CN219696530U - 一种电芯泄压阀开启检测装置及储能电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电芯泄压阀开启检测装置及储能电池包。它解决了现有无法准确监测到泄压阀是否已开启等技术问题。包括具有若干电芯体的电池包，电芯体上端具有泄压阀，电芯体上端设有位于泄压阀上方的断路检测电路，在电芯体上端和/或电芯体侧面设有电压温度压力监测组件，断路检测电路和电压温度压力监测组件均与电池管理系统相连，电池管理系统与消防设备相连。优点在于：该装置通过在泄压阀正上方布设断路检测电路，可实现泄压阀开启瞬间的状态监测，实时精准获悉泄压阀已开启的信息，并利用电池管理系统实现电池包内各电芯体的电压、温度和压力在泄压阀开启前后状态参数的监测，通过信息输送控制消防设备启动，以保证电芯体的安全。
Description
技术领域
本实用新型属于电池检测技术领域，具体涉及一种电芯泄压阀开启检测装置及储能电池包。
背景技术
电池在过充、内外部短路、加热等情况下，容易产生热失控，导致电池内部电解液分解，分解会产生大量气体，进而引起电池着火，甚至爆炸，为提高电池安全性，提高电池安全性，目前有不少针对电池热失控的研究，但是现有的研究大多都是研究电池热失控时产生的气体量多少以及气体成分，缺乏对检测电池系统在泄压阀开启前后的内部压力变化、温度变化、电压变化等方面的研究，难以为电池系统内部压力监控的优化设计提供参数。
为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种电池泄压阀开启压力检测装置及系统[202122089174.8]，包括有热失控激发模块、压力检测模块、电压检测模块、温度检测模块和控制模块；热失控激发模块用于激发电池，使得电池发生热失控；压力检测模块位于电池的泄压阀上方，压力检测模块用于检测电池热失控时的泄压阀开启压力；电压检测模块与电池电连接；温度检测模块与电池连接；控制模块分别与热失控模块、压力检测模块、电压检测模块和温度检测模块电连接。
上述方案在一定程度上解决了现有无法监测电芯泄压阀开启前后的参数变化，但是该方案依然存在着诸多不足，例如无法准确监测到泄压阀是否已开启等问题。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种电芯泄压阀开启检测装置。
本实用新型的另一个目的是针对上述问题，提供一种储能电池包。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种电芯泄压阀开启检测装置，包括具有若干电芯体的电池包，所述的电芯体上端具有泄压阀，所述的电芯体上端设有位于泄压阀上方的断路检测电路，在电芯体上端和/或电芯体侧面设有电压温度压力监测组件，所述的断路检测电路和电压温度压力监测组件均与电池管理系统相连，且所述的电池管理系统与消防设备相连。在电池包内的关键部位布设电压温度压力监测组件，可有效实现对泄压阀开启前后的状态进行监测，并配合断路检测电路直观可靠的获知泄压阀是否开启的状态信息，同时通过电池管理系统控制电池包内的消防设备开启，以防电池包发生起火或爆炸现象。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的电芯体上端一侧设有正极接口，另一侧设有负极接口，且所述的泄压阀设置在正极接口和负极接口之间。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的电芯体均与PCB板相连，且各个电芯体的正极接口和负极接口均与PCB板相连，在PCB板上设有位于泄压阀上方位置的开孔，且所述的断路检测电路设置在泄压阀正上方。泄压阀上方位置均保持无物遮挡，以方便泄压阀顺利开启，并且泄压阀位置均进行开孔处理，以便当发生热失控时泄压阀能正常开启，保证电池包的安全，即不起火、不爆炸。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的电压温度压力监测组件包括压力检测组件、电压采集组件和温度检测组件，且所述的压力检测组件、电压采集组件和温度检测组件均通过模数转换模块与电池管理系统相连。电池管理系统是电池与用户之间的纽带，主要监测对象是电池，目的是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，为了更好的监测电池的状态，对每节电芯体的电压、温度和内阻等参数进行实时监测，并实现均衡管理。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的电压采集组件包括设置在电芯体的正极接口一侧的电压采集点，所述的电压采集点与电池管理系统相连。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的压力检测组件包括设置在电芯体侧面的压力传感器，且所述的压力传感器与电池管理系统相连。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的温度检测组件包括设置在电芯体的负极接口一侧的温度传感器，所述的温度传感器与电池管理系统相连。压力检测组件、电压采集组件和温度检测组件被模数转换模块获取实时的压力、温度和电压参数，并输入到电池管理系统内。当电芯体即将发生热失控是，电压、温度和压力等参数将发生明显变化，可以采取实际措施如降功率、停机检修等来降低泄压阀开启的可能，确保电芯体后续仍能正常运行。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的断路检测电路通过信号输入模块与电池管理系统相连。在发生断路时电池管理系统将实时获取断路的位置和状态。当电芯体发生热失控时，断路检测电路被泄压阀开启的强大冲力而断开，断路检测电路将向电池管理系统发送信号，表明泄压阀以真实打开。
在上述的一种电芯泄压阀开启检测装置中，所述的电池管理系统通过信号输出模块与消防设备相连。电池管理系统检测到泄压阀开启后通过信号输出模块控制消防设备，以防电池包内发生起火或爆炸现象。其中，消防设备设置于电池包内，所述的消防设备为消防抑制管，所述的消防抑制管内具有七氟丙烷。当电芯体发生热失控后，电池管理系统接收到断路检测电路发送的泄压阀已开启的信号，则启动电池包内的消防设备，迅速扑灭明火或者从电池包内排挤处泄压阀释放出的可燃气体，使电池包不起火、不爆炸。
一种储能电池包，包含上述的一种电芯泄压阀开启检测装置。电芯体通过正极接口和负极接口串联构成了电池模组，若干个电池模组通过铜排组成电池包，若干个电池包通过电缆或铜排将将正极接口和负极接口串联构成一个电池簇系统。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
1.该装置通过在泄压阀正上方布设断路检测电路，可实现泄压阀开启瞬间的状态监测，实时精准获悉泄压阀已开启的信息，直观可靠。
2.该装置利用电压温度压力监测组件可监测电芯体自身和电芯体之间的压力、温度和电压等参数变化，可提前预警泄压阀开启状态，更安全。
3.该装置通过电池管理系统实现电池包内各电芯体的电压、温度和压力在泄压阀开启前后状态参数的监测，并通过信息输送控制消防设备启动，以保证电芯体的安全，即不起火、不爆炸。
附图说明
图1是本实用新型的检测部件布局示意图。
图2是本实用新型的检测工作原理示意图。
图3是本实用新型中泄压阀位置示意图。
图中：电池包1、电芯体2、正极接口21、负极接口22、PCB板23、开孔24、泄压阀3、断路检测电路4、电压温度压力监测组件5、压力检测组件51、压力传感器511、电压采集组件52、电压采集点521、温度检测组件53、温度传感器531、模数转换模块54、电池管理系统6、消防设备7、信号输入模块8、信号输出模块9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例1：
如图1-3所示，一种电芯泄压阀开启检测装置，包括具有若干电芯体2的电池包1，电芯体2上端具有泄压阀3，电芯体2上端设有位于泄压阀3上方的断路检测电路4，在电芯体2上端和/或电芯体2侧面设有电压温度压力监测组件5，断路检测电路4和电压温度压力监测组件5均与电池管理系统6相连，且电池管理系统6与消防设备7相连。在电池包1内的关键部位布设电压温度压力监测组件5，可有效实现对泄压阀3开启前后的状态进行监测，并配合断路检测电路4直观可靠的获知泄压阀3是否开启的状态信息，同时通过电池管理系统6控制电池包1内的消防设备7开启，以防电池包1发生起火或爆炸现象。
如图1所示，电芯体2上端一侧设有正极接口21，另一侧设有负极接口22，且泄压阀3设置在正极接口21和负极接口22之间。
如图3所示，电芯体2均与PCB板23相连，且各个电芯体2的正极接口21和负极接口22均与PCB板23相连，在PCB板23上设有位于泄压阀3上方位置的开孔24，且断路检测电路4设置在泄压阀3正上方。泄压阀3上方位置均保持无物遮挡，以方便泄压阀顺利开启，并且泄压阀3位置均进行开孔24处理，以便当发生热失控时泄压阀3能正常开启，保证电池包1的安全，即不起火、不爆炸。
结合图1和图2所示，电压温度压力监测组件5包括压力检测组件51、电压采集组件52和温度检测组件53，且压力检测组件51、电压采集组件52和温度检测组件53均通过模数转换模块54与电池管理系统6相连。电池管理系统6是电池与用户之间的纽带，主要监测对象是电池，目的是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，为了更好的监测电池的状态，对每节电芯体2的电压、温度和内阻等参数进行实时监测，并实现均衡管理。
其中，电压采集组件52包括设置在电芯体2的正极接口21一侧的电压采集点521，电压采集点521与电池管理系统6相连。
进一步地，压力检测组件51包括设置在电芯体2侧面的压力传感器511，且压力传感器511与电池管理系统6相连。
更进一步地，温度检测组件53包括设置在电芯体2的负极接口22一侧的温度传感器531，温度传感器531与电池管理系统6相连。压力检测组件51、电压采集组件52和温度检测组件53被模数转换模块54获取实时的压力、温度和电压参数，并输入到电池管理系统6内。当电芯体2即将发生热失控是，电压、温度和压力等参数将发生明显变化，可以采取实际措施如降功率、停机检修等来降低泄压阀3开启的可能，确保电芯体2后续仍能正常运行。
具体来说，断路检测电路4通过信号输入模块8与电池管理系统6相连。在发生断路时电池管理系统6将实时获取断路的位置和状态。当电芯体2发生热失控时，断路检测电路4被泄压阀3开启的强大冲力而断开，断路检测电路4将向电池管理系统6发送信号，表明泄压阀3以真实打开。
优选地，电池管理系统6通过信号输出模块9与消防设备7相连。电池管理系统6检测到泄压阀3开启后通过信号输出模块9控制消防设备7，以防电池包1内发生起火或爆炸现象。
其中，消防设备7设置于电池包1内，消防设备7为消防抑制管，消防抑制管内具有七氟丙烷。当电芯体2发生热失控后，电池管理系统6接收到断路检测电路4发送的泄压阀3已开启的信号，则启动电池包1内的消防设备7，迅速扑灭明火或者从电池包1内排挤处泄压阀3释放出的可燃气体，使电池包1不起火、不爆炸。
实施例2：
本实施例提供一种储能电池包，包含上述的一种电芯泄压阀开启检测装置。电芯体2通过正极接口21和负极接口22串联构成了电池模组，若干个电池模组通过铜排组成电池包1，若干个电池包1通过电缆或铜排将将正极接口21和负极接口22串联构成一个电池簇系统。
本实用新型的原理在于：
通过在电芯体2侧面布设压力传感器511，在泄压阀3的两端布设温度传感器531和电压采集点521，并通过模式转换模块54输入到电池管理系统6中，对泄压阀的开启前后进行监测，以实现对泄压阀状态的实时监测，在泄压阀3正上方位置布设断路检测电路4，可实现泄压阀3开启瞬间的状态监测，实时精准获悉泄压阀3是否已开启的信息，同时通过消防设备7以保证电芯体2的安全。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电池包1、电芯体2、正极接口21、负极接口22、PCB板23、开孔24、泄压阀3、断路检测电路4、电压温度压力监测组件5、压力检测组件51、压力传感器511、电压采集组件52、电压采集点521、温度检测组件53、温度传感器531、模数转换模块54、电池管理系统6、消防设备7、信号输入模块8、信号输出模块9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (10)
1.一种电芯泄压阀开启检测装置，包括具有若干电芯体(2)的电池包(1)，所述的电芯体(2)上端具有泄压阀(3)，其特征在于，所述的电芯体(2)上端设有位于泄压阀(3)上方的断路检测电路(4)，在电芯体(2)上端和/或电芯体(2)侧面设有电压温度压力监测组件(5)，所述的断路检测电路(4)和电压温度压力监测组件(5)均与电池管理系统(6)相连，且所述的电池管理系统(6)与消防设备(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的电芯体(2)上端一侧设有正极接口(21)，另一侧设有负极接口(22)，且所述的泄压阀(3)设置在正极接口(21)和负极接口(22)之间。
3.根据权利要求2所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的电芯体(2)均与PCB板(23)相连，且各个电芯体(2)的正极接口(21)和负极接口(22)均与PCB板(23)相连，在PCB板(23)上设有位于泄压阀(3)上方位置的开孔(24)，且所述的断路检测电路(4)设置在泄压阀(3)正上方。
4.根据权利要求2或3所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的电压温度压力监测组件(5)包括压力检测组件(51)、电压采集组件(52)和温度检测组件(53)，且所述的压力检测组件(51)、电压采集组件(52)和温度检测组件(53)均通过模数转换模块(54)与电池管理系统(6)相连。
5.根据权利要求4所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的电压采集组件(52)包括设置在电芯体(2)的正极接口(21)一侧的电压采集点(521)，所述的电压采集点(521)与电池管理系统(6)相连。
6.根据权利要求4所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的压力检测组件(51)包括设置在电芯体(2)侧面的压力传感器(511)，且所述的压力传感器(511)与电池管理系统(6)相连。
7.根据权利要求4所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的温度检测组件(53)包括设置在电芯体(2)的负极接口(22)一侧的温度传感器(531)，所述的温度传感器(531)与电池管理系统(6)相连。
8.根据权利要求1所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的断路检测电路(4)通过信号输入模块(8)与电池管理系统(6)相连。
9.根据权利要求1所述的一种电芯泄压阀开启检测装置，其特征在于，所述的电池管理系统(6)通过信号输出模块(9)与消防设备(7)相连，所述的消防设备(7)设置于电池包(1)内，所述的消防设备(7)为消防抑制管，所述的消防抑制管内具有七氟丙烷。
10.一种储能电池包，其特征在于，包含权利要求1-9中任意一项所述的电芯泄压阀开启检测装置。
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