，当锂电池发热时，锂电池中的热量传递至所述囊体2中，并加热囊体2中的气体，由于囊体2本体为封闭空间10，且囊体2的柔性材料部受到锂电池的限制无法发生形变，因此当囊体2内部气体的温度上升时，其囊体2内部的气压会随之上升，通过刚性材料部处设置的多个气压检测装置对囊体2的内部气压进行检测，基于预设的气压-温度的函数关系可对锂电池自身的温度进行一定程度的判断；

当锂电池因热失控发生形变时，形变的锂电池向内压迫所述囊体2的柔性材料部，使得囊体2的柔性材料部发生形变，其囊体2内部的体积减小，因此会使囊体2内部的气压进一步增加，即通过当气压检测装置检测到囊体2内部的气压超过一定的阈值时，说明所述锂电池发生热失控形变。本实施例通过上述设置，可实现对锂电池工作温度的监控，同时还能实现对锂电池发生热失控形变进行监控。

可选的，所述气压检测装置包括壳体4、激光测微头5、电源6以及微控制器7，所述壳体4一侧设有开口9，所述开口9与腔体相连通，通过弹性微动片11对所述开口9进行封闭，使得腔体形成封闭空间10，所述腔体的一侧内壁上设有出口通道，所述激光测微头5设置于所述出口通道的末端，所述激光测微头5分别于所述电源6、微控制器7信号相连，通过电源6为所述激光测微头5进行供电，通过微控制器7接收来自激光测微头5的数据。

本实施例还进一步提供了一种气压检测装置，其壳体4内部设有封闭空间10，在所述封闭空间10中具有气体，当外界气压正常时，其封闭空间10的内外气压可以保持平衡，因此在外界气压正常时，所述弹性微动片11不发生变化，而当锂电池发热以及发生热失控变形时，其囊体2内的气压上升，从而导致其封闭空间10的内外气压失衡，其弹性微动片11一侧的气压大于另一侧，因此弹性微动片11在气压的作用下发生弹性变化，此时通过激光测微头5对上述弹性变化量进行测量，并将测量数据传输至所述微控制器7中，通过微控制器7中预设的弹性变化量-气压的函数关系，从而获得囊体2内部的气压数据。

需要说明的是，所述激光测微头5本质为一个高准确度的距离传感器，当弹性微动片11在气压的作用下发生弹性变化时，弹性微动片11与所述激光测微头5之间的距离发生了变化，通过计算距离的变化量即可获得弹性变化量。

可选的，所述壳体4内部还设有通信芯片8，所述微控制器7与所述通信芯片8电性相连，所述中央控制器3与多个所述通信芯片8建立数据往来，在使用时，所述微控制器7将所获得的气压数据通过通信芯片8传输至中央控制器3处，所述中央控制器3综合多个微控制器7的气压数据来实现锂电池发生热失控形变的判断以及温度的监控。

可选的，所述激光测微头5与所述出口通道的连接处设有密封圈12,所述密封圈12通过密封胶分别与所述激光测微头5与所述出口通道相粘接，其密封圈12可增加封闭空间10的气密性，避免封闭空间10发生漏气，同时使用密封胶进行连接的方式可消除因接触连接而造成的缝隙，更进一步的提高气密性。

可选的，所述激光测微头5对准所述弹性微动片11的中心。

可选的，所述柔性材料部为柔性导热材料，便于将所述锂电池的热量传递至囊体2内部。

需要说明的是，所述激光测微头5、通信芯片8、微控制器7、中央控制器3均为本领域技术人员的常用电子元件，本实施例在此不做具体阐述。

工作原理为：本实用新型公开的锂电池热失控变形探测装置，当锂电池发热时，锂电池中的热量传递至所述囊体2中，并加热囊体2中的气体，使得囊体2内部气体的温度上升，其囊体2内部的气压会随之上升，从而导致气压检测装置中的封闭空间10的内外气压失衡，其弹性微动片11一侧的气压大于另一侧，因此弹性微动片11在气压的作用下发生弹性变化，此时通过激光测微头5对上述弹性变化量进行测量，并将测量数据传输至所述微控制器7中，通过微控制器7中预设的弹性变化量-气压的函数关系，从而获得囊体2内部的气压数据，通过多个气压检测装置对囊体2的内部气压进行检测，基于预设的气压-温度的函数关系可对锂电池自身的温度进行一定程度的判断；

当锂电池因热失控发生形变时，形变的锂电池向内压迫所述囊体2的柔性材料部，使得囊体2的柔性材料部发生形变，其囊体2内部的体积减小，因此会使囊体2内部的气压进一步增加，即通过当气压检测装置检测到囊体2内部的气压超过一定的阈值时，说明所述锂电池发生热失控形变。本实施例通过上述设置，可实现对锂电池工作温度的监控，同时还能实现对锂电池发生热失控形变进行监控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，包括电池包，所述电池包内部对称设有囊体，所述囊体之间用于容纳锂电池，所述囊体一侧由柔性材料部制成，所述囊体另一侧由刚性材料部制成，所述刚性材料部固定于所述电池包的侧壁，所述囊体内部填充有气体，当锂电池单体热失控变形时，压迫所述柔性材料部向内发生形变，由所述刚性材料部构成的一侧上设有多个气压检测装置，所述气压检测装置与中央控制器信号相连。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，所述气压检测装置包括壳体、激光测微头、电源以及微控制器，所述壳体一侧设有开口，所述开口与腔体相连通，通过弹性微动片对所述开口进行封闭，使得腔体形成封闭空间，所述腔体的一侧内壁上设有出口通道，所述激光测微头设置于所述出口通道的末端，所述激光测微头分别于所述电源、微控制器信号相连。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，所述壳体内部还设有通信芯片，所述微控制器与所述通信芯片电性相连，所述中央控制器与多个所述通信芯片建立数据往来。

4.根据权利要求2所述的一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，所述激光测微头与所述出口通道的连接处设有密封圈,所述密封圈通过密封胶分别与所述激光测微头与所述出口通道相粘接。

5.根据权利要求2所述的一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，所述激光测微头对准所述弹性微动片的中心。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池热失控变形探测装置，其特征在于，所述柔性材料部为柔性导热材料。

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