CN110571485A - 一种电池加热膜及电池箱体进水检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池加热膜,包括加热导线以及设置于加热导线外的绝缘包覆层,还包括设置在绝缘包覆层中的检测导线,电池加热膜上设置有截断检测导线的通孔和/或缺口。该电池加热膜中设置有检测导线,电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口,利用进水能够导通通孔和/或缺口处暴露的检测导线断口,实现电池箱体中进水的检测,使用寿命长;本发明还公开了一种电池箱体进水检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域,具体涉及一种电池加热膜及电池箱体进水检测装置。
背景技术
使用状态下的动力电池设置与电池箱体中,电池箱体密封性能的优劣直接影响动力电池的工作状态,如果电池箱体进水,可能会导致动力电池故障,进而影响接电设备的运行。
现有技术中的电池进水检测置按照原理包括以下两种:第一、利用进水会引起电池的温度骤降,利用温度监控是否进水,如CN106197854A所述的;第二、利用水的导电性能导通检测导线或者进水感应器,通过监控电测电路或者进水感应器的电压电流等变化判断电池箱体是否进水,如CN 105987795 A、CN 203869822 U所述的。
CN 105987795 A的检测装置包括不相交的第一导线和第二导线,其中的第一导线与电源电联,进水导通第一导线和第二导线时,可测得第二导线的电压。上述结构的第一导线和第二导线绕电池侧壁或者底面的周向设置,进一步的,导线与电池壳体绝缘层之间粘接连接,技术缺陷在于:电池箱体和其中动力电池的使用过程存在振动,导线存在较高的振断几率,第二导线断开则无法测得进水电压数据;导线断口存在搭接到电池导电元件上引发短路的风险;电池箱体中的线束复杂。
CN 203869822 U将检测导线设置于PCB基板的表面,技术缺陷在于:PCB基板材料脆性很高,存在受应力折断的几率;电池箱体的内侧为导电壳体,PCB基板设置有进水感应器电路的一面朝向动力电池设置,而动力电池与PCB基板的摩擦会导致检测导线的磨损,上述两种因素均能导致电池检测***失效。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种电池加热膜,其中的检测导线受绝缘包覆层保护不易断开。
为了实现上述技术效果,本发明的技术方案为:一种电池加热膜,包括加热导线以及设置于加热导线外的绝缘包覆层,其特征在于,还包括设置在绝缘包覆层中的检测导线,所述电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口。
优选的技术方案为,检测导线与通孔和/或缺口一一对应设置。
优选的技术方案为,所述检测导线设置于所述电池加热膜的边缘。
优选的技术方案为,所述绝缘包覆层表面设置有渗液槽,所述渗液槽的一端位于所述电池加热膜的外周,所述渗液槽的另一端与所述通孔相通。
优选的技术方案为,所述检测导线暴露于所述通孔和/或缺口中的导线表面积之和大于导线横截面积的两倍。
本发明的目的之二在于提供一种电池箱体进水检测装置,其特征在于,包括电池加热膜,所述电池加热膜包括加热导线以及设置于加热导线外的绝缘包覆层,还包括设置在绝缘包覆层中的检测导线,所述电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口,所述加热导线和检测导线与电源连接;
还包括电阻和检测单元,所述电阻设置于检测导线中或与检测导线串联,所述检测单元用于测量检测导线所在电路的电流和/或所述电阻的电压。
优选的技术方案为,所述电池加热膜中设置有至少两根检测导线,与所述至少两根检测导线连接的电阻阻值互不相同。
优选的技术方案为,还包括电池箱体,所述电池加热膜设置在电池箱体的底面和/或侧壁与动力电池之间。
优选的技术方案为,所述电池加热膜的通孔和/或缺口错位设置。
优选的技术方案为,还包括电池管理***和报警单元;
所述电池管理***中预设电压区间和/或者电流区间,并接收检测单元发送的所述检测导线所在电路的电流和/或所述电阻的电压,判断所述检测导线所在电路的电流和/或所述电阻所属的电流区间和/或电压区间,并形成判断信号;
报警单元,用于接收判断信号并形成具有进水位置的报警信息,所述进水位置与所述通孔和/或缺口的位置相对应。
本发明的优点和有益效果在于:
该电池加热膜中设置有检测导线,电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口,利用进水能够导通通孔和/或缺口处暴露的检测导线断口,实现电池箱体中进水的检测;
检测导线夹设于绝缘包覆层中,杜绝了因动力电池和电池箱体振动导致的检测导线磨损断裂问题,绝缘包覆层具有一定的厚度,可阻止检测导线与动力电池的导电件或者电池箱体接触,确保检测导线的使用寿命;
包含电池加热膜的电池箱体进水检测装置通过监控检测导线所在电路的电流或者电阻电压变化,判断电池箱体是否进水;可充分利用部分原有的加热导线引出线,有助于简化箱体内特别是箱体底部的线束布置。
附图说明
图1是实施例1电池加热膜的结构示意图;
图2是实施例2电池加热膜的结构示意图;
图3是实施例3电池加热膜的结构示意图;
图4是实施例3的立体结构示意图;
图5是实施例4中缺口和检测导线断口的局部放大图;
图6是实施例5电池加热膜的结构示意图;
图7是实施例6电池箱体进水检测装置的电路连接图;
图8是实施例6电池箱体、动力电池与电池加热膜的结构示意图;
图9是实施例7电池箱体进水检测装置的电路连接图;
图10是实施例7电池箱体、动力电池与电池加热膜的结构示意图;
图11是实施例8电池箱体进水检测装置的电路连接图;
图中:1、加热导线;2、绝缘包覆层;3、检测导线;4、缺口;5、通孔;6、渗液槽;7、电阻;8、电压检测单元;9、电池箱体;10、动力电池;11、电流检测单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
电池加热膜的加热导线
电池加热膜的加热导线为现有技术,安装与电池箱体中的加热导线与电源连接,上述的电源为动力电池或者充电机等外接电源。
检测导线和加热导线的位置
检测导线和加热导线可设置于电池加热膜截面的同一层内,也可沿电池加热膜的厚度方向依次并互不干扰设置(沿电池加热膜的厚度方向相邻层的检测导线之间间隔设置有中间绝缘层)。上述两种结构的检测导线在电池加热膜平面内均错位设置。
电池加热膜的绝缘包覆层
绝缘包覆层的基础作用在于保护检测导线,进一步的作用在于具有一定厚度的绝缘包覆层阻止检测导线的断口与电池箱体以及动力电池的导电部件发生接触、缓冲动力电池的振动。后一功能可通过在电池箱体、电池加热膜或者动力电池表面设置局部的绝缘材料达到。因此,电池加热膜的材质要求为:满足绝缘和加热导线包覆的功能材料。
常见的电池加热膜绝缘包覆层材质为聚酰亚胺、硅胶和环氧树脂。进一步优选的绝缘包覆层材质为硅胶。
截断检测导线的通孔和/或缺口
通孔和/或缺口的作用在于截断检测导线,电池进水时提供水的滞留空间并导通检测导线。缺口位于电池加热膜的边缘,通孔位于电池加热膜的边缘内侧,通孔的设置便于在电池加热膜中设置多根检测导线。相较而言,以硅胶包覆的电池加热膜为例,由于硅胶的密封性能,流量小的渗水(短时间内大量进水除外)很容易进入缺口中,但进入通孔中比较困难。检测导线上设置有两个以上的通孔和/或缺口时,水必须导通两处的断口才能导致检测导线的电压或者电流变化,为了提高进水检测的灵敏度,进一步的,一根检测导线上仅设置一处因通孔或者缺口形成的断口。
进一步的,绝缘包覆层表面设置有渗液槽,渗液槽可将水体导入通孔中。进一步的一个通孔对应设置有两条渗液槽,另一渗液槽用于通孔内气体的排出。更进一步的,两条渗液槽分别设置于电池加热膜的两侧膜面上。
检测导线暴露于通孔和/或缺口中的导线表面积
检测导线暴露于通孔和/或缺口中的导线表面积决定了检测导线与水接触面的大小,增加检测导线暴露于通孔和/或缺口中的导线表面积的方法包括但不限于以下一种或至少两种方案的组合:
1、局部增加截断处检测导线导电材料的横截面积,例如厚度、宽度等;
2、检测导线的断口略突出于绝缘包覆层的截面,突出长度取决于绝缘包覆层的厚度,突出长度以不超过绝缘包覆层的厚度为宜;
3、通孔和/或缺口的截面为非平面,包括但不限于弧面、锯齿面截面、波浪形截面。
检测导线的电源
检测导线的电源可以为已知的动力电池或者外接电源,也可以为动力电池的BMS(电池管理***)的电源模块,由于动力电池和外接电源的电压较大,因此,优选的与检测导线连接的电源为BMS中的电源模块。进一步的,检测导线所在电路中的电阻阻值、检测单元的量程根据电源的电压大小综合确定。
电池箱体中电池加热膜的位置
电池加热膜的常见位置是:夹设在电池箱体底面和动力电池的底面之间,和/或夹设在电池箱体侧面和动力电池的侧面之间。常见的电池箱体包括上箱体和下箱体,电池加热膜的缺口和/或通孔与下箱体的底面和/或侧面对应设置。
至少两根检测导线
检测导线均与电源连接,即至少两根检测导线之间的连接为并联。至少两根检测导线的分布方式包括但不限于:
1、检测导线呈开口环状绕电池加热膜的边缘由外至内依次设置,外圈检测导线通过缺口截断,内圈检测导线通过通孔截断;
2、检测导线设置在加热膜的局部边缘处,检测导线均通过缺口截断。
为了实现对电池箱体不同位置进水情况的监测,进一步的,电池加热膜的通孔和/或缺口错位设置,即电池加热膜上的通孔和/或缺口对应的侧边位置不同。
基于相同电压的电源和阻值不同的电阻,所得检测导线上的电流或者电阻的电压实测值也不同,为了便于根据实测值确定电池箱体先进水的位置,优选的,对应不同位置缺口和/或通孔的检测导线上串联的电阻阻值也不同。
电阻的连接位置
电阻的位置没有特别的限制,可设置于电加热膜与电源之间的外接电路上,也可包覆设置于电池加热膜并连接于检测导线上。
电池管理***和报警单元
电池管理***是锂电池的组件之一,电池管理***中预设与不同电阻阻值相对应的电压区间和/或电流区间,将实测值与上述区间值比较,可准确判断首先进水的监测点位置,便于做出相应的改进措施。
报警单元
报警单元的选择范围包括但不限于电池驱动设备的声光报警、显示屏报警等硬件。
实施例1
如图1所示,实施例1电池加热膜为矩形,电池加热膜包括加热导线1以及设置于加热导线1外的绝缘包覆层2,还包括设置在绝缘包覆层2中的一条检测导线3,电池加热膜上设置有截断检测导线的两个缺口4,加热导线1和检测导线3的正负极引出端设置在电池加热膜的两侧边。
实施例2
如图2所示,实施例2基于实施例1,实施例2电池加热膜中两条检测导线3设置在加热导线1的一侧,两条加热导线的缺口4位于电池加热膜的同一侧边上。
实施例3
如图3-4所示,实施例3基于实施例1,区别在于,实施例3中设置有三条由外至内依次排列的开环状检测导线3,加热导线1和检测导线3的引出端经由开环处引出,外圈的检测导线3上设置一个截断该检测导线3的缺口4,位于外圈内的两条检测导线3上设置一个截断该检测导线3的通孔5。
绝缘包覆层表面设置有渗液槽6,渗液槽6的一端位于电池加热膜的外周,渗液槽6的另一端与通孔5相通。
实施例4
如图5所示,实施例4基于实施例3,区别在于,检测导线3的断口略突出于绝缘包覆层2的截面,且检测导线3的断面为竖向的波浪面。
实施例5
如图6所示,实施例5基于实施例3,区别在于,电加热膜的外缘设置有6个缺口,电加热膜的加热导线外缘设置有6条并联的检测导线3,每条检测导线3上分别连接有电阻7,电阻7同样设置在绝缘包覆层2中。
实施例6
如图7-8所示,实施例6的电池箱体进水检测装置基于实施例1的电池加热膜,还包括电阻7和电阻7的电压检测单元8,电阻串联设置于检测导线的外接线路中,检测单元用于测量电阻的电压。
还包括电池箱体,电池加热膜设置在电池箱体9的下箱体的底面与动力电池10之间。实施例6中与加热导线连通的电源为外接充电电源,与检测导线连通的电源为BMS的电源模块。
实施例7
如图9-10所示,实施例7的电池箱体进水检测装置基于实施例2的电池加热膜,两根检测导线的缺口4设置在电池加热膜的一侧边上。
实施例7的电池加热膜设置在电池箱体1的侧壁与动力电池2之间,具有缺口4的电池加热膜侧边与电池箱体1的底面相接触。
实施例7中加热导线1和检测导线3并联且与动力电池连接,检测导线3的外接电路上一一对应串联设置有电阻7,两检测导线3的干路上设置有电流检测单元11。作为等效替代,加热导线与动力电池接通状态下,也可通过测试加热导线的电流判断检测导线电流的变化。
实施例8
如图11所示,实施例8基于实施例6,区别在于,六根检测导线3的电阻7阻值互不相同,且缺口4分设在矩形电池加热膜的侧边不同位置,检测导线的外接电路上设置有整流用的二极管。
实施例8还包括电池管理***和报警单元;
电池管理***中预设电压区间,并接收检测单元发送的检测电阻的电压,判断检测导线所在电路的电流和/或电阻所属的电压区间,并形成判断信号;
报警单元,用于接收判断信号并形成具有进水位置的报警信息,进水位置与通孔或缺口的位置相对应,即告知最先受进水影响的检测导线的位置。
进一步的,实施例8检测导线的外接电路上设置有三极管,三极管可集成在BMS中,三极管的作用在于关闭报警。
实施例6电池箱体中无水渗入时,检测导线为断开状态,则电压检测单元的实测值为0;当有水渗入电池箱体导通检测导线,电压检测单元的实测值增加。
实施例7电池箱体中无水渗入时,检测导线为断开状态,电流检测单元的实测值为0;当有水渗入电池箱体某一处缺口导通检测导线,电流检测单元的实测值A1(A1>0);当有水渗入电池箱体某一处缺口导通检测导线,电流检测单元的实测值A2(A1>A2>0)。
实施例8同实施例,区别在于,根据电阻和电压的定值确定电路导通的组合和电流数值范围,确定进水位置。实施例8的电池加热膜设置位置同实施例6。
实施例8的电池管理***和报警单元同样可用于实施例6和7中,实现进水自动报警的功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池加热膜,包括加热导线以及设置于加热导线外的绝缘包覆层,其特征在于,还包括设置在绝缘包覆层中的检测导线,所述电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口。
2.根据权利要求1所述的电池加热膜,其特征在于,检测导线与通孔和/或缺口一一对应设置。
3.根据权利要求1所述的电池加热膜,其特征在于,所述检测导线设置于所述电池加热膜的边缘。
4.根据权利要求1所述的电池加热膜,其特征在于,所述绝缘包覆层表面设置有渗液槽,所述渗液槽的一端位于所述电池加热膜的外周,所述渗液槽的另一端与所述通孔相通。
5.根据权利要求1所述的电池加热膜,其特征在于,所述检测导线暴露于所述通孔和/或缺口中的导线表面积之和大于导线横截面积的两倍。
6.一种电池箱体进水检测装置,其特征在于,包括电池加热膜,所述电池加热膜包括加热导线以及设置于加热导线外的绝缘包覆层,还包括设置在绝缘包覆层中的检测导线,所述电池加热膜上设置有截断所述检测导线的通孔和/或缺口,所述加热导线和检测导线与电源连接;
还包括电阻和检测单元,所述电阻设置于检测导线中或与检测导线串联,所述检测单元用于测量检测导线所在电路的电流和/或所述电阻的电压。
7.根据权利要求6所述的电池箱体进水检测装置,其特征在于,所述电池加热膜中设置有至少两根检测导线,与所述至少两根检测导线连接的电阻阻值互不相同。
8.根据权利要求6所述的电池箱体进水检测装置,其特征在于,还包括电池箱体,所述电池加热膜设置在电池箱体的底面和/或侧壁与动力电池之间。
9.根据权利要求7所述的电池箱体进水检测装置,其特征在于,所述电池加热膜的通孔和/或缺口错位设置。
10.根据权利要求9所述的电池箱体进水检测装置,其特征在于,还包括电池管理***和报警单元;
所述电池管理***中预设电压区间和/或者电流区间,并接收检测单元发送的所述检测导线所在电路的电流和/或所述电阻的电压,判断所述检测导线所在电路的电流和/或所述电阻所属的电流区间和/或电压区间,并形成判断信号;
报警单元,用于接收判断信号并形成具有进水位置的报警信息,所述进水位置与所述通孔和/或缺口的位置相对应。
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CN110571485B (zh) | 2021-07-23 |
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