CN217504862U - 一种薄膜式温压传感器及温压检测系统 - Google Patents
一种薄膜式温压传感器及温压检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及温压检测技术领域,特别涉及一种薄膜式温压传感器及温压检测系统。薄膜式温压传感器包括薄膜式温压感测片及数据采集装置,薄膜式温压感测片包括基材及感测材料层,基材上设置有压力感测电极及温度感测电极,压力感测电极与感测材料层相对设置以形成压力感测单元;温度感测电极包括多个温度感测单元,任意一温度感测单元对应至少一压力感测单元设置。本实用新型通过设置多个压力感测单元及分别与之对应的温度感测单元,不仅能同时获取待测物不同区域的压力及温度变化情况,同时还能够获取对应压力感测单元处的温度变化情况,进而能够对压力感测单元进行温度漂移的修正,进一步提高了压力检测单元检测结果的准确性。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及温压检测技术领域,特别涉及一种薄膜式温压传感器及温压检测系统。
【背景技术】
随着新能源汽车大潮的融入,传统车厂也加快向新能源方向进行布局。目前,常见的新能源汽车通常采用可充电电池来提供动力,然而电池接二连三的自燃爆炸事故,将新能源汽车电池安全性、稳定性问题推上舆论风口,成为业内痛点,安全性问题受到越来越多人关注。
目前常见的动力电池的管理检测通常集中于温度、压力、电流、化学气体探测等维度对动力电池的运行状态进行综合的监测管理,这样往往需要在电池上设置单独的温度传感器,压力传感器,气体检测装置等,这样的设置方式不仅限缩了电池的安装空间,而且也加大了电池的组装难度。
【实用新型内容】
为解决温度传感器与压力传感器单独设置进而导致需要更多的安装空间的技术问题,本实用新型提供了一种薄膜式温压传感器。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种薄膜式温压传感器,所述薄膜式温压传感器包括薄膜式温压感测片及数据采集装置,所述薄膜式温压感测片包括基材及感测材料层,所述基材上设置有压力感测电极及温度感测电极,所述压力感测电极与所述感测材料层相对设置以形成压力感测单元;所述温度感测电极包括多个温度感测单元,任意一温度感测单元对应至少一压力感测单元设置。
优选地,所述温度感测单元包括温敏检测格点及温度信号传输线,所述温度信号传输线一端与所述温敏检测格点相对接另一端与所述数据采集装置相对接;所述压力感测电极包括压力检测格点及压力信号传输线,所述压力检测格点和所述感测材料层形成所述压力感测单元,所述压力信号传输线一端与所述压力检测格点相对接另一端与所述数据采集装置相对接。
优选地,所述温度感测单元与所述压力感测单元均设置在所述基材同一侧的不同位置,所述感测材料层对应所述温敏检测格点的位置进一步开设有用以容纳所述温敏检测格点的容置位;所述感测材料层与所述压力检测格点相接触时,所述温敏检测格点收容于所述容置位内。
优选地,所述温敏检测格点的厚度大于所述感测材料层与所述压力检测格点之间的初始间隙,所述容置位的槽深大于所述温敏检测格点的厚度。
优选地,所述容置位为贯穿所述感测材料层的通孔,所述薄膜式温压感测片进一步设有第一弹性防护层,所述第一弹性防护层设置在所述容置位远离所述温敏检测格点的一侧并密封所述容置位该侧的开口。
优选地,各所述压力感测单元在所述基材上沿不同方向阵列排布,任意两相邻的所述压力感测单元之间设置有用以放置所述温敏检测格点的通道,两交叉的通道处至少设有一所述温敏检测格点。
优选地,所述压力感测电极与所述温度感测电极分别设置在所述基材的两相对侧;所述薄膜式温压感测片进一步设有第二弹性防护层,所述第二弹性防护层设有与所述温度感测单元相对应的避让结构,所述第二弹性防护层设置在所述温度感测电极一侧并与所述基材相贴合,所述温度感测单元收容于所述避让结构。
优选地,所述避让结构为所述第二弹性防护层上未贯穿的凹槽,所述避让结构的开口朝向所述温敏检测格点,所述避让结构的槽深不小于所述温敏检测格点的厚度;或,所述避让结构为贯穿所述第二弹性防护层的通孔,所述避让结构的深度不小于所述温敏检测格点的厚度。
优选地,相邻的两所述压力感测单元之间不设置间隙,各所述压力感测单元组成连续的表面,所述基材上任意一所述压力感测单元的相对面至少设有一所述温度感测单元。
本实用新型解决技术问题的又一技术方案是提供一种温压检测系统,用于对电池进行安全检测,所述温压检测系统包括检测系统、控制器及上述的薄膜式温压传感器,所述薄膜式温压传感器通过所述控制器与所述检测系统通信连接。
优选地,所述控制器内存储有用以对所述薄膜式温压传感器检测的温度数据进行校准的温度校准文件,及用以对所述薄膜式温压传感器检测的压力数据进行校准的压力校准文件。
优选地,所述温压检测系统用于对电池进行安全检测,所述薄膜式温压感测片夹持设置在电芯与容纳电芯的安装壳体之间,所述压力感测单元设置在所述基材对应电芯的一侧。
与现有技术相比,本实用新型提供的一种薄膜式温压传感器及温压检测系统,具有以下优点:
1.本实用新型第一实施例通过在感测材料层上设置压力感测电极及温度感测电极,能够同时获取待测物的压力变化及温度变化,实现了温压一体的检测方式。同时,在本实用新型中任意一温度感测单元对应至少一压力感测单元设置,通过设置多个压力感测单元及分别与之对应的温度感测单元,不仅能同时获取待测物不同区域的压力及温度变化情况,同时这样的设置方式还能够获取对应压力感测单元处的温度变化情况,通过获取的温度变化情况,能够对压力感测单元进行温度漂移的修正,进一步提高了压力检测单元检测结果的准确性,具有较高的实用价值及推广价值。
2.本实用新型第一实施例通过在感测材料层上设置容置位,温敏检测格点能够收容于容置位内,能够避免感测材料层与温敏检测格点相抵触,进一步确保了薄膜式温压传感器压力检测的稳定性及准确性。
3.本实用新型第一实施例容置位为贯穿感测材料层的通孔,这样的设置方式能够使得感测材料层更加轻薄,同时通孔更便于实际的加工制作。采用第一弹性防护层来密封通孔的开口,第一弹性防护层能够更好的传递作用于感测材料层与基材之间的压力。而通过第一弹性防护层密封通孔的开口,能够避免杂质通过开口进入感测材料层与基材之间,进一步实现了对温度感测单元及压力感测单元的防护。
4.本实用新型第一实施例中设置在交叉处的温度检测格点与四处压力感测单元相邻,也就是说,仅通过设置一处温度检测格点即可获取四处压力感测单元附近的温度变化情况,进而根据温度变化情况能够对四处压力感测单元进行温度漂移的修正。这样的设置方式,使用较少的温敏检测格点即可获取各压力感测单元处的温度变化情况;同时,由于温敏检测格点的阵列方式与压力感测单元的阵列方式相同,因此在获取待测物对应区域的压力变化的同时也能够获取对应区域的温度变化,这样,使用者可以针对待测物进行分区域的压力及温度分析,同时也可以联合各温度检测格点与压力感测单元对待测物进行整个区域的压力温度分析,具有较高的实用性。
5.本实用新型第一实施例将压力感测电极与温度感测电极分别设置在基材的两相对侧,压力感测电极与温度感测电极之间无需相互避让,进而能够在基材上设置更多的压力感测单元及温度感测单元。同时,分设于两侧的压力感测电极与温度感测电极更便于布置设计,也便于加工制作,还能够避免压力信号与温度信号之间的串扰,具有较高的实用性。而将温度感测单元收容于第二弹性防护层的避让结构内,通过第二弹性防护层能够对温度感测单元进行防护,避免温度感测单元受外力而发生脱落;且弹性的第二弹性防护层能够更好的传递作用于感测材料层与基材之间的压力,进一步提高了薄膜式温压传感器压力检测精度。
6.本实用新型第一实施例各压力感测单元组成连续的表面,这样,通过各压力检测单元的检测结果能够分别获取待测物检测面不同区域的压力分布情况,同时由于各压力感测单元组成连续的表面,因此通过对压力检测单元的检测结果进行整合能够获取待测物对应检测面整面的压力分布情况,具有较高的实用性。而通过在任意一压力感测单元的相对面至少设置一温度感测单元,通过温度感测单元能够获取压力检测单元对应检测区域的温度变化,通过对温度感测单元的检测结果进行整合能够获取待测物对应检测面整面的温度分布情况。通过分别在各压力感测单元设置对应的温度感测单元能够分别获取各压力感测单元处的温度变化情况,进而能够针对各压力感测单元进行对应的温度漂移修正,进一步提高了压力检测单元压力检测结果的准确性。
7.本实用新型第二实施例提供一种温压检测系统,能够对待测物的温度变化情况及膨胀力变化状况进行实时监控,并在待测物的温度变化和/或膨胀力变化发生异常时发出警报。
8.本实用新型第二实施例中通过对温度数据进行校正能够获取更加准确的温度数据,同时通过校准的温度数据对压力数据进行温度漂移的修正,能够得到更加准确的压力数据,检测系统通过结合修正后的压力数据及温度数据进行分析,能够更加准确高效的判断待测物的温压情况。
9.本实用新型第二实施例中将压力感测单元设置在基材对应电芯的一侧,电芯在发生膨胀时能够直接将挤压力传递至压力感测单元,压力感测单元直接受力进而能够更加准确的检测电芯膨胀力的大小。
【附图说明】
图1是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压传感器的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压感测片的爆炸结构示意图一。
图3是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压传感器的局部剖视图一。
图4是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压感测片的爆炸结构示意图二。
图5是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压感测片的爆炸结构示意图三。
图6是是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压传感器的局部剖视图二。
图7是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压感测片的爆炸结构示意图三。
图8是本实用新型第一实施例提供的薄膜式温压传感器的局部剖视图三。
图9是本实用新型第二实施例提供的温压检测系统的模块示意图。
图10是本实用新型第二实施例提供的薄膜式温压传感器在电池上的装配示意图。
附图标识说明:
1、薄膜式温压传感器;
10、薄膜式温压感测片;11、基材;12、感测材料层;13、第一弹性防护层;14、第二弹性防护层;
111、压力感测电极;112、温度感测电极;113、通道;121、容置位;141、避让结构;
1111、压力检测格点;1112、压力信号传输线;1121、温度感测单元;1122、温敏检测格点;1123、温度信号传输线;
20、数据采集装置;
2、温压检测系统;
21、检测系统;22、控制器。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述特定顺序。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本实用新型中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1,本实用新型第一实施例提供一种薄膜式温压传感器1,当待测物挤压薄膜式温压传感器1时,薄膜式温压传感器1能够同时获取其所受挤压力的变化情况及待测物的温度变化情况。
请结合图1及图2,具体的,薄膜式温压传感器1包括薄膜式温压感测片10及数据采集装置20,薄膜式温压感测片10包括基材11及感测材料层12,基材11上设置有若干压力感测电极111及温度感测电极112,压力感测电极111与感测材料层12相对设置以形成压力感测单元。温度感测电极112包括多个温度感测单元1121,任意一温度感测单元1121对应至少一压力感测单元设置。数据采集装置20与压力感测电极111及温度感测电极112相对接以获取各温度感测单元1121及压力感测单元的电信号,并将对应的电信号转换为温度信号及压力信号。
具体的,温度感测单元1121包括温敏检测格点1122及温度信号传输线1123,温敏检测格点1122被设置为根据所受温度的变化改变至少一个电参数信号,温度信号传输线1123一端与温敏检测格点1122相对接另一端与数据采集装置20相对接。压力感测电极111包括压力检测格点1111及压力信号传输线1112,压力检测格点1111和感测材料层12形成压力感测单元,压力感测单元受压时感测材料层12和压力检测格点1111之间的接触面积会发生变化从而产生电参数的变化,压力信号传输线1112一端与压力检测格点1111相对接另一端与数据采集装置20相对接。这样,数据采集装置20能够通过压力信号传输线1112及温度信号传输线1123分别获取压力感测单元的电参数信号及温敏检测格点1122的电参数信号。
可以理解的,本实用新型通过在感测材料层12上设置压力感测电极111及温度感测电极112,能够同时获取待测物的压力变化及温度变化,实现了温压一体的检测方式;同时,在本实用新型中任意一温度感测单元1121对应至少一压力感测单元设置,通过设置多个压力感测单元及分别与之对应的温度感测单元1121,不仅能同时获取待测物不同区域的压力及温度变化情况,同时这样的设置方式还能够获取对应压力感测单元处的温度变化情况,通过获取的温度变化情况,能够对压力感测单元进行温度漂移的修正,进一步提高了压力检测单元检测结果的准确性,具有较高的实用价值及推广价值。
本实用新型对温敏检测格点1122及压力检测格点1111的类型不做具体限制。作为一种实施方式,温敏检测格点1122可以为热敏材料,该材料在温度发生变化时可以发生电阻或电容的变化,压力检测格点1111可以为叉指电极。
本实用新型对压力感测电极111及温度感测电极112的安装位置不做具体限制,作为一种实施方式压力感测电极111与温度感测电极112设置在基材11的同一侧,作为另一种实施方式压力感测电极111与温度感测电极112分设在基材11的相对侧。
请继续参阅图2,在本实施方式中,压力感测电极111与温度感测电极112设置在基材11的同一侧。具体的,温度感测单元1121与压力感测单元均设置在基材11同一侧的不同位置,可以理解的,设置在同侧的温度感测单元1121与压力感测单元能够更加直接的获取待测物的温度及压力数据。
请结合图2及图3,更具体的,感测材料层12对应各温敏检测格点1122的位置进一步开设有用以容纳温敏检测格点1122的容置位121,感测材料层12与压力检测格点1111相接触时,温敏检测格点1122收容于容置位121内。其中,温敏检测格点1122可以凸出于压力检测格点1111,即温敏检测格点1122的厚度大于压力检测格点1111的厚度;温敏检测格点1122可以不凸出于压力检测格点1111,即温敏检测格点1122的厚度小于压力检测格点1111的厚度。
进一步的,当温敏检测格点1122的厚度大于感测材料层12与压力检测格点1111之间的初始间隙时,容置位121的槽深大于温敏检测格点1122的厚度。在本实用新型中,感测材料层12与压力检测格点1111之间的初始间隙即为感测材料层12与压力检测格点1111在未受挤压力时所保持的间距。
可以理解的,由于温敏检测格点1122的厚度大于压力检测格点1111的厚度,因此在感测材料层12或基材11受压时,若感测材料层12上未设置容纳温敏检测格点1122的容置位121,则感测材料层12会先与温敏检测格点1122相抵触,进而对感测材料层12与压力检测格点1111之间的接触造成较大的影响。本实施例通过在感测材料层12上设置容置位121,温敏检测格点1122能够收容于容置位121内,能够避免感测材料层12与温敏检测格点1122相抵触,进一步确保了薄膜式温压传感器1压力检测的稳定性及准确性。
请继续参阅图3,作为一种实施方式,容置位121可以为感测材料层12上未贯穿的凹槽,凹槽的开口朝向温敏检测格点1122。
请参阅图4,作为另一种实施方式,容置位121也可以为贯穿感测材料层12的通孔,薄膜式温压感测片10进一步设有第一弹性防护层13,第一弹性防护层13设置在通孔远离温敏检测格点1122的一侧并密封通孔该侧的开口。可以理解的,这样的设置方式能够使得感测材料层12更加轻薄,同时通孔更便于实际的加工制作,且采用第一弹性防护层13来密封通孔的开口,第一弹性防护层13能够更好的传递作用于感测材料层12与基材11之间的压力。而通过第一弹性防护层13密封通孔的开口,能够避免杂质通过开口进入感测材料层12与基材11之间,进一步实现了对温度感测单元1121及压力感测单元的防护。
本实用新型对第一弹性防护层13的材料不做具体限制,只要在受力时能够发生一定的弹性变形即可,作为一种优选,第一弹性防护层13的材料为硅胶、橡胶或气凝胶。
本实用新型对各压力感测单元及温度感测单元1121在基材11同一表面上的排布方式不做具体限制,各压力感测单元及温度感测单元1121在基材11上的排布方式可以根据具体的使用需求进行调整。
请继续参阅图4,作为一种实施方式,各压力感测单元在基材11上沿不同方向阵列排布,任意两相邻的压力感测单元之间设置有用以放置温敏检测格点1122的通道113,两交叉的通道113处至少设有一温敏检测格点1122。可以理解的,各相邻的压力感测单元之间的间距保持一致,由于通道113设置在两相邻的压力感测单元之间,因此基材11上的各通道113之间也是阵列排布的。
作为一种实施方式,各压力感测单元在基材11上分别沿着横向及纵向阵列排布,各通道113也沿着横向和纵向阵列,横向的通道113与纵向的通道113之间会存在交叉的地方,至少一温敏检测格点1122设置在交叉处。
当然,各压力感测单元在基材11上也可以分别沿着周向及轴向阵列排布,周向的通道113与轴向的通道113之间会存在交叉的地方,至少一温敏检测格点1122设置在交叉处。
当然,除了在交叉点处设置有温敏检测格点1122以外,在通道113的其他地方也可以设置温敏检测格点1122。
可以理解的,设置在交叉处的温度检测格点1122与四处压力感测单元相邻,也就是说,仅通过设置一处温度检测格点1122即可获取四处压力感测单元附近的温度变化情况,进而根据温度变化情况能够对四处压力感测单元进行温度漂移的修正。这样的设置方式,使用较少的温敏检测格点1122即可获取各压力感测单元处的温度变化情况;同时,由于温敏检测格点1122的阵列方式与压力感测单元的阵列方式相同,因此在获取待测物对应区域的压力变化的同时也能够获取对应区域的温度变化,这样,使用者可以针对待测物进行分区域的压力及温度分析,同时也可以联合各温度检测格点1122与压力感测单元对待测物进行整个区域的压力温度分析,具有较高的实用性。
请参阅图5,作为另一种实施方式,压力感测电极111与温度感测电极112分别设置在基材11的两相对侧,感测材料层12设置在压力感测电极111一侧并与压力感测电极111相对应。薄膜式温压感测片10进一步设有第二弹性防护层14,第二弹性防护层14设有与温度感测单元1121相对应的避让结构141,第二弹性防护层14设置在温度感测电极112一侧并与基材11相贴合,温度感测单元1121收容于避让结构141。
可以理解的,本实施例将压力感测电极111与温度感测电极112分别设置在基材11的两相对侧,压力感测电极111与温度感测电极112之间无需相互避让,进而能够在基材11上设置更多的压力感测单元及温度感测单元1121。同时,分设于两侧的压力感测电极与温度感测电极112更便于布置设计,也便于加工制作,还能够避免压力信号与温度信号之间的串扰,具有较高的实用性。而将温度感测单元1121收容于第二弹性防护层14的避让结构141内,通过第二弹性防护层14能够对温度感测单元1121进行防护,避免温度感测单元1121受外力而发生脱落;且弹性的第二弹性防护层14能够更好的传递作用于感测材料层12与基材11之间的压力,进一步提高了薄膜式温压传感器1压力检测精度。
本实用新型对第二弹性防护层14的材料不做具体限制,只要在受力时能够发生一定的弹性变形即可,作为一种优选,第二弹性防护层14的材料为硅胶。
请结合图5及图6,作为一种实施方式,避让结构141可以为第二弹性防护层14上未贯穿的凹槽,凹槽的开口朝向温敏检测格点1122,凹槽的槽深不小于温敏检测格点1122的厚度。
请结合图7及图8,作为另一种实施方式,避让结构141也可以为贯穿第二弹性防护层14的通孔,通孔的深度不小于温敏检测格点1122的厚度。
可以理解的,由于压力感测电极111与温度感测电极112分设于基材11的两相对侧,因此各压力感测单元之间可以连续设置也可以不连续设置,即两相邻的压力感测单元之间可以设置间隙,也可以不设置间隙。
作为一种实施方式,两相邻的压力感测单元之间不设置间隙,各压力感测单元组成连续的表面,基材11上任意一压力感测单元的相对面至少设有一温度感测单元1121。这样,通过各压力检测单元的检测结果能够分别获取待测物检测面不同区域的压力分布情况,同时由于各压力感测单元组成连续的表面,因此通过对压力检测单元的检测结果进行整合能够获取待测物对应检测面整面的压力分布情况,具有较高的实用性。而通过在任意一压力感测单元的相对面至少设置一温度感测单元1121,通过温度感测单元1121能够获取压力检测单元对应检测区域的温度变化,通过对温度感测单元的检测结果进行整合能够获取待测物对应检测面整面的温度分布情况。可以理解的,由于各检测区域的温度变化情况不尽相同,因此各压力检测单元受温度影响而产生的温度漂移也不尽相同,本实用新型通过分别在各压力感测单元设置对应的温度感测单元1121能够分别获取各压力感测单元处的温度变化情况,进而能够针对各压力感测单元进行对应的温度漂移修正,进一步提高了压力检测单元压力检测结果的准确性。
请结合图9及图10,本实用新型第二实施例还提供一种温压检测系统2,可以用于对电池组件中电芯的温度变化情况及膨胀力变化状况进行实时监控,并在电芯的温度变化和/或膨胀力变化发生异常时发出警报。当然,也可以用于对其他待测物进行温度及压力的检测,本实施例待测物主要以电池组件进行说明。
具体的,温压检测系统2包括检测系统21、控制器22及第一实施例所提供的薄膜式温压传感器1。关于薄膜式温压传感器1的功能及有益效果已在第一实施例中描述,此处不再赘述。其中,薄膜式温压传感器1通过控制器22与检测系统21通信连接。使用时,薄膜式温压感测片10设置在电池模组内以检测电池模组内电芯的温度及膨胀力的变化情况,控制器22与数据采集装置20连接以获取检测结果并将检测结果传输至检测系统21。作为一种实施方式,控制器22可直接将获取的检测结果传输至检测系统21,检测系统21根据检测结果判断是否发出警报。其中,在对电池组件进行温压检测时,检测系统21可以为BMS系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)。
可以理解的,通过温压检测系统2对电池组件中电芯的膨胀变化及温度变化状况进行实时监控时,数据采集装置20通过对应的薄膜式温压感测片10获取对应电芯的压力数据及温度数据。检测系统21通过对压力数据及温度数据进行分析,以判断各电芯的健康情况并做出有效的应对处理,进而能够对涉及电芯安全隐患的问题进行及时预警。例如,当检测系统21获取到的压力数据超过设定的压力阈值和/或温度数据超过设定的温度阈值时,检测系统21发出警报。
进一步的,控制器22内存储有温度校准文件,控制器22通过温度校准文件对薄膜式温压感测片10获取的温度数据进行校正。可以理解的,温度校准文件可以根据实验获取,例如在同一环境下获取电芯表面的实际温度及设置在电芯表面同一位置的薄膜式温压感测片10所检测的检测温度,进而得到检测温度与实际温度相对应的文件,即温度校准文件。这样,当控制器22通过薄膜式温压感测片10获取到温度数据时,通过温度数据结合温度校准文件能够获取电芯对应位置的实际温度,以实现对温度数据的校正。
更进一步的,控制器22内还存储有压力校准文件,控制器22通过校准后的温度数据结合压力校准文件对薄膜式温压感测片10获取的压力数据进行校正。可以理解的,压力校准文件可以根据实验获取,例如在同一环境下获取电芯表面的温度、实际膨胀力及设置在电芯表面同一位置的薄膜式温压感测片10所检测的压力数据,进而得到对应温度下薄膜式温压感测片10所检测的压力数据与实际压力的对应文件,即压力校准文件。这样,当控制器22通过薄膜式温压感测片10获取到温度数据并结合温度校准文件得到实际温度后,结合校准后的温度及压力校准文件能够实现对压力数据的校正。
可以理解的,通过对温度数据进行校正能够获取更加准确的温度数据,同时通过校准的温度数据对压力数据进行温度漂移的修正,能够得到更加准确的压力数据,检测系统21通过结合修正后的压力数据及温度数据进行分析,能够更加准确高效的判断各电芯的健康情况并做出有效的应对处理。
其中,控制器22与检测系统21之间及控制器22与数据采集装置20之间均可通过CAN(Controller Area Network)实现通信连接,当然也可以通过485总线接口等其他方式实现通信连接。
进一步的,在本实施例中,薄膜式温压感测片10覆盖电芯的至少一主要膨胀面,更具体的,薄膜式温压感测片10覆盖电芯最易发生膨胀的表面。
更具体的,当薄膜式温压感测片10的温度感测单元1121与压力感测单元分设于基材11的不同面,且薄膜式温压感测片10夹持设置在电芯与容纳电芯的安装壳体之间时,压力感测单元设置在基材11对应电芯的一侧,温度感测单元1121设置在基材11对应壳体的一侧。
可以理解的,将压力感测单元设置在基材11对应电芯的一侧,电芯在发生膨胀时能够直接将挤压力传递至压力感测单元,压力感测单元直接受力进而能够更加准确的检测电芯膨胀力的大小;由于薄膜式温压感测片10的结构设置方式对温度传递的影响较小,因此电芯的温度亦可以通过感测材料层12及基材11良好的传递至温敏检测格点112处,进而实现对电芯温度的良好检测。
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,凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述薄膜式温压传感器包括薄膜式温压感测片及数据采集装置,所述薄膜式温压感测片包括基材及感测材料层,所述基材上设置有压力感测电极及温度感测电极,所述压力感测电极与所述感测材料层相对设置以形成压力感测单元;
所述温度感测电极包括多个温度感测单元,任意一温度感测单元对应至少一压力感测单元设置。
2.如权利要求1所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述温度感测单元包括温敏检测格点及温度信号传输线,所述温度信号传输线一端与所述温敏检测格点相对接另一端与所述数据采集装置相对接;
所述压力感测电极包括压力检测格点及压力信号传输线,所述压力检测格点和所述感测材料层形成所述压力感测单元,所述压力信号传输线一端与所述压力检测格点相对接另一端与所述数据采集装置相对接。
3.如权利要求2所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述温度感测单元与所述压力感测单元均设置在所述基材同一侧的不同位置,所述感测材料层对应所述温敏检测格点的位置进一步开设有用以容纳所述温敏检测格点的容置位;
所述感测材料层与所述压力检测格点相接触时,所述温敏检测格点收容于所述容置位内。
4.如权利要求3所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述温敏检测格点的厚度大于所述感测材料层与所述压力检测格点之间的初始间隙,所述容置位的槽深大于所述温敏检测格点的厚度。
5.如权利要求3所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述容置位为贯穿所述感测材料层的通孔,所述薄膜式温压感测片进一步设有第一弹性防护层,所述第一弹性防护层设置在所述容置位远离所述温敏检测格点的一侧并密封所述容置位该侧的开口。
6.如权利要求3所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:各所述压力感测单元在所述基材上沿不同方向阵列排布,任意两相邻的所述压力感测单元之间设置有用以放置所述温敏检测格点的通道,两交叉的通道处至少设有一所述温敏检测格点。
7.如权利要求2所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述压力感测电极与所述温度感测电极分别设置在所述基材的两相对侧;
所述薄膜式温压感测片进一步设有第二弹性防护层,所述第二弹性防护层设有与所述温度感测单元相对应的避让结构,所述第二弹性防护层设置在所述温度感测电极一侧并与所述基材相贴合,所述温度感测单元收容于所述避让结构。
8.如权利要求7所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:所述避让结构为所述第二弹性防护层上未贯穿的凹槽,所述避让结构的开口朝向所述温敏检测格点,所述避让结构的槽深不小于所述温敏检测格点的厚度;
或,所述避让结构为贯穿所述第二弹性防护层的通孔,所述避让结构的深度不小于所述温敏检测格点的厚度。
9.如权利要求7所述的一种薄膜式温压传感器,其特征在于:相邻的两所述压力感测单元之间不设置间隙,各所述压力感测单元组成连续的表面,所述基材上任意一所述压力感测单元的相对面至少设有一所述温度感测单元。
10.一种温压检测系统,其特征在于:所述温压检测系统包括检测系统、控制器及如权利要求1至9中任意一项所述的薄膜式温压传感器,所述薄膜式温压传感器通过所述控制器与所述检测系统通信连接。
11.如权利要求10所述的温压检测系统,其特征在于:所述控制器内存储有用以对所述薄膜式温压传感器检测的温度数据进行校准的温度校准文件,及用以对所述薄膜式温压传感器检测的压力数据进行校准的压力校准文件。
12.如权利要求10至11中任意一项所述的温压检测系统,其特征在于:所述温压检测系统用于对电池进行安全检测,所述薄膜式温压感测片夹持设置在电芯与容纳电芯的安装壳体之间,所述压力感测单元设置在所述基材对应电芯的一侧。
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CN202221642601.9U CN217504862U (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 一种薄膜式温压传感器及温压检测系统 |
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CN117168546A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 温压复合式传感器及其制备方法、封装结构 |
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CN117168546B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-01-23 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 温压复合式传感器及其制备方法、封装结构 |
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