CN217114530U - 一种可测内部温度的方形锂电池及电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种可测内部温度的方形锂电池及电池包，包括顶盖、壳体及至少一个电芯，电芯插设于壳体中，顶盖设置在壳体开口处，还包括至少一条测温组件，测温组件包括测温导线及温度传感器，顶盖上开设有安装孔，温度传感器固定设置在电芯侧壁上，测温导线一端与温度传感器连接，另一端穿过安装孔并与安装孔密封连接。通过温度传感器可以获取电池内部的温度，通过测温导线与外部的测试设备进行连接，从而能够更加简单、高效直观的地检测到电池在使用过程中的温度变化，一方面能够评估电池的循环寿命，另一方面对方形锂电池充放电及循环过程中内部温度变化实时监测，能够避免电池由于热量累积导致的温度过高，进而避免电池热失控。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种可测内部温度的方形锂电池及电池包。
背景技术
方形锂电池因相对较高的能量密度在电动汽车等领域备受关注。开发更长循环寿命的锂电池是当前锂电开发工作者的普遍研究方向。随着电池的容量提升，充放电过程中累积的热量增加，同时尺寸过大降低了电池的散热速度，导致电池的温度不断升高，外部和内部的温差增大，模组或系统中检测到的电池表面温度无法反应电池内部的真实温度。当温度过高且不能及时预警时，电池热失控的风险大幅增加。因此，电池的温度测试能为其循环寿命变化提供分析依据，同时也作为衡量电池安全的标准之一。
当前，常见的电池温度测试大多是对电池表面的温度进行测试，但是电池表面的温度参数并不能反映电池内部温度的变化。现有一些技术也公开了电池内部温度测试方法，主要有两种测试方法。第一种是：通过测温试纸颜色变化得到电池内部温度：在电池制作过程中，内部放置测温试纸；待电池经电化学过程后，将电池拆解，根据测温试纸的颜色变化，得出电池内部温度；第二种是：构建电池内部温度模型：测试电池表面温度，建立电池电热耦合模型，根据模型对电池内部温度进行监测。
通过分析当前现有技术发现：
1.测温试纸测试电池内部温度具有一定的滞后性，当电池内部热量未及时散发而造成的温度堆积时，会对测试结果造成误差，同时无法得到电池在充放电过程中内部温度的实时变化情况；
2.通过搭建结构模型反馈电池内部温度变化具有一定的误差性，电池充放电过程中内部在进行较为复杂的电化学反应过程，因而温度变化也较明显，此时建立的结构模型会存在一定的误差，从而不能够真实反应电池内部的温度变化。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种可测内部温度的方形锂电池及电池包，可以简单、高效且直观的获得方形锂电池充放电及循环过程中内部温度变化。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一方面，本实用新型提供了一种可测内部温度的方形锂电池，其包括顶盖、壳体及至少一个电芯，所述电芯插设于壳体中，顶盖设置在壳体开口处，还包括至少一条测温组件，所述测温组件包括测温导线及温度传感器，所述顶盖上开设有供测温导线穿过的安装孔，所述温度传感器固定设置在电芯侧壁上，测温导线一端与温度传感器连接，另一端穿过安装孔并与安装孔密封连接。
在上述技术方案的基础上，优选的，测温组件设置有多条，多个温度传感器均匀固定在电芯侧壁上，多条测温导线簇成一股穿过安装孔。
进一步，优选的，所述温度传感器为T型、N型、K型热电偶，测温导线的直径为0.05～0.5mm。
进一步，优选的，所述温度传感器的温度探头上设有用于与电芯侧壁进行固定的自粘式衬片，所述自粘式衬片为聚酰亚胺材料。
进一步，优选的，所述温度探头与所述自粘式衬片的总厚度为0.05～0.5mm。
在上述技术方案的基础上，优选的，多条测温导线在顶盖与电芯之间通过聚酰亚胺胶带固定成簇。
进一步，优选的，所述安装孔设置为一个或多个。
进一步，优选的，所述安装孔与测温导线之间设置有固定胶，所述固定胶为环氧结构胶或丙烯酸酯结构胶。
另一方面，本实用新型还提供了一种电池包，包括多个所述的可测内部温度的方形锂电池，还包括BMS电池管理系统，所述BMS电池管理系统分别与方形锂电池中的测温组件相连接。
本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本实用新型公开的方形锂电池，通过在电池内部设置至少一条测温组件，通过温度传感器可以获取电池内部的温度，并通过测温导线与外部的测试设备进行连接，从而能够更加简单、高效直观的地检测到电池在使用过程中的温度变化，一方面能够评估电池的循环寿命，另一方面对方形锂电池充放电及循环过程中内部温度变化实时监测，能够避免电池由于热量累积导致的温度过高，进而避免电池热失控；
(2)通过测温组件设置有多条，多个温度传感器均匀固定在电芯侧壁上，可以对方形锂电池内部多个测试点进行温度监测，从而精细化获取电池内部各个点位的温度细微变化；
(3)通过多个方形锂电池构成电池模组，并组装成电池包，在单体方形锂电池或模组中测试不同使用条件下电池包的热特性，结合模拟仿真，可以对BMS电池管理系统进行进一步优化，提升电动汽车的热管理，进一步提高新能源汽车的安全性能。
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获得其他的附图。
图1为本实用新型公开的可测内部温度的方形锂电池立体结构示意图；
图2为本实用新型公开的可测内部温度的方形锂电池的分解示意图；
图3为本实用新型公开的可测内部温度的方形锂电池的内部结构示意图；
图4为本实用新型公开的测温组件的平面结构示意图；
附图标识：
1、顶盖；2、壳体；3、电芯；4、测温组件；41、测温导线；42、温度传感器；11、安装孔；43、自粘式衬片；44、聚酰亚胺胶带。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，结合图2-3，本实用新型实施例公开了一种可测内部温度的方形锂电池，包括顶盖1、壳体2及至少一个电芯3，电芯3插设于壳体2中，顶盖1设置在壳体2开口处，上述结构为方形锂电池常规组成部分，锂电池常规组装即可完成。
为了对锂电池内部温度进行监测，本实施例在方形锂电池上设置至少一条测温组件4，具体而言，测温组件4包括测温导线41及温度传感器42，顶盖1上开设有供测温导线41穿过的安装孔11，温度传感器42固定设置在电芯3侧壁上，测温导线41一端与温度传感器42连接，另一端穿过安装孔11并与安装孔11密封连接。
采用上述技术方案，在进行锂电池组装之前，先在顶盖1上加工出一个或多个安装孔11，上述安装孔11避开注液孔、防爆阀及极柱，然后将温度传感器42粘贴到电芯3内侧壁测试位置，然后将测温导线41穿过安装孔11进行密封连接，由此实现将测温组件4安装在方形锂电池壳体2中。根据测试点的多少，来选择测温组件4的条数，可以是单点测试，也可以是多点测试。当多点测试时，多条测温导线41可以分开穿过安装孔11。在上述技术方案的设置下，通过在电池内部设置至少一条测温组件4，通过温度传感器42可以获取电池内部的温度，并通过测温导线41与外部的测试设备进行连接，从而能够更加简单、高效直观的地检测到电池在使用过程中的温度变化，一方面能够评估电池的循环寿命，另一方面对方形锂电池充放电及循环过程中内部温度变化实时监测，能够避免电池由于热量累积导致的温度过高，进而避免电池热失控。
当壳体2内电芯3数量为两个及以上时，电芯3相互之间竖直叠放，为了能够充分测试锂电池内部的温度，测温组件4设置有多条，多个温度传感器42均匀固定在电芯3侧壁上，多条测温导线41簇成一股穿过安装孔11。具体的，多个温度传感器42可以沿相邻两个电芯3之间在竖直方向或水平方向等间距布置，同时可以在壳体2内侧壁与电芯3之间也等间距设置多个温度传感器42，由此，可以对电池内部进行多点测温，测温范围更加广泛，更能准确、直观的监测出电池内部温度精细化的变化。当温度传感器42数量较多时，所需的测温导线41数量就多，为了方便这些测温导线41能够穿过安装孔11，可以将多条测温导线41在穿过安装孔11之前簇成一股，这样较为方便穿过安装孔11，同时测温导线41与安装孔11密封后较为严实。
在本实施例中，因电芯属于独立的整体，外部有隔膜或绝缘膜包裹，将温度传感器设置在电芯与电芯之间，不会影响电芯的过流，同时，就算因温度传感器设置在电芯与电芯之间，电芯与电芯之间产生一定的间隙，也会加速电芯散热。
作为一些较佳实施方式，温度传感器42为T型、N型、K型热电偶，测温导线41的直径为0.05～0.5mm。由此设置，热电偶体积小巧，测温导线41直径尽量选择细径导线，可以避免电芯3之间间距较大，造成电芯3在壳体2内晃动。
为了使温度传感器42能够固定在电芯3侧壁，参照附图4所示，本实施例中温度传感器42的温度探头上设有用于与电芯3侧壁进行固定的自粘式衬片43，自粘式衬片43为聚酰亚胺材料。由此设置，通过聚酰亚胺粘胶布把温度传感器42包裹起来，然后粘贴到电芯3侧壁上，通过自粘式衬片43可以避免温度传感器42对电芯3造成划伤，同时聚酰亚胺材料耐高温，适用于锂电池内部高温环境。
作为一些优选实施方式，温度探头与自粘式衬片43的总厚度为0.05～0.5mm。采用上述结构设置，温度探头与自粘式衬片43总厚度尽量设置薄型的，可以避免温度传感器42夹在电芯3之间，造成电芯3之间间距过大，影响电芯3在壳体2内的安装，同时避免电芯3在壳体2内晃动。
作为一些优选实施方式，多条测温导线41在顶盖1与电芯3之间通过聚酰亚胺胶带44固定成簇。由此设置，通过将多条测温导线41在电芯3顶部固定起来形成簇，可以方便穿过安装孔11进行固定。
安装孔11设置为一个或多个，当测温导线41数量较少时，可以设置一个安装孔11，当测温组件4数量较多时，安装孔11数量可以设置多个，方便测温导线41穿过，安装孔11与测温导线41之间设置有固定胶，固定胶为环氧结构胶或丙烯酸酯结构胶。由此设置，可以将安装孔11与测温导线41紧密固定在一起，提高锂电池密封性。
本实用新型还提供了电池包，包括多个的可测内部温度的方形锂电池，还包括BMS电池管理系统，BMS电池管理系统分别与方形锂电池中的测温组件4相连接。通过多个方形锂电池构成电池模组，并组装成电池包，在单体方形锂电池或模组中测试不同使用条件下电池包的热特性，结合模拟仿真，可以对BMS电池管理系统进行进一步优化，提升电动汽车的热管理，进一步提高新能源汽车的安全性能。
以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可测内部温度的方形锂电池，其包括顶盖(1)、壳体(2)及至少一个电芯(3)，所述电芯(3)插设于壳体(2)中，顶盖(1)设置在壳体(2)开口处，其特征在于：还包括至少一条测温组件(4)，所述测温组件(4)包括测温导线(41)及温度传感器(42)，所述顶盖(1)上开设有供测温导线(41)穿过的安装孔(11)，所述温度传感器(42)固定设置在电芯(3)侧壁上，测温导线(41)一端与温度传感器(42)连接，另一端穿过安装孔(11)并与安装孔(11)密封连接。
2.如权利要求1所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：测温组件(4)设置有多条，多个温度传感器(42)均匀固定在电芯(3)侧壁上，多条测温导线(41)簇成一股穿过安装孔(11)。
3.如权利要求2所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：所述温度传感器(42)为T型、N型、K型热电偶，测温导线(41)的直径为0.05～0.5mm。
4.如权利要求3所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：所述温度传感器(42)的温度探头上设有用于与电芯(3)侧壁进行固定的自粘式衬片(43)，所述自粘式衬片(43)为聚酰亚胺材料。
5.如权利要求4所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：所述温度探头与所述自粘式衬片(43)的总厚度为0.05～0.5mm。
6.如权利要求2所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：多条测温导线(41)在顶盖(1)与电芯(3)之间通过聚酰亚胺胶带(44)固定成簇。
7.如权利要求2所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：所述安装孔(11)设置为一个或多个。
8.如权利要求7所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于：所述安装孔(11)与测温导线(41)之间设置有固定胶，所述固定胶为环氧结构胶或丙烯酸酯结构胶。
9.一种电池包，包括如权利要求1-8任一项所述的可测内部温度的方形锂电池，其特征在于；所述方形锂电池设置有多个，还包括BMS电池管理系统，所述BMS电池管理系统分别与方形锂电池中的测温组件(4)相连接。
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| CN202220906052.5U CN217114530U (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种可测内部温度的方形锂电池及电池包 |
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Cited By (1)
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| CN116742227A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-12 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种盖板组件及电池 |
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2022
- 2022-04-19 CN CN202220906052.5U patent/CN217114530U/zh active Active
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