CN215451514U - 电芯、电池***以及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了电芯、电池***以及电动汽车,其中,电芯包括:壳体,具有一个开口,所述壳体内容置有卷芯;盖板,设置在所述开口的一端,封装所述开口;压力检测装置,设置在所述壳体内,并检测所述壳体内的压力。根据本实用新型第一方面的电芯,具有如下有益效果:能够准确地检测其内部的压力。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域,尤其涉及电芯、电池***以及电动汽车。
背景技术
现有的新能源汽车的动力电池***,通常是通过多个单体电芯组成电池模组,然后通过多个电池模组组成动力电池来进行供电运行的。目前的电池***中的电池管理***(BMS)虽然会对电池模组的情况例如温度、压力等进行监控,但是这些传感器通常是间隔地布置在电池模组的***,用于检测电池模组整体的情况。但是,对于每个电芯内部的情况,并不能有效地监控,这有可能导致不能监控到电芯的故障。由于电池管理***不能实时地监控各电芯的实际情况,在某个电芯出现问题的时候,可能不能及时发现,这轻则影响电池管理***的管理效率,重则导致汽车出现安全故障。
实用新型内容
本实用新型旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的问题之一。为此,本实用新型提出了一种电芯,能够准确地检测其内部的压力。此外,本实用新型还提出了具有该电芯的电池***以及电动汽车。
根据本实用新型第一方面的电芯,包括:壳体,具有一个开口,所述壳体内容置有卷芯;盖板,设置在所述开口的一端,封装所述开口;压力检测装置,设置在所述壳体内,并检测所述壳体内的压力。
根据本实用新型第一方面的电芯,具有如下有益效果:能够准确地检测其内部的压力。
在一些实施例中,所述压力检测装置设置在所述盖板的内侧。
在一些实施例中,所述压力检测装置包括应变片,所述应变片设置在所述盖板的内侧。
在一些实施例中,所述应变片为金属应变片或者半导体应变片。
在一些实施例中,所述盖板的内侧开设有容纳孔,所述应变片至少部分容置在所述容纳孔内。
在一些实施例中,所述应变片的一端架设在所述盖板的内侧,所述应变片的另一端延伸到所述容纳孔内。
在一些实施例中,所述压力检测装置包括压力传感器。
在一些实施例中,所述盖板的内侧开设有容纳孔,所述压力传感器容置在所述容纳孔内。
在一些实施例中,还包括可变形的封装薄膜,所述封装薄膜封装所述压力检测装置。
在一些实施例中,还包括可变形的封装薄膜,所述封装薄膜封装所述容纳孔,所述应变片至少部分贴附到所述封装薄膜。
在一些实施例中,所述封装薄膜的材料选自:聚酰亚胺、PET塑料、聚醚醚酮、芳纶或芳族聚酰胺、环氧树脂、硅橡胶以及环氧树脂中的一种。
根据本实用新型第二方面的电池***,包括供电电池和电池管理***,所述供电电池由多个上述任一项的电芯电连接组成,所述电池管理***分别和各所述电芯的所述压力检测装置通讯连接。
根据本实用新型第二方面的电池***,具有如下有益效果:能够准确地监控供电电池中的各个电芯内部的压力。
根据本实用新型第三方面的电动汽车,包括所述的电池***。
根据本实用新型第三方面的电动汽车,具有如下有益效果:能够提高电池***的管理效率以及安全性。
附图说明
图1是本实用新型的电芯的一种实施例的***图。
图2是图1的盖板的局部剖视图。
图3是图2中的F处的局部放大图。
图4是压力检测装置的另一种实施例的剖视示意图。
图5是压力检测装置的又一种实施例的剖视图。
图6是具有本实用新型的电芯的电池***的简要示意图。
图7是具有图6的电池***的电动汽车的简要示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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。
在本实用新型的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。此外,在下面的描述中,除非另有说明,否则针对相同或者相似的技术特征,赋予同样的附图标记。
图1是本实施方式的电芯100的***图。参照图1,根据本实施方式的电芯100,包括:壳体101、盖板102和压力检测装置122。其中,壳体101具有一个开口105,壳体101内容置有卷芯103。盖板102设置在开口105的一端并封装开口105,由此形成容置卷芯103的密闭的腔体。压力检测装置122设置在壳体101内,并检测壳体 101内的压力。
根据第一实施方式的电芯100,能够准确地检测电芯100的内部的压力。具体而言,电芯在工作的过程中,电芯内部可能会产生气体,导致电芯内部气压逐渐增大,这可能会导致电芯鼓胀、漏液、铝塑膜胀破等,甚至可能会导致电芯***以致发生火灾等。通过直接在电芯100的内部设置压力检测装置122,能够实时且准确地检测到电芯100内部的压力变化情况。因此,能够辅助电池管理***或者操作人员等更加及时地处理这些情况,例如对内部压力异常的电芯100进行断电处理或者问题排查等。
本实施方式的电芯100整体上可以是公知的动力电池的结构。例如,电芯100的壳体101,例如可以是方形状、圆形状等各种公知的动力电池的壳体的形状。盖板102 例如通过焊接的方式封装壳体101的开口105,盖板102的长度方向的两侧分别设置有正极柱106和负极柱107。正极柱106和负极柱107分别部分位于盖板102的外侧 (焊接完成后显露在外的一侧),部分位于盖板102的内侧(焊接完成后和壳体101 的内部相对的一侧)。此外,盖板102上还设置有例如防爆阀110、注液孔111等。卷芯103通过正极片(未单独示意)、负极片(未单独示意)以及设置在正极片和负极片之间的隔膜(未单独示意)卷绕或者叠片而成。卷芯103具有正极耳108和负极耳109。卷芯103的正极耳108例如由正极片通过裁切而成,卷芯103的负极耳109 例如由负极片通过裁切而成。正极柱106的位于盖板102的内侧的部分106a,和卷芯103的正极耳108通过例如超声波焊接、激光焊接、电阻热熔焊接、螺丝连接、铆接等各种公知的方式连接。同样地,负极柱107的位于盖板102的内侧的部分107a,和卷芯103的负极耳109通过例如超声波焊接、激光焊接、电阻热熔焊接、螺丝连接、铆接等各种公知的方式连接。此外,电芯100的壳体101内可以容置一个卷芯103,也可以容置多个卷芯103。
图2是盖板102的局部剖视图,图3是图2中的F处的局部放大图,表示压力检测装置122的结构,图4是压力检测装置122的另一种实施例的剖视示意图,图5是压力检测装置122的又一种实施例的剖视图,参照图2、图3,在一些实施例中,为了容易地设置压力检测装置122,压力检测装置122设置在盖板102的内侧。例如,在一些实施例中,压力检测装置122包括应变片129,应变片129设置在盖板102的内侧。具体而言,作为应变片129,列举例如:金属应变片或者半导体应变片。进一步地,作为金属应变片,列举例如金属丝式应变片、箔式应变片以及薄膜式应变片等。通过使用应变片129作为压力检测装置122的检测元件,并将应变片129设置在盖板 102的内侧,当应变片129受到电芯100的内部的压力而发生形变时,应变片129上的电阻丝也随之变形,从而使应变片129的电阻值发生变化,然后通过测量转换电路最终转换成电压或者电流的变化,由此,能够容易地检测电芯100的内部的压力。
继续参照图3,在一些实施例中,为了容易地安装应变片129并使应变片129容易地发生形变,盖板102的内侧开设有容纳孔130,应变片129至少部分容置在容纳孔130内。例如,可以将应变片129的一端129a架设在盖板102的内侧,应变片129 的另一端129b延伸到容纳孔130内。应变片129架设到盖板102的内侧的方式并不特别限定,例如可以通过胶水等将应变片129的一端129a贴附到盖板102的内侧。应变片129的另一端129b呈悬臂状态并延伸到容纳孔130内。由此,能够容易地将应变片129安装到盖板102的内侧,并使应变片129在受到电芯100的内部的压力时容易发生形变。
参照图4,此外,上面虽然以压力检测装置122包括用于检测压力的应变片129 为例进行了说明,但是并不限于此。在一些实施例中,压力检测装置122也可以包括压力传感器131。作为压力传感器131,列举例如:电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。压力传感器131只要能够安装到壳体101 内部,并不特别限定,例如,压力传感器131也可以容置在开设于盖板102的内侧的容纳孔130内。
参照图3,在一些实施例中,为了防止压力检测装置122被电芯100的内部的电解液腐蚀,还可以包括可变形的封装薄膜132,封装薄膜132封装压力检测装置122。具体而言,以应变片129为例,例如,封装薄膜132封装容纳孔130,应变片129至少部分贴附到封装薄膜132。应变片129的一端129a被架设在盖板102的内侧,应变片129的另一端129b延伸到容纳孔130中并贴合到封装薄膜132。封装薄膜132 整体上封装压力检测装置122,即封装薄膜132整体上涵盖应变片129的被架设在盖板102的内侧的一端129a以及延伸到的容纳孔130中的另一端129b。此外,压力检测装置122的其他装置例如印刷有例如转换电路等的电路板(未图示)、芯片(未图示)等,也容置在容纳孔130中。由此,封装薄膜132能够整体上封装压力检测装置 122。进一步地,通过使应变片129的另一端129b贴合到封装薄膜132,则能够提高应变片129的灵敏性。应变片129贴附到封装薄膜132的方式并不特别限定,例如可以通过胶水粘接的方式贴附到封装薄膜132。此外,作为封装薄膜132只要能够耐腐蚀并且可变形,并不特别限定。例如,封装薄膜132的材料选自:聚酰亚胺、PET塑料、聚醚醚酮、芳纶或芳族聚酰胺、环氧树脂、硅橡胶以及环氧树脂中的一种。
参照图5,此外,在以应变片129作为检测元件的情况下,也可以使封装薄膜132 仅封装应变片129。例如,封装薄膜132可以包括两层,通过例如高温热压的方式对应变片129进行封装,应变片129既可以贴附到封装薄膜132上,也可以不贴附到封装薄膜132上。通过使用封装薄膜132对应变片129进行封装,能够使压力检测装置 122的应变片129相对电芯100内的电解液被密封。在本实施例中,同样地,可以将被封装薄膜132封装的应变片129的一端129a架设在盖板102的内侧,将该应变片 129的另一端129b延伸到容纳孔130中。
继续参照图4,此外,上面虽然以通过封装薄膜132封装以应变片129作为检测元件的压力检测装置122为例进行了说明,但是并不限于此。例如,在以压力传感器 131作为检测元件的情况下,也可以将压力传感器131容置在容纳孔130中,并通过可变形的封装薄膜132封装容纳孔130整体,以防止压力检测装置122被电芯100的内部的电解液腐蚀。
此外,在以压力传感器131作为检测元件、且压力传感器131安装在例如壳体 101的内侧或者伸入到电解液中等其他位置的情况下,封装薄膜132也可以包括两层,通过例如高温热压的方式对压力传感器131进行封装,从而使压力检测装置122的压力传感器131相对电芯100内的电解液被密封。
进一步地,上面虽然以通过封装薄膜132对压力检测装置122进行封装为例进行了说明,但是并不限于此。压力检测装置122也可以使用例如陶瓷压力传感器等能够耐腐蚀的检测元件,而省略使用封装薄膜132。
图6是电池***200的简要示意图,参照图6,上面各实施例的电芯100,可以使用到电池***200中。根据第二实施方式的电池***200,包括供电电池201和电池管理***202(BMS),供电电池201由多个上述各实施例的电芯100电连接组成,电池管理***202分别和各电芯100的压力检测装置122通讯连接。供电电池201的连接方式可以参考现有的电池***200的连接方式,在此不详细展开说明。电池管理***202和各电芯100的压力检测装置122可以通过例如有线或者无线的方式进行通讯连接。
在本实施方式中,能够实现电池管理***202有效地监控供电电池201中的各个电芯100内部的压力。具体而言,通过将压力检测装置122设置在电芯100的内部,能够实现电池管理***202对每一个电芯100进行实时监测及控制,能够提高电池***200的安全性。此外,由于在电芯100的内部检测到的压力数据具有更高的精度,因此能够更加准确地判断电芯100的状态。从而提高电池***200的管理效率以及安全性。
图7是电动汽车300的简要示意图,参照图7,上面实施例的电池***200,可以使用到电动汽车300中。作为电动汽车300,列举例如混合动力汽车、纯电动汽车等。本实施方式的电动汽车,通过使用上述的电池***200,能够提高电池***200 的管理效率以及安全性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种电芯,其特征在于,包括:
壳体,具有一个开口,所述壳体内容置有卷芯;
盖板,设置在所述开口的一端,封装所述开口;
压力检测装置,设置在所述壳体内,并检测所述壳体内的压力。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述压力检测装置设置在所述盖板的内侧。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述压力检测装置包括应变片,所述应变片设置在所述盖板的内侧。
4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述应变片为金属应变片或者半导体应变片。
5.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述盖板的内侧开设有容纳孔,所述应变片至少部分容置在所述容纳孔内。
6.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,所述应变片的一端架设在所述盖板的内侧,所述应变片的另一端延伸到所述容纳孔内。
7.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述压力检测装置包括压力传感器。
8.根据权利要求7所述的电芯,其特征在于,所述盖板的内侧开设有容纳孔,所述压力传感器容置在所述容纳孔内。
9.根据权利要求1或7或8所述的电芯,其特征在于,还包括可变形的封装薄膜,所述封装薄膜封装所述压力检测装置。
10.根据权利要求5或6所述的电芯,其特征在于,还包括可变形的封装薄膜,所述封装薄膜封装所述容纳孔,所述应变片至少部分贴附到所述封装薄膜。
11.根据权利要求9所述的电芯,其特征在于,所述封装薄膜的材料选自:聚酰亚胺、PET塑料、聚醚醚酮、芳纶或芳族聚酰胺、环氧树脂、硅橡胶以及环氧树脂中的一种。
12.根据权利要求10所述的电芯,其特征在于,所述封装薄膜的材料选自:聚酰亚胺、PET塑料、聚醚醚酮、芳纶或芳族聚酰胺、环氧树脂、硅橡胶以及环氧树脂中的一种。
13.电池***,包括供电电池和电池管理***,其特征在于,所述供电电池由多个权利要求1至12中任一项所述的电芯电连接组成,所述电池管理***分别和各所述电芯的所述压力检测装置通讯连接。
14.电动汽车,其特征在于,包括权利要求13所述的电池***。
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