CN219497889U - 电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池及用电设备，其中，电池包括外壳、电芯、填充件、采样组件和通信件，外壳具有容纳腔；电芯容置于容纳腔；填充件填充在容纳腔，并填满电芯与外壳之间的间隙，填充件用于传递电芯的工作参数；采样组件容置于容纳腔，采样组件位于填充件和外壳之间，采样组件与填充件接触，用于检测填充件传递的工作参数；通信件与采样组件电连接，用于向控制件发送工作参数，以使控制件根据工作参数判断电芯的热失控状态，通过使电池及用电设备满足上述结构，有利于采样装置及时检测到电芯的热失控问题。

Description

电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池及用电设备。

背景技术

刀片电池具有较长且轻薄的结构，其内部结构通常为多节长方体形状的软包电芯首尾相连组成，也即多个软包电芯面积较小的侧面相对连接，从而最终形成长且薄的长方体外形的刀片电池。由于刀片电池的内部空间有限，电池的温度传感器通常只能布置于电池的末端位置，当远离温度传感器位置的电芯发生热失控时，热失控电芯发热产生的温度传递路径较长，且温度在传递过程中容易被其它电芯、结构件等吸收，使得温度传感器无法及时获取热失控的信息，可能产生热失控误报或迟报的问题，存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池及用电设备，解决无法及时检测电芯发生热失控的问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种电池，包括：外壳，具有容纳腔；电芯，容置于所述容纳腔；填充件，填充在所述容纳腔，并填满所述电芯与所述外壳之间的间隙，所述填充件用于传递所述电芯的工作参数，所述工作参数至少包括表征所述电芯的膨胀程度的膨胀参数；采样组件，容置于所述容纳腔，所述采样组件位于所述填充件与所述外壳之间，所述采样组件与所述填充件接触，用于检测所述填充件传递的所述工作参数，所述采样组件至少包括膨胀传感器，所述膨胀传感器检测所述膨胀参数；通信件，与所述采样组件电连接，用于向控制件发送所述工作参数，以使所述控制件根据所述工作参数判断所述电芯的热失控状态。

一种实施方式中，所述外壳包括容纳壳及顶盖，所述容纳壳围合所述容纳腔，所述顶盖设置于所述容纳壳的开口处以封闭所述容纳腔；所述采样组件设置于所述顶盖的内壁上。

一种实施方式中，所述顶盖上开设注液孔，所述填充件自所述注液孔进入所述容纳腔内后由流动状态转化为固化状态。

一种实施方式中，所述填充件为有机硅灌封胶。

一种实施方式中，所述填充件的材质为导热材质，以使所述填充件将所述电芯的热量传递至所述外壳而散热。

一种实施方式中，所述工作参数包括所述电芯的温度，所述采样组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述填充件传递的温度，以使所述控制件根据所述膨胀参数和所述温度判断所述电芯的热失控状态。

一种实施方式中，所述膨胀传感器至少包括压力传感器，所述膨胀参数至少包括所述电芯膨胀后挤压所述填充件产生的压力，所述压力传感器用于检测所述压力。

一种实施方式中，所述膨胀传感器至少包括位移传感器，所述膨胀参数至少包括所述电芯膨胀后挤压所述填充件使所述填充件产生的位移，所述位移传感器用于检测所述位移。

一种实施方式中，所述外壳包括容纳壳及顶盖，所述容纳壳围合所述容纳腔，所述顶盖设置于所述容纳壳的开口处以封闭所述容纳腔，所述容纳壳包括相连的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板的面积大于所述第二侧板的面积；所述采样组件包括支架和多个传感器，多个所述传感器设置在所述支架上，所述支架设置于所述第二侧板的内壁上。

第二方面，本申请还提供了一种用电设备，包括控制件和如第一方面任一实施方式所述的电池，所述控制件与所述通信件电连接，所述通信件用于向所述控制件发送所述工作参数，以使所述控制件根据所述工作参数判断所述电芯的热失控状态。

本实用新型提供的电池中，外壳围合形成容纳腔，电芯容置于容纳腔，填充件填充在容纳腔，且填满电芯与外壳之间的间隙，即填充件与电芯接触，采样组件容置于容纳腔，采样组件位于填充件和外壳之间，且采样组件与填充件接触，即采样组件通过填充件与电芯间接接触，填充件用于传递电芯的工作参数，采样组件用于检测填充件传递的工作参数，工作参数至少包括表征电芯的膨胀程度的膨胀参数，采样组件至少包括膨胀传感器，膨胀传感器检测该膨胀参数，通信件与采样组件电连接，用于及时向控制件发送工作参数，当电芯发生热失控时，电芯的工作参数发生改变，填充件对电芯工作参数的改变较为敏感，可以快速将电芯的工作参数传递至采样组件，采样组件对填充件传递的工作参数进行检测，并实时通过通信件向控制件发送，控制件根据工作参数判断电芯的热失控状态，即可实现对电芯发生热失控的及时检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1是一种实施方式的电池的内部结构示意图；

图2是一种实施方式的电芯和采样组件的结构示意图；

图3是一种实施方式的电池的结构示意图；

图4是一种实施方式的电池的系统示意图。

附图标记说明：

10-采样组件，20-外壳，30-电芯，40-填充件，50-通信件，60-控制件；

11-压力传感器，12-位移传感器，13-温度传感器，14-支架；

21-容纳腔，22-注液孔，23-容纳壳，231-第一侧板，232-第二侧板，24-顶盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种电池，请参阅图1，该电池包括外壳20、电芯30、填充件40、采样组件10和通信件50，外壳20围合形成容纳腔21，电芯30、填充件40和采样组件10均容置于容纳腔21内，填充件40填充在容纳腔21，并填满电芯30与外壳20之间的间隙，采样组件10位于填充件40与外壳20之间，采样组件10与填充件40接触，使得采样组件10与电芯30间接接触。

当电芯30发生热失控时，电芯30的工作参数发生改变，工作参数包括但不限于电芯30的膨胀参数和电芯30的温度，且工作参数至少包括膨胀参数，电芯30的膨胀参数用于表征电芯30的膨胀程度，与之对应，采样组件10至少包括膨胀传感器，膨胀传感器用于检测膨胀参数。

填充件40对电芯30工作参数的改变较为敏感，可以根据电芯30的工作参数的改变及时做出相应的改变，以实现对电芯30的工作参数的传递，采样组件10通过检测填充件40做出的相应的改变，可以间接检测出电芯30的工作参数，以实现对电芯30的工作参数的实时检测，同时，采样组件10的设置方式较为简单、成本较低，适用性较强。

通信件50与采样组件10电连接，采样组件10向通信件50发送工作参数，通信件50再将接收到的工作参数向控制件60发送，控制件60根据工作参数判断电芯的热失控状态，以实现对电芯30的工作参数的实时监控，通信件50可以设置在容纳腔21内，也可以设置在外壳20的外侧，可选的，通信件50与外壳20连接固定。

可选的，外壳20为强度和刚度较高的材料制成，或者外壳20采用成型后可以加工硬化的材料，避免电芯30的工作参数发生变化时，外壳20受影响变形，导致填充件40无法较好的传递工作参数。

通过使电池包括外壳20、电芯30、填充件40、采样组件10和通信件50，外壳20围合形成容纳腔21，电芯30、填充件40和采样组件10均容置于容纳腔21，填充件40填充在容纳腔21，且填满电芯30与外壳20之间的间隙，采样组件10位于填充件40和外壳20之间，采样组件10与填充件40接触，使得采样组件10通过填充件40与电芯30间接接触，填充件40用于传递电芯30的工作参数，采样组件10用于检测填充件40传递的工作参数，工作参数至少包括表征电芯30的膨胀程度的膨胀参数，采样组件10至少包括膨胀传感器，膨胀传感器检测该膨胀参数，通信件50与采样组件10电连接，用于及时向外发送工作参数，当电芯30发生热失控时，电芯30的工作参数发生改变，填充件40对电芯30工作参数的改变较为敏感，可以快速将电芯30的工作参数传递至采样组件10，采样组件10对填充件40传递的工作参数进行检测，并实时通过通信件50向控制件60发送，控制件60根据工作参数判断电芯30的热失控状态，即可实现对电芯30发生热失控的及时检测。

一种实施方式中，请参阅图1和图3，外壳20包括容纳壳23及顶盖24，容纳壳23围合容纳腔21，顶盖24设置于容纳壳23的开口处以封闭容纳腔21，采样组件10设置于顶盖24的内壁上。

可选的，电芯30的数量为多个，多个电芯30首尾依次连接，顶盖24位于多个电芯30的延伸方向上的两端，容纳壳23围绕多个电芯30的侧面设置，容纳壳23的两端均具有开口，两个顶盖24相对设置，分别封闭容纳壳23两端的开口，采样组件10设置于单个顶盖24的内壁上，无需在每个电芯30处均设置对应的采样组件10。

通过使外壳20包括容纳壳23及顶盖24，容纳壳23围合容纳腔21，顶盖24设置于容纳壳23的开口处以封闭容纳腔21，采样组件10设置于顶盖24的内壁上，使得采样组件10位于电芯30的端部，有利于充分利用电芯30的端部空间，节约电池的内部空间，还便于对采样组件10进行安装和维护，同时，避免了存在多个电芯30时，需要在每个电芯30的对应位置设置采样组件10，降低了生产成本。

一种实施方式中，请参阅图1、图2和图3，通信件50设置在顶盖24上，且通信件50与采样组件10位于同一顶盖24处。

可选的，外壳20包括相背的两个顶盖24，采样组件10和通信件50位于同一顶盖24处，其中，采样组件10容置于容纳腔21，设置于顶盖24的内壁上；顶盖24设有贯穿顶盖24的通孔，通信件50穿过该通孔，使得通信件50部分位于顶盖24的内侧，部分位于顶盖24的外侧，通信件50与顶盖24的内壁固定，采样组件10和通信件50可以采用有线电连接，也可以采用无限电连接。

通过使通信件50设置在顶盖24上，且通信件50与采样组件10位于同一顶盖24处，有利于充分利用电芯30的端部空间来设置采样组件10和通信件50，节约电池的内部空间，且采样组件10和通信件50之间的间隔距离较近，便于简化采样组件10和通信件50之间的电连接结构，同时，采样组件10和通信件50位于电芯30的端部，有利于采样组件10和通信件50的安装和维护。

一种实施方式中，请参阅图1和图3，顶盖24上开设注液孔22，填充件40自注液孔22处注入容纳腔21。

注入容纳腔21之前的填充件40具有流动性，填充件40自注液孔22进入容纳腔21内后由流动状态转化为固化状态，可选的，填充件40在室温条件下处于固化状态，在高于室温的条件下，随着温度的增加填充件40的流动性增加，使填充件40在较高温度的流动状态下自注液孔22注入容纳腔21，并在注入容纳腔21后降温固化。

可选的，注液孔22设置在顶盖24上，且注液孔22与采样组件10位于同一顶盖24处。

电芯30与外壳20之间的空间和不同的电芯30之间的空间均较小，通过使顶盖24上开设注液孔22，填充件40以流动状态自注液孔22进入容纳腔21内，有利于填充件40充分填充电池内部的空隙，较好的包裹电芯30，避免电芯30与填充件40之间存在空隙，降低填充件40对电芯30的工作参数的传递的准确性；填充件40在进入容纳腔21后由流动状态转化为固化状态，使得固化状态下的填充件40对电芯30的工作参数进行传递，相较于流动状态下的填充件40，固化状态下的填充件40受温度等外界因素的影响较小，有利于提升对工作参数传递的准确性。

一种实施方式中，请参阅图1，填充件40为有机硅灌封胶。

有机硅灌封胶在固化前具有良好的流动性，以流动状态自注液孔22注入容纳腔21后，有利于达到较好的装配性和内部填充效果；固化后的有机硅灌封胶具备一定的弹性，能够较好的感知压力和位移的变化，并对压力和位移进行准确的传递，同时，当发生碰撞时，有机硅灌封胶可以起到一定的缓冲作用，保护电池的内部结构；有机硅灌封胶导热性能较好，能够实现对温度的准确传递。

一种实施方式中，请参阅图1，填充件40的材质为导热材质。

填充件40的导热性能较好，不仅有利于实现对电芯30的温度变化的准确传递，还有利于填充件40将电芯30的热量传递至外壳20，使电芯30及时散热，提高电池的使用寿命。

一种实施方式中，请参阅图1和图4，工作参数包括电芯30的温度，填充件40具有导热性，采样组件10还包括温度传感器13，温度传感器13用于检测填充件40传递的温度。

当电芯30发生热失控，电芯30自身的温度会升高，由于填充件40填满电芯30与外壳20之间的间隙，填充件40与电芯30接触，填充件40具有较好的导热性，当电芯30的温度变化后，电芯30的温度会迅速的传递至填充件40，温度传感器13检测填充件40的温度，并将检测到的温度数据传递至通信件50，通信件50用于向控制件60发送温度数据，控制件60根据膨胀参数和温度判断电芯30的热失控状态，以实现对电芯30处温度的实时检测。

通过使工作参数包括电芯30的温度，填充件40具有导热性，采样组件10还包括温度传感器13，温度传感器13用于检测填充件40传递的温度，有利于采样组件10对填充件40传递的温度进行检测，实现对电芯30发生热失控的及时检测，同时，采用温度参数作为电芯30发生热失控的判断标准，检测较为方便直接，与膨胀参数结合判断准确率较高，解决了电芯30发生热失控报警出现误报、迟报的缺陷。

一种实施方式中，请参阅图1和图4，膨胀传感器至少包括压力传感器11，膨胀参数至少包括电芯30膨胀后挤压填充件40产生的压力，压力传感器11用于检测该压力。

当电芯30发生热失控，电芯30的内部会产生大量的气体，引发电芯30发生膨胀使自身的体积增大，由于填充件40填满电芯30与外壳20之间的间隙，膨胀后的电芯30将会挤压填充件40，填充件40具有一定的弹性，在受到电芯30的挤压后，会发生形变并产生压力，进而对电芯30膨胀后挤压填充件40产生的压力进行传递，压力传感器11检测该压力，并将检测到的压力数据传递至通信件50，通信件50用于向控制件60发送压力数据，以实现对电芯30处压力的实时检测。

通过使膨胀传感器至少包括压力传感器11，膨胀参数至少包括电芯30膨胀后挤压填充件40产生的压力，压力传感器11用于检测该压力，有利于采样组件10对填充件40受到的压力进行检测，实现对电芯30发生热失控的及时检测，同时，采用压力参数作为电芯30发生热失控的判断标准，检测较为方便直接，且判断准确率较高，解决了电芯30发生热失控报警出现误报、迟报的缺陷。

一种实施方式中，请参阅图1和图4，膨胀传感器至少包括位移传感器12，膨胀参数至少包括电芯30膨胀后挤压填充件40使填充件40产生的位移，位移传感器12用于检测该位移。

当电芯30发生热失控，电芯30的内部会产生大量的气体，引发电芯30发生膨胀使自身的体积增大，电芯30的表面发生一定的位移，由于填充件40填满电芯30与外壳20之间的间隙，膨胀后的电芯30将会挤压填充件40，填充件40在受到电芯30的挤压后，会被推动并发生一定的位移，进而对电芯30发热膨胀后产生的位移进行传递，位移传感器12检测填充件40的位移，并将检测到的位移数据传递至通信件50，通信件50用于向控制件60发送位移数据，以实现对电芯30处位移的实时检测。

通过使膨胀传感器至少包括位移传感器12，膨胀参数至少包括电芯30膨胀后挤压填充件40使填充件40产生的位移，位移传感器12用于检测该位移，有利于采样组件10对填充件40产生的位移进行检测，实现对电芯30发生热失控的及时检测，同时，采用位移参数作为电芯30发生热失控的判断标准，检测较为方便直接，且判断准确率较高，解决了电芯30发生热失控报警出现误报、迟报的缺陷。

一种实施方式中，请参阅图1、图2和图4，外壳包括容纳壳23及顶盖24，容纳壳23围合容纳腔，顶盖24设置于容纳壳23的开口处以封闭容纳腔，容纳壳23包括相连的第一侧板231和第二侧板232，第一侧板231的面积大于第二侧板232的面积。

采样组件10包括支架14和多个传感器，多个传感器设置在支架14上，支架14设置在14于第二侧板232的内壁上。

传感器包括但不限于压力传感器11、位移传感器12、温度传感器13。

外壳20包括两个顶盖24和四个侧板，四个侧板依次相连，且四个侧板均与两个顶盖24连接，侧板包括第一侧板231和第二侧板232，第一侧板231的面积大于第二侧板232的面积，支架14设置在第二侧板232，可以充分利用电芯30的侧面空间，节约电池的内部空间。

通过使外壳包括容纳壳23及顶盖24，容纳壳23围合容纳腔，顶盖24设置于容纳壳23的开口处以封闭容纳腔，容纳壳23包括相连的第一侧板231和第二侧板232，第一侧板231的面积大于第二侧板232的面积；采样组件10包括支架14和多个传感器，多个传感器设置在支架14上，支架14设置于第二侧板232的内壁上，有利于充分利用电芯30的侧面空间来设置采样组件10，节约电池的内部空间。

本申请还提供了一种用电设备，请参阅图1和图4，包括控制件60和上述任一实施方式所述的电池，控制件60与通信件50电连接，通信件50用于向控制件60发送工作参数，控制件60根据工作参数判断电芯30的热失控状态。

工作参数包括但不限于电芯30产生的压力、电芯30产生的位移、电芯30处的温度、电芯30处的电压，可选的，控制件60设置有与工作参数相对应的预设数值，当控制件60接收到通信件50发送的工作参数偏离预设数值时，控制件60判断电芯30发生热失控，以实现对电芯30发生热失控的报警策略，控制件60可以采用单独一项工作参数对电芯30的热失控进行判定，也可以采用多项工作参数的组合对热失控进行判定，以提升对电芯30热失控判定的准确性。

可以理解的是，本实施例中的用电设备具有上述实施例中的电池，因此，本实施例中的用电设备具有上述实施例中的电池所有的技术效果，由于上述实施例中已经对电池的技术效果进行了充分说明，此处不再赘述。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原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实用新型的限制。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型的权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

外壳，具有容纳腔；

电芯，容置于所述容纳腔；

填充件，填充在所述容纳腔，并填满所述电芯与所述外壳之间的间隙，所述填充件用于传递所述电芯的工作参数，所述工作参数至少包括表征所述电芯的膨胀程度的膨胀参数；

采样组件，容置于所述容纳腔，所述采样组件位于所述填充件与所述外壳之间，所述采样组件与所述填充件接触，用于检测所述填充件传递的所述工作参数，所述采样组件至少包括膨胀传感器，所述膨胀传感器检测所述膨胀参数；

通信件，与所述采样组件电连接，用于向控制件发送所述工作参数，以使所述控制件根据所述工作参数判断所述电芯的热失控状态。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述外壳包括容纳壳及顶盖，所述容纳壳围合所述容纳腔，所述顶盖设置于所述容纳壳的开口处以封闭所述容纳腔；

所述采样组件设置于所述顶盖的内壁上。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述顶盖上开设注液孔，所述填充件自所述注液孔进入所述容纳腔内后由流动状态转化为固化状态。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述填充件为有机硅灌封胶。

5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述填充件的材质为导热材质，以使所述填充件将所述电芯的热量传递至所述外壳而散热。

6.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述工作参数包括所述电芯的温度，所述采样组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述填充件传递的温度，以使所述控制件根据所述膨胀参数和所述温度判断所述电芯的热失控状态。

7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述膨胀传感器至少包括压力传感器，所述膨胀参数至少包括所述电芯膨胀后挤压所述填充件产生的压力，所述压力传感器用于检测所述压力。

8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述膨胀传感器至少包括位移传感器，所述膨胀参数至少包括所述电芯膨胀后挤压所述填充件使所述填充件产生的位移，所述位移传感器用于检测所述位移。

9.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述外壳包括容纳壳及顶盖，所述容纳壳围合所述容纳腔，所述顶盖设置于所述容纳壳的开口处以封闭所述容纳腔，所述容纳壳包括相连的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板的面积大于所述第二侧板的面积；

所述采样组件包括支架和多个传感器，多个所述传感器设置在所述支架上，所述支架设置于所述第二侧板的内壁上。

10.一种用电设备，其特征在于，包括控制件和如权利要求1至9任一项所述的电池，所述控制件与所述通信件电连接，所述通信件用于向所述控制件发送所述工作参数，以使所述控制件根据所述工作参数判断所述电芯的热失控状态。