CN219303750U - 电池单体、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池包和车辆，所述电池单体包括：电芯，所述电芯包括相对的端盖、底面、以及连接所述端盖和所述底面的侧面；测温组件，所述测温组件包括一个或多个温度采集件，所述温度采集件中的至少一者设置于所述电芯的所述侧面，使温度采集件所感测的温度为电芯侧面的温度，因为电芯侧面的温度变化与电芯整体的温度变化情况一致，所以，测温组件所采集的温度信息能准确电芯本身的真实温度，使温度采集误差减小，可以准确判断电芯温度是否在安全温度范围，判断动力电池是否存在安全隐患。

Description

电池单体、电池包和车辆

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池单体、电池包和车辆。

背景技术

随着动力电池的不断发展，动力电池的应用场景也是越来越多；很多动力电池都引入BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)进行管理，以提高电池的安全可靠性、电池能量利用率，以及延长电池寿命。其中，其中电池的温度信息的监控对动力电池的安全性起着很重要的作用，因此对动力电池的温度的监控至关重要。

现有的动力电池监测温度的方式通常是将温度传感器布置在汇流排以采集动力电池的电芯温度。但是上述的监测温度的方式中由于汇流排的温度无法正确的体现电芯的温度，导致采集到的温度信息无法准确反映电芯的真实温度，无法准确判断动力电池内电芯的温度，从而造成动力电池在使用过程中存在安全隐患的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池包和车辆，可以采集电芯在各种工况下的真实温度信息，能够准确判断动力电池是否存在安全隐患。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：电芯，所述电芯包括相对的端盖、底面、以及连接所述端盖和所述底面的侧面，所述端盖和底面相对设置；测温组件，所述测温组件包括一个或多个温度采集件，多个所述温度采集件中的至少一者设置于所述电芯的所述侧面，所述测温组件能够测量所述电芯的温度信息。

本申请实施例的技术方案中，将至少一个温度采集件设置在电芯的侧面，使温度采集件所感测的温度为电芯侧面的温度，因为电芯侧面的温度变化与电芯整体的温度变化情况一致，所以，测温组件所采集的温度信息能准确反应出电芯本身的真实温度，使温度采集误差减小，可以准确判断电芯温度是否在安全温度范围，判断动力电池是否存在安全隐患。

在一些实施例中，多个所述温度采集件贴合于所述侧面，或者，所述侧面以及底面均贴合有所述温度采集件，或者，所述侧面以及所述端盖均贴合有所述温度采集件，或者，所述侧面、所述端盖以及底面均贴合有所述温度采集件。通过使温度采集件与电芯贴合，并将温度采集件一部分设置在电芯的侧面，使得温度采集件可以直接测量到电芯本身的真实温度。

在一些实施例中，所述侧面包括相交设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积大于或等于所述第二表面的面积，所述测温组件设置于所述第一表面。通过将测温组件设置在电芯的面积较大的侧面以便于测温组件的安装。

在一些实施例中，多个所述温度采集件在所述端盖至底面的方向上间隔开地设置在所述侧面上。

在一些实施例中，多个所述温度采集件中的至少一者靠近所述端盖设置，多个所述温度采集件中的至少另一者靠近所述底面设置。通过在电芯的侧面靠近端盖和底面的部分分别设置有温度采集件，使得温度采集件所测量的温度更加全面，可以更加全面准确地反应各种工况下电芯的真实温度。

第二方面，本申请提供了一种电池包，其包括上述实施例中的电池单体。

在一些实施例中，所述电池包包括多个所述电池单体至少沿所述电芯的长度方向、所述电芯的宽度方向和所述电芯的高度方向中的一者呈堆叠排布设置以形成电池堆叠体，，位于多个所述电芯的侧面的所述温度采集件均设置在所述电池堆叠体的同一侧面上。通过设置多个电池单体，以满足不同的使用电力需求。

在一些实施例中，还包括导热组件，所述导热组件设置于所述电池堆叠体的至少一个侧面。通过在电池堆叠体的侧面设置导热组件以保证电池单体处于适宜的温度工作范围。

在一些实施例中，所述导热组件包括水冷板，所述水冷板与所述温度采集件在电芯的高度方向上间隔设置在所述电池堆叠体的至少一个侧面上。通过使水冷板电芯的高度方向上与所述温度采集件间隔设置，使得电池单体能够快速散热的同时不影响对电芯温度的测量。

第三方面，本申请提供了一种车辆，其包括电池包，为上述实施例中的电池包；采集模块，能够采集所述侧面的所述温度采集件的温度信息；控制模块，根据作业场景和不同的所述温度信息调节所述电池包的工作参数。

在一些实施例中，多个所述温度采集件中的至少一者靠近所述端盖设置，多个所述温度采集件中的至少另一者靠近所述底面设置；靠近所述端盖的所述温度采集件通过第一电路连接至所述采集模块，靠近所述底面的所述温度采集件通过第二电路连接至所述采集模块。使采集模块与不同区域的温度采集件通过不同的电路连接来采集不同区域温度采集件的温度信息，以使控制模块可以在不同作业场景以不同区域温度采集件的温度信息调节电池包的工作参数。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例的电池单体的结构示意图；

图2位本申请一实施例的电池包的结构示意图；

图3为本申请又一实施例的电池包的结构示意图；

图4为本申请一实施例的车辆的示意图。

附图标记：

电池单体10；电芯11；测温组件12；导热组件21；车辆30；

端盖111；侧面112；第一表面1121；第二表面1122；底面113；温度采集件121；水冷板211

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增，动力电池的安全性也越来越重要，而电池包的温度过高，不仅会影响自身的使用寿命，还可能会引起着火甚至是爆炸等事故，因此对电池包的温度的监控至关重要。

申请人发现，现有的电池包监测温度的方式通常是将温度传感器布置在汇流排上，通过采集电芯传递至汇流排上的温度反映内部的温度场分布。但是，当电芯进行大功率充放电时，大电流会快速产生较大热量，而由于汇流排的比热容较小，导致汇流排的温度迅速升高，但是，电芯的比热容较大，其温度升高速度较慢，并且电芯通常设置有底部冷却装置，能够将产生的热量带走，所以现有的将温度传感器设置在汇流排的方案存在温度采集误差较大而无法准确反映电芯的真实温度的问题，可能造成无法准确判断电池是否在安全温度范围工作而导致发生安全事故。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电池单体的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。

为了更好地理解本申请，下面结合图1-3对本申请实施例进行描述。

参见图1,图1为本申请一实施例提供的一种电池单体10的示意图。电池单体10包括电芯11和测温组件12。电芯11包括端盖111、底面113、以及连接端盖111和底面113的侧面112，端盖111和底面113相对设置；测温组件12，测温组件12包括一个或者多个温度采集件121。如测温组件12包括多个温度采集件121时，多个温度采集件121中的至少一者设置在电芯11的侧面112上。通过至少一个温度采集件121设置在电芯11的侧面112，使温度采集件121所感测的温度为电芯11的侧面112的温度，因为电芯11的侧面112的温度变化与电芯11整体的温度变化情况一致，所以，测温组件12所采集的温度信息能准确电芯11本身的真实温度，使温度采集误差减小，可以准确判断电芯11温度是否在安全温度范围，判断动力电池是否存在安全隐患。

在电池单体10中，多个温度采集件121可以全部设置于电芯11的侧面112，并且使温度采集件121与侧面112贴合；也可以在电芯11的侧面112和底面113均贴合设置有温度采集件121，或者，在电芯11的侧面112和端盖111均贴合设置有温度采集件121；还可以在电芯11的侧面112、端盖111以及底面113均设置有温度采集件121。通过使各部分温度采集件121与电芯11的对应部分相贴合，并使温度采集件121至少一者设置在电芯11的侧面112，使得温度采集件121可以直接测量到电芯11本身的真实温度。

其中，电芯11的侧面112包括相交设置的第一表面1121和第二表面1122，第一表面1121的面积大于等于第二表面1122的面积。为便于测温组件12的安装，将测温组件12设置在第一表面1121。

在一些实施例中，多个温度采集件121在端盖111至底面113的方向上间隔开地设置在侧面112上。可选地，多个温度采集件121中的至少一者靠近端盖111设置，多个温度采集件121中的至少另一者靠近底面113设置。通过在电芯11的侧面112靠近端盖111和底面113的部分分别设置有温度采集件121，使得温度采集件121能够测量的温度更加全面，能够更加准确地反应电芯11在各种工况下地真实温度。

温度采集件121能够测量电芯11的温度信息。示例性地，温度采集件121可以是温度传感器，具体可以是热敏电阻传感器，如NTC热敏电阻传感器。例如，NTC热敏电阻传感器通过利用其电阻值随温度升高而降低的特性测量电芯11的温度，将电芯11的温度转换为了与之对应的温度模拟信号。

参见图2，图2是本申请一实施例提供的一种电池包的示意图。电池包包括上述实施例中的电池单体10。

在一些实施例中，为满足不同的使用电力需求，将多个电池单体10至少沿电芯11的长度方向(如图2中所示的第一方向)、电芯11的宽度方向(如图2中所示的第二方向)和所芯的高度方向(如图2中所示的第三方向)中的一者呈堆叠排布设置以形成电池堆叠体电池，位于多个电芯11的侧面112的温度采集件121均设置在该电池堆叠体的同一侧面上。

在一些实施例中，电池包还可以包括导热组件21，导热组件21设置于电池堆叠体的至少一个侧面。通过在电池堆叠体的侧面上设置导热组件21以保证电池单体处于适宜的温度工作范围。

参见图3所示，图3是本申请又一实施例提供的电池包示意图。导热组件21可以包括水冷板211，水冷板211在电芯11的高度方向上与温度采集件121间隔设置在电池堆叠体的至少一个侧面上。通过将使水冷板211在电芯11的高度方向上与温度采集件121间隔设置在电池堆叠体的至少一个侧面上，以保证在使电池单体快速散热的同时不影响测温组件12测量电芯11的温度。

参见图4所示，图4是本申请一实施例提供的一种车辆30的示意图，车辆30包括上述实施例中的电池包20、采集模块(图中未示出)以及控制模块(图中未示出)。采集模块能够采集侧面112的温度采集件121的温度信息。控制模块能够根据作业场景和不同的温度信息调节电池包的工作参数。

其中，靠近端盖111的温度采集件121通过第一电路连接至对应的采集模块，靠近底面113的温度采集件121通过第二电路连接至对应的采集模块。采集模块通过与每个电池单体自身对应的分别设置在靠近端盖111和靠近底面113的温度采集件121分别连接，使设置在靠近端盖111和靠近底面113的温度采集件121所测量的温度信息能够被采集模块分别采集。

其中，采集模块具体可以是低压采样系统，控制模块可以是电池管理单元。

下面，分别以第一工作状态和第二工作状态为例，详细介绍车辆的根据作业场景和不同温度信息调节电池包工作参数的过程。

当处于第一工作状态时，例如电池包在进行高倍率放电时，设置在电芯11的侧面112靠近端盖111处的温度采集件121测量电芯侧面靠近端盖111部分的温度，并将该温度转换为对应的温度模拟信号；设置在电芯11的侧面112靠近底面113处的温度采集件121测量电芯侧面的靠近底面113部分的温度值，并将该温度值转换为对应的温度模拟信号；采集模块通过第一电路获取靠近端盖111的温度采集件121的温度模拟信号，通过第二电路获取靠近底面113的温度采集件121的温度模拟信号，并将靠近端盖111的温度采集件121和靠近底面113的温度采集件121的温度模拟信号传递至控制模块；控制模块将上述温度模拟信号转换为对应的温度数字信号，从而获得对应的温度数据，控制模块依据靠近端盖111的温度采集件121的温度数据判断电池包的安全边界。

当处于第二工作状态时，例如电池包低温加热时，设置在电芯11的侧面112靠近端盖111处的温度采集件121测量电芯侧面的靠近端盖111部分的温度，并将该温度转换为对应的温度模拟信号；设置在电芯11的侧面112靠近底面113处的温度采集件121测量电芯侧面的靠近底面113部分的温度值，并将该温度值转换为对应的温度模拟信号；采集模块通过第一电路获取设置在靠近端盖111的温度采集件121的温度模拟信号，通过第二电路获取设置在靠近底面113的温度采集件121的温度模拟信号，并将靠近端盖111的温度采集件121和靠近底面113的温度采集件121的温度模拟信号传递至控制模块；控制模块将上述温度模拟信号转换为对应的温度数字信号，从而获得对应的温度数据，控制模块依据靠近底面113的温度采集件121的温度数据判断电池包的安全边界。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”和“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯包括端盖、底面、以及连接所述端盖和所述底面的侧面，所述端盖和底面相对设置；

测温组件，所述测温组件包括多个温度采集件，多个所述温度采集件在所述端盖至底面的方向上间隔开地设置在所述侧面上，所述测温组件能够测量所述电芯的温度信息。

2.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于，多个所述温度采集件贴合于所述侧面，或者，侧面以及底面均贴合有所述温度采集件，或者所述侧面以及所述端盖均贴合有所述温度采集件，或者，所述侧面、所述端盖以及底面均贴合有所述温度采集件。

3.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述侧面包括相交设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积大于或等于所述第二表面的面积，所述测温组件设置于所述第一表面。

4.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于，多个所述温度采集件中的至少一者靠近所述端盖设置，多个所述温度采集件中的至少另一者靠近所述底面设置。

5.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的电池单体。

6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括多个所述电池单体，多个所述电池单体至少沿所述电芯的长度方向、所述电芯的宽度方向和所述电芯的高度方向中的一者呈堆叠排布设置以形成电池堆叠体，位于多个所述电芯的侧面的所述温度采集件均设置在所述电池堆叠体的同一侧面上。

7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，还包括导热组件，所述导热组件设置于所述电池堆叠体的至少一个侧面。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述导热组件包括水冷板，所述水冷板与所述温度采集件在电芯的高度方向上间隔设置在所述电池堆叠体的至少一个侧面上。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

电池包，为如权利要求5-8中任一项所述的电池包；

采集模块，能够采集所述侧面的所述温度采集件的温度信息；

控制模块，根据作业场景和不同的所述温度信息调节所述电池包的工作参数。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，多个所述温度采集件中的至少一者靠近所述端盖设置，多个所述温度采集件中的至少另一者靠近所述底面设置；

靠近端盖的所述温度采集件通过第一电路连接至所述采集模块，靠近底面的所述温度采集件通过第二电路连接至所述采集模块。

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