一种电池模组及其安全预警装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种电池模组及其安全预警装置。


背景技术：

2.锂离子电池作为一种新型绿色能源，目前已在汽车、储能、航天、手持电子设备等多个领域得到了飞速的发展及应用。实际应用中，锂电池单体依据不同串并联方式组成电池模块，为终端产品提供电能。电池模块在使用过程中，由于电池材料的膨胀、sei膜的增厚、产气及析锂等原因造成电芯的膨胀，膨胀超过一定的量，会引电芯寿命快速衰减及电池模块安全问题。
3.综上所述，如何解决电池模组存在安全隐患的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种电池模组及其安全预警装置，以解决电池模组存在安全隐患的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种电池模组的安全预警装置，包括：
7.柔性填充层，填充于电池模组中任意相邻两个电池单体之间的间隙；
8.压力传感器，嵌设于所述柔性填充层，以用于检测相邻两个所述电池单体之间的压力值；
9.预警单元，与所述压力传感器通信连接，以在所述压力传感器所检测的压力值超出预设值时发出预警信息。
10.可选地，所述柔性填充层为相变材料制作而成的柔性填充层。
11.可选地，所述柔性填充层为隔热材料制作而成的柔性填充层。
12.可选地，所述柔性填充层内嵌设有多个所述压力传感器；其中，至少两个所述压力传感器布置于所述柔性填充层的对角位置。
13.可选地，至少一个所述压力传感器布置于所述柔性填充层的中心位置。
14.可选地，柔性填充层包括沿所述柔性填充层的厚度方向复合布置的柔性层和刚性层；其中，所述刚性层与所述压力传感器的受压极限厚度相适配。
15.可选地，所述柔性层包括分别复合于所述刚性层的两个相对面的第一柔性复合层及第二柔性复合层。
16.可选地，所述预警单元包括报警器；其中，所述报警器用于在所述压力传感器所检测的压力值超出预设值时触发报警。
17.可选地，所述预警单元包括显示装置，所述显示装置用于显示所述电池模组的使用寿命。
18.相比于背景技术介绍内容，上述电池模组的安全预警装置，包括柔性填充层、压力传感器和预警单元，其中，柔性填充层填充于电池模组中任意相邻两个电池单体之间的间隙；压力传感器嵌设于柔性填充层，以用于检测相邻两个电池单体之间的压力值；预警单元与压力传感器通信连接，以在压力传感器所检测的压力值超出预设值时发出预警信息。该安全预警装置，在实际应用过程中，由于压力传感器能够检测相邻两个电池单体之间的压力值，因此当电池单体(也即电芯)发生膨胀时，压力传感器所检测的压力值会发生变化，当压力值超出预设值时，与压力传感器通讯连接的预警单元能够发出预警信息，继而提醒用户电池模组存在安全隐患，能够及时作出防护措施；另外，由于相邻两个电池单体之间的间隙填充有柔性填充层，并且压力传感器嵌设于柔性填充层，因此，能够保证压力传感器安装的可靠性和稳定性，避免了压力传感器因错位或检测位置倾斜等导致检测灵敏度及准确度降低的问题。
19.另外，本实用新型还提供了一种电池模组，包括安全预警装置，其中，所述安全预警装置为上述任一方案所描述的电池模组的安全预警装置。由于该安全预警装置具有前述技术效果，因此具有该安全预警装置的电池模组也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
21.图1为本实用新型实施例提供的电池模组的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的压力传感器嵌设于柔性填充层的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供的柔性填充层采用柔性层与刚性层复合的结构示意图。
24.其中，图1-图3中：
25.柔性填充层1；
26.柔性层11；
27.第一柔性复合层111；
28.第二柔性复合层112；
29.刚性层12；
30.电池单体2；
31.压力传感器3；
32.箱体4；
33.数据采集器5；
34.连接排6。
具体实施方式
35.本实用新型的核心在于提供一种电池模组及其安全预警装置，以解决电池模组存在安全隐患的问题。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。
37.参照图1-图3，其中，图1为本实用新型实施例提供的电池模组的整体结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的压力传感器嵌设于柔性填充层的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的柔性填充层采用柔性层与刚性层复合的结构示意图。
38.本实用新型具体提供了一种电池模组的安全预警装置，包括柔性填充层1、压力传感器3和预警单元，其中，柔性填充层1填充于电池模组中任意相邻两个电池单体2之间的间隙；压力传感器3嵌设于柔性填充层1，以用于检测相邻两个电池单体2之间的压力值；预警单元与压力传感器3通信连接，以在压力传感器3所检测的压力值超出预设值时发出预警信息。
39.该安全预警装置，在实际应用过程中，由于压力传感器3能够检测相邻两个电池单体2之间的压力值，因此当电池单体2(也即电芯)发生膨胀时，压力传感器3所检测的压力值会发生变化，当压力值超出预设值时，与压力传感器3通讯连接的预警单元能够发出预警信息，继而提醒用户电池模组存在安全隐患，能够及时作出防护措施；另外，由于相邻两个电池单体2之间的间隙填充有柔性填充层1，并且压力传感器3嵌设于柔性填充层1，因此，能够保证压力传感器3安装的可靠性和稳定性，避免了压力传感器3因错位或检测位置倾斜等导致检测灵敏度及准确度降低的问题。
40.需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解，电池模组，一般包括箱体4，箱体4内安装有多个电池单体2(也即电芯)，电池单体2根据具体需求选择不同的串并联方式连接，最终形成为终端产品提供电能的电池模块。电池单体2之间的电连接具体可以采用连接排6(比如铝排)连接，箱体4上还可以布置有数据采集器5，该数据采集器5主要用于收集监测的各个数据，并通过线束上传给电池管理与控制系统。另外需要说明的是，上述压力传感器3的检测压力的方式具体可以是实时检测，也可以是间歇性检测，本新型优选采用实时检测的方式，这样检测更加精准及时。
41.在一些具体的实施方案中，上述柔性填充层1具体可以采用相变材料制作而成的柔性填充层。通过将柔性填充层1设计成该种材质，既能保证压力传感器3与电池单体2的对应检测面保持良好接触，继而保证检测精度；而且能够吸收电池单体2产生的热量，并能够及时散出，保证相邻电池单体2之间的散热需求。
42.当然可以理解的是，上述柔性填充层1采用相变材料的方式，仅仅是本实用新型实施例的举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他柔性材质，具体可以根据实际需求选择配置。比如还可以采用隔热材料制作而成的柔性填充层，通过将柔性填充层1设计成该种隔热材料的结构形式，能够降低电池单体2之间的相互影响，这样即便个别电池单体2出现温度异常时也不会影响其他电池单体2的温度。
43.在一些具体的实施方案中，上述柔性填充层1内可以选择嵌设有多个压力传感器3，其中，至少两个压力传感器3布置于柔性填充层1的对角位置。通过设计成多个压力传感器3的结构形式，并且采用对角位置的布置方式，能够提升对相邻两个电池单体2之间压力检测的全面性，能够避免局部膨胀导致的漏检问题。当然可以理解的是，实际应用过程中，
还可以根据实际需求选择将压力传感器3布置在柔性填充层1的四个角及重心点的位置，从而能够使得检测区域更加全面。需要说明的是，采用多个压力传感器3进行检测压力时，只要其中一个压力传感器3所检测的压力值超出预设值时，预警单元都会发出预警信息。
44.当然可以理解的是，压力传感器3的数量并不局限于多个，也可以设计成单个，但不管压力传感器3的数量是多个还是单个，还可以选择将至少一个压力传感器3布置于柔性填充层1的中心位置。因为电池单体2的基本结构而言，中部位置相比于角度位置而言，中部位置相对强度相对薄弱，膨胀时会优先变形，因此通过在中心位置布置压力传感器3能够保证压力传感器3检测的精准度。
45.在另外一些具体的实施方案中，上述柔性填充层1具体可以包括沿柔性填充层的厚度方向复合布置的柔性层11和刚性层12，其中，刚性层12与压力传感器3的受压极限厚度相适配。通过将柔性填充层1设计成该种结构形式，使得压力传感器3能够收到刚性层12的保护作用，能够避免因电池单体2膨胀变形过大将压力传感器3压溃。其中，刚性层12具体可以采用绝缘树脂板，柔性层11具体可以采用相变材料或隔热材料等具有一定柔性的材质，在此不做更具体的限定。
46.进一步的实施方案中，为了保证柔性填充层1的两个相对面均具有一定的柔性支撑固定作用，上述柔性层11具体可以包括分别复合于刚性层12的两个相对面的第一柔性复合层111及第二柔性复合层112。
47.在一些更具体的实施方案中，上述预警单元具体可以包括报警器，该报警器可以在压力传感器3所检测的压力值超出预设值时触发报警。通过该报警器用户能够及时得知电池模组是否处于安全状态。报警器的具体结构形式，可以是声音报警器，也可以灯光报警器，又或者是声光报警器，还可以是消息报警，比如在手机、电脑等终端设备能够接收报警信息，实际应用过程中，可以根据实际需求选择配置，在此不做更具体的限定。
48.在一些更具体的实施方案中，上述预警单元也可以包括显示装置，该显示装置可以用来显示电池模组的使用寿命。因为通过大量实验测试和模拟仿真测试，发现电池单体2之间的压力与电池模组的容量具有一定的对应关系，因此通过设计该显示装置能够显示电池模组的使用寿命的相关预测信息，以供用户参考。
49.另外，本实用新型还提供了一种电池模组，包括安全预警装置，其中，所述安全预警装置为上述任一方案所描述的电池模组的安全预警装置。由于该安全预警装置具有前述技术效果，因此具有该安全预警装置的电池模组也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
50.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
51.应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
52.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
54.以下，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一个或者更多个该特征。
55.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
56.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种电池模组的安全预警装置，其特征在于，包括：柔性填充层(1)，填充于电池模组中任意相邻两个电池单体(2)之间的间隙；压力传感器(3)，嵌设于所述柔性填充层(1)，以用于检测相邻两个所述电池单体(2)之间的压力值；预警单元，与所述压力传感器(3)通信连接，以在所述压力传感器(3)所检测的压力值超出预设值时发出预警信息。2.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述柔性填充层(1)为相变材料制作而成的柔性填充层。3.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述柔性填充层(1)为隔热材料制作而成的柔性填充层。4.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述柔性填充层(1)内嵌设有多个所述压力传感器(3)；其中，至少两个所述压力传感器(3)布置于所述柔性填充层(1)的对角位置。5.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，至少一个所述压力传感器(3)布置于所述柔性填充层(1)的中心位置。6.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，柔性填充层(1)包括沿所述柔性填充层的厚度方向复合布置的柔性层(11)和刚性层(12)；其中，所述刚性层(12)与所述压力传感器(3)的受压极限厚度相适配。7.如权利要求6所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述柔性层(11)包括分别复合于所述刚性层(12)的两个相对面的第一柔性复合层(111)及第二柔性复合层(112)。8.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述预警单元包括报警器；其中，所述报警器用于在所述压力传感器(3)所检测的压力值超出预设值时触发报警。9.如权利要求1所述的电池模组的安全预警装置，其特征在于，所述预警单元包括显示装置；其中，所述显示装置用于显示所述电池模组的使用寿命。10.一种电池模组，包括安全预警装置，其特征在于，所述安全预警装置为如权利要求1-9中任一项所述的电池模组的安全预警装置。

技术总结
本实用新型公开了一种电池模组及其安全预警装置，包括柔性填充层、压力传感器和预警单元，其中，柔性填充层填充于电池模组中任意相邻两个电池单体之间的间隙；压力传感器嵌设于柔性填充层，以用于检测相邻两个电池单体之间的压力值；预警单元与压力传感器通信连接，以在压力传感器所检测的压力值超出预设值时发出预警信息。该安全预警装置，当压力传感器所检测的压力值超出预设值时，预警单元能够发出预警信息，继而提醒用户电池模组存在安全隐患；另外，由于压力传感器嵌设于柔性填充层，因此，能够保证压力传感器安装的可靠性和稳定性，避免了压力传感器因错位或检测位置倾斜等导致检测灵敏度及准确度降低的问题。导致检测灵敏度及准确度降低的问题。导致检测灵敏度及准确度降低的问题。


技术研发人员：李盼盼 许二超 董普云 戴浩东 丁怀东
受保护的技术使用者：阳光储能技术有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/9/1