CN220963458U - 信息采集及无线传输电池和电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信息采集及无线传输电池和电池模组。该电池包括信息采集组件和无线传输组件，信息采集组件包括设置于电池外壳外侧壁的采集片，其能采集电池外壳内的电芯上的压力、温度和电压信息，这样可避免采集片占据电池外壳的容积，使电池外壳具有能注入足够量电解液和容纳电芯的容量，从而防止电池内部短路，并提高采集片对电芯信息采集的准确性；无线传输组件与信息采集组件信号连接，以采集接收从信息采集组件信号传输的压力、温度和电压信息，通过无线传输的方式取代有线传输，能有效减小连接线束带来的安全风险，提高了电池管理的安全性。通过在电池模组中使用上述电池，不仅降低了成本，还提高了电池模组的可靠性和安全性。

Description

信息采集及无线传输电池和电池模组

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种信息采集及无线传输电池和电池模组。

背景技术

随着锂离子电池的技术成熟，其在汽车、航空、军工等行业领域发挥着越来越重要的作用。电池内的每个单体电芯在不断充放电的过程中会产生气体，产生的气体会增加电池内部的压力，从而对电池产生负面影响；也会增加电芯的温度，使得电芯温度升高，导致安全事故；也会导致电池内部电位的变化，影响的电池输出电压的稳定。因此，保证电芯电压、温度和压力的稳定，是保证整个电池进行安全工作的重要条件。

现有技术中，申请号为CN202221220421.1的中国实用新型专利提供了一种能够采用无线传输的电池，该电池中盖板的内侧设有与连接片连接的无线传感器，无线传感器能检测电芯的电压，在电芯与电芯壳体之间或者在相邻两个电芯之间夹设检测片，检测片能检测电芯的温度和压力，并与无线传感器连接；无线传感器还设有天线，通过天线将无线传感器采集的温度、压力和电压信息向外输送。这样，不仅能检测电芯的温度、压力和电压信息，同时还能无线传输，大大减少了线束的设置，方便操作。但在实际应用时，在电芯壳体内增设检测片，会占用电芯壳体内部电解液的容积，导致电解液加注量不足，造成电池内部短路，电芯膨胀压力测试数据不准确。

基于以上所述，现亟需一种信息采集及无线传输电池和电池模组，来解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种信息采集及无线传输电池，既能够实现电池信息的无线传输，还能够保证电解液足够的注入量，进一步增强电池检测的准确性和使用安全性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

信息采集及无线传输电池，包括电池外壳、电芯和封盖于所述电池外壳的开口端的顶盖片，还包括：

信息采集组件，所述信息采集组件包括采集片，所述采集片设置于所述电池外壳的外侧壁，所述采集片被配置为能采集所述电芯上的压力、温度和电压信息；

无线传输组件，所述无线传输组件与所述信息采集组件信号连接，以采集接收从所述信息采集组件信号传输的所述电芯上的压力、温度和电压信息。

可选地，所述采集片包括采集片本体以及均固连于所述采集片本体的电压检测探头、若干个压力传感器和若干个温度传感器，所述采集片本体贴合设置于所述电池外壳的外侧，所述电压检测探头的检测端固连于所述顶盖片的极柱组件，所述压力传感器贴合于所述电池外壳的外侧，所述温度传感器连接于所述顶盖片向外露出的部分。

可选地，所述采集片本体的表面上均布设置有多个所述压力传感器。

可选地，所述极柱组件包括极耳，所述电压检测探头固连于所述极耳。

可选地，还包括绝缘膜，所述绝缘膜围设覆盖于所述采集片和所述电池外壳。

可选地，所述无线传输组件为无线蓝牙传输模块，所述无线蓝牙传输模块包括信号连接的蓝牙发送端和蓝牙接收端，所述蓝牙发送端信号连接于所述信息采集组件。

可选地，所述信息采集组件还包括电源件，所述电源件电连接于所述采集片和所述电芯的接线柱，以对所述采集片供电。

本实用新型的第二个目的在于提供一种电池模组，能够降低电池模组的成本和加工制造复杂程度，同时提高电池模组的可靠性和安全性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池模组，包括模组本体、端板和盖板，所述模组本体包括若干个上述的信息采集及无线传输电池，所述端板设置于所述模组本体的周侧，所述盖板盖设于所述模组本体上具有顶盖片的一端。

可选地，所述端板包括前端板和后端板，所述前端板或所述后端板与所述模组本体之间夹设有导热垫，且所述导热垫的厚度等于所述信息采集组件的厚度。

可选地，所述电池模组还包括加热膜；所述端板还包括设于所述模组本体侧部的侧端板，所述加热膜夹设于所述侧端板和所述模组本体之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提供的信息采集及无线传输电池中，采集片在电池外壳的侧壁上对电芯上的压力、温度和电压进行检测，避免采集片占据电池外壳的容积，使得能在电池外壳内注入足够量的电解液，从而防止电池内部短路，并保证电池外壳内具有足够容纳电芯的容量，提高采集片对电芯信息采集的准确性；又由于该电池具有无线传输组件，其与信息采集组件信号连接，能对电芯上的温度、压力和电压信息进行采集接收，通过无线传输的方式取代有线传输，从而能有效减小连接线束带来安全风险，提高了电池管理的安全性。

本实用新型所提供的电池模组中，由于设置有上述的信息采集及无线传输电池，通过无线传输取代有线传输的方式对电芯上的温度、压力和电压信息进行采集接收，从而避免了在电池模组上设置多条线束，降低了电池模组的成本和加工制造复杂程度；此外，与采集片安装在电池外壳内相比，采集片设置在电池外壳的外侧壁上能够防止其占据电池外壳的容积，使得电池外壳内具有容纳电芯以及注入足够电解液的容量，从而防止电池短路，提高采集片对电芯信息采集的准确性，进而提高了电池模组使用过程中的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本实施例所提供的信息采集及无线传输电池的轴测图；

图2为本实施例所提供的信息采集组件的等轴测视图；

图3为本实施例所提供的蓝牙接收端的等轴测视图；

图4为本实施例所提供的绝缘膜的等轴测视图；

图5为本实施例所提供的电池模组的装配示意图；

图6为本实施例所提供的电池模组的爆炸图。

图中：

100、电池外壳；

200、顶盖片；210、极柱组件；220、顶盖片本体；

300、信息采集组件；310、采集片；311、采集片本体；312、电压检测探头；3121、正极检测探头；3122、负极检测探头；313、温度传感器；

400、无线传输组件；410、蓝牙发送端；420、蓝牙接收端；

500、绝缘膜；

1、模组本体；2、端板；21、侧端板；211、第一连通孔；22、前端板；23、后端板；3、盖板；4、导热垫；5、加热膜；51、第二连通孔。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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例，都属于本实用新型的保护范围之内。

下面结合图1至图6以及具体实施例来介绍本实用新型所提供的信息采集及无线传输电池及电池模组。

参考图1所示，本实施例所提供的信息采集及无线传输电池包括电池外壳100、电芯(图中未示出)、顶盖片200、信息采集组件300和无线传输组件400。其中，电池外壳100为盒状结构，其一端开口并具有能容纳电芯的容纳空间，电芯放置于容纳空间内后，再往容纳空间内填入电解液，最后再将顶盖片200封盖于电池外壳100的开口端；信息采集组件300包括采集片310，该采集片310设置于电池外壳100的外侧壁，其能采集电芯上的压力、温度和电压；无线传输组件400与信息采集组件300信号连接，以采集接收从信息采集组件300信号传输的电芯上的压力、温度和电压信息。

通过采用本实施例所提供的信息采集及无线传输电池，采集片310在电池外壳100的侧壁上对电芯上的压力、温度和电压进行检测，避免采集片310占据电池外壳100的容积，使得电池外壳100内能够注入足够量的电解液，从而防止电池内部短路，并保证电池外壳100内具有足够容纳电芯的容量，提高了采集片310对电芯信息采集的准确性；又由于该电池具有无线传输组件400，其与信息采集组件300信号连接，从而能对电芯上的温度、压力和电压信息进行采集接收，通过无线传输的方式取代有线传输，从而能有效减小连接线束带来的短路、火灾等安全风险，提高了电池管理的安全性。

需要说明的是，本实施例中的采集片310可以根据电池外壳100的横截面大小进行尺寸的裁剪，从而能够适配各种大小尺寸的方形铝壳电池、软包电池等类型的电池，因此本实用新型并不对该信息采集及无线传输电池的具体类型进行限定。

具体地，结合图1和图2所示，采集片310包括采集片本体311以及均固定连接于采集片本体311的电压检测探头312、若干个压力传感器(图中未示出)和若干个温度传感器313。其中，采集片本体311贴合设置在电池外壳100的外侧；电压检测探头312呈L型结构，其一体成型于采集片本体311，电压检测探头312的检测端伸出于采集片本体311并弯折至与顶盖片200的极柱组件210进行贴合连接；压力传感器固定设置在采集片本体311上靠近电池外壳100的一侧，以使得压力传感器能够与电池外壳100的侧面贴合连接；温度传感器313连接于顶盖片200向外露出的部分，电芯发热后，能够将温度传递给顶盖片200，通过检测顶盖片200外表面的温度，来间接检测电芯的温度。这样，通过使用电压检测探头312、压力传感器和温度传感器313，能够快速且准确地实现对电芯电压、压力和温度信息的采集，有利于对电池性能的实时监测。

再具体地，在本实施例中，电压检测探头312的数量设置有一对，包括正极检测探头3121和负极检测探头3122，极柱组件210包括正极极耳和负极极耳，正极检测探头3121通过焊接或者压接的方式固定连接在正极极耳，负极检测探头3122也通过焊接或者压接的方式固定连接在负极极耳。由于正、负极极耳直接与极柱组件210内的正、负极柱连接，因此极耳可以用来直接测量电芯的电压，以使检测出的电压的结果更加准确。

更具体地，本实施例中，采集片本体311的表面上均布设置有多个压力传感器，以在更多的位置对电芯的压力进行测量，提高对电芯压力测量的准确性和稳定可靠性。

优选地，采集片本体311上设置温度传感器313的数量为一个，该温度传感器313也同样为L型结构，其检测端弯折延伸至顶盖片200本体，这样，不仅保证采集片310结构简单，而且还能满足实际工况下对电芯温度的检测精度和准确性的要求。当然，在其他实施例中，也可以在顶盖片200本体的不同位置贴合连接一个温度传感器313，以满足温度监测的准确性的要求。

可以理解的是，本实施例中的压力传感器、温度传感器313和电压检测探头312中的至少一个为供电后才能进行使用的检测器。这是因为：需供电后才能进行使用的压力传感器一般为高灵敏度和高精度的传感器，因此其可以有效提高对电芯电压采集的准确性；需供电后才能进行使用的温度传感器313可以不用直接接触电芯就能测量电芯表面的温度值，例如红外线温度计等，这样不仅可以满足本实施例中的工况需求，并且还具有快速响应的优点，有利于提高对电芯温度测量的灵敏度；而采用有源检测探头与采用无源检测探头相比，能有效提高检测的准确性和稳定性。因此，本领域技术人员能够根据实际工况下对电芯的检测精度要求和安全可靠性选择若干个供电后才能进行使用的检测器的种类。

可选地，为了实现对压力传感器、温度传感器313和电压检测探头312的至少一个进行充电的同时，提高采集片310测量和监测的便捷性，该信息采集组件300还包括固定设置在采集片本体311上的电源件(图中未示出)，其可以采用钢壳纽扣电池、氢气电池或者软包圆形电池等，本实用新型对此并不限定。该电源件与电芯的接线柱、压力传感器、温度传感器313和电压检测探头312连接，使得在电池充电时可以同时对该电源件进行充电，电池放电时可以使用该信息采集组件300自带的电源件对上述的压力传感器、温度传感器313和电压检测探头312同时供电，从而不需要外接电源就能让采集片310进行信息接收采集的工作，使采集片310能长时间进行独立测量和监测的工作。

可选地，整个采集片310的外表面均采用耐高温、耐腐蚀和耐高压的硅胶进行覆盖，使得电压检测探头312、温度传感器313和压力传感器均能够被包裹和保护，防止其受到损坏，从而延长采集片310的使用寿命。

具体地，结合图2和图3所示，本实施例所提供的无线传输组件400为无线蓝牙传输模块，该无线蓝牙传输模块包括信号连接的蓝牙发送端410和蓝牙接收端420，蓝牙发送端410信号连接于信息采集组件300，本实施例中，蓝牙发送端410固定连接于采集片本体311，并向外延伸设置。当采集片310上的压力传感器、电压检测探头312和温度传感器313连接到电芯后被唤醒，开始实时采集电芯的压力、电压和温度信息，并周期向蓝牙发送端410发送信息信号，蓝牙发送端410持续向蓝牙接收端420发送所采集接收到的电芯信号，蓝牙接收端420此时与移动设备(平板或者笔记本电脑)进行连接，蓝牙接收端420接收到的电池信息能够在移动设备上进行映射，从而在移动设备的显示屏幕上显示和存储电芯的压力、电压和温度值，以便于工作人员对所对应的电池的性能进行监测和调控。使用无线蓝牙传输模块不仅实现了电池信息的无线传输，而且还具有低功耗、大容量、安全性高等优点。可以理解的是，由于蓝牙发送端410连接于采集片本体311，因此采集片本体311上的电源件也能够对蓝牙发送端410供电，以保证无线传输组件400的正常工作。

可选地，参考图4所示，本实施例所提供的信息采集及无线传输电池还包括绝缘膜500(聚丙烯或聚氯乙烯等材质制成)，该绝缘膜500围设覆盖于采集片310和电池外壳100，一方面能够将采集片310和电池外壳100紧紧地包裹在一起，防止采集片310和电池外壳100之间错位、分离；另一方面则能够将整个电池的外表与外界处于绝缘状态，可以保护整个电池不受外界环境的影响，提高该电池的安全性能。

本实用新型还提供了一种电池模组，参考图5至图6所示，该电池模组包括模组本体1、端板2和盖板3，模组本体1包括若干个上述的信息采集及无线传输电池，端板2设置在模组本体1的周侧，盖板3盖设在模组本体1上具有顶盖片200的一端。本实施例中，端板2包括分别设置在模组本体1侧部的侧端板21，且在侧端板21上开设有第一连通孔211，以使固连于采集片本体311的蓝牙发送端410能穿过第一连通孔211向外露出，保证蓝牙发送端410无阻碍地向蓝牙接收端420发送信号。

该电池模组中，由于设置有上述的信息采集及无线传输电池，通过无线传输取代有线传输的方式对电芯上的温度、压力和电压信息进行采集接收，从而避免了在电池模组上设置多条线束，降低了电池模组的成本和加工制造复杂程度；此外，与采集片310安装在电池外壳100内相比，采集片310设置在电池外壳100的侧壁上能够防止其占据电池外壳100的容积，使得电池外壳100内具有容纳电芯以及注入足够电解液的容量，从而防止电池短路，提高采集片310对电芯信息采集的准确性，进而提高了电池模组使用过程中的可靠性和安全性。

具体地，如图6所示，该端板2还包括前端板22和后端板23，在现有技术中，当模组本体1仅有一个电池时，会在模组本体1与前端板22之间、模组本体1与后端板23之间分别夹设一个导热垫4，以消除模组本体1与前端板22和后端板23之间的空隙，并通过导热垫4对电池进行散热。由于在本实施例中，电池外壳100的一侧设置有信息采集组件300，因此为了在保证对信息采集及无线传输电池进行散热的同时，避免模组本体1长度变长以及前端板22或后端板23对电池挤压力增大，需要将导热垫4的厚度设计成等于信息采集组件300的厚度；此外，还需要将其中一个导热垫4进行取出，仅保留一个导热垫4，该导热垫4可以夹设在前端板22和模组本体1之间，也可以夹设在后端板23和模组本体1之间，本实施例对此并不进行限定。

可以理解的是，继续参考图6所示，当模组本体1包括多个并排设置的信息采集及无线传输电池时，也需要将相邻两个电池之间的导热垫4进行省去(图6示出了相邻两个电池之间还没有去除导热垫4时的结构示意图)，通过信息采集组件300替代导热垫4，从而保证模组本体1整体的长度不变。当然，为了在去除导热垫4的情况下，模组本体1的温度保持稳定，可以通过风冷的方式对电池模组进行散热，以保证对模组本体1的散热效果。

可选地，继续参考图6所示，本实施例中，该电池模组还包括加热膜5，加热膜5夹设于侧端板21和模组本体1之间。本实施例中，加热膜5上开设有与第一连通孔211对应设置的第二连通孔51，蓝牙发送端410依次穿过第二连通孔51和第一连通孔211后露出外界。通过设置该加热膜5，能够对模组本体1内的若干个信息采集及无线传输电池进行加热，以保证信息采集及无线传输电池能够在低温环境下正常工作，从而保障了电池的性能，延长其使用寿命。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.信息采集及无线传输电池，包括电池外壳(100)、电芯和封盖于所述电池外壳(100)的开口端的顶盖片(200)，其特征在于，还包括：

信息采集组件(300)，所述信息采集组件(300)包括采集片(310)，所述采集片(310)设置于所述电池外壳(100)的外侧壁，所述采集片(310)被配置为能采集所述电芯上的压力、温度和电压信息；

无线传输组件(400)，所述无线传输组件(400)与所述信息采集组件(300)信号连接，以采集接收从所述信息采集组件(300)信号传输的所述电芯上的压力、温度和电压信息。

2.根据权利要求1所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，所述采集片(310)包括采集片本体(311)以及均固连于所述采集片本体(311)的电压检测探头(312)、若干个压力传感器和若干个温度传感器(313)，所述采集片本体(311)贴合设置于所述电池外壳(100)的外侧，所述电压检测探头(312)的检测端固连于所述顶盖片(200)的极柱组件(210)，所述压力传感器贴合于所述电池外壳(100)的外侧，所述温度传感器(313)连接于所述顶盖片(200)向外露出的部分。

3.根据权利要求2所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，所述采集片本体(311)的表面上均布设置有多个所述压力传感器。

4.根据权利要求2所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，所述极柱组件(210)包括极耳，所述电压检测探头(312)固连于所述极耳。

5.根据权利要求1～4任一项所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，还包括绝缘膜(500)，所述绝缘膜(500)围设覆盖于所述采集片(310)和所述电池外壳(100)。

6.根据权利要求1所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，所述无线传输组件(400)为无线蓝牙传输模块，所述无线蓝牙传输模块包括信号连接的蓝牙发送端(410)和蓝牙接收端(420)，所述蓝牙发送端(410)信号连接于所述信息采集组件(300)。

7.根据权利要求1所述的信息采集及无线传输电池，其特征在于，所述信息采集组件(300)还包括电源件，所述电源件电连接于所述采集片(310)和所述电芯的接线柱，以对所述采集片(310)供电。

8.电池模组，包括模组本体(1)、端板(2)和盖板(3)，其特征在于，所述模组本体(1)包括若干个权利要求1～7中任一项所述的信息采集及无线传输电池，所述端板(2)设置于所述模组本体(1)的周侧，所述盖板(3)盖设于所述模组本体(1)上具有顶盖片(200)的一端。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述端板(2)包括前端板(22)和后端板(23)，所述前端板(22)或所述后端板(23)与所述模组本体(1)之间夹设有导热垫(4)，且所述导热垫(4)的厚度等于所述信息采集组件(300)的厚度。

10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括加热膜(5)；所述端板(2)还包括设于所述模组本体(1)侧部的侧端板(21)，所述加热膜(5)夹设于所述侧端板(21)和所述模组本体(1)之间。