CN216411516U - 锂电池和模组的析锂检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锂电池和模组的析锂检测装置，其中，锂电池的析锂检测装置包括：实时检测特定气体浓度的检测模块、到达析锂预警等级生成预警信息的电池管理系统、和进行预警提示的预警模块，所述电池管理系统与所述检测模块和所述预警模块相连。本申请能够准确检测到锂电池是否析锂。

Description

锂电池和模组的析锂检测装置

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种锂电池和模组的析锂检测装置。

背景技术

随着新能源市场的蓬勃发展，新能源产品，例如电动汽车、电动摩托车等的安全问题日益受到人们的广泛关注，新能源产品的安全主要集中在锂电池安全方面。在锂电池安全中，锂电池析锂是可能造成锂电池热失控的一个不可忽视的原因。锂电池析锂将会导致热稳定性下降，当析锂造成的锂枝晶刺穿隔膜引发内短路时，将会导致不可逆转的热安全事件。

目前针对锂电池析锂的检测方法主要是根据容量、内阻、静置电压、以及压力在析锂前后的差异来进行析锂判断。上述方法对于析锂量的要求较大，在析锂量较少时由于设备精度等原因很难判断出差别，因此，目前判断方法在新能源产品上很难进行投入使用。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种锂电池和模组的析锂检测装置，能够准确检测到锂电池是否析锂。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种锂电池的析锂检测装置，包括：实时检测特定气体浓度的检测模块、到达析锂预警等级生成预警信息的电池管理系统、和进行预警提示的预警模块，所述电池管理系统与所述检测模块和所述预警模块相连。

作为其中一种实施方式，所述检测模块设置于锂电池内部，位于锂电池的负极和隔膜之间，所述隔膜将电解液和锂电池的负极分隔开。

作为其中一种实施方式，所述检测模块为气体传感器，所述预警模块采用车辆的组合仪表。

作为其中一种实施方式，所述电池管理系统包括从板和与所述从板相连的主板。

作为其中一种实施方式，还包括服务器、将预警信息通过远程通讯模块提供给所述服务器的远程通讯模块，所述远程通讯模块与所述电池管理系统相连。

作为其中一种实施方式，还包括根据预警信息控制整车进行降速的整车控制器，所述整车控制器与所述电池管理系统相连。

第二方面，本申请实施例提供了一种锂电池模组的析锂检测装置，包括：所述的锂电池的析锂检测装置，一个锂电池模组包括多个锂电池，检测模块对应设置多个，每个检测模块设置于一个锂电池内部。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供的锂电池和模组的析锂检测装置及方法，通过检测模块实时检测特定气体浓度，并将检测的特定气体浓度提供给电池管理系统；所述电池管理系统根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块进行预警提示。本申请对析锂量无明显需求，对析锂原因也无要求，通过在锂电池内部设置检测模块，对气体量进行精准检测，且可定量的通过气体量的多少来判定析锂程度，从而进行不同的处理，分等级更加准确地进行电池析锂安全预警。

附图说明

图1为本申请实施例提供的锂电池的析锂检测装置的框图；

图2为本申请锂电池和检测模块的结构示意图；

图3为本申请又一实施例提供的锂电池的析锂检测装置的框图；

图4为本申请又一实施例提供的锂电池的析锂检测装置的框图；

图5为本申请又一实施例提供的锂电池模组的析锂检测装置的框图；

图6为本申请实施例提供的锂电池的析锂检测方法的流程示意图；

图7为本申请又一实施例提供的锂电池的析锂检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

图1为本申请实施例提供的锂电池的析锂检测装置的框图。所述锂电池的析锂检测装置能够准确检测到锂电池是否析锂。请参考图1，本实施例的锂电池的析锂检测装置包括：检测模块10、电池管理系统(BMS，Battery Management System)11和预警模块12。

具体地，检测模块10与电池管理系统11相连，用于实时检测特定气体浓度(例如氢气浓度)，并将检测的特定气体浓度提供给电池管理系统11。特定气体为与析锂相关的气体，例如氢气。

如图2所示，检测模块10可以设置于锂电池内部，位于锂电池的负极101和隔膜102之间，所述隔膜102将电解液和锂电池的负极101分隔开，电解液位于锂电池的正极103和隔膜102之间，检测模块10可以为气体传感器，其可以实时检测到锂电池周围氢气的浓度。

电池管理系统11，与检测模块10和预警模块12相连，用于根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块12进行预警提示。

电池管理系统11是高压动力电池的控制器，可以检测高压动力电池内部各组件的状态，包括电池单体电压、模组的电压、电池总电压，电流、温度，电池绝缘等参数，同时也控制和协调高压动力电池内部组件的各项工作，还用于根据特定气体浓度(例如氢气浓度)得到析锂阈值等级。

具体地，电池管理系统11可以根据特定气体浓度(例如氢气浓度)、特定气体浓度(例如氢气浓度)与析锂阈值等级对应关系得到析锂阈值等级，根据析锂阈值等级判断出是否到达析锂预警等级。

析锂阈值等级可以包括0级、1级、2级、3级等，特定气体浓度(例如氢气浓度)与析锂阈值等级对应关系包括：氢气浓度小于0.1ppm(体积浓度单位)为0级，表示未析锂，氢气浓度位于0.1ppm-0.3ppm之间为1级，表示少量析锂，但无需处理，氢气浓度位于0.3ppm-0.5ppm之间为2级，表示析锂较多，可以保持监控或预警，氢气浓度大于0.5ppm为3级，表示大量析锂，电池需要召回拆解。析锂预警等级可以设定为3级，预警信息可以包括析锂阈值等级(例如3级)、氢气浓度(例如0.6ppm)、建议处理方式(例如，电池不可以继续使用，请将电池召回进行拆解)等。

在锂电池生产过程中，可以在锂电池的负极和隔膜之间设置气体传感器，气体传感器的氢气浓度数值上传至电池管理系统11，电池管理系统11在锂电池投入市场前记录下电池间氢气数值，例如Appm。在电池使用过程中，可以实时监测电池的氢气浓度，当氢气浓度达到3级阈值等级，则判定为大量析锂，电池需要召回拆解。

预警模块12可以采用车辆的组合仪表(ICM，Instrument Cluster Module)。组合仪表是车辆乘员仓内的仪表，用于向驾驶员显示预警信息，例如析锂阈值等级(例如3级)、氢气浓度(例如0.6ppm)、建议处理方式(例如，电池不可以继续使用，请将电池召回进行拆解)等。

优选地，如图3所示，电池管理系统11可以包括从板110和与从板110相连的主板111，从板110用于负责采集电池单体电压、温度、判断信号有效性、电池的均衡功能等，还用于将检测模块10提供的特定气体浓度发送给主板。主板111用以采集电池总电压、绝缘检测等，负责处理从板采集的单体电压和温度，还用于根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块12进行预警提示。本申请利用析锂电池中的金属锂与电解液中的溶剂反应产生微量氢气的特性，在锂电池内部里加入气体传感器，通过检测氢气的量，来进行异常识别，本申请对析锂量无明显需求，对析锂原因也无要求，可分等级地根据气体产生量来识别析锂量的多少，且可定量的通过析锂量的多少来判定析锂程度，进而更加准确地进行不同处理，准确分等级地进行电池析锂安全预警。

优选地，如图4所示，锂电池的析锂检测装置还可以包括与电池管理系统相连的远程通讯模块(TEL，Telematics system)40、服务器41。

电池管理系统11还用于将预警信息通过远程通讯模块40传给服务器41，所述服务器41对所述预警信息进行分析处理，以进行数据监控。

远程通讯模块40可以将数据上传至服务器41，供服务器41进行分析处理，以进行数据监控。所述远程通讯模块40可以为无线通信模块。

服务器41可以布置在车企的数据监控中心。服务器41还用于根据远程通讯模块提供的预警信息，与用户终端进行联系以提示用户，例如与用户手机APP做交互(即，与用户手机APP之间收发指令)，例如发信息给用户手机等，还可用于数据分析处理、储存等，还可以联系车辆救援小组和应急事故小组，以处理车辆故障等事宜。

优选地，如图4所示，锂电池的析锂检测装置还可以包括与电池管理系统相连的整车控制器(VCU，Vehicle Control Unit)43。

电池管理系统11还用于将预警信息发送给整车控制器43，整车控制器43用于根据预警信息控制整车进行降速。

整车控制器43是整车多个功能的控制中枢，对多个功能进行逻辑判断，向整车众多部件发出指令，对其进行控制，包括整车上高压电、下高压电、紧急下高压电、充电、行驶等功能的决策和控制，还用于根据预警信息控制整车进行降速，以等待事故处理。

基于前述实施例相同的构思，本申请实施例提供了一种锂电池模组的析锂检测装置，如图5所示，该锂电池模组的析锂检测装置包括上述实施例中的锂电池的析锂检测装置。一个锂电池模组50包括多个锂电池51，检测模块对应设置多个，每个检测模块设置于一个锂电池内部，每个检测模块用于实时检测特定气体浓度，并将检测的特定气体浓度提供给所述电池管理系统，所述电池管理系统与所述检测模块和所述预警模块相连，用于根据特定气体浓度(例如可以为特定气体浓度的最大值)得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给所述预警模块进行预警提示。因为检测模块为多个，则此时要获取到特定气体浓度的最大值计算得到析锂阈值等级，例如检测模块为3个，则检测的特定气体浓度分别为0.1ppm、0.2ppm、0.5ppm，则根据最大值为0.5ppm和特定气体浓度与析锂阈值等级对应关系得到析锂阈值等级为2级。

优选地，每个检测模块位于一个锂电池的负极和隔膜之间，所述隔膜将电解液和锂电池的负极分隔开。

优选地，每个检测模块可以为气体传感器，所述预警模块采用车辆的组合仪表。

优选地，所述电池管理系统包括从板和与所述从板相连的主板，所述从板用于将所述检测模块提供的特定气体浓度发送给所述主板，所述主板用于根据特定气体浓度(例如特定气体浓度的最大值)得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给所述预警模块进行预警提示。

优选地，锂电池模组的析锂检测装置还包括与所述电池管理系统相连的远程通讯模块、服务器，所述电池管理系统还用于将预警信息通过远程通讯模块提供给所述服务器，所述服务器对所述预警信息进行分析处理；所述服务器还用于根据远程通讯模块提供的预警信息，与用户终端进行联系以提示用户，或联系车辆救援小组和应急事故小组，以处理车辆故障。

优选地，锂电池模组的析锂检测装置还包括与所述电池管理系统相连的整车控制器，所述电池管理系统还用于将预警信息发送给所述整车控制器，所述整车控制器用于根据预警信息控制整车进行降速。

综上所述，本申请实施例提供的锂电池和模组的析锂检测装置，通过检测模块实时检测特定气体浓度，并将检测的特定气体浓度提供给电池管理系统；所述电池管理系统根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块进行预警提示。本申请对析锂量无明显需求，对析锂原因也无要求，通过在锂电池内部设置检测模块，对气体量进行精准检测，且可定量的通过气体量的多少来判定析锂程度，从而进行不同的处理，分等级更加准确地进行电池析锂安全预警。

以下为本申请的方法实施例，在方法实施例中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的装置实施例。

图6为本申请实施例提供的锂电池的析锂检测方法的流程示意图。请参考图6，该锂电池的析锂检测方法应用于锂电池的析锂检测装置，该锂电池的析锂检测装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现，本实施例中以所述锂电池的析锂检测方法包括以下步骤：

步骤S601，检测模块实时检测特定气体浓度，并将检测的特定气体浓度提供给电池管理系统。

步骤S602，所述电池管理系统根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块进行预警提示。

如图7所示，所述步骤S602之后，还可以包括步骤S701。

步骤S701，所述电池管理系统还将预警信息通过远程通讯模块提供给服务器，所述服务器对所述预警信息进行分析处理；所述服务器还根据远程通讯模块提供的预警信息，与用户终端进行联系以提示用户，或联系车辆救援小组和应急事故小组，以处理车辆故障。

优选地，所述步骤S602之后，还可以包括步骤：所述电池管理系统还将预警信息发送给整车控制器，所述整车控制器根据预警信息控制整车进行降速。

优选地，所述检测模块设置于锂电池内部，位于锂电池的负极和隔膜之间，所述隔膜将电解液和锂电池的负极分隔开。所述检测模块为气体传感器，所述预警模块采用车辆的组合仪表。所述电池管理系统包括从板和与所述从板相连的主板，所述从板用于将所述检测模块提供的特定气体浓度发送给所述主板，所述主板用于根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给所述预警模块进行预警提示。

综上所述，本申请实施例提供的锂电池的析锂检测方法，通过检测模块实时检测特定气体浓度，并将检测的特定气体浓度提供给电池管理系统；所述电池管理系统根据特定气体浓度得到析锂阈值等级，判断所述析锂阈值等级是否到达析锂预警等级，若判断结果为到达析锂预警等级，则生成预警信息后发送给预警模块进行预警提示。本申请对析锂量无明显需求，对析锂原因也无要求，通过在锂电池内部设置检测模块，对气体量进行精准检测，且可定量的通过气体量的多少来判定析锂程度，从而进行不同的处理，分等级更加准确地进行电池析锂安全预警。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种锂电池的析锂检测装置，其特征在于，包括：实时检测特定气体浓度的检测模块、到达析锂预警等级生成预警信息的电池管理系统、和进行预警提示的预警模块，所述电池管理系统与所述检测模块和所述预警模块相连。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块设置于锂电池内部，位于锂电池的负极和隔膜之间，所述隔膜将电解液和锂电池的负极分隔开。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块为气体传感器，所述预警模块采用车辆的组合仪表。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池管理系统包括从板和与所述从板相连的主板。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括服务器、将预警信息通过远程通讯模块提供给所述服务器的远程通讯模块，所述远程通讯模块与所述电池管理系统相连。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括根据预警信息控制整车进行降速的整车控制器，所述整车控制器与所述电池管理系统相连。

7.一种锂电池模组的析锂检测装置，其特征在于，其包括：如权利要求1-6中任一项所述的锂电池的析锂检测装置，一个锂电池模组包括多个锂电池，检测模块对应设置多个，每个检测模块设置于一个锂电池内部。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述每个检测模块位于一个锂电池的负极和隔膜之间，所述隔膜将电解液和锂电池的负极分隔开。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括服务器、将预警信息通过远程通讯模块提供给所述服务器的远程通讯模块，所述远程通讯模块与所述电池管理系统相连。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括根据预警信息控制整车进行降速的整车控制器，所述整车控制器与所述电池管理系统相连。

Images