CN220652098U - 电池包漏液在线检测装置及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包漏液在线检测装置，涉及电池技术领域，其包括泄漏传感器、比对模块以及报警器，其中，泄漏传感器用于检测电池包内的电解液浓度或电解液中其中一种或多种物质的浓度，比对模块位于电池包外侧，泄漏传感器的输出端电性连接于比对模块的输入端，比对模块的输出端与报警器的输入端电性连接，比对模块用于将浓度与预设值进行比对，以在浓度大于预设值时，控制报警器发出报警。本实用新型还公开了一种包括上述电池包漏液在线检测装置的电动汽车。本实用新型通过测量电解液(或其中一种或多种物质)的浓度，判断电池包是否存在漏液，不会受到其他因素的干扰，检测结果准确可靠。

Description

电池包漏液在线检测装置及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包漏液在线检测装置及电动汽车。

背景技术

随着低碳环保的理念推广，电池成为新一代能源的主力军，例如电动汽车的动力电池包、电瓶、手机电池等，而随着电池推广及应用，电池的使用安全性也引发人们的担忧，电池一旦发生泄漏，容易引发自燃，后果不堪设想，特别是新能源电动汽车的动力电池包，一旦自燃，车上人员存活的概率极低。

现有技术中，电池包只在出厂前进行漏液性测试，安装在电动汽车上后，一般都只对电池包的温度进行监控，当电池包存在漏液时，无法监测到，容易引发事故。也有通过监测电池包托底振动情况的相关报道，其在电池包托底安装振动传感器监测其振动情况来，通过振动值所处的范围判断电池包托底是否损坏，电池包是否有漏液，该方法通过获取电池包的振动加速度；在所述振动加速度大于或者等于第一阈值，且所述振动加速度小于第二阈值的情况下，输出电池包托底故障预警；在所述振动加速度大于或者等于所述第二阈值的情况下，输出电池包漏液故障预警；其中，所述第一阈值小于所述第二阈值。该方法主要是针对电池包托底引发电池包漏液，该方法无法直接判断出电池包是否存在漏液。

目前，现有技术还未提出针对电池包进行实时漏液监控的相关预警技术。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种电池包漏液在线检测装置，其通过测量电解液(或其中一种或多种物质)的浓度，判断电池包是否存在漏液，不会受到其他因素的干扰，检测结果准确可靠。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种电池包漏液在线检测装置，其包括泄漏传感器、比对模块以及报警器，其中，所述泄漏传感器用于检测所述电池包内的电解液浓度或电解液中其中一种或多种物质的浓度，所述比对模块位于所述电池包外，所述泄漏传感器的输出端电性连接于所述比对模块的输入端，所述比对模块的输出端与所述报警器的输入端电性连接，所述比对模块用于将所述浓度与预设值进行比对，以在所述浓度大于预设值时，控制所述报警器发出报警。

作为一种可选的实施例，所述泄漏传感器包括安装于所述电池包内，或者电池包的侧面、上侧或底部，当所述泄漏传感器安装于所述电池包的侧面、上侧或底部时，所述泄漏传感器的探头穿过所述电池包并延伸至所述电池包内。

作为一种可选的实施例，所述泄漏传感器包括第一泄漏传感器和第二泄漏传感器，所述第一泄漏传感器安装于所述电池包内，所述第二泄漏传感器安装于所述电池包的侧面、上侧和底部。

作为一种可选的实施例，所述第一泄漏传感器或/和所述第二泄漏传感器与所述比对模块通过有线或无线方式进行通讯。

作为一种可选的实施例，所述第二泄漏传感器和所述电池包的壳体之间还设置有密封组件。

作为一种可选的实施例，所述泄漏传感器为气体传感器。

作为一种可选的实施例，所述比对模块为中央处理器，所述中央处理器的输入端与所述泄漏传感器的输出端电性连接，所述中央处理器的输出端与所述报警器的输入端电性连接，所述中央处理器为单片机、ARM芯片以及FPGA中的任一种。

作为一种可选的实施例，所述比对模块为比较器，所述比较器的正相输入端与所述泄漏传感器的输出端电性连接，所述比较器的负相输入端与基准电压源电性连接，所述比较器的输出端与电子开关的控制端电性连接，所述电子开关的输入端和输出端分别连接报警电源和所述报警器。

作为一种可选的实施例，所述电子开关为三极管、MOS管、继电器以及晶闸管中的任一种。

本实用新型的目的之二在于提供一种电动汽车，其通过测量电解液(或其中一种或多种物质)的浓度，判断电池包是否存在漏液，不会受到其他因素的干扰，检测结果准确可靠，保证驾乘安全，提高电动汽车使用的安全性。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电动汽车，其包括汽车本体以及本实用新型的目的之一所述的电池包漏液在线检测装置，所述电池包漏液在线检测装置安装于所述汽车本体的电池包上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、通过测量电解液(或其中一种或多种物质)的浓度，判断电池包是否存在漏液，不会受到其他因素的干扰，检测结果准确可靠。

2、通过多点布控泄漏传感器的位置，确保电池包内泄漏出来的电解液可以被检测到，保证使用的安全性。

3、监测装置的兼容性高，可以用于多个领域的与电池包漏液相关的监测。

4、应用于电动汽车时，通过实时监测电池包的漏液情况，及时反馈电池包的状态，保证驾乘安全，提高电动汽车使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池包漏液在线检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电池包漏液在线检测装置检测原理图一；

图3为本实用新型实施例的电池包漏液在线检测方法的流程示意图；

图4为本实用新型实施例的电池包漏液在线检测装置检测原理图二。

图中：10、电池包；100、电芯模组；101、电芯；102、气体；20、泄漏传感器；21、第一泄漏传感器；22、第二泄漏传感器；220、密封圈；30、中央处理器；40、报警器；50、用户终端或云端；60、比较器；70、基准电压源；80、电子开关；90、报警电源。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者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中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例：

请参照图1-2所示，一种电池包漏液在线检测装置，其包括用于检测电池包10内电解液浓度的泄漏传感器20、用于接收泄漏传感器20采集的电解液(或其中一种或多种物质)的浓度信号的比对模块，以及报警器40，在浓度大于预设值的情况下通过比对模块发出报警信号，由报警器40发出报警信号。

当电池包内的电芯模组100或者电芯模组中的其中一个电芯101发生泄漏，其会在电池包内形成一定的气体102浓度。基于此，本实用新型用于检测电池包内气体浓度，可以是电解液产生的气体浓度或者其他气体(可以是电解液本身的某一种物质或多种物质产生的气体，也可以是电解液经过一定反应产生的其他气体物质)浓度，而在缝隙处的气体浓度要大于其他位置的气体浓度，在电池包10未发生泄漏时，电池包10内的电解液气体浓度保持在一个稳定的水平。基于此，在本实用新型中，可以通过对电池包10内电解液产生的气体浓度(简称电解液浓度)或者电解液中的其中一种或多种物质(可以是电解液本身的某一种物质或多种物质，也可以是电解液经过一定反应产生的其他物质)的气体浓度进行检测，从而判断是否电池包内部环境中是否存在漏液情况。

泄漏传感器20可以直接采集电解液浓度，也可以采集其中一种或多种物质的浓度，示例性地，泄漏传感器20可以采用气体浓度传感器，对电池包内电解液的气体浓度进行监测，或者采集某种物质或多种物质的浓度，例如可以采用电化学气体传感器或者半导气体传感器等。

为了在电池包10发生泄漏时能够及时被检测到，泄漏传感器20可以采用多个，该多个泄漏传感器的安装位置可以是电池包的侧面、上面以及底部。当然，还可以在电池包内部也安装一个或多个泄漏传感器。

为示区分，可以将安装于电池包侧面、上面以及底部的泄漏传感器称为第二泄漏传感器，将安装于电池包内部的泄漏传感器记为第一泄漏传感器。对于第一泄漏传感器而言，其可以安装于各个电芯模组之间，用于判断电芯模组之间远离第二泄漏传感器的位置的泄漏情况，而第二泄漏传感器，主要用于监测电池包内靠近电池包壳体处各位置的泄漏情况。

第一泄漏传感器可以通过有线方式与比对模块进行通讯连接，第二泄漏传感器可以通过有线与比对模块进行通讯连接，也可以通过无线的方式与比对模块进行通讯连接，以将第一泄漏传感器和第二泄漏传感器采集的浓度信号发送给比对模块。当采用有线方式连接时，在通过电池包壳体的连接处时，通过一定的密封组件进行密封，示例性地，第二泄漏传感器和电池包壳体之间通过环形的密封圈220进行密封。

通过设置的多个泄漏传感器，其一方面可以不会受到其他因素干扰的情况下判断电池包是否存在漏液，另一方面还可以确保电池包内如果存在漏液时能够及时被检测到，同时，还可以根据异常数据(采集的浓度信号大于预设值时记为异常数据)确定漏液的大致区域。

示例性地，可以以采集到异常数据的泄漏传感器在电池包的具体位置为中心，以某个阈值为半径确定的区域即判断是漏液的大致区域。同时，还可以根据在预设时间出现的采集到异常数据的泄漏传感器的个数来估算电池包内出现泄漏的严重程度。

比对模块的实现方式有多种，只要能够保证可以接收到泄漏传感器的检测信号，并能够将该检测信号与预设值(该预设值也是电压信号)进行比对即可。比对模块可以安装于电池包处，例如电池包外部的某个安装空间内，也可以设置于电池包的使用场景对应的空间内，例如如果应用于电动汽车时，可以将比对模块和报警模块安装于电动汽车上。

示例性地，请参照图2所示，比对模块可以通过中央处理器30，例如单片机、ARM芯片以及FPGA芯片等中的任意一种实现，在本实用新型中，仅用到中央处理器30常规的比较功能，即可以采样现有中央处理器30用于比较时的常规软件来操作，并不对中央处理器30的软硬件进行改进。

采用中央处理器30的优点是，由于中央处理器30具有多个I/O端口，因此，可以接收多个泄漏传感器采集的浓度信号，根据泄漏传感器与中央处理器30连接的I/O端口的序号即可确定哪个或哪些泄漏传感器采集到了异常数据，即可以确定泄漏传感器的位置和数量，从而可以确定电池包10泄漏的大致区域和大致大小。

中央处理器30可以直接驱动报警器40工作，即在这些泄漏传感器中任意一个或多个采集到异常数据时，中央处理器30可以直接控制报警器40发出报警信号。报警器40可以采用声音报警器，从而引起使用者的警惕，保证了使用安全性。

在一些其他的实施例中，中央处理器30还可以通过无线通讯网络与用户终端或云端50进行交互，即在出现异常数据时，中央处理器30可以直接向用户终端发送报警信息，报警信息例如可以是“电池包可能存在泄漏情形，请及时检查”等。用户终端可以是该电池包10的使用者，也可以是电池包10的制造者或售后服务者等，例如，当电池包10适用于电动汽车上，用户终端可以是该电动汽车的拥有者、或者电动汽车的销售商或者为电动汽车制造电池包10的制造商等，当然，还可以是该电动汽车的显示终端。

或者，中央处理器30通过无线通讯网络将该报警信息发送至云端(云端服务器)，由云端服务器存储的与该电池包10的相关联的各个用户终端发送报警信息。又或者，报警器40也可以具有无线通讯功能，其也可以将报警信息发送给用户终端，或者经由云端发送给用户终端。

其具体实现流程可以参照图3所示，其可以包括以下步骤：

首先，需要设置报警的预设值，该预设值可以通过多次试验的方式确定。

S110、泄漏传感器检测电池包内的电解液(或其中一种或多种物质)浓度。

泄漏传感器是专门用来检测电池包内部泄漏气体的传感器，所有泄漏传感器采集的数据均会上传到中央处理器。

S120、中央处理器对传感器上传的检测数据进行处理。

中央处理器比对泄漏传感器的检测信号和预设值之间的大小。

S130、判断泄漏传感器的检测信号和预设值之间的大小。

当泄漏传感器的检测信号大于预设值时，执行步骤S140，当泄漏传感器的检测信号小于预设值时，执行步骤S150。

S140、中央处理器控制报警器发出报警，并将报警信息发送给用户终端或云端50。

当存在异常数据时，中央处理器控制报警器发出报警，在应用于电动汽车时，由中央处理器30或报警器40将检测结果上传到用户终端或云端50，方便用户或汽车厂商查看电池包的状态。当其中一个传感器检测到的数据异常时，即检测到的数据超过了预设值时，中央处理器会触发报警系统，报警系统将异常情况上传到车机系统或云端，告知用户或汽车厂商，提醒用户或汽车厂商对电池包做进一步检测，预防事故的发生。

请参照图4所示，比对模块还可以通过分立元件实现，例如，可以通过比较器60实现，每个泄漏传感器均对应一个比较器60，可以将每个泄漏传感器的输出端分别连接至对应的比较器60的正相输入端上，而所有的比较器60的负相输入端可以连接到同一个基准电压源70上，该基准电压源70的输出电压值与预设值相适配，即如果某个或某些比较器60输出高电平，则说明其对应的泄漏传感器采集到异常数据，则可以控制报警器发出报警信号。

比较器60的输出端通过电子开关80控制报警器的工作，即如果任意一个比较器60输出高电平，则电子开关就会导通，报警器对应的报警电源90为报警器供电，报警器发出报警信号。电子开关80的控制端连接到比较器60的输出端，电子开关80的输入端连接到报警电源90上，电子开关80的输出端连接到报警器上，当然，还可以是电子开关80的输入端通过报警器连接到报警电源90上，电子开关80的输出端接地。

电子开关80的实现方式有多种，例如，可以采用三极管(由于比较器60的正相输入端连接泄漏传感器，这里的三极管采用NPN三极管，反之，如果比较器60的负相输入端连接泄漏传感器，这里的三极管则采用PNP三极管)，MOS管(这里为NMOS管)，或者继电器、晶闸管等。

示例性地，当采用NPN三极管时，NPN三极管的基极连接到比较器60的输出端，NPN三极管的集电极连接到报警电源90，NPN三极管的发射极连接到报警器。

比较器60、电子开关80以及报警器40可以集成于PCB板上。

本实用新型还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括汽车本体以及上述的电池包漏液在线检测装置，其中，汽车本体为现有的需要使用到电池包的电动汽车，电池包漏液在线检测装置安装于汽车本体的电池包上。

当然，电池包并不局限于汽车电池包，因此，该电池包漏液在线检测装置还可用于储能电池、电瓶等方面的漏液监测。

上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电池包漏液在线检测装置，其特征在于，其包括泄漏传感器、比对模块以及报警器，其中，所述泄漏传感器用于检测所述电池包内的电解液浓度或电解液中其中一种或多种物质的浓度，所述比对模块位于所述电池包外，所述泄漏传感器的输出端电性连接于所述比对模块的输入端，所述比对模块的输出端与所述报警器的输入端电性连接，所述比对模块用于将所述浓度与预设值进行比对，以在所述浓度大于预设值时，控制所述报警器发出报警。

2.如权利要求1所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述泄漏传感器包括安装于所述电池包内，或者电池包的侧面、上侧或底部，当所述泄漏传感器安装于所述电池包的侧面、上侧或底部时，所述泄漏传感器的探头穿过所述电池包并延伸至所述电池包内。

3.如权利要求2所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述泄漏传感器包括第一泄漏传感器和第二泄漏传感器，所述第一泄漏传感器安装于所述电池包内，所述第二泄漏传感器安装于所述电池包的侧面、上侧和底部。

4.如权利要求3所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述第一泄漏传感器或/和所述第二泄漏传感器与所述比对模块通过有线或无线方式进行通讯。

5.如权利要求3所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述第二泄漏传感器和所述电池包的壳体之间还设置有密封组件。

6.如权利要求1-5任一项所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述泄漏传感器为气体传感器。

7.如权利要求1-5任一项所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述比对模块为中央处理器，所述中央处理器的输入端与所述泄漏传感器的输出端电性连接，所述中央处理器的输出端与所述报警器的输入端电性连接，所述中央处理器为单片机、ARM芯片以及FPGA中的任一种。

8.如权利要求1-5任一项所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述比对模块为比较器，所述比较器的正相输入端与所述泄漏传感器的输出端电性连接，所述比较器的负相输入端与基准电压源电性连接，所述比较器的输出端与电子开关的控制端电性连接，所述电子开关的输入端和输出端分别连接报警电源和所述报警器。

9.如权利要求8所述的电池包漏液在线检测装置，其特征在于，所述电子开关为三极管、MOS管、继电器以及晶闸管中的任一种。

10.一种电动汽车，其特征在于，其包括汽车本体以及权利要求1-9任一项所述的电池包漏液在线检测装置，所述电池包漏液在线检测装置安装于所述汽车本体的电池包上。