CN220021243U - 锂电池安全监测系统及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池安全监测系统及电池包，锂电池安全监测系统包括锂电池模块和监测模块，监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，绝缘主板连接于壳体上，传感器位于壳体内部并固定设置在电芯侧壁上，用于将电芯的数据信息传输至绝缘主板。通过设置监测模块，传感器可以获取锂电池内部的数据信息，并通过绝缘主板与外部的控制设备进行连接，可随时监测锂电池内部温度、压力、游离电解液的量等数据，在电池生命周期内对上述相关数据信息实时输出，以便出现异常时能及时预警，有利于提升安全性能；此外，监测模块还具有良好的密封性。

Description

锂电池安全监测系统及电池包

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池安全监测系统及电池包。

背景技术

锂电池具有体积小，能量密度高，使用寿命长，绿色环保等优点，广泛应用于汽车，电子产品和储能系统等行业。锂电池的安全与电池内部温度、压力等紧密相关。传统的电芯结构只是在电芯外部铝壳或盖板上贴一个温感线，无法实时监测输出电芯内部的数据信息，出现异常时无法及时预警，存在一定的安全风险。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种锂电池安全监测系统及电池包，可以解决现有的电芯结构无法实时监测输出电芯内部数据信息，存在安全风险的技术问题。

本实用新型提供一种锂电池安全监测系统，包括锂电池模块和监测模块，所述锂电池模块包括壳体和设置于所述壳体内部的至少一个电芯；

所述监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，所述绝缘主板连接于所述壳体上，所述传感器位于所述壳体内部并固定设置在所述电芯侧壁上，用于将所述电芯的数据信息传输至所述绝缘主板。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述壳体开设有安装口，所述绝缘主板内嵌至所述安装口内；

所述绝缘主板远离所述电芯的一侧表面与所述壳体的外表面位于同一平面上，所述绝缘主板靠近所述电芯的一侧表面与所述壳体的内表面位于同一平面上。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述安装口的侧壁上设置有沿周侧排列的多个固定脚，所述固定脚位于所述绝缘主板与所述安装口的侧壁之间。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述固定脚、所述安装口的侧壁和所述绝缘主板之间存在多个镂空缝隙，所述镂空缝隙内填充有第一密封胶。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述绝缘主板的材料为弹性材料。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述传感器设置有接触点位，所述接触点位固定设置在所述电芯侧壁上，所述接触点位包裹有第二密封胶。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述监测模块还包括至少一条第一传输导线，所述绝缘主板靠近所述电芯的一侧表面设置有至少一输出点位，所述第一传输导线的一端与对应的所述传感器电连接，所述第一传输导线的另一端与对应的所述输出点位电连接。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述锂电池安全监测系统还包括控制模块，所述输出点位与所述控制模块的接收端之间通过第二传输导线或磁吸式接口连接。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述锂电池安全监测系统还包括报警模块，所述报警模块与所述控制模块的输出端电连接，用于在所述数据信息超出预设值时进行报警。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述传感器包括温度传感器、压力传感器和电解液传感器中的至少一种。

根据本实用新型提供的锂电池安全监测系统，所述锂电池模块还包括顶盖，所述顶盖设置在所述壳体开口处，所述绝缘主板连接于所述顶盖上。

本实用新型提供一种电池包，包括上述锂电池安全监测系统。

有益效果：在本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统及电池包中，锂电池安全监测系统锂电池模块和监测模块，监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，绝缘主板连接于壳体上，传感器位于壳体内部并固定设置在电芯侧壁上，用于将电芯的数据信息传输至绝缘主板。通过设置监测模块，传感器可以获取锂电池内部的数据信息，并通过绝缘主板与外部的控制设备进行连接，可随时监测锂电池内部温度、压力、游离电解液的量等数据，在电池生命周期内对上述相关数据信息实时输出，以便出现异常时能及时预警，有利于提升安全性能；此外，监测模块还具有良好的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统的分解示意图；

图3为本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统的平面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统的模块结构示意图。

附图标记说明：

10、锂电池模块；20、监测模块；30、控制模块；40、调节模块；50、报警模块；

11、壳体；12、电芯；13、安装口；14、固定脚；15、跑道形缝隙；16、第一密封胶；17、第二密封胶；

21、绝缘主板；22、传感器；23、接触点位；24、第一传输导线；25、输出点位；26、第二传输导线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”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，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

针对相关技术中的电芯结构无法实时监测输出电芯内部的准确温度、压力和游离电解液的量，存在安全风险的技术问题

本实用新型实施例提供一种锂电池安全监测系统及电池包，锂电池安全监测系统锂电池模块和监测模块，监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，绝缘主板连接于壳体上，传感器位于壳体内部并固定设置在电芯侧壁上，用于将电芯的数据信息传输至绝缘主板。通过设置监测模块，温度传感器可以获取锂电池内部的数据信息，并通过绝缘主板与外部的控制设备进行连接，可随时监测锂电池内部温度、压力、游离电解液的量等数据，在电池生命周期内对上述相关数据信息实时输出，以便出现异常时能及时预警，有利于提升安全性能；此外，监测模块还具有良好的密封性。

以下分别对锂电池安全监测系统及电池包进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。

请参阅图1-图4，本实用新型实施例提供的锂电池安全监测系统包括锂电池模块10和监测模块20，所述锂电池模块10包括壳体11和设置于所述壳体11内部的至少一个电芯12。具体的，所述锂电池模块10可以为方形锂电池，所述壳体11可以为铝壳。所述锂电池模块10还可包括极柱、密封圈、上塑胶和下塑胶等结构，上述结构为所述锂电池模块10的常规组成结构，故在此不再进行详述。

为了对锂电池内部数据信息进行监测，本实施例在所述锂电池模块10上设置有一所述监测模块20，具体而言，所述监测模块20包括电连接的一绝缘主板21和至少一传感器22，所述绝缘主板21连接于所述壳体11上，所述传感器22位于所述壳体11内部并固定设置在所述电芯12侧壁上，用于将所述电芯12的数据信息传输至所述绝缘主板21。通过设置所述监测模块20，所述传感器22可以获取所述锂电池模块10内部的数据信息，并通过所述绝缘主板21与外部的控制模块30进行连接，可随时监测所述锂电池模块10内部温度、压力、游离电解液的量等数据，在电池生命周期内对上述相关数据信息实时输出，以便出现异常时能及时预警，有利于提升安全性能；此外，所述监测模块20还具有良好的密封性。

在本实施例中，所述壳体11开设有安装口13，所述绝缘主板21内嵌至所述安装口13内；其中，所述绝缘主板21远离所述电芯12的一侧表面与所述壳体11的外表面位于同一平面上，所述绝缘主板21靠近所述电芯12的一侧表面与所述壳体11的内表面位于同一平面上，以使所述绝缘主板21不凸出于所述壳体11，在提升美观效果的同时，能够使得所述壳体11底部与所述电芯12平整接触，可以提高散热效率。

采用上述技术方案，在对所述锂电池安全监测系统进行组装之前，首先，在所述壳体11上加工出一个或多个所述安装口13，所述安装口13贯穿所述壳体11侧壁，且避开注液孔、防爆阀及极柱；接着，按压所述绝缘主板21，所述绝缘主板21被压缩以完全嵌入到所述安装口13内；随后，将对应的所述传感器22连接至对应的接触点位23上，使得所述传感器22粘贴到所述电芯12的内侧壁测试位置；由此实现所述监测模块20和所述锂电池模块10组装在一起。

可选的，所述绝缘主板21呈板状结构，所述绝缘主板21的形状包括但不限于圆形、弧形、方形等形状。示例性的，本实施例中的所述绝缘主板21的形状为弧形。所述安装口13的形状与所述绝缘主板21的形状相对应，示例性的，本实施例中的所述安装口13的形状也为弧形。

具体的，所述传感器22可以设置有多个，相应的，所述电芯12上的测试点可以设置多个，以能够实现对于所述电芯12表面的多点检测，监测范围更加广泛，更能准确、直观的监测出所述锂电池模块10内部数据精细化的变化，有利于提高检测效果。

具体的，所述传感器22包括温度传感器、压力传感器和电解液传感器中的任意一种或多种。其中，温度传感器用于测量所述各个点的温度，可以为T型、N型、K型热电偶中的任意一种；压力传感器用于测量电芯12内部的压力值；电解液传感器用于测量所述电芯12游离电解液的量，检测所述电芯12外表面是否有液体，进而对所述电芯12中电解液的泄露状态进行监测。

需要说明的是，所述监测模块20可仅设置一种类型的传感器22，对其中一种数据信息进行检测；所述监测模块20也可设置多种类型的传感器22，以同时对多种数据信息进行检测。此外，所述传感器22还可包括除上述类型之外的传感器22，可以根据实际检测需求选择相应类型的传感器22即可。

在本实施例中，所述安装口13的侧壁上设置有沿周侧排列的多个固定脚14，所述固定脚14位于所述绝缘主板21与所述安装口13的侧壁之间，通过所述多个固定脚14与所述绝缘主板21的侧壁进行卡合，所述多个固定脚14紧紧拉住所述绝缘主板21，使得所述绝缘主板21被压缩并与所述壳体11紧密接触以保证密封，从而实现所述绝缘主板21与所述壳体11的固定连接。

可以理解的是，此种连接方式使得所述绝缘主板21与所述壳体11之间可拆卸连接，能够实现当所述锂电池报废无法使用时，可快速无损拆下所述绝缘主板21进行回收再用；或者，当所述绝缘主板21损坏时，可快速无损拆下所述绝缘主板21进行更换；或者，当测量不同种类的数据信息时，可快速更换用于监测相应种类的数据信息的监测装置，有利于提高监测效率，降低成本。

具体的，所述固定脚14为圆柱状，多个所述固定脚14沿所述安装口13的周侧均匀排列，以使得所述绝缘主板21各处均匀受力。

本实用新型实施例对所述固定脚14的数量不作限制，只要能够满足与所述绝缘主板21的稳固连接即可，示例性的，所述安装口13的侧壁上设置有8个所述固定脚14。

在本实施例中，所述固定脚14、所述安装口13的侧壁和所述绝缘主板21之间存在多个镂空缝隙15，所述镂空缝隙15的形状类似于“跑道”，所述镂空缝隙15内填充有第一密封胶16，以对所述镂空缝隙15进行密封，提升所述壳体11与所述绝缘主板21配合位置处的密封效果。

可选的，所述第一密封胶16可采用耐电解液的胶水，示例性的，所述第一密封胶16的材料包括聚丙烯酸树脂。所述第一密封胶16可采用涂覆方式，也可以采用粘贴方式，但涂覆方式相较于粘贴方式，实现方式胶简单，工艺成本低。

在本实施例中，所述固定脚14与所述壳体11一体注塑成型，当然的，所述固定脚14与所述壳体11也可以分开独立制作，并通过机械固定连接。

在本实施例中，所述绝缘主板21的材料包括弹性材料，以便于对所述绝缘主板21进行按压以嵌入至所述安装口13内部时，所述绝缘主板21能够被压缩。可选的，所述绝缘主板21的材料包括氟橡胶、FTA等。

具体的，所述绝缘主板21的弹性模量范围为4兆帕～9兆帕。

具体的，所述固定脚14通过一体注塑或超声焊接等方式与所述绝缘主板21连接固定。

在本实施例中，所述传感器22设置有接触点位23，所述接触点位23固定设置在所述电芯12侧壁上，所述接触点位23包裹有第二密封胶17。具体的，在所述传感器22连接完成后，可以在所述传感器22的所述接触点位23进行打胶，既能加强密封，又能保证所述接触点位23不被电解液腐蚀，可以避免所述传感器22对所述电芯12造成划伤。

具体的，所述第二密封胶17采用耐高温材料；可选的，所述第二密封胶17的材料为热熔胶，例如PES基热熔胶，以适用于所述锂电池内部高温环境。

在本实施例中，如图4所示，所述监测模块20还包括至少一条第一传输导线24，所述绝缘主板21靠近所述电芯12的一侧表面设置有至少一输出点位25，所述第一传输导线24的一端与对应的所述传感器22电连接，所述第一传输导线24的另一端与对应的所述输出点位25电连接，通过所述传感器22、所述第一传输导线24和所述输出点位25，能够将所述传感器22获取到的所述锂电池模块10内部的数据信息进行实时输出。需要说明的是，为了清楚地描述所述监测模块20的内部结构，图4把实际被所述绝缘主板21遮挡住的所述传感器22和所述第一传输导线24显示出来，仅作为示意说明。

具体的，所述第一传输导线24为金属导线，当所述传感器22数量较多时，则需要多条所述第一传输导线24，由于所述输出点位25在所述绝缘主板21上分布较为密集，为了方便这些第一传输导线24与所述输出点位25电连接，可以将多条所述第一传输导线24簇成一股。

进一步的，结合图4和图5，所述锂电池安全监测系统还包括控制模块30，所述输出点位25与所述控制模块30的接收端之间通过第二传输导线26或磁吸式接口连接。具体的，所述控制模块30用于判断监测到的所述锂电池模块10内部的数据信息是否超出预设值，若超出预设值，则存在安全风险；若未超出预设值，则处于正常状态。

可选的，所述控制模块30可以为处理器，例如集成芯片等。

可以理解的是，所述监测模块20监测并传输所述电芯12内部数据信息的过程如下：所述传感器22通过所述接触电位测量所述电芯12内部数据信息，所述传感器22将测量得到的数据信息通过所述第一传输导线24传输至所述绝缘主板21上的所述输出点位25，之后所述输出点位25将数据信息通过所述第二传输导线26或磁吸式接口传递给所述控制模块30，所述控制模块30对数据信息进行判断和处理。

进一步的，在本实施例中，所述锂电池安全监测系统还可包括调节模块40，所述调节模块40与所述控制模块30连接，当所述控制模块30判断监测到的所述电芯12内部数据信息超出预设值时，所述调节模块40可用于调节所述电芯12内部数据信息，以使其降低至预设值之下。示例性的，当所述传感器22用于测量所述电芯12内部的温度时，当测量到的温度偏高时，则所述调节模块40给所述电芯12降温，以将温度降低至安全范围内。

进一步的，在本实施例中，所述锂电池安全监测系统还包括报警模块50，所述报警模块50与所述控制模块30的输出端电连接，用于在所述数据信息超出预设值时进行报警，以提醒用户及时暂停使用该电池，严重时可直接强制关闭设备，避免发生爆炸等事故。

在本实施例中，所述锂电池模块10还包括顶盖，所述顶盖设置在所述壳体11开口处，所述绝缘主板21连接于所述顶盖上。

相应的，本实用新型实施例还提供一种电池包。该电池包包括以上所述的锂电池安全监测系统。上述实施例已经对锂电池安全监测系统进行了详细描述，因此，本实用新型实施例中，对锂电池安全监测系统不做过多赘述。

有益效果：在本实用新型提供的锂电池安全监测系统及电池包中，锂电池安全监测系统锂电池模块和监测模块，监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，绝缘主板连接于壳体上，传感器位于壳体内部并固定设置在电芯侧壁上，用于将电芯的数据信息传输至绝缘主板。通过设置监测模块，传感器可以获取锂电池内部的数据信息，并通过绝缘主板与外部的控制设备进行连接，可随时监测锂电池内部温度、压力、游离电解液的量等数据，在电池生命周期内对上述相关数据信息实时输出，以便出现异常时能及时预警，有利于提升安全性能；此外，监测模块还具有良好的密封性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本实用新型实施例所提供的一种锂电池及电池包进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例的技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种锂电池安全监测系统，其特征在于，包括锂电池模块和监测模块，所述锂电池模块包括壳体和设置于所述壳体内部的至少一个电芯；

所述监测模块包括电连接的一绝缘主板和至少一传感器，所述绝缘主板连接于所述壳体上，所述传感器位于所述壳体内部并固定设置在所述电芯侧壁上，用于将所述电芯的数据信息传输至所述绝缘主板。

2.根据权利要求1所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述壳体开设有安装口，所述绝缘主板内嵌至所述安装口内；

所述绝缘主板远离所述电芯的一侧表面与所述壳体的外表面位于同一平面上，所述绝缘主板靠近所述电芯的一侧表面与所述壳体的内表面位于同一平面上。

3.根据权利要求2所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述安装口的侧壁上设置有沿周侧排列的多个固定脚，所述固定脚位于所述绝缘主板与所述安装口的侧壁之间。

4.根据权利要求3所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述固定脚、所述安装口的侧壁和所述绝缘主板之间存在多个镂空缝隙，所述镂空缝隙内填充有第一密封胶。

5.根据权利要求3所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述绝缘主板的材料为弹性材料。

6.根据权利要求1所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述传感器设置有接触点位，所述接触点位固定设置在所述电芯侧壁上，所述接触点位包裹有第二密封胶。

7.根据权利要求1所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述监测模块还包括至少一条第一传输导线，所述绝缘主板靠近所述电芯的一侧表面设置有至少一输出点位，所述第一传输导线的一端与对应的所述传感器电连接，所述第一传输导线的另一端与对应的所述输出点位电连接。

8.根据权利要求7所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述锂电池安全监测系统还包括控制模块，所述输出点位与所述控制模块的接收端之间通过第二传输导线或磁吸式接口连接。

9.根据权利要求8所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述锂电池安全监测系统还包括报警模块，所述报警模块与所述控制模块的输出端电连接，用于在所述数据信息超出预设值时进行报警。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、压力传感器和电解液传感器中的至少一种。

11.根据权利要求1-9任意一项所述的锂电池安全监测系统，其特征在于，所述锂电池模块还包括顶盖，所述顶盖设置在所述壳体开口处，所述绝缘主板连接于所述顶盖上。

12.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-11任意一项所述的锂电池安全监测系统。