CN217641491U - 一种内置信息采集及无线传输的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池领域，尤其涉及一种内置信息采集及无线传输的电池，包括：外壳体，设置在外壳体内的电芯，设置在外壳体一端的盖板，以及设置在盖板上的正极极柱和负极极柱，盖板的内侧设置有无线传感器，无线传感器上设置有正极连接片和负极连接片，正极连接片和负极连接片分别与正极极柱和负极极柱连接；在电芯的侧面设置有检测片；检测片具有连接部，连接部连接在无线传感器上；无线传感器上还设置有天线连接器，天线连接器穿过盖板延伸到盖板的外表面，在天线连接器的外端设置天线，通过天线将无线传感器采集的信息向外输送。本实用新型的优点是能更准确的检测电芯的温度和压力信息，同时采用无线传输。

Description

一种内置信息采集及无线传输的电池

技术领域

本实用新型属于电池领域，尤其涉及一种内置信息采集及无线传输的电池。

背景技术

新能源领域如电动汽车、储能电站的快速发展，使大量的锂离子动力电池或铅酸蓄电池等电化学电池被应用在电动汽车、储能电站等环境中。电动汽车、储能电站等环境均需要采用大量的电池组成高压，为适应电池组安全运行，配备相应的电池管理***是必不可少的。作为具有代表性的锂电，更加备受人们的重视，并在很多领域得到了应用，在储能领域已经得到规模化应用，为电网调频调峰和削峰填谷提供了有效工具，提高了电网的稳定性和可靠性。随着新能源汽车的快速发展，锂电在交通领域也是有着非常好的前景。

在众多故障类型中，锂离子电池热故障是储能***运行过程中最关键的故障之一。电池热故障将导致储能***热失控最终引发鼓包、漏液甚至火灾等问题，严重影响电池的高效安全应用。因此，有效的状态监测和故障诊断算法对避免和缓解电池灾难性故障至关重要。锂离子电池的热失控通常由于一些滥用条件所致，如过充过放、高温环境、挤压及冲撞等等诸如电、热、机械相关滥用导致，会引发一系列的放热反应，并导致电池温度升高，反过来又加速反应进行。当没有得到有效的监控从而引起电池热失控和压力失控随着失控的加剧引起电池自燃和***，从而引发一系列的安全事故。

目前市场上很多BMS也对电池温度做了监控，由于监控的温度主要为电池外部的情况，主要一般在如外壳、连接条、电池箱体处进行温度采集，少部分对每个电池的极柱进行温度监控，极柱的温度监控要好于其他，且监控数量越多越有效。但是，总体来说并没有真实的放映出来电池的实际温度，因为外部温度滞后与内部温度变化，所以监控效果并不显著，少量温度监控更加不利于安全监控。所以对电池真实有效的温度压力的监控是非常有必要的，一方面可以监控电池内部温度变化，提前预警；另一方面也可以监控电池内部的压力变化，清楚电池形变情况。同时，储能、电动汽车需要采用大量的电池组成高压使用，目前是必备电池管理***的，由于电池数量巨多，传统的有线采集需要使用大量的线束，也是安全隐患之一。

在中国发明专利（公开号：CN107946682A，公开日：20180420）中，提供了一种可检测内部温度和压力的锂电池，本锂电池包括电芯、底座、盖帽以及筒状的壳体，底座固设在壳体的下端，盖帽固设在壳体的上端，电芯插设在壳体内，底座的底部设置有PCB板，PCB板朝向壳体内部的一侧分别设有温度传感器和压力传感器；PCB板上连接有数据传输线，底座上开设有通孔，数据传输线的一端穿过通孔伸出壳体外。但上述锂电池存在以下问题：温度传感器和压力传感器均设置在电池底座的底部，不能很好的检测整个电芯的工作状态。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种内置信息采集及无线传输的电池，采用无线电池管理监控，使用时仅需进行动力线束进行连接，无需再使用有线采集线束进行电池管理；并且将检测片设置在在电芯的侧面上，以更准确的检测电芯的温度和压力。

为本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实施：

一种内置信息采集及无线传输的电池，包括：外壳体，设置在外壳体内的电芯，设置在外壳体一端的盖板，以及设置在盖板上的正极极柱和负极极柱，

盖板的内侧设置有无线传感器，无线传感器上设置有正极连接片和负极连接片，正极连接片和负极连接片分别与正极极柱和负极极柱连接，从而无线传感器能采集电芯的电压信息；

在电芯的侧面设置有检测片，检测片用于检测电芯上的压力和温度；检测片具有连接部，连接部连接在无线传感器上，从而无线传感器能采集电芯上的温度和压力信息；

无线传感器上还设置有天线连接器，天线连接器穿过盖板延伸到盖板的外表面，在天线连接器的外端设置天线，通过天线将无线传感器采集的信息向外输送。

作为优选，检测片设置在相邻的两个电芯之间或设置在最外侧的电芯与外壳体的内壁之间。

作为优选，在检测片上设置有压力传感器和温度传感器；温度传感器根据电芯温场分布在检测片上；压力传感器根据电芯沿纵向的中心线对称左右分布。

作为优选，当温度传感器为一个时，温度传感器设置在电芯表面的主要部分的对角线的交点附近；当温度传感器有多个时，温度传感器围绕所述对角线的交点进行圆周或矩形阵列。

作为优选，当压力传感器为一个时，压力传感器设置在电芯的中心线上；当压力传感器为多个时，压力传感器成对的设置在中心线的左右两侧，并且沿着电芯的纵向分布。

作为优选，无线传感器与盖板底部之间设置有塑料支架；塑料支架的底部设置有向下延伸的定位柱，无线传感器上设置有与定位柱位置对应的定位孔；在塑料支架的底部设置有至少一对卡扣，无线传感器通过卡扣设置在塑料支架的底部。

作为优选，正极极柱和负极极柱均通过注塑工艺成型在盖板上，并且通过正极极柱和负极极柱将塑料支架固定在盖板上。

作为优选，正极极柱的注塑材料采用阻值在400Ω~2KΩ的导电材料进行注塑固定；负极极柱采用绝缘的材料进行注塑固定。

作为优选，无线传感器的底部设置有绝缘层，通过绝缘层使得无线传感器与电池内部隔离。

作为优选，绝缘层包括设置在无线传感器底部的绝缘密封胶以及设置在绝缘密封胶底部的塑料封盖；塑料封盖倒扣在塑料支架的底部。

综上所述，本实用新型的优点是：将检测片设置在电芯的侧面，相对于现有技术中将温度传感器和压力传感器设置在电池端部，能更全面的检测电芯上的信息。无线传感器通过检测片采集电芯上的温度和压力信息，同时也通过连接片采集电芯的电压信息，然后通过天线将采集到的温度、压力和电压信息向外传输给电池管理***（BMS），使用时，仅需进行动力线束的连接，无需再使用有线采集线束进行电池管理，解决了现有电池难以进行真实有效的温度、压力和电压监控以及无线传输的问题。

附图说明

图1为本实用新型的电池外观示意图。

图2为实施例1中电池内部结构示意图。

图3为实施例1中电池内部结构的***结构示意图。

图4为实施例1中盖板及设置在其上的部分结构的仰视图。

图5为实施例2中电池内部结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种内置信息采集及无线传输的电池，包括外形大致呈矩形的外壳体1，外壳体1的上部设置有盖板2，盖板2上设置有正极极柱3和负极极柱4，正极极柱3和负极极柱4分别位于盖板2上相对的两个端部，正极极柱3和负极极柱4与电芯5连接。

如图2和3所示，在外壳体1的内腔中设置有电芯5，电芯5的数量不做限制，示例性的，电芯5为两个。在实施例1中，如图2所示，这两个电芯5的中间设置有用于检测电芯5上的压力和温度的检测片6。在实施例2中，如图5所示，也可以在位于最外侧的电芯5与外壳体1的内壁之间设置检测片6。检测片6的上端设置有向上延伸的连接部60，连接部60与设置在盖板2底部的无线传感器7连接，从而无线传感器7能通过检测片6采集电芯5上的温度和压力信息。

如图4所示，无线传感器7上还设置有正极连接片31和负极连接片41，正极连接片31和负极连接片41分别与正极极柱3和负极极柱4连接，从而无线传感器7能采集电芯5的电压信息。作为连接片材料的具体说明，正极连接片31的材料采用铝箔，负极连接片41的材料采用铜箔。在无线传感器7上还设置有天线连接器71，天线连接器71的下端连接在无线传感器7上，天线连接器71向上穿过盖板2，并与盖板2的上端面平齐，或向外凸出盖板2的上端面，在盖板2的上端面上留出用于焊接天线的焊接点，天线焊接到盖板2上的焊接点上，并用背胶粘贴到盖板2上。

采用上述结构后，本实用新型的电池具有以下优点：无线传感器7通过检测片6采集电芯5上的温度和压力信息，同时也通过连接片采集电芯5的电压信息，然后通过天线将采集到的温度、压力和电压信息向外传输给电池管理***（BMS）。使用时，仅需进行动力线束的连接，无需再使用有线采集线束进行电池管理，解决了现有电池难以进行真实有效的温度、压力和电压监控以及无线传输的问题。

如图3所示，检测片6更确切的来说是FPC，检测片6的外形与电芯5的形状大致相同，使得检测片6在安装后，能覆盖电芯5表面的主要部分，在图3中，电芯5的主要部分可以理解为表面积较大的那个侧面。在检测片6上设置有压力传感器61和温度传感器62，其中，温度传感器62大致根据电芯温场分布在检测片6上，所谓的电芯温场大致位于电芯5对角线的交点上，当温度传感器62为一个时，即设置在对角线的交点附近；当温度传感器62有多个时，围绕对角线的交点进行圆周或矩形阵列。压力传感器61根据电芯5沿纵向的中心线对称左右分布，当压力传感器61为一个时，即设置在电芯5的中心线上。当压力传感器61为多个时，压力传感器61最好成对的设置在中心线的左右两侧，并且可以沿着电芯5的纵向分布，以更好的检测电芯5各处的压力。

如图4所示，为了固定无线传感器7，使其能长时间有效的工作，无线传感器7与盖板2底部之间设置有塑料支架8。塑料支架8的底部设置有向下延伸的定位柱81，定位柱81最好为两根，并且相对的设置在塑料支架8底部较远的两侧。无线传感器7上设置有与定位柱81位置对应的定位孔，通过定位柱81和定位孔的相互配合，对无线传感器7进行初步的定位。为了对无线传感器7进行固定，在塑料支架8的底部设置有至少一对卡扣82，无线传感器7的底部通过卡扣82压紧。

塑料支架8上设置有供正极极柱3和负极极柱4向上穿过的孔，正极极柱3和负极极柱4均通过注塑工艺成型在盖板2上，同时在正极极柱3和负极极柱4的作用下，固定塑料支架8。正极极柱3的注塑材料采用阻值在400Ω~2KΩ左右的导电材料进行注塑固定。负极极柱4采用绝缘的材料（例如塑料）进行注塑固定。

如图2所示，为了对无线传感器7做一定的保护，无线传感器7的底部设置有绝缘层9，通过绝缘层9使得无线传感器7与电池内部隔离。更准确的说，绝缘层9是一层设置在无线传感器7底部的绝缘密封胶91以及设置在绝缘密封胶91底部的塑料封盖92。塑料封盖92为U型，具体包括位于底部的封盖底面921和位于封盖底面921两侧并向上延伸的封盖侧面922，封盖底面921沿横向设置，封盖底面921的左右两端位于塑料支架8左右两端的下方，封盖侧面922的内壁与塑料支架8的左右两侧相贴合，塑料封盖92倒扣在塑料支架8的底部。

Claims (10)

1.一种内置信息采集及无线传输的电池，包括：外壳体（1），设置在外壳体（1）内的电芯（5），设置在外壳体（1）一端的盖板（2），以及设置在盖板（2）上的正极极柱（3）和负极极柱（4），其特征在于，

盖板（2）的内侧设置有无线传感器（7），无线传感器（7）上设置有正极连接片（31）和负极连接片（41），正极连接片（31）和负极连接片（41）分别与正极极柱（3）和负极极柱（4）连接，从而无线传感器（7）能采集电芯（5）的电压信息；

在电芯（5）的侧面设置有检测片（6），检测片（6）用于检测电芯（5）上的压力和温度；检测片（6）具有连接部（60），连接部（60）连接在无线传感器（7）上，从而无线传感器（7）能采集电芯（5）上的温度和压力信息；

无线传感器（7）上还设置有天线连接器（71），天线连接器（71）穿过盖板（2）延伸到盖板（2）的外表面，在天线连接器（71）的外端设置天线，通过天线将无线传感器（7）采集的信息向外输送。

2.根据权利要求1所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，检测片（6）设置在相邻的两个电芯（5）之间或设置在最外侧的电芯（5）与外壳体（1）的内壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，在检测片（6）上设置有压力传感器（61）和温度传感器（62）；温度传感器（62）根据电芯温场分布在检测片（6）上；压力传感器（61）根据电芯（5）沿纵向的中心线对称左右分布。

4.根据权利要求3所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，当温度传感器（62）为一个时，温度传感器（62）设置在电芯（5）表面的主要部分的对角线的交点附近；当温度传感器（62）有多个时，温度传感器（62）围绕所述对角线的交点进行圆周或矩形阵列。

5.根据权利要求3所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，当压力传感器（61）为一个时，压力传感器（61）设置在电芯（5）的中心线上；当压力传感器（61）为多个时，压力传感器（61）成对的设置在中心线的左右两侧，并且沿着电芯（5）的纵向分布。

6.根据权利要求1所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，无线传感器（7）与盖板（2）底部之间设置有塑料支架（8）；塑料支架（8）的底部设置有向下延伸的定位柱（81），无线传感器（7）上设置有与定位柱（81）位置对应的定位孔；在塑料支架（8）的底部设置有至少一对卡扣（82），无线传感器（7）通过卡扣（82）设置在塑料支架（8）的底部。

7.根据权利要求6所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，正极极柱（3）和负极极柱（4）均通过注塑工艺成型在盖板（2）上，并且通过正极极柱（3）和负极极柱（4）将塑料支架（8）固定在盖板（2）上。

8.根据权利要求7所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，正极极柱（3）的注塑材料采用阻值在400Ω~2KΩ的导电材料进行注塑固定；负极极柱（4）采用绝缘的材料进行注塑固定。

9.根据权利要求6所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，无线传感器（7）的底部设置有绝缘层（9），通过绝缘层（9）使得无线传感器（7）与电池内部隔离。

10.根据权利要求9所述的一种内置信息采集及无线传输的电池，其特征在于，绝缘层（9）包括设置在无线传感器（7）底部的绝缘密封胶（91）以及设置在绝缘密封胶（91）底部的塑料封盖（92）；塑料封盖（92）倒扣在塑料支架（8）的底部。

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