CN218101409U - 电池反馈组件和电池系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池反馈组件和电池系统，涉及电池技术领域。电池反馈组件包括收容件和检测件，收容件具有容纳腔，收容件的表面开设有连通容纳腔的接收口，接收口用于接收电芯在泄压时释放的喷出物，检测件设置于容纳腔内并避让接收口的正对区域，检测件用于在检测到电芯泄压时输出反馈信号。在本申请实施例中，由于检测件是位于收容件内，并且避让了接收口的正对区域，因此在电芯进行泄压时，喷出物不会直接冲击检测件，因此检测件不容易因高温、高压而失效。本申请提供的电池系统包括上述的电池反馈组件，因此也具有上述的有益效果。

Description

电池反馈组件和电池系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池反馈组件和电池系统。

背景技术

当前，为了减少碳排放，采用电力驱动的新能源汽车逐渐兴起。作为车辆的能量来源，动力电池要求能量密度高、循环使用寿命长和存储时间长，同时也要保证安全性。电池系统的电芯在发生热失控时，内部压力会急剧上升，电芯内压过高则有爆炸的风险。现有的电芯上设置有泄压孔，以在电芯热失控时释放内部的压力。并且，相关技术的电池系统中，在电芯的泄压口排布传感器，使得电芯在泄压时能够及时被检测到。但由于设置方式不够合理，导致传感器受到电芯排放物的高压冲击/高温辐射后容易损坏，导致电芯泄压的状况无法及时反馈。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池反馈组件和电池系统，其所包含的检测件不容易因电芯泄压而产生故障，能够在电芯泄压时及时地进行反馈。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种电池反馈组件，用于检测电芯的状态，电池反馈组件包括收容件和检测件，收容件具有容纳腔，收容件的表面开设有连通容纳腔的接收口，接收口用于接收电芯在泄压时释放的喷出物，检测件设置于容纳腔内并避让接收口的正对区域，检测件用于在检测到电芯泄压时输出反馈信号。

在可选的实施方式中，收容件为管状结构，收容件上开设有多个接收口，多个接收口沿收容件的长度方向间隔排布。

在可选的实施方式中，检测件设置于收容件的端部。

在可选的实施方式中，收容件为扁管状，且接收口开设于收容件在自身厚度方向上的一侧。

在可选的实施方式中，容纳腔的截面轮廓为矩形或者腰形孔状。

在可选的实施方式中，检测件与最近的一个接收口的距离大于10mm。

在可选的实施方式中，检测件包括用于检测容纳腔内气压的压力传感器。

在可选的实施方式中，检测件包括用于检测容纳腔内温度的温度传感器。

在可选的实施方式中，检测件包括相互间隔的两个导电端，检测件用于在两个导电端被喷出物短路时输出反馈信号。

第二方面，本申请提供一种电池系统，包括电芯、电池管理系统以及前述实施方式中任一项的电池反馈组件，电芯上设置有泄压孔，电池反馈组件贴合于电芯，并且收容件的接收口与泄压孔相对，检测件与电池管理系统电连接。

本申请实施例的有益效果是：

本申请实施例提供的电池反馈组件，包括收容件和检测件，收容件具有容纳腔，收容件的表面开设有连通容纳腔的接收口，接收口用于接收电芯在泄压时释放的喷出物，检测件设置于容纳腔内并避让接收口的正对区域，检测件用于在检测到电芯泄压时输出反馈信号。在本申请实施例中，由于检测件是位于收容件内，并且避让了接收口的正对区域，因此在电芯进行泄压时，喷出物不会直接冲击检测件，因此检测件不容易因高温、高压而失效。并且，电芯喷出的高压气体或者其他的喷出物会被收容件的容纳腔所收纳，检测件也处于该容纳腔中，容纳腔的环境会因电芯的喷出物而改变，因此检测件也不容漏检。进一步的，电芯的喷出物被收容件收容，也使得电池系统的其他部件不容易受到电芯喷出物的影响，电芯的热失控不容易蔓延，因此也提高了电池系统的安全性。

本申请实施例提供的电池系统包括上述的电池反馈组件，因此也具有上述的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一种实施例中电池反馈组件与电池管理系统的连接示意图；

图2为本申请一种实施例中电池反馈组件的检测件在收容件内的设置示意图；

图3为本申请一种实施例中电池反馈组件的局部剖视图；

图4为本申请一种实施例中电芯在第一视角下的示意图；

图5为本申请一种实施例中电芯在第二视角下的示意图；

图6为本申请一种实施例中检测件的原理示意图。

图标:100-电池反馈组件；110-收容件；111-接收口；112-容纳腔；120-检测件；121-粘胶；122-导电端；130-线束；200-电芯；210-壳体；211-泄压孔；220-泄压阀；230-极柱；300-电池管理系统。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电动汽车的能量来源于电池系统，电池系统包括多个电芯，作为动力电池的组成部分，电芯具有能量密度大的特点。因此，电池系统的电芯作为储能的核心部件，安全性需要得到保障。相关技术中，为了避免电芯在热失控后爆炸，往往会在电芯表面开设泄压孔，使得内部压力在达到阈值后会率先从泄压孔释放。而电池系统中，需要设置反馈组件，来检测电芯的状态。比如，当电芯发生热失控时，应当及时检测到并反馈给用户。目前的一些现有技术中，有将传感器设置在泄压孔处，当泄压发生后，传感器容易检测到并输出信号。但是这种设置方法中，传感器距离泄压孔过近，电芯在热失控时喷发的高温、高压气体或其他喷出物很可能会损坏传感器，使得传感器失效，无法反馈信号，那么电芯的热失控就无法被用户获知。可见，现有技术中反馈组件的设置方式仍存在弊端，导致无法及时反馈电池的状态。

为了改善上述相关技术中的不足之处，本申请实施例提供一种电池反馈组件和电池系统。通过对电池反馈组件进行合理的结构设置，使得检测件能够及时检测到电芯热失控，并且不容易因电芯的喷出物直接冲击而失效。

图1为本申请一种实施例中电池反馈组件100与电池管理系统300的连接示意图；图2为本申请一种实施例中电池反馈组件100的检测件120在收容件110内的设置示意图；图3为本申请一种实施例中电池反馈组件100的局部剖视图。如图1至图3所示，本申请实施例提供的电池反馈组件100用于检测电芯200(见图4)的状态，具体的，用于检测电芯200是否进行泄压。本申请实施例的电池反馈组件100包括收容件110和检测件120，收容件110具有容纳腔112，收容件110的表面开设有连通容纳腔112的接收口111，接收口111用于接收电芯200在泄压时释放的喷出物。检测件120设置于容纳腔112内并避让接收口111的正对区域，检测件120用于在检测到电芯200泄压时输出反馈信号。

在本实施例中，由于检测件120设置在收容件110的容纳腔112中，并且避让了接收口111正对的区域，使得电芯200的喷出物不会在第一时间冲击检测件120，而是先进入容纳腔112，之后再影响到检测件120，被检测件120所检测。因此，这种结构能够避免检测件120受到喷出物的直接冲击，检测件120不容易因过大的压力或者热冲击而失效。并且，喷出物会收容在容纳腔112内，而不会四处散逸，检测件120设置在容纳腔112内，能够确保被喷出物影响从而检测到电芯200的泄压。电芯200的喷出物收容在容纳腔112内，也避免了电池系统的其他部件被喷出物影响，避免了一个电芯200热失控后其喷出物影响其他电芯200，导致热失控的蔓延。

具体的，在本实施例中，收容件110为管状结构，收容件110上开设有多个接收口111，多个接收口111沿收容件110的长度方向间隔排布。

在收容件110上设置多个接收口111，意味着收容件110能够对多个电芯200的喷出物进行收纳。这种设置方式在提高了集成度的同时，也使得多个电芯200对应一个收纳腔，只需要在容纳腔112内设置一个检测件120，便能够对多个电芯200进行监测，当任意一个电芯200因热失控而泄压时，喷出物进入收容件110后均可以被检测件120检测到。一个检测件120对应检测多个电芯200，使得检测件120的设置成本降低。

为了方便理解，下面对电芯200的结构进行介绍。

图4为本申请一种实施例中电芯200在第一视角下的示意图；图5为本申请一种实施例中电芯200在第二视角下的示意图。如图4和图5所示，电芯200包括壳体210和设置于壳体210内的卷芯(图中未示出)，电芯200的顶部设置有两个极柱230(分别为正极和负极)，两个极柱230凸出于壳体210的表面。壳体210的底部设置有泄压孔211，泄压孔211处设置有泄压阀220。

在电芯200正常使用状态下，泄压阀220封堵泄压孔211，使得壳体210内部的物质不会外泄，并且壳体210内、外之间没有气体流通。当电芯200因异常原因(比如挤压、穿刺等)而发生热失控时，壳体210内部的压力急剧升高，当压力达到阈值时，会冲破泄压阀220，使得泄压孔211打开，从而释放压力。当电芯200进行泄压时，会有高温、高压的气体释放而出，也可能伴随一些非气相的喷出物喷出到电芯200外。本实施例中，电芯200的泄压孔211与极柱230分别设置在电芯200的相对两端，可以避免喷出物直接落在极柱230上导致短路或者拉弧现象。

本申请实施例中的电池反馈组件100接收电芯200的喷出物的方式，是将接收口111与电芯200的泄压孔211正对，这样当泄压阀220打开后，泄压孔211与接收口111连通，使得电芯200的喷出物可以径直地进入收容件110的容纳腔112内。在本实施例中，接收口111与电芯200的泄压孔211的形状可以设置为相同，大小也可以设置一致，这样便于喷出物顺利地由泄压孔211、接收口111进入到收容件110内；比如，在本实施例中，接收口111和泄压孔211设置为腰型孔。当然，在可选的其他实施例中，接收口111和泄压孔211的形状可以根据需要进行调整，比如设置为圆形、方形或者椭圆形。

在本实施例中，收容件110上的每一个接收口111对应一个电芯200，电芯200沿收容件110的长度方向排布在收容件110上。为了便于理解电芯200与电池反馈组件100的相对位置，图1中在收容件110上展示出了电芯200的泄压阀220，泄压阀220位于收容件110外侧并与接收口111正对，这样使得电芯200因热失控而打开泄压阀220时，电芯200释放的排出物能够直接进入到收容件110的容纳腔112内。

如图3所示，在本实施例中，检测件120设置于收容件110的端部，换言之，所有的接收口111均位于检测件120的同一侧。在本实施例中，一个收容件110内只设置一个检测件120，将检测件120设置在收容件110的端部，便于检测件120和电池管理系统300(BMS)之间的线束130从收容件110的端面引出。当然，在可选的其他实施例中，也可以将检测件120设置在整个收容件110的中部区域，也即设置在相邻的两个接收口111之间的位置。

进一步的，本实施例的收容件110为扁管状，且接收口111开设于收容件110在自身厚度方向上的一侧。将收容件110设置为扁管状，能够减小收容件110的空间占用。此外，在一些情况下，收容件110的容积不宜过大。比如当检测件120以气压为检测对象时，过大的容纳腔112可能会导致电芯200的泄压对收容件110内气压影响较小，导致检测件120不能够及时检测到。而本实施例中，当收容件110为扁管状时，将容纳腔112为扁平腔，空间不会过大，这种腔型更有利于这种检测件120的灵敏性，信号反馈更加及时。

可选的，本实施例中的容纳腔112的截面轮廓为矩形，在可选的其他实施例中，容纳腔112的截面轮廓也可以是其他形状，比如腰型孔状。并且，检测件120与最近的一个接收口111的距离大于10mm，从而确保检测件120不会距离接收口111过近而受到喷出物的高温、高压影响而损坏。如图2、图3中所示，本实施例中，检测件120通过粘胶121贴装在容纳腔112的顶部(即设置接收口111的一侧)，当然，检测件120也可以设置在容纳腔112的底部、侧壁上，连接方式也可以是通过紧固件连接。

应理解，容纳腔112的截面形状可以根据需要进行调整，比如也可以是圆形、椭圆形等。在可选的其他实施例中，收容件110的形状不限于管状结构，也可以是具有空腔的板体，接收口设置在板体表面；在这种情况下，接收口也可以阵列地设置在板体上，那么对应地，电池系统中的电芯也可以阵列地设置在板状的收容件上。板状的收容件也可以更稳定地承载电芯。

在本申请实施例中，检测件120包括用于检测容纳腔112内气压的压力传感器。当电芯200泄压时，必然会导致容纳腔112内气压突然升高，即便检测件120没有正对电芯200的泄压孔211，但压力会传递到检测件120处。因此通过压力传感器来检测气压，能够检测出电芯200是否进行泄压。

在另一种情况下，检测件120包括用于检测容纳腔112内温度的温度传感器，比如采用NTC热敏电阻。电芯200泄压时喷出的气体以及非气相喷出物往往具有较高的温度，会导致容纳腔112内温度整体升高。因此通过温度传感器来检测容纳腔112的温度，能够检测出电芯200是否进行泄压。

图6为本申请一种实施例中检测件120的原理示意图。如图6所示，在另一种实施例中，检测件120还可以包括相互间隔的两个导电端122，检测件120用于在两个导电端122被喷出物短路时输出反馈信号。具体的，如图6所示，电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2依次通过线路串联，并且第二电阻R2接地。其中一个导电端122连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，另一个个导电端122连接在第二电阻R2和接地端之间。当电芯200没有进行泄压时，容纳腔112内不存在喷出物，两个导电端122之间是断路状态，第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点N具有一个稳定的电势。当喷出物进入到容纳腔112之后，会在容纳腔112中蔓延，并且喷出物往往具有导电性，当喷出物将两个导电端122连接后，形成了电流的通路，此时节点N接地而电势归零。因此，通过检测节点N的电势变化(比如通过处理器检测到高电平信号变为低电平信号)，即可判断两个导电端122是否被连通，进而判断是否有喷出物进入容纳腔112内。因此，该类型的检测件120也可以用来检测电芯200是否泄压。

上述介绍的检测件120的三种检测原理，可以择一地在本申请实施例提供的电池反馈组件100中应用，也可以多种检测原理共同应用，形成检测多个对象(气压、温度和喷出物)的复合型的检测件，以提高检测的准确性。

本申请实施例提供的电池系统，包括电芯200、电池管理系统300以及上述实施例中的电池反馈组件100。电芯200上设置有泄压孔211，电池反馈组件100贴合于电芯200，并且收容件110的接收口111与泄压孔211相对，检测件120与电池管理系统300电连接。可选的，电芯200可选用图4、图5实施例提供的电芯200，也可以采用别种类型的电芯200，比如圆柱状电芯200。电池系统可根据电芯200的数量以及排布方式，设置一个或多个电池反馈组件100，比如图1中，两个电池反馈组件100分别通过线束130与电池管理系统300电连接。

本申请实施例提供的电池系统可应用于车辆，车辆包括电机，电池系统用于为电机供电，电机作为车辆的动力源。电池系统中的电池管理系统300与车辆的电控系统(VCU)电连接。当泄压阀220泄压时向容纳腔112排放喷发物后，传感器检测到泄压行为，通过线束130传递给电池管理系统300，电池管理系统300传递电信号给电控系统。电控系统可以对得到的信息进行分析，并根据分析结果判断是否需要启动报警。

综上所述，本申请实施例提供的电池反馈组件100，包括收容件110和检测件120，收容件110具有容纳腔112，收容件110的表面开设有连通容纳腔112的接收口111，接收口111用于接收电芯200在泄压时释放的喷出物，检测件120设置于容纳腔112内并避让接收口111的正对区域，检测件120用于在检测到电芯200泄压时输出反馈信号。在本申请实施例中，由于检测件120是位于收容件110内，并且避让了接收口111的正对区域，因此在电芯200进行泄压时，喷出物不会直接冲击检测件120，因此检测件120不容易因高温、高压而失效。并且，电芯200喷出的高压气体或者其他的喷出物会被收容件110的容纳腔112所收纳，检测件120也处于该容纳腔112中，容纳腔112的环境会因电芯200的喷出物而改变，因此检测件120也不容漏检。进一步的，电芯200的喷出物被收容件110收容，也使得电池系统的其他部件不容易受到电芯200喷出物的影响，电芯200的热失控不容易蔓延，因此也提高了电池系统的安全性。

本申请实施例提供的电池系统包括上述的电池反馈组件100，因此也具有上述的有益效果。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池反馈组件，用于检测电芯的状态，其特征在于，所述电池反馈组件包括收容件和检测件，所述收容件具有容纳腔，所述收容件的表面开设有连通所述容纳腔的接收口，所述接收口用于接收电芯在泄压时释放的喷出物，所述检测件设置于所述容纳腔内并避让所述接收口的正对区域，所述检测件用于在检测到所述电芯泄压时输出反馈信号。

2.根据权利要求1所述的电池反馈组件，其特征在于，所述收容件为管状结构，所述收容件上开设有多个所述接收口，多个所述接收口沿所述收容件的长度方向间隔排布。

3.根据权利要求2所述的电池反馈组件，其特征在于，所述检测件设置于所述收容件的端部。

4.根据权利要求2所述的电池反馈组件，其特征在于，所述收容件为扁管状，且所述接收口开设于所述收容件在自身厚度方向上的一侧。

5.根据权利要求4所述的电池反馈组件，其特征在于，所述容纳腔的截面轮廓为矩形或者腰形孔状。

6.根据权利要求1所述的电池反馈组件，其特征在于，所述检测件与最近的一个所述接收口的距离大于10mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池反馈组件，其特征在于，所述检测件包括用于检测所述容纳腔内气压的压力传感器。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电池反馈组件，其特征在于，所述检测件包括用于检测所述容纳腔内温度的温度传感器。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的电池反馈组件，其特征在于，所述检测件包括相互间隔的两个导电端，所述检测件用于在两个所述导电端被所述喷出物短路时输出所述反馈信号。

10.一种电池系统，其特征在于，包括电芯、电池管理系统以及权利要求1-9中任一项所述的电池反馈组件，所述电芯上设置有泄压孔，所述电池反馈组件贴合于所述电芯，并且所述收容件的所述接收口与所述泄压孔相对，所述检测件与所述电池管理系统电连接。

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