CN220086155U - 可检测内部温度的单体电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可检测内部温度的单体电芯，包括壳体和电解液，所述电解液位于所述壳体内部，还包括磁场识别装置，所述磁场识别装置根据所述电解液的温度变化而产生磁场变化，并将所述磁场变化转化为电信号，所述电信号用来检测所述单体电芯的内部温度。本实用新型可以实时检测单体电芯内部的温度，提高对单体电芯温度监测的精确度。

Description

可检测内部温度的单体电芯

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及到一种可检测内部温度的单体电芯。

背景技术

目前，储能系统用的电池模组或动力汽车用的动力电池包，均由多个单体电芯组成，这些单体电芯在充放电的工作过程中会不断产生热量，在热量积攒到一定程度时会产生热失控现象，导致安全事故发生，因此需要实时检测监控单体电芯的热量，以便在热量过高时及时进行处理，避免产生热失控现象。

现有技术一般是将温度传感器放置在单体电芯的正极位置，检测该位置处的温度来进行监控，但单体电芯温度的关键位置在其内部，现有技术只能感应到单体电芯外部的正极温度，对单体电芯内部的温度无法监测，从而对温度的感知滞后，不利于对单体电芯进行精准的监测管理。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可检测内部温度的单体电芯，以实时检测单体电芯内部的温度，提高对单体电芯温度监测的精确度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可检测内部温度的单体电芯，包括壳体和电解液，所述电解液位于所述壳体内部，还包括磁场识别装置，所述磁场识别装置根据所述电解液的温度变化而产生磁场变化，并将所述磁场变化转化为电信号，所述电信号用来检测所述单体电芯的内部温度。

优选地，所述磁场识别装置包括磁传感器，所述磁传感器包括磁感应元件和信号传输元件，所述磁感应元件位于所述壳体内部，所述信号传输元件位于所述壳体外部，所述磁感应元件和信号传输元件之间磁性连接。

优选地，所述信号传输元件通过信号线与电池管理系统连接，所述电池管理系统用于接收所述电信号并测算所述单体电芯的内部温度。

优选地，还包括防护部件，所述防护部件位于所述壳体内部，并覆盖所述磁感应元件，以防止所述磁感应元件与所述电解液接触。

优选地，所述防护部件为防护膜，所述防护膜包覆所述磁感应元件，所述防护膜由耐酸碱腐蚀的材料制成。

优选地，所述单体电芯为软包电芯，所述壳体包括铝塑膜，所述铝塑膜包裹所述电解液，所述磁感应元件粘贴于所述铝塑膜的内部，所述信号传输元件粘贴于所述铝塑膜的外部，所述信号传输元件和磁感应元件的粘贴位置对应。

优选地，所述单体电芯为方壳电芯，所述壳体包括钢壳体，所述钢壳体内部设有第一凹槽，所述磁感应元件嵌入所述第一凹槽内，所述钢壳体外部设有第二凹槽，所述信号传输元件嵌入所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽的位置对应。

优选地，还包括第一安装座，所述第一安装座位于所述壳体内部，所述第一安装座的一端与所述壳体连接，另一端连接所述磁感应元件。

优选地，还包括第二安装座，所述第二安装座位于所述壳体外部，所述第二安装座一端与所述壳体连接，另一端连接所述信号传输元件。

优选地，所述磁场识别装置包括第一磁传感器和第二磁传感器，所述第一磁传感器位于所述壳体内部，根据所述电解液的温度变化而发生磁场变化，所述第二磁传感器位于所述壳体外部，所述第二磁传感器通过感知所述第一磁传感器的磁场变化来输出所述电信号。

与现有技术相比，本实用新型之技术方案具有以下优点：通过磁场识别装置根据电解液的温度变化而产生磁场变化，并将磁场变化情况转化为电信号，实现对单体电信内部温度的实时检测。通过磁传感器的磁感应元件位于壳体内部来根据电解液的温度变化而产生磁场变化，信号传输元件位于壳体外部来识别该磁场变化并输出电信号，从而检测单体电芯内部的温度，温度监测精度高。磁感应元件和信号传输元件之间无实体的信号线连接，壳体无需设置信号线引出口，提高壳体的整体密封性，降低电解液泄漏风险。磁感应元件体积小，便于在电芯内部安装，不占用电芯内部过多的空间。通过将磁感应元件包覆有防护膜，可以避免被电解液腐蚀。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的可检测内部温度的单体电芯的示意图；

图2为本实用新型提供的一种类型的磁传感器与壳体连接的示意图；

图3为本实用新型提供的另一种类型的磁传感器与壳体连接的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1，是本实用新型实施例提供的可检测内部温度的单体电芯的示意图。如图1所示，单体电芯包括电解液11和用于容纳电解液的壳体12，电解液11位于壳体12的内部，壳体12外部设有正极耳141和负极耳142。单体电芯还包括磁场识别装置，单体电芯在工作时，内部电解液11的温度会发生变化，磁场识别装置会随着电解液11的温度变化而产生磁场变化，并将磁场变化的情况转化为电信号传输至外部检测设备，由外部检测设备根据电信号来测算出单体电芯内部的温度，及时获得单体电芯关键位置的温度情况，提高单体电芯温度的监测精度，本实施例中，外部检测设备为BMS(电池管理系统)。

具体的，磁场识别装置包括磁传感器21，磁传感器21包括磁感应元件211和信号传输元件212，磁感应元件211位于壳体12内部，磁感应元件211可以根据壳体12内部电解液11的温度变化情况而发生磁场变化，信号传输元件212位于壳体12外部，磁感应元件211和信号传输元件212之间磁性连接，信号传输元件212可以识别磁感应元件211的磁场变化情况，并将该磁场变化情况转化为电信号传输至BMS，BMS接收电信号后测算出相应的温度数值，其中信号传输元件212和BMS通过信号线连接。

检测单体电芯内部温度，还可以在单体电芯内部埋入热电偶或光纤等温度传感器，但是这些温度传感器都需要实体的信号线束与外部检测设备进行连接，也需要电源线与外部供电设备连接，从而需要在单体电芯的壳体上开设信号线束和电源线的引出口，虽然在该引出口处可以进行密封处理，但还是会影响单体电芯壳体的整体密封性，电解液有泄漏风险，而在壳体内部也需要对这些线束进行布置，增加了温度传感器的体积，占用较多的空间。因此，本实用新型采用磁传感器21来检测电芯内部的温度，其中，磁感应元件211和信号传输元件212之间连接的磁力线是非实体的，两者之间没有实体连接线束，壳体12无需设置实体连接线束的引出口，从而提高壳体12的整体密封性，降低电解液11泄漏风险，信号线和电源线与位于壳体12外部的信号传输元件212连接即可，磁感应元件211无需与信号线和电源线连接，体积小，占用较少的空间。

具体的，为避免磁感应元件211直接与电解液11接触而造成腐蚀，单体电芯还包括防护部件，防护部件位于壳体12内部，防护部件可以覆盖磁感应元件211，以对磁感应元件211进行防护。本实施例中，如图1所示，防护部件为一层包覆在磁感应元件211外面的防护膜22，该防护膜22由耐酸碱腐蚀的材料制作而成，例如硅胶或橡胶材料等，从而将磁感应元件211和电解液11间隔开，防止磁感应元件211被电解液11腐蚀。

磁传感器一般设定了有效检测距离，即信号传输元件与磁感应元件之间的间距需要在有效检测距离内，才可以正常检测。因此需要对信号传输元件和磁感应元件的位置进行固定，使两者之间的距离不会超过设定的有效检测距离。而市面上磁传感器的类型和结构多种多样，单体电芯的壳体类型也各有不同，根据不同类型的磁传感器或单体电芯的壳体，可以对磁传感器设定不同的安装方式。

如图2所示，是市面上其中一种类型的磁传感器与壳体连接的示意图。图2所示的磁传感器包括磁感应元件311和信号传输元件312，磁感应元件311为方形状的磁力体，信号传输元件312呈外螺栓型圆柱体状，单体电芯还包括第一安装座131和第二安装座132，第一安装座131连接于壳体12内部，用于安装磁感应元件311，第二安装座132连接于壳体12的外部，用于安装信号传输元件312。第一安装座131和第二安装座132均呈Z型状，其中第一安装座131的一个表面可以粘贴在壳体12的内侧面，磁感应元件311再粘贴在第一安装座131的另一个表面上，从而实现其安装固定，而第二安装座132的一个表面可以粘贴在壳体12的外侧面，信号传输元件312可以与第二安装座132螺纹连接，从而实现固定，并且可以调节与磁感应元件311之间的间距。第一安装座131和第二安装座132可以采用耐酸碱材料制作而成，以免被电解液腐蚀。

如图3所示，是另一种类型的磁传感器与壳体连接的示意图。图3所示的单体电芯是方壳电芯，方壳电芯采用钢壳体作为壳体来包覆电解液，其中磁传感器包括均为芯片式的磁感应元件321和信号传输元件322，安装时可以在钢壳体内侧和外侧分别开设第一凹槽和第二凹槽，磁感应元件321嵌入第一凹槽内，信号传输元件322嵌入第二凹槽内，第一凹槽和第二凹槽的位置对应，两个凹槽之间的间距小于磁传感器32设定的有效检测距离，从而实现两者的固定和定位。

在另一些实施例中，单体电芯可以为软包电芯，软包电芯采用铝塑膜作为壳体来包覆电解液，其中磁感应元件可以粘贴在铝塑膜的内部，信号传输元件可以粘贴在铝塑膜的外部，两者粘贴位置对应。

在另一些实施例中，可以采用两个磁传感器来检测电芯内部的温度，其中第一磁传感器位于电芯的壳体内部，根据电芯内部电解液的温度变化情况来产生磁场变化，第二磁传感器位于电芯壳体的外部，第二磁传感器识别第一传感器的磁场变化并输出电信号传递至BMS。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可检测内部温度的单体电芯，包括壳体和电解液，所述电解液位于所述壳体内部，其特征在于:

还包括磁场识别装置，所述磁场识别装置根据所述电解液的温度变化而产生磁场变化，并将所述磁场变化转化为电信号，所述电信号用来检测所述单体电芯的内部温度。

2.根据权利要求1所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述磁场识别装置包括磁传感器，所述磁传感器包括磁感应元件和信号传输元件，所述磁感应元件位于所述壳体内部，所述信号传输元件位于所述壳体外部，所述磁感应元件和信号传输元件之间磁性连接。

3.根据权利要求2所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述信号传输元件通过信号线与电池管理系统连接，所述电池管理系统用于接收所述电信号并测算所述单体电芯的内部温度。

4.根据权利要求3所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，还包括防护部件，所述防护部件位于所述壳体内部，并覆盖所述磁感应元件，以防止所述磁感应元件与所述电解液接触。

5.根据权利要求4所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述防护部件为防护膜，所述防护膜包覆所述磁感应元件，所述防护膜由耐酸碱腐蚀的材料制成。

6.根据权利要求5所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述单体电芯为软包电芯，所述壳体包括铝塑膜，所述铝塑膜包裹所述电解液，所述磁感应元件粘贴于所述铝塑膜的内部，所述信号传输元件粘贴于所述铝塑膜的外部，所述信号传输元件和磁感应元件的粘贴位置对应。

7.根据权利要求5所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述单体电芯为方壳电芯，所述壳体包括钢壳体，所述钢壳体内部设有第一凹槽，所述磁感应元件嵌入所述第一凹槽内，所述钢壳体外部设有第二凹槽，所述信号传输元件嵌入所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽的位置对应。

8.根据权利要求5所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，还包括第一安装座，所述第一安装座位于所述壳体内部，所述第一安装座的一端与所述壳体连接，另一端连接所述磁感应元件。

9.根据权利要求8所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，还包括第二安装座，所述第二安装座位于所述壳体外部，所述第二安装座一端与所述壳体连接，另一端连接所述信号传输元件。

10.根据权利要求1所述的可检测内部温度的单体电芯，其特征在于，所述磁场识别装置包括第一磁传感器和第二磁传感器，所述第一磁传感器位于所述壳体内部，根据所述电解液的温度变化而发生磁场变化，所述第二磁传感器位于所述壳体外部，所述第二磁传感器通过感知所述第一磁传感器的磁场变化来输出所述电信号。