CN221571696U - 用于电池内部的温度传感器及电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于电池内部的温度传感器及电池组件。温度传感器包括导电线组及感温热敏电阻，导电线组铺设在测温区域，测温区域可以为电池内部。导电线组的两条传感导电丝并列间隔设置，多个感温热敏电阻间隔设置在两条传感导电丝上，每一感温热敏电阻的两端分别烧结在两个传感导电丝上。感温热敏电阻直接与传感导电丝接触构成欧姆接触，形成类似“梯式”的结构，所有的感温热敏电阻以并联的方式，挂于两根传感导电丝上，使得温度传感器尺寸小，可以成带、成片。每一感温热敏电阻均可以完成测温，能够实现多点同时测温，改进传统的单点测温为多点同时测温，只要测温区域的某个位置温度升高，根据输出的并联阻抗信号，即可监测到温度变化。

Description

用于电池内部的温度传感器及电池组件

技术领域

本申请涉及测温技术领域，特别是涉及用于电池内部的温度传感器及电池组件。

背景技术

目前，锂离子电池已经被广泛的应用作为各种移动电池、储能电池和动力电源等，因此，对锂离子电池工作状态的实时监测变得至关重要。锂离子电池在充电过程中和工作过程中，内部会出现产热不均匀，会造成局部温度过高的问题。如果长时间维持上述状态，将会导致整个锂离子电池的电性能失效，甚至会产生热失控而引发火灾。因此，检测单个锂离子电池内部温度的变化对安全使用锂离子电池尤为重要。

传统的电池安全监测方式主要为将温度传感器伸入到单体电池内部或贴设在电池外壁上进行测温，只能获得电池壳体内单个点或者电池表面的温度值，这种温度检测方式测温面积小。如果电池内其他位置出现较大温升，温度的变化不能很快被电池表面或检测点上的温度传感器监测到，会造成电池实际工作温度和监测数值出现偏差，就可能发生发热甚至燃烧的危险。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提高对电池内部温度监测更加可靠的用于电池内部的温度传感器及电池组件。

一种用于电池内部的温度传感器，所述温度传感器包括导电线组及多个感温热敏电阻，所述导电线组包括两条传感导电丝，两条所述传感导电丝并列间隔设置，两条所述传感导电丝的一端均为连接引脚端；多个所述感温热敏电阻间隔设置在所述导电线组上，每一所述感温热敏电阻的两端分别烧结在两个所述传感导电丝上，以使各个所述感温热敏电阻并联连接。

在其中一个实施例中，两条所述传感导电丝沿所述导电线组的长度方向的各个位置均等间距间隔设置，用于形成所述感温热敏电阻的热敏电阻材料同时烧结在两条所述传感导电丝的同一位置上。

在其中一个实施例中，所述感温热敏电阻为NTC热敏电阻。

在其中一个实施例中，所述传感导电丝的直径0.04mm-0.06mm；所述感温热敏电阻的厚度为0.1mm-0.3mm。

在其中一个实施例中，所述感温热敏电阻在所述导电线组上的各个位置均匀分布。

在其中一个实施例中，所述温度传感器的上下两表面上设置有绝缘层。

在其中一个实施例中，所述温度传感器还包括至少两片保护隔膜，两片所述保护隔膜层叠设置并相贴合，所述感温热敏电阻与所述传感导电丝均包覆在两片所述保护隔膜之间，所述连接引脚端由两片所述保护隔膜之间伸出。

一种电池组件，所述电池组件包括如上所述的用于电池内部的温度传感器。

在其中一个实施例中，所述电池组件还包括正极片及负极片，所述负极片与所述正极片层叠设置，所述用于电池内部的温度传感器设置于所述正极片与所述负极片之间，且所述导电线组呈曲折形布置在所述正极片与所述负极片之间。

在其中一个实施例中，所述电池组件还包括电池壳体，所述正极片与所述负极片设置在所述电池壳体内，所述电池壳体上设置有测温器件，所述温度传感器的连接引脚端由所述电池壳体的内侧连接在所述测温器件上。

上述用于电池内部的温度传感器及电池组件，温度传感器的导电线组铺设在测温区域，测温区域可以为电池内部。由于多个感温热敏电阻间隔设置在两条传感导电丝上，每一感温热敏电阻的两端分别烧结在两个传感导电丝上，感温热敏电阻直接与传感导电丝接触构成欧姆接触，形成类似“梯式”的结构，所有的感温热敏电阻以并联的方式，挂于两根传感导电丝上，使得温度传感器尺寸小，可以成带、成片。每一感温热敏电阻均可以完成测温，能够实现多点同时测温，改进传统的单点测温为多点同时测温，只要测温区域的某个位置温度升高，根据输出的并联阻抗信号，即可监测到温度变化。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

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，对于本领域普通技术人员来讲，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。

此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。在附图中：

图1为一实施例中的用于电池内部的温度传感器的结构示意图。

图2为图1所示的用于电池内部的温度传感器的局部结构放大图。

图3为图1所示的用于电池内部的温度传感器省略保护隔膜的结构示意图。

附图标记说明：

温度传感器10；导电线组100；传感导电丝110；连接引脚端120；感温热敏电阻200；保护隔膜300。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1至图3，本申请一实施例中的用于电池内部的温度传感器10，至少能够提高测温的可靠性。具体地，温度传感器10包括导电线组100及多个感温热敏电阻200，导电线组100包括两条传感导电丝110，两条传感导电丝110并列间隔设置，两条传感导电丝110的一端均为连接引脚端120；多个感温热敏电阻200间隔设置在导电线组100上，每一感温热敏电阻200的两端分别烧结在两个传感导电丝110上，以使各个感温热敏电阻200并联连接。

使用时，温度传感器10的导电线组100铺设在测温区域，测温区域可以为电池内部。由于多个感温热敏电阻200间隔设置在两条传感导电丝110上，每一感温热敏电阻200的两端分别烧结在两个传感导电丝110上，感温热敏电阻200直接与传感导电丝110接触构成欧姆接触，形成类似“梯式”的结构，所有的感温热敏电阻200以并联的方式挂于两根传感导电丝110上，使得温度传感器10尺寸小，可以成带、成片。每一感温热敏电阻200均可以完成测温，能够实现多点同时测温，改进传统的单点测温为多点同时测温，只要测温区域的某个位置温度升高，根据输出的并联阻抗信号，即可监测到温度变化。

一实施例中，两条传感导电丝110沿导电线组100的长度方向的各个位置均等间距间隔设置，用于形成感温热敏电阻200的热敏电阻材料同时烧结在两条传感导电丝110的同一位置上。在加工时，按照固定间距上料传感导电丝110，沿着传感导电丝110的长度方向，安装设定间距设置热敏电阻材料，然后通过烧结的方式，以使热敏电阻材料烧结在传感导电丝110上，进而形成感温热敏电阻200与感温热敏电阻200的直接接触。两条传感导电丝110沿导电线组100的长度方向的各个位置均等间距间隔设置，便于设置均匀大小的热敏电阻材料。在其他实施例中，热敏电阻材料的大小还可以根据测温需要进行设置，例如设置大小不一的热敏电阻材料。

传统热敏电阻在加工时，往往需要先将晶片在氧化气氛中被加热烧结熔合在一起，形成尖晶石陶瓷基质。然后将电极材料通过丝网印刷，喷涂或刷涂施加到陶瓷基质的两个相对表面上。在厚膜带式炉中将电极材料烧制到陶瓷上，在陶瓷和电极之间形成电连接和机械结合，使得每一温度感应件具有一个热敏电阻上及两个独立存在的导电引脚。在使用时，两个导电引脚独立焊接使用，进而若要形成本申请的“梯式”结构的温度传感器10，需要将多个温度感应件的导电引脚分别焊接在两个传感导电丝110上。而焊接一般为锡焊，可以会导致出现脱焊、吃传感导电丝110、感温热敏电阻200炸裂等不良情况。同时，由于焊接材料的耐温差异、热膨胀系数、外部生产工艺卫生等差异条件的影响，导致利用多个独立温度感应件焊接形成的“梯式”结构的温度传感器10的整体耐温等级不高。且上述传统热敏电阻加工成温度感应件的过程中，不利于实现温度传感器10的小型化处理，限制了温度感应件的尺寸。

一实施例中，传感导电丝110的直径0.04mm-0.06mm。例如，传感导电丝110的直径0.05mm。一实施例中，所述感温热敏电阻200的厚度为0.1mm-0.3mm。例如，感温热敏电阻200的厚度为0.2mm-0.3mm。通过将感温热敏电阻200直接烧结在传感导电丝110，能够有效实现降低温度传感器10整体尺寸的目的，以使温度传感器10的整体厚度较小，便于设置在像电池内部这样的环境中，避免温度传感器10的尺寸影响测温区域内部的结构环境。

一实施例中，感温热敏电阻200在导电线组100上的各个位置均匀分布，进而能够均匀的检测到测温区域的各个位置的温度。在其他实施例中，还可以根据测温需要，感温热敏电阻200在导电线组100还可以不均匀分布。

一实施例中，导电线组100用于呈曲折形布置在测温区域。通过将导电线组100呈曲折形布置在测温区域，能够实现多个感温热敏电阻200呈曲折形分布在测温区域的各个位置，进而实现由点到面的测温。

一实施例中，温度传感器10的上下两表面上设置有绝缘层。利用绝缘层避免温度传感器10对测温区域内如电池内部环境的影响。具体地，绝缘层可以为聚酰亚胺膜，聚酰亚胺膜具有较好的耐腐蚀性、耐高温性，且抗弯折，并且很薄，有利于将温度传感器10做到小、薄，且柔性化，可以根据需要设置在不同的测温点上。

一实施例中，感温热敏电阻200为NTC热敏电阻。NTC热敏电阻为负温度系数热敏电阻，随着NTC热敏电阻的本体温度升高，NTC的电阻值会下降。它在实现小型化的同时，还具有电阻值-温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点，可以高灵敏度、高精度的检测到电池内部的温度变化。相比于光纤测温，NTC热敏电阻成本低廉，调制电路简单，易施工，而相比于传统的通过采集电池单体正极极耳或负极极耳单点温度，响应速度快，可以采集到更全面的温度状态。

如图1及图2，一实施例中，温度传感器10还包括至少两片保护隔膜300，两片保护隔膜300层叠设置并相贴合，感温热敏电阻200与传感导电丝110均包覆在两片保护隔膜300之间，连接引脚端120由两片保护隔膜300之间伸出。通过设置保护隔膜300能够有效保护感温热敏电阻200与传感导电丝110，便于将感温热敏电阻200设置在需要测温的区域内，保持感温热敏电阻200与传感导电丝110设置的稳定性与可靠性。

一实施例中，本申请还公开一种电池组件，电池组件包括上述任意一实施例中的用于电池内部的温度传感器10。

具体地，所述电池组件还包括正极片及负极片，所述负极片与所述正极片层叠设置，所述用于电池内部的温度传感器10设置于所述正极片与所述负极片之间，且所述导电线组100呈曲折形布置在所述正极片与所述负极片之间。通过将用于电池内部的温度传感器10设置在正极片与负极片之间，能够有效从电池的内部进行多点测温，提高对电池测温的准备性。

一实施例中，所述电池组件还包括至少两片电池隔膜，正极片与负极片之间设置有两片相贴合电池隔膜，感温热敏电阻200与传感导电丝110均包覆在两片电池隔膜之间。通过将感温热敏电阻200与传感导电丝110包覆在两片电池隔膜之间，有利于感温热敏电阻200与传感导电丝110在正极片与负极片之间的设置，且利用电池隔膜降低感温热敏电阻200与传感导电丝110对正极片与负极片在工作时的影响，保持感温热敏电阻200与传感导电丝110设置的稳定性与可靠性。感温热敏电阻200与传感导电丝110厚度较小，设置在两片电池隔膜之间，两片电池隔膜相贴合后的厚度也较小，降低了感温热敏电阻200与传感导电丝110在空间尺寸对电池内部结构的影响。

在本实施例中，上述温度传感器10中的保护隔膜300可以为电池组件的电池隔膜。

在其他实施例中，温度传感器10还可以包覆在电池组件的正极片与负极片形成的电芯的外围侧，此时，温度传感器10中的保护隔膜300与电池组件的电池隔膜为两个部件。

一实施例中，所述电池组件还包括电池壳体，所述正极片与所述负极片设置在所述电池壳体内，所述电池壳体上设置有测温器件，所述温度传感器10的连接引脚端120由所述电池壳体的内侧连接在所述测温器件上。通过设置电池壳体能有效保护电池壳体内的温度传感器10、正极片及负极片，且温度传感器10传输的信号，可以通过连接引脚端120及电池壳体上的测温器件传导至电池壳体外，便于及时通过测温器件传导的信号的变化，得知电池壳体内部是否出现局部温度过高的情况。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括：

导电线组，所述导电线组包括两条传感导电丝，两条所述传感导电丝并列间隔设置，两条所述传感导电丝的一端均为连接引脚端；及

多个感温热敏电阻，多个所述感温热敏电阻间隔设置在所述导电线组上，每一所述感温热敏电阻的两端分别烧结在两个所述传感导电丝上，以使各个所述感温热敏电阻并联连接。

2.根据权利要求1所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，两条所述传感导电丝沿所述导电线组的长度方向的各个位置均等间距间隔设置，用于形成所述感温热敏电阻的热敏电阻材料同时烧结在两条所述传感导电丝的同一位置上。

3.根据权利要求2所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述感温热敏电阻为NTC热敏电阻。

4.根据权利要求3所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述传感导电丝的直径0.04mm-0.06mm；所述感温热敏电阻的厚度为0.1mm-0.3mm。

5.根据权利要求2所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述感温热敏电阻在所述导电线组上的各个位置均匀分布。

6.根据权利要求1所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器的上下两表面上设置有绝缘层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于电池内部的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器还包括至少两片保护隔膜，两片所述保护隔膜层叠设置并相贴合，所述感温热敏电阻与所述传感导电丝均包覆在两片所述保护隔膜之间，所述连接引脚端由两片所述保护隔膜之间伸出。

8.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括如权利要求1-7任一项所述的用于电池内部的温度传感器。

9.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件还包括正极片及负极片，所述负极片与所述正极片层叠设置，所述用于电池内部的温度传感器设置于所述正极片与所述负极片之间，且所述导电线组呈曲折形布置在所述正极片与所述负极片之间。

10.根据权利要求9所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件还包括电池壳体，所述正极片与所述负极片设置在所述电池壳体内，所述电池壳体上设置有测温器件，所述温度传感器的连接引脚端由所述电池壳体的内侧连接在所述测温器件上。