[實用新型]電池內部溫度測量裝置

有效

• 申請號: 201420103040.4
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN203746994U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 馮旭寧;張明軒;盧蘭光;歐陽明高;何向明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本實用新型涉及一種測量電池內部溫度的裝置，尤其涉及一種可以測量電池熱失控時內部溫度的裝置。

背景技術

在能源危機與環境污染的雙重壓力下，汽車動力系統電動化逐漸成為未來汽車的技術發展主流。汽車動力系統電動化的主要特征之一即使用電能代替化學能作為主要的能量供給來源。鋰離子電池因其能量密度和循環壽命方面的優勢，是電動汽車動力來源的主要選擇之一。

鋰離子電池單體通過組成電池組來滿足電動汽車的電力驅動要求。一般地，在單體電池成組過程中，通過單體電池串聯獲得電力驅動需要的高電壓；通過單體電池并聯獲得電力驅動需要的大電流。在單體電池并聯過程中，大容量的單體電池并聯時需要的電池數量少。電池組內電池數量的減少能夠提高電池組的可靠性，降低電池管理過程中的成本，受到了許多電池組設計人員的青睞。

然而，鋰離子電池的安全性事故偶有發生，目前的安全性設計方法尚不能保證鋰離子電池的安全性。安全性問題將會威脅人民群眾的生命財產安全，并阻礙電動汽車的大規模產業化。小容量鋰離子電池并聯成組時，需要的電池數量較多，發生故障的概率較高。盡管大容量鋰離子電池在并聯成組時，需要的電池數量較少，發生故障的概率較小，但是大容量鋰離子電池的成組設計存在其它的安全性問題。

大容量鋰離子電池尺寸相對增大，電池內部的散熱條件變差且溫度分布不均勻。局部溫度過高即可能導致鋰離子電池的安全性事故。由于散熱條件限制，電池內部溫度一般高于電池外部溫度。目前研究結果發現，在鋰離子電池正常工作狀態下，鋰離子電池內部與外部溫度差異一般低于10^oC，而在鋰離子電池熱失控條件下，電池內部與外部溫度差異將可能達到600^oC或以上。僅憑電池外部溫度判斷電池熱失控情況是不合理的。

再者，為完善電池安全性設計，需要評估電池熱失控造成的危害。一般認為，電池在安全事故發生時釋放的能量越大，可能造成的危害越大。電池釋放的能量一般由電池的平均溫度反映。對于大容量鋰離子電池而言，在發生熱失控時，電池外部溫度遠低于電池的平均溫度。

因此，測量電池內部溫度很有必要。目前，測量電池內部溫度有一些方案。比如通過在電池內部植入各種能夠測量溫度的傳感器以測量電池內部溫度。電池內部植入的溫度傳感器將會影響電池的電化學性能。與電解液混合在一起的傳感器阻礙了離子的傳輸，顯著影響電池的循環壽命。

實用新型內容

有鑒于此，確有必要提供一種可以精確監測電池熱失控時內部溫度且不影響電化學性能的電池內部溫度測量裝置。

一種電池內部溫度測量裝置，包括第一封裝殼體，以及設置在該第一封裝殼體內部的電池組，該電池組包括至少兩個單體電池，該至少兩個單體電池層疊設置，每一所述單體電池包括電芯以及第二封裝殼體，所述第二封裝殼體將所述電芯封裝其中，其中，該電池內部溫度測量裝置進一步包括至少一溫度傳感器，該至少一溫度傳感器設置在所述至少兩個單體電池之間，并由該至少兩個單體電池夾持。

本實用新型實施例提供的電池內部溫度測量裝置，將溫度傳感器夾持在至少兩個所述本身具有封裝結構的單體電池之間，然后再將該夾持由所述溫度傳感器的單體電池組成的電池組封裝在另一個封裝結構中，從而測量電池內部溫度的同時并不會影響所述單體電池的電化學性能。另外，由于所述溫度傳感器夾持在兩個單體電池之間，從而該溫度傳感器可以由兩節單體電池精確地模擬測得每一所述單體電池在熱失控后的內部溫度，尤其是可以精確的測量所述單體電池在熱失控后的內部最高溫度，從而后續可以為動力電池中單體電池組的安全性以及穩定性的設計提供有效地指導。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的電池內部溫度測量裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例提供的利用所述電池內部溫度測量裝置監測熱失控時電池內部溫度的方法的流程圖。

圖3為本實用新型實施例提供的利用所述電池內部溫度測量裝置測量待測電池在熱失控前后內外部溫度的對比曲線圖。

主要元件符號說明