CN219203253U - 一种电池安全阀与温度检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池安全阀与温度检测电路，包括电池和设置在电池上的温度传感器，温度传感器上串联有基准电阻，电池、温度传感器和基准电阻构成一个回路，电池的正负极上分别设置有电压采集线，基准电阻和温度传感器之间设置有分压采集线，所述的电压采集线和分压采集线分别连接在采集芯片对应的电压采集端口上，还包括设置在电池上的安全阀传感器，安全阀传感器并联在基准电阻的两端，安全阀传感器包括由导体材料制成、且相互不导通的第一检测线和第二检测线，电池安全阀开阀时，电池内部液体接触第一检测线和第二检测线，将两者导通，使安全阀传感器短路。本实用新型更加全面的反映电池的工作状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池安全阀与温度检测电路。
背景技术
新能源行业的快速发展，使锂离子电池、钠离子电池、铅酸蓄电池等电化学电池大量被应用。电动汽车、储能电站等环境均需要采用大量的电池并联和/或串联组成高压电池组。电池本身设计工艺、滥用等各种原因导致的安全问题，再加上电池数量巨多，使电池的安全问题日益突出。其中，在电池使用过程中，操作不当或其他某些原因，导致出现安全问题，如严重过充的情况下，导致电池内部温度以及压力持续不断升高，当超过其本身的安全阈值时，便会爆炸；其他如电池短路、严重过温、热失控、撞击或挤压变形以及刺穿等问题也可能会引起电池爆炸。
电池安全阀是电池本身最后一道防爆屏障，当电池内部压力达到安全阀的开阀阈值（比如某些锂离子电池安全阀的开阀阈值为600~800KPa）时，为避免爆炸，电池安全阀被冲开进行泄气减压。此时，电池内部的气体向外大量排出，同时电池内部电解液也会随压力的释放喷出。虽然安全阀开启避免了爆炸，但随气体一同泄漏的电池内部化学物质在高温条件下，也存在与空气中氧气发生化学反应后起火的可能。同时，问题电池也影响着周边电池的安全，需要被及时告警进行干预，以及后续替换等等，否则将严重影响系统整体安全运行。
现有技术中，为了保证电池安全有效地运行，主要通过电池管理模块（BMS）对电池的状态进行检测、管理，但目前的电池管理模块主要检测电池的电压、温度、充放电电流等信息，而不对安全阀是否开启进行检测，不能全面的反映电池工作状态。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种电池安全阀与温度检测电路，对电池温度进行检测的同时也对电池安全阀是否开启进行检测，以更加全面的反映电池的工作状态。
为本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实施：
一种电池安全阀与温度检测电路，包括电池和设置在电池上的温度传感器，温度传感器为热敏电阻，温度传感器上串联有基准电阻，电池、温度传感器和基准电阻构成一个回路，电池的正负极上分别设置有电压采集线，基准电阻和温度传感器之间设置有分压采集线，所述的电压采集线和分压采集线分别连接在采集芯片对应的电压采集端口上，还包括设置在电池安全阀外侧的安全阀传感器，安全阀传感器并联在基准电阻的两端，安全阀传感器包括由导体材料制成、且相互不导通的第一检测线和第二检测线，电池安全阀开阀时，电池内部液体接触第一检测线和第二检测线，将两者导通，使安全阀传感器短路。
作为优选，电压采集端口包括电池电压采集端口和分压采集端口，所述的电压采集线连接在对应的电压采集端口上，所述的分压采集线连接在分压采集端口上。
作为优选，采集芯片上设置有保护电阻，保护电阻上连接有开关，保护电阻和开关串联后连接在分压采集端口和对应的电池电压采集端口上。
作为优选，所述的电池设置有多节，并且多节电池之间相互并联，相邻的两个电池之间有一条电压采集线是公用的。
作为优选，安全阀传感器还包括由绝缘材料制成的基体，所述的第一检测线和第二检测线设置在基体上并被基体隔开，从而不导通。
作为优选，第一检测线和第二检测线作为安全阀传感器的两个接线端。
综上所述，本实用新型的有益效果是：通过在电池上设置安全阀传感器，并且安全阀传感器与温度传感器串联后连接在待检测的电池上，使得采集芯片对电压、温度进行采集的同时能对安全阀是否开启进行检测，从而更加全面的反映电池的工作状态。
附图说明
图1为现有技术中采集芯片的示意图。
图2为本申请的采集芯片的示意图。
图3为安全阀检测电路的示意图。
图4为安全阀检测传感器的示意图。
具体实施方式
如图1所示，现有技术中，电池管理系统采集芯片（AFE）实现了多通道电压采集和两线制温度采集。具体为C0，C1分别连接在第一节电池的正负极上，C1，C2分别连接在第二节电池的正负极上，依次类推，通过C0~C12实现12节电池的电压采集，并通过GPIO1和GPIO2与设置在电池上的NTC温度传感器连接，实现两通道温度采集，但这样的采集方式无法对每节电池分别进行温度采集。为此，申请人在中国发明专利申请CN115265646A中公开了一种多通道电压温度集合采集电路，在每节电池上安装NTC温度传感器，并且NTC温度传感器的一端与电池负极采集线共线，另外一端通过基准电阻与电池的正极相连，采集芯片采集到电池电压CC和NTC温度传感器、基准电阻分压CT，可计算NTC温度传感器的阻值，进而可知NTC温度传感器的测量温度值，实现了在采集每节电压信息的同时采集温度信息。
为了进一步增加对每节电池安全阀检测的功能，在上述采集芯片的基础上，增加安全阀传感器GTS-L，安全阀传感器设置在电池安全阀外侧，用于检测安全阀是否开启。
如图4所示，安全阀传感器包括基体21和设置在基体21底部的第一检测线22和第二检测线23，其中，基体21为绝缘材料，例如PCB板，第一检测线22和第二检测线23为导体材料，例如铜箔，第一检测线22和第二检测线23被基体21隔开从而不导通，并且第一检测线22和第二检测线23作为安全阀传感器的两个接线端。
安全阀传感器的原理如下：当电池安全阀处于关闭状态时，安全阀传感器上的第一检测线22和第二检测线23之间不导通，因此安全阀传感器两端的电阻为无穷大；当电池安全阀开启时，电池内部的气体将携带着电解液从安全阀中喷出，进而电解液将附着在基体21的底部，从而将第一检测线22和第二检测线23连接在一起，由于电解液为导体，因此第一检测线22和第二检测线23被导通，安全阀传感器两端的电阻接近零，通过检测安全阀传感器两端的电位差和/或电流变化，即可获知安全阀是否开启。
具体的电路结构如图2和图3所示，以第一节电池B1举例，温度传感器T1（热敏电阻，优选为NTC温度传感器）和基准电阻RF1串联后连接在电池B1的正负极上，从而电池B1、温度传感器T1和基准电阻RF1构成一个回路，电池B1的正负极上还分别设置有一条电压采集线，电压采集线的端部与采集芯片的电压采集端口连接（例如CC0和CC1，也称电池电压采集端口），基准电阻RF1的下端设置有分压采集线，分压采集线的端部与采集芯片的电压采集端口（例如CT1，也称分压采集端口）连接。此外，安全阀传感器GTS-L并联在基准电阻RF1的两端。
具体的，如图3所示，安全阀传感器GTS-L的上端与电池B1的正极连接，安全阀传感器GTS-L的下端与温度传感器T1的上端连接，温度传感器T1的下端与电池B1的下端连接，从而电池B1、温度传感器T1和安全阀传感器GTS-L构成一个回路。
采集芯片工作时，采集CC0和CC1之间的电位差就能得知电池B1的电压；采集CC0和CT1之间的分压或者采集CT1和CC1之间的分压就能获知温度传感器T1的电阻，从而得知电池B1的温度；当电池安全阀开阀后，安全阀传感器GTS-L两端阻值接近零，从而将基准电阻RF1短路，使得CC0和CT1之间的电压等于或接近CC0和CC1之间的电压，从而判断电池安全阀是否开启。
如图3所示，为了进一步排出由于温度传感器T1开路而导致CT1和CC1电位相等的情况，可以在采集芯片的内部设置保护电阻Rh1，保护电阻Rh1的阻值优选为M欧级，并在保护电阻Rh1上连接开关ST1，保护电阻Rh1和连接开关ST1串联后连接在CC0和CT1上。使用时，当检测到CT1的电位接近或等于CC1时，则闭合开关ST1，继续检测CT1的电位，若电位不变化，则说明安全阀传感器GTS-L短路，即电池安全阀开阀；若电位减小，则说明温度传感器T1开路。
如图2所示，当多节电池串联使用时，每节电池上均设置有温度传感器和安全阀传感器，并且按照上述电路结构连接，从而能对每节电池进行电压、温度和安全阀进行检测。为了减少接线的数量，相邻两节电池之间可以共用一条电压采集线。
综上所述，本实用新型的有益效果是：通过在电池安全阀的外侧设置安全阀传感器，并且安全阀传感器与温度传感器串联后连接在待检测的电池上，使得采集芯片对电压、温度进行采集的同时能对安全阀是否开启进行检测，从而更加全面的反映电池的工作状态。
以上为对本实用新型实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种安全阀与温度检测电路，包括电池和设置在电池上的温度传感器，温度传感器为热敏电阻，温度传感器上串联有基准电阻，电池、温度传感器和基准电阻构成一个回路，电池的正负极上分别设置有电压采集线，基准电阻和温度传感器之间设置有分压采集线，所述的电压采集线和分压采集线分别连接在采集芯片对应的电压采集端口上，其特征在于，还包括设置在电池安全阀外侧的安全阀传感器，安全阀传感器并联在基准电阻的两端，安全阀传感器包括由导体材料制成、且相互不导通的第一检测线和第二检测线，电池安全阀开阀时，电池内部液体接触第一检测线和第二检测线，将两者导通，使安全阀传感器短路。
2.根据权利要求1所述的安全阀与温度检测电路，其特征在于，电压采集端口包括电池电压采集端口和分压采集端口，所述的电压采集线连接在对应的电池电压采集端口上，所述的分压采集线连接在分压采集端口上。
3.根据权利要求2所述的安全阀与温度检测电路，其特征在于，采集芯片上设置有保护电阻，保护电阻上连接有开关，保护电阻和开关串联后连接在分压采集端口和对应的电池电压采集端口上。
4.根据权利要求2所述的安全阀与温度检测电路，其特征在于，所述的电池设置有多节，并且多节电池之间相互并联，相邻的两个电池之间有一条电压采集线是公用的。
5.根据权利要求1所述的安全阀与温度检测电路，其特征在于，安全阀传感器还包括由绝缘材料制成的基体，所述的第一检测线和第二检测线设置在基体上并被基体隔开，从而不导通。
6.根据权利要求1所述的安全阀与温度检测电路，其特征在于，第一检测线和第二检测线作为安全阀传感器的两个接线端。
Priority Applications (1)
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| CN202223410004.6U CN219203253U (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种电池安全阀与温度检测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN219203253U true CN219203253U (zh) | 2023-06-16 |
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ID=86725198
Family Applications (1)
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| CN202223410004.6U Active CN219203253U (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种电池安全阀与温度检测电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN219203253U (zh) |
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2022
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