CN217505013U - 用于电池模块的温度测量组件、电池模块、电池组和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电池模块的温度测量组件，所述温度测量组件包括温度传感器和连接到所述温度传感器上的两条引线，所述引线包括导电芯和包覆在所述导电芯外部的绝缘层，在此规定：所述导电芯为单股线芯；或者所述导电芯为多股线束并且在所述多股线束与绝缘层之间填充有密封材料。通过按照本实用新型的温度测量组件可以在长的使用寿命上可靠地运行，降低因温度测量失效而导致的故障发生。此外，本实用新型还涉及一种电池模块、一种电池组以及一种车辆。

Description

用于电池模块的温度测量组件、电池模块、电池组和车辆

技术领域

本实用新型涉及一种用于电池模块的温度测量组件、一种电池模块、一种电池组和一种车辆。

背景技术

在电池模块以及由电池模块组成的电池组内，为了使其中的电化学电池或者说其高功率或高能量密度的活性材料处于一定的运行温度以确保安全性和期望的性能，通常设置有用于测量温度的器件。通过监控电池模块以及电池组的温度，避免由于低温下离子迁移率降低而不能良好地发挥作用并且避免电化学电池高于一定温度而导致起火和爆炸。

然而，部分电池模块和电池组早于其设计寿命地发生故障，然而其中的电化学电池并未发生故障，故障的原因却仅在于用于测量温度的器件。由于用于测量温度的器件通常固定连接在电池模块中，一旦失效，则需要整体更换该电池模块，这显然造成高昂的维修成本。特别是在电池模块或电池组应用于车辆中的情况，车辆可能由于这样的故障无法继续行驶或者无法起动，这会给车辆驾驶员或车辆用户造成极大的不便甚至安全风险。

实用新型内容

本实用新型的任务在于，提供一种用于电池模块的温度测量组件、一种电池模块、一种电池组和一种车辆，其能够长期可靠地运行，降低因温度测量失效而导致的故障发生。

本实用新型的第一方面涉及一种用于电池模块的温度测量组件，所述温度测量组件包括温度传感器和连接到所述温度传感器上的两条引线，所述引线包括导电芯和包覆在所述导电芯外部的绝缘层，其中，所述导电芯为单股线芯；或者所述导电芯为多股线束并且在所述多股线束与绝缘层之间填充有密封材料。

在本发明人的研究中发现，在存在高温、高湿气候环境的中国东南部地区，由于温度测量失效而导致的电池故障的情况尤为明显。通过拆解故障电池模块或电池组发现，处于其内部的温度传感器及连接在其上的引线常伴有不同程度的渗水情况。据推测，环境中的水汽可能从温度传感器的引线端部或绝缘破损处经由多股线束之间的间隙或在多股线束与包覆多股线束的绝缘层之间的间隙在正向微压差的作用下侵入到温度传感器中、亦即发生毛细效应。在水汽的作用下，金属、如银在温度传感器上发生迁移，使得形成额外的回路而导致短路，使得在温度传感器的两条引线之间无法测量到真实温度，进而在单元监控电路(CSC)、电池管理系统(BMS)或电池组管理单元(BMU)中持续报错，导致电池模块或电池组的运行被禁止。

为了避免上述情况，本实用新型规定，在用于电池模块的温度测量组件中，一方面可以使用单股线芯作为连接到温度传感器上的引线的导电芯；另一方面，依旧使用多股线束作为导电芯，但是在所述多股线束与绝缘层之间填充密封材料。

在第一种备选方案中，在引线的绝缘层内仅存在实心的单股金属线，从而导电芯本身之内不存在间隙，不会使得水汽侵入到引线乃至温度传感器中。而且，由于绝缘层大多是通过挤出工艺或注塑工艺施加到该单股线芯上，在该单股线芯与绝缘层之间也极少地出现间隙。由此，通过使用单股线芯作为连接到温度传感器上的引线的导电芯可以有效地避免上述毛细效应的发生，使得温度测量组件可以在长的使用寿命上可靠地运行，降低因温度测量失效而导致的故障发生。

而在第二种备选方案中，将密封材料充填到多股线束并且在所述多股线束与绝缘层之间填充有密封材料。由此，通过密封材料来充填在多股线束之间的间隙或多股线束与包覆多股线束的绝缘层之间的间隙，从而水汽无法经由这些缝隙达到温度传感器中。通过这样的方式同样能够有效地避免上述毛细效应的发生，使得温度测量组件可以在长的使用寿命上可靠地运行，降低因温度测量失效而导致的故障发生。

按照本实用新型的一种实施方式，连接到所述温度传感器上的两条引线相互绞合。通过这种方式，不仅可以降低两条引线之间的串扰，而且还可以使来自外界的信号干扰最小化，从而优化温度测量组件的电磁兼容性。特别是在电池模块中布置有多个温度测量组件的情况下能够降低在多组引线之间的相互干扰。此外，在组装电池模块时也能够良好地区分各组引线，避免错接。

按照本实用新型的一种实施方式，所述密封材料包括有机硅树脂、乳胶、液体硅橡胶和环氧树脂中的一种或多种。在此，这些密封材料均是在工业领域中常被用作密封、防水或隔水的材料。所述密封材料可以通过涂覆、挤充或注塑等方式施加到多股线束上，再在其外部包覆绝缘层。优选地，所述液体硅橡胶是液体硅胶。

按照本实用新型的一种实施方式，所述单股线芯为纯铜线芯、纯铝线芯或镀锡铜线芯。

按照本实用新型的一种实施方式，所述两条引线焊接到温度传感器上。在此，可以通过焊接有效地保证温度传感器与引线之间的可靠连接。

按照本实用新型的一种实施方式，所述温度传感器连同其上的焊接部被环氧树脂包封。在此，可以将温度传感器连同其与引线之间的焊接部共同地以环氧树脂来包封，避免水汽从焊接部进入到温度传感器中。

按照本实用新型的一种实施方式，所述温度传感器为负温度系数热敏电阻。在此，优选使用负温度系数热敏电阻(即NTC)作为温度传感器。不限于此地，同样可以考虑正温度系数热敏电阻(即PTC)。

本实用新型的第二方面涉及一种电池模块，所述电池模块包括至少一个按照本实用新型的用于电池模块的温度测量组件。通过在电池模块中使用按照本实用新型的温度测量组件，可以尽可能地使得电池模块在其设计的使用寿命上可靠地运行，有效地降低因温度测量失效而导致的故障发生。

按照本实用新型的一种实施方式，所述温度测量组件设置在电池模块的盖板、端板和侧板至少之一上。有利地，可以在同一个电池模块中设有分布在电池模块不同部位处的多个温度测量组件，以较为全面地检测电池模块的温度情况。

按照本实用新型的一种实施方式，所述温度测量组件设置为用于向电池模块的单体监控电路(即CSC)提供温度信号。优选地，可以在所述温度测量组件的引线的另一端，亦即连接到单体监控电路的插接口中使用环氧树脂来灌胶密封。

按照本实用新型的一种实施方式，所述电池模块具有水冷却装置或风冷却装置。由于在具有水冷却装置或风冷却装置的电池模块中，局部温度可能比环境温度更低，水汽更为容易地在电池模块中凝结，进一步加剧了电池模块内部中的湿度上升。因此，在这样的电池模块中使用按照本实用新型的温度测量组件是特别有利的。

本实用新型的第三方面涉及一种电池组，所述电池组具有至少一个按照本实用新型的用于电池模块的温度测量组件和/或至少两个按照本实用新型的电池模块。

按照本实用新型的一种实施方式，所述电池组为高压电池组。

本实用新型的第四方面涉及一种车辆，所述车辆具有至少一个按照本实用新型的电池组。在此，所述车辆可以是纯电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)、插入式混合动力车辆(PHEV)或包括作为增程器(Range-Extender)的内燃机的电动车辆。

对于按照本实用新型一个方面的各实施方式、功能、优势和效果以相应的方式也适用于按照本实用新型其他方面。

本实用新型的其它特征从附图以及对具体实施方式得出。所有上述在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在具体实施方式中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以相应给出的组合使用，而且能以其它组合使用，或者能在单独状态下使用。

附图说明

图1示出按照本实用新型的一种实施方式的温度测量组件；

图2示出图1中的引线的截面图；

图3示出按照本实用新型的另一种实施方式的温度测量组件；

图4示出图3中的引线的截面图；

图5示出按照本实用新型的另一种实施方式的温度测量组件；

图6示出按照本实用新型的一种实施方式的电池模块。

具体实施方式

图1示出按照本实用新型的一种实施方式的温度测量组件1。在温度测量组件1中设有温度传感器2和连接到所述温度传感器2上的两条引线3。这两条引线3分别包括导电芯和包覆在所述导电芯外部的绝缘层4。在本实用新型的当前实施方式中，所述导电芯为单股线芯5。

在图1中为了示出该单股线芯5将所述两条引线3尾端的绝缘层4剥离地示出。从图中可见，导电芯为实心圆柱形的线材。

优选地，所述单股线芯5可以为纯铜线芯、纯铝线芯或镀锡铜线芯。此外，所述两条引线3有利地通过焊接连接到温度传感器2上。在此，还可以使用环氧树脂对所述温度传感器2连同其上的焊接部进行包封。

图2示出图1中的引线3的截面图。在这种引线中，绝缘层4直接包覆在实心的单股线芯5上，在导电芯之内没有间隙存在。而且，由于绝缘层大多是通过挤出工艺或注塑工艺施加到该单股线芯上，使得绝缘层紧密地贴靠或粘接在单股线芯5上，而不会产生在导线芯与导电芯之间的间隙，从而不易发生毛细效应，保证温度传感器1的可靠运行。

图3示出按照本实用新型的另一种实施方式的温度测量组件1’。所述温度测量组件1’包括温度传感器2和连接到所述温度传感器2上的两条引线3’。这里的两条引线3’同样包括导电芯和包覆在所述导电芯外部的绝缘层4。在本实用新型的当前实施方式中，所述导电芯为多股线束6，并且在所述多股线束6与绝缘层4之间填充有密封材料7。

在图3中为了示出该多股线束6，将所述两条引线3’尾端的绝缘层4剥离地示出。在图3中处于上侧的多股线束6散开地示出。可以看出，多股线束6由七条细金属丝绞合而成。

图4示出图3中的引线3’的截面图。在这种引线中，由七条细金属丝组成的多股线束6处于引线3’中央。由于各个细金属丝的圆形的截面形状，各个金属丝并不能紧密地贴靠在一起，而是会在各个金属丝之间出现一定的间隙；而且由于其圆形的截面形状，绝缘层4也将无法完全贴合到多股线束6的外部轮廓上，从而在多股线束6与绝缘层4之间同样会出现一定的间隙。为了填充这样的间隙，按照本实用新型规定，在所述多股线束6与绝缘层4之间填充有密封材料7。在此，密封材料7将填充满上述提到的这些间隙，使得在引线3’中不易出现毛细效应，从而保证温度传感器1的可靠运行。

优选地，所述密封材料7可以包括有机硅树脂、乳胶、液体硅橡胶和环氧树脂中的一种或多种。

还有利地，所述温度传感器可以为负温度系数热敏电阻(NTC)。

图5示出按照本实用新型的另一种实施方式的温度测量组件。在此，所述温度测量组件1”包括温度传感器2和连接到所述温度传感器2上的两条引线3”，其中，所述两条引线3”相互绞合。通过这样的方式，不仅可以降低两条引线3”之间的串扰，而且还可以使来自外界的信号干扰最小化，从而优化温度测量组件的电磁兼容性。特别是在电池模块中布置有多个温度测量组件的情况下能够降低在多组引线3”之间的相互干扰。此外，在组装电池模块时也能够良好地区分各组引线3”，避免错接。

在图5中所示温度测量组件1”的引线3”既可以涉及按照图1和2所示的包括单股线芯5的引线，也可以涉及按照图3和4所示的包括多股线束6和密封材料7的引线。

图6示出按照本实用新型的一种实施方式的电池模块10，所述电池模块10包括至少一个按照本实用新型的用于电池模块的温度测量组件1。

图6中以俯视图示出的电池模块10包括多个电池单体11。在电池模块1上设置有正极插接件12和负极插接件13，以向外部供电和/或从外部充电。

电池模块10在其盖板区域中设置有两个按照本实用新型的温度测量组件1。所述温度测量组件1分别包括温度传感器2和连接到所述温度传感器2上的引线3。在图6中，所述引线3与例如用于监控电池单体电压的其他引线一同汇集成电缆14引出电池模块10。在电缆10的端部构成有连接端口15。所述连接端口15可以插接到用于监控电池模块的单元监控电路(CSC)中，以用于向电池模块10的单体监控电路(CSC)提供温度信号。不限于此地，所述连接端口15也可以与电池组的电池管理系统(BMS)或电池组管理单元(BMU)相连。

备选或附加于电池模块10的盖板区域，按照本实用新型的温度测量组件1也可以设置在电池模块10的端板和/或侧板之中。

由于在具有水冷却装置或风冷却装置的电池模块10中，水汽在电池模块10内部的凝结尤为明显，按照本实用新型的温度测量组件1特别适用于这些类型的电池模块10。

在图6中的电池模块10中仅示出了其中集成有按照图1的温度测量组件1的情况，但应可以理解的是，按照图3所示的温度测量组件1’也可以集成到这样的电池模块10中。此外，配置给同一个温度测量组件1的两条引线还可以按照图5所示的方式相互绞合。

本实用新型不限于所示的实施例，而是包括或者延及可落入所附权利要求书的有效范围内的所有技术上的等效物。在说明书中所选择的位置说明如例如上、下、左、右等等参照直接的描述以及示出的附图并且在位置变化时按照意义能转用到新的位置上。

在本申请文件中公开的特征不仅可以单独地而且可以以任意组合的方式对于实施例在不同的设计方案方面的实现来说是重要的并且可以被实现。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.用于电池模块的温度测量组件，所述温度测量组件包括温度传感器和连接到所述温度传感器上的两条引线，所述引线包括导电芯和包覆在所述导电芯外部的绝缘层，其特征在于，所述导电芯为单股线芯；或者所述导电芯为多股线束并且在所述多股线束与绝缘层之间填充有密封材料。

2.按照权利要求1所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，所述密封材料是有机硅树脂、乳胶、液体硅橡胶和环氧树脂中的一种。

3.按照权利要求1所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，所述单股线芯为纯铜线芯、纯铝线芯或镀锡铜线芯。

4.按照权利要求1至3之一所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，连接到所述温度传感器上的两条引线相互绞合。

5.按照权利要求1至3之一所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，所述两条引线焊接到温度传感器上。

6.按照权利要求5所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，所述温度传感器连同其上的焊接部被环氧树脂包封。

7.按照权利要求1至3之一所述的用于电池模块的温度测量组件，其特征在于，所述温度传感器为负温度系数热敏电阻。

8.电池模块，其特征在于，所述电池模块包括至少一个按照权利要求1至7之一所述的用于电池模块的温度测量组件。

9.按照权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述温度测量组件设置在电池模块的盖板、端板和侧板至少之一上。

10.按照权利要求8或9所述的电池模块，其特征在于，所述温度测量组件设置为用于向电池模块的单体监控电路提供温度信号。

11.按照权利要求8或9所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块具有水冷却装置或风冷却装置。

12.电池组，其特征在于，所述电池组具有至少一个按照权利要求1至7之一所述的用于电池模块的温度测量组件和/或至少两个按照权利要求8至11之一所述的电池模块。

13.按照权利要求12所述的电池组，其特征在于，所述电池组为高压电池组。

14.车辆，其特征在于，所述车辆具有至少一个按照权利要求12或13所述的电池组。

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