含有压力预警装置的电池模组的制作方法

1.本发明属于压力传感技术领域，更具体地，涉及一种含有压力预警装置的电池模组。


背景技术：

2.目前，电动汽车自燃事件频频发生，电池热失控的安全问题得到了进一步的关注。电池模组是电池包的组成单元，电池包广泛应用于新能源电动汽车及储能等领域。电池在发生热失控前电芯可能由于老化等原因膨胀，电芯间的压力增大，可以通过监测模组电芯间的压力，作为模组热失控预警方式之一。
3.一般的方壳或圆柱电芯在设计时留有泄压阀，作为热失控的一种被动保护方式，软包电芯无压力被动保护设计。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种种含有压力预警装置的电池模组，以达到对模组中电芯膨胀压力监测和预警的目的。
5.本发明实施例提供了一种含有压力预警装置的电池模组，包括：电芯、压力传感器、模组壳体和信号处理及预警装置，多个所述电芯排列于模组壳体中，相邻的电芯之间设置压力传感器，压力传感器的信号输出至信号处理及预警装置，所述信号处理及预警装置，用来对接收的来自压力传感器的信号进行处理，当所述信号超过预设阈值时产生报警信息。
6.可选的，所述压力传感器为：薄膜式压力传感器。
7.可选的，所述薄膜式压力传感器内设置压力传感点阵列，当外力作用到传感点上时，薄膜式压力传感器的阻值与外力成比例变化。
8.可选的，所述压力传感器的的面积小于相邻电芯的接触面积。
9.可选的，所述压力传感器与所述电芯的接触处设置柔性材料。
10.可选的，所述信号处理及预警装置设置在所述模组壳体的端部。
11.可选的于，所述压力传感器的个数为m，所述电芯的个数为n，n-m≥1。
12.可选的，所述信号处理及预警装置，包括信号转换模块、模数转换模块、信号处理单元和预警模块；
13.所述信号转换模块：用于将压力传感器输出的电阻信号转换成电压信号；
14.所述模数转换模块：用于将电压信号转换为数字信号；
15.所述信号处理单元：接收转换后的数字信号，并将所述数字信号的数值与预设的阈值进行比较，当所述数字信号的数值大于预设的阈值时，输出报警信号至预警模块；
16.所述预警模块：用于基于接收的报警信号报警。
17.可选的，所述信号处理单元为单片机。
18.可选的，所述信号处理及预警装置，还包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述
报警信号。本发明实施例，通过在电芯之间设置压力传感器，有压力传感器对电芯之间的压力进行监测，当监测的压力信号超过预设阈值时产生报警信息。从而达到对模组中电芯膨胀压力监测和预警的目的。
19.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
21.图1示出了根据本发明的一个实施例的含有压力预警装置的电池模组的示意图；
22.图2示出了根据本发明的一个实施例的电芯、薄膜式压力传感器和信号处理及预警装置组合装配结构示意图；
23.图3示出了根据本发明的一个实施例的薄膜式压力传感器的示意图；
24.图4示出了根据本发明的一个实施例的信号处理及预警装置的原理框图；
25.其中：100-含有压力预警装置的电池模组；101-电芯；102-薄膜式压力传感器；103-信号处理及预警装置；201-薄膜式压力传感器本体；202-出线端子；301-信号转换模块；302-模数转换模块；303-单片机处理单元；304总线通讯模块；305预警模块。
具体实施方式
26.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
27.一种含有压力预警装置的电池模组，包括：电芯、压力传感器、模组壳体和信号处理及预警装置，多个所述电芯排列于模组壳体中，相邻的电芯之间设置压力传感器，压力传感器的信号输出至信号处理及预警装置，所述信号处理及预警装置，用来对接收的来自压力传感器的信号进行处理，当所述信号超过预设阈值时产生报警信息。信号处理及预警装置通过线束连接压力传感器。
28.电芯可以为软包或其他类型的电芯，排列方式不限定。
29.可选的，所述压力传感器为：薄膜式压力传感器。
30.薄膜式压力传感器包括薄膜式压力传感器本体和出线端子。出线端子的位置在所述薄膜式压力传感器本体右上，但不仅限于右上，可根据具体需求定制。
31.可选的，所述薄膜式压力传感器内设置压力传感点阵列，当外力作用到传感点上时，薄膜式压力传感器的阻值与外力成比例变化。
32.可选的，所述压力传感器的的面积小于相邻电芯的接触面积。
33.接触面积即相邻两个电芯接触的面积，如电芯为方形，则电芯的接触面积可以为相邻两个电芯的侧面，压力传感器的的面积小于相邻电芯的接触面积可以使压力传感器本体的受力区域均受力。压力传感器本体置于两个所述电芯之间，压力传感器本体的尺寸可根据所述电芯的尺寸定制，并且略小于所述电芯的尺寸，其目的在于使压力传感器本体的受力区域均受力。
34.可选的，所述压力传感器与所述电芯的接触处设置柔性材料。压力传感器的外侧
为柔性材料，在有压力的情况下不会磨损所述电芯，对所述模组尺寸基本无影响。
35.可选的，所述信号处理及预警装置设置在所述模组壳体的端部。
36.可选的于，所述压力传感器的个数为m，所述电芯的个数为n，n-m≥1。在一个具体的应用场景中压力传感器的个数比电芯的个数少1，即相邻的两个电芯之间均设置压力传感器。
37.可选的，所述信号处理及预警装置，包括信号转换模块、模数转换模块、信号处理单元和预警模块；
38.所述信号转换模块：用于将压力传感器输出的电阻信号转换成电压信号；
39.所述模数转换模块：用于将电压信号转换为数字信号；
40.所述信号处理单元：接收转换后的数字信号，并将所述数字信号的数值与预设的阈值进行比较，当所述数字信号的数值大于预设的阈值时，输出报警信号至预警模块；
41.所述预警模块：用于基于接收的报警信号报警。
42.可选的，所述信号处理单元为单片机。
43.可选的，所述信号处理及预警装置，还包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述报警信号。通讯模块发送的报警信号被更高级的系统接收，更高级的系统控制相应装置做出主动保护动作。如减少模组的外部压力。
44.在一个具体的应用场景中，如图1为含有压力预警装置的电池模组100的示意图，如图2为电芯101、薄膜式压力传感器102和信号处理及预警装置103组合装配结构示意图。
45.图2为含有压力预警装置的电池模组100的内部组成部分，可典型的说明薄膜式压力传感器102在含有压力预警装置的电池模组100的位置示意。
46.图3为薄膜式压力传感器102的示意图，包括薄膜式压力传感器本体201和出线端子202。
47.所述电芯101排列于含有压力预警装置的电池模组100中，所述薄膜式压力传感器102置于两个电芯101之间，所述信号处理及预警装置103通过出线端子202连接所述薄膜式压力传感器，所述信号处理及预警装置103在含有压力预警装置的电池模组100内部的一端，并垂直于所述电芯101。
48.所述薄膜式压力传感器本体201置于两个所述电芯101之间，所述薄膜式压力传感器本体201的尺寸可根据所述电芯101的尺寸定制，并且小于所述电芯101的尺寸，其目的在于使所述薄膜式压力传感器本体201的受力区域均受力。
49.所述出线端子202的位置在所述薄膜式压力传感器本体201右上，但不仅限于右上，可根据具体设计需求定制。
50.所述薄膜式压力传感器102的外侧为柔性材料，在有压力的情况下不会磨损所述电芯101，对所述含有压力预警装置的电池模组100尺寸基本无影响。
51.所述薄膜式压力传感器102内设压力传感点阵列，当外力作用到传感点上时，薄膜式压力传感器102的阻值会随外力成比例变化。
52.所述薄膜式压力传感器102的数量为1到n个，n为所述含有压力预警装置的电池模组100中所述电芯101的数量减一。
53.图4，所述信号处理及预警装置103包括信号转换模块301、模数转换模块302、单片机处理单元303、预警模块305和总线通讯模块304。
54.所述信号处理及预警装置103通过信号转换模块301对压力信号处理，将薄膜式压力传感器102输出的电阻信号转换成电压信号，通过模数转换模块302将电压的模拟信号处理成数字信号，再通过单片机处理单元303输出可读的压力信号，当压力超出一定的值，信号处理及预警装置103会通过预警模块305做出警示并向更高一级的系统传输信号，做出主动保护动作。
55.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，包括：电芯、压力传感器、模组壳体和信号处理及预警装置，多个所述电芯排列于模组壳体中，相邻的电芯之间设置压力传感器，压力传感器的信号输出至信号处理及预警装置，所述信号处理及预警装置，用来对接收的来自压力传感器的信号进行处理，当所述信号超过预设阈值时产生报警信息。2.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述压力传感器为：薄膜式压力传感器。3.根据权利要求2所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述薄膜式压力传感器内设置压力传感点阵列，当外力作用到传感点上时，薄膜式压力传感器的阻值与外力成比例变化。4.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述压力传感器的的面积小于相邻电芯的接触面积。5.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述压力传感器与所述电芯的接触处设置柔性材料。6.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述信号处理及预警装置设置在所述模组壳体的端部。7.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述压力传感器的个数为m，所述电芯的个数为n，n-m≥1。8.根据权利要求1所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述信号处理及预警装置，包括信号转换模块、模数转换模块、信号处理单元和预警模块；所述信号转换模块：用于将压力传感器输出的电阻信号转换成电压信号；所述模数转换模块：用于将电压信号转换为数字信号；所述信号处理单元：接收转换后的数字信号，并将所述数字信号的数值与预设的阈值进行比较，当所述数字信号的数值大于预设的阈值时，输出报警信号至预警模块；所述预警模块：用于基于接收的报警信号报警。9.根据权利要求8所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述信号处理单元为单片机。10.根据权利要求8所述的含有压力预警装置的电池模组，其特征在于，所述信号处理及预警装置，还包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述报警信号。
技术总结
本发明实施例公开了一种含有压力预警装置的电池模组，包括：电芯、压力传感器、模组壳体和信号处理及预警装置，多个所述电芯排列于模组壳体中，相邻的电芯之间设置压力传感器，压力传感器的信号输出至信号处理及预警装置，所述信号处理及预警装置，用来对接收的来自压力传感器的信号进行处理，当所述信号超过预设阈值时产生报警信息。通过在电芯之间设置压力传感器，有压力传感器对电芯之间的压力进行监测，当监测的压力信号超过预设阈值时产生报警信息。从而达到对模组中电芯膨胀压力监测和预警的目的。警的目的。警的目的。


技术研发人员：许可珍 张海平 孟丛丛 杨道均
受保护的技术使用者：荣盛盟固利新能源科技有限公司
技术研发日：2020.01.16
技术公布日：2021/7/15