一种电池内部参数监测装置、系统及方法

专利检索2026-02-01  1


本发明涉及锂离子电池,特别是涉及一种电池内部参数监测装置、系统及方法。


背景技术:

1、近年来,方形锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和良好的安全性能,已广泛应用于电动汽车、便携式电子设备及大型储能系统等领域。随着电池容量不断提高,其在充放电过程中产生的热量也相应增加,加之不断变大的电池尺寸导致散热效率下降,电池内部温度持续上升。这种情况下,外部与内部的温度差进一步扩大,使得从模组或系统中测得的电池表面温度无法准确反映电池内部的实际温度。如果电池温度过高且无法及时发出预警,将极大增加电池热失控的风险,因此对电池性能的监控和管理需求日益增加,尤其是对电池内部参数如温度和压力的实时监测,这对于保障电池的安全运行和延长其寿命都至关重要。

2、目前,方形锂离子电池的内部参数测量主要依赖于将传感器直接置入电池内部。然而,这种方法存在明显缺陷:首先,内部传感器的安装可能会破坏电池内部的结构,影响其电化学性能,进而降低电池的循环寿命;其次,内置传感器的安装和维护相对复杂,增加了电池的制造和维护成本。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池内部参数监测装置、系统及方法,以实现在不破坏电池内部结构的前提下有效监测电池内部参数。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种电池内部参数监测装置,包括:电池盖板和柔性薄膜传感器;所述电池盖板安装于待测锂离子电池包上;所述电池盖板上开设有信号线槽;所述柔性薄膜传感器位于所述信号线槽的底端且紧贴所述待测锂离子电池包;所述信号线槽用于向外引出信号线;所述信号线的一端与所述柔性薄膜传感器连接,另一端与电池管理系统连接;所述柔性薄膜传感器用于测量所述待测锂离子电池包的内部参数,并通过所述信号线将所述内部参数上传至所述电池管理系统;所述内部参数包括:温度和压力中的至少一项。

4、可选地,所述电池盖板上还设有正极柱、注液孔、防爆阀、负极柱、正极极耳和负极极耳;所述正极极耳位于所述正极柱上;所述负极极耳位于所述负极柱上;所述防爆阀位于所述正极柱与所述负极柱之间;所述注液孔位于所述正极柱与所述防爆阀之间;所述信号线槽位于所述防爆阀与所述负极柱之间。

5、可选地,所述柔性薄膜传感器通过超声波焊接技术固定于所述信号线槽的底端。

6、可选地,所述柔性薄膜传感器的外部采用聚酰亚胺胶包覆,包覆后的柔性薄膜传感器的总厚度在150微米以内。

7、可选地,所述柔性薄膜传感器为柔性薄膜温度传感器和/或柔性薄膜压力传感器。

8、可选地,所述信号线槽与所述信号线之间设有固定胶;所述固定胶用于粘结固定所述信号线槽与所述信号线。

9、可选地,所述固定胶为高温环氧胶或聚酰亚胺胶。

10、可选地,所述信号线有一条或多条;当所述信号线有多条时,多条所述信号线采用聚酰亚胺胶包覆固定成簇。

11、一种电池内部参数监测系统,包括:电池管理系统、信号线和若干个上述的电池内部参数监测装置;各所述电池内部参数监测装置均通过所述信号线与所述电池管理系统连接;所述电池管理系统用于监测待测电池组中的各待测锂离子电池包的内部参数。

12、一种电池内部参数监测方法,包括:

13、在电池盖板上开设信号线槽,并向外引出信号线;

14、将柔性薄膜传感器固定于所述信号线槽的底端,得到上述的电池内部参数监测装置;

15、将所述电池内部参数监测装置安装于待测锂离子电池包上,使所述柔性薄膜传感器紧贴所述待测锂离子电池包;

16、将所述柔性薄膜传感器通过所述信号线连接到电池管理系统,利用所述柔性薄膜传感器测量所述待测锂离子电池包的内部参数,并通过所述信号线将所述内部参数上传至所述电池管理系统。

17、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

18、本发明提供的电池内部参数监测装置通过在电池盖板底部附着柔性薄膜传感器实现,这种安置方式既不影响电池内部结构,又能有效测量电池内部关键性能参数,如温度和压力。柔性薄膜传感器经过精密设计,其厚度和灵活性使得可以直接贴合在电池盖板底部,而不影响电池内部的空间或性能。同时电池盖板上开设有供信号线穿过的信号线槽,信号线一端与柔性薄膜传感器连接,另一端穿过信号线槽与电池管理系统连接,从而将电池的内部参数上传至电池管理系统,能够实现对电池组中所有电池的集中监测和管理,提高电池内部参数监测的准确性和效率。



技术特征:

1.一种电池内部参数监测装置,其特征在于,包括:电池盖板和柔性薄膜传感器;所述电池盖板安装于待测锂离子电池包上;所述电池盖板上开设有信号线槽;所述柔性薄膜传感器位于所述信号线槽的底端且紧贴所述待测锂离子电池包;所述信号线槽用于向外引出信号线;所述信号线的一端与所述柔性薄膜传感器连接,另一端与电池管理系统连接;所述柔性薄膜传感器用于测量所述待测锂离子电池包的内部参数,并通过所述信号线将所述内部参数上传至所述电池管理系统;所述内部参数包括:温度和压力中的至少一项。

2.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述电池盖板上还设有正极柱、注液孔、防爆阀、负极柱、正极极耳和负极极耳;所述正极极耳位于所述正极柱上;所述负极极耳位于所述负极柱上;所述防爆阀位于所述正极柱与所述负极柱之间;所述注液孔位于所述正极柱与所述防爆阀之间;所述信号线槽位于所述防爆阀与所述负极柱之间。

3.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述柔性薄膜传感器通过超声波焊接技术固定于所述信号线槽的底端。

4.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述柔性薄膜传感器的外部采用聚酰亚胺胶包覆,包覆后的柔性薄膜传感器的总厚度在150微米以内。

5.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述柔性薄膜传感器为柔性薄膜温度传感器和/或柔性薄膜压力传感器。

6.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述信号线槽与所述信号线之间设有固定胶;所述固定胶用于粘结固定所述信号线槽与所述信号线。

7.根据权利要求6所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述固定胶为高温环氧胶或聚酰亚胺胶。

8.根据权利要求1所述的电池内部参数监测装置,其特征在于,所述信号线有一条或多条;当所述信号线有多条时,多条所述信号线采用聚酰亚胺胶包覆固定成簇。

9.一种电池内部参数监测系统,其特征在于,包括:电池管理系统、信号线和若干个如权利要求1-8中任一项所述的电池内部参数监测装置;各所述电池内部参数监测装置均通过所述信号线与所述电池管理系统连接;所述电池管理系统用于监测待测电池组中的各待测锂离子电池包的内部参数。

10.一种电池内部参数监测方法,其特征在于,包括:


技术总结
本发明公开一种电池内部参数监测装置、系统及方法,涉及锂离子电池技术领域。该装置包括:电池盖板和柔性薄膜传感器;电池盖板安装于待测锂离子电池包上;电池盖板上开设有信号线槽;柔性薄膜传感器位于信号线槽的底端且紧贴待测锂离子电池包;信号线槽用于向外引出信号线;信号线的一端与柔性薄膜传感器连接,另一端与电池管理系统连接;柔性薄膜传感器用于测量待测锂离子电池包的内部参数,并通过信号线将内部参数上传至电池管理系统;内部参数包括:温度和压力中的至少一项。本发明能够实现在不破坏电池内部结构的前提下有效监测电池内部参数。

技术研发人员:王立业,徐阳阳,王丽芳,廖承林,张志刚,田雨鑫
受保护的技术使用者:中国科学院电工研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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