一种动力电池组的安全结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种动力电池组的安全结构，该动力电池组包括若干个矩形状的单体电芯，该安全结构包括膨胀吸收层、支撑固定槽盒、模组上压板和模组下底板等，所述支撑固定槽盒和膨胀吸收层均为多个，多个支撑固定槽盒由上至下依次逐层设置，每个支撑固定槽盒内设置一单体电芯，每个单体电芯的顶面铺设一膨胀吸收层，所述模组上压板盖设在最顶层的支撑固定槽盒上，所述模组下底板设于最底层的支撑固定槽盒的下侧，最顶层的单体电芯顶面中心处设有应变传感器，所述应变传感器连接BMS控制板。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有设计简单、成本低、加工使用方便、可靠性强、适时性强、安全性高等优点。

A security structure of a power battery pack

The utility model relates to a power battery safety structure, the power battery pack comprises a plurality of rectangular single electrical cores, the security architecture includes expansion absorption layer and a support slot box, fixed plate and the bottom module module, the support slot box and the absorbing layer are more expansive a plurality of support fixed slot box from top to bottom layer are set, each box is provided with a fixed slot support monomer batteries, each of the top single electrical cores laid a swelling absorption layer, the module on the platen cover support fixed in the top slot box on the lower side of the supporting fixing groove bottom box at the bottom of the module, the top single electric core is arranged at the center of the top surface of the strain sensor, the strain sensor is connected with the BMS control board. Compared with the existing technology, the utility model has the advantages of simple design, low cost, convenient processing and use, strong reliability, strong timeliness and high safety.

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组的安全结构
本技术涉及一种动力电池组，尤其是涉及一种动力电池组的安全结构。
技术介绍
动力电池的安全性对新能源车的安全起到至关重要的作用，新能源汽车动力电池包括电芯模组、BMS(电池管理系统)、维修开关、继电器和壳体。动力电池的基本能量载体是电芯，常用的电芯外形有软包、金属方壳、圆柱形三种形式。在三种动力电池广泛采用的电芯设计中，软包电芯或金属方壳在电芯过充电、电芯过热、金属锂沉积、副反应增多、电芯老化等情况下有可能由于内部体积增大而发生鼓胀，尤以中心点为甚，见图1。电芯的膨胀状态与电芯的健康状态有密切关联，通过监控电芯的膨胀情况能为电池管理系统监控动力电池健康状态和预警提供基础参数，因此，有必要研制一种动力电池组的安全结构，来监控电芯的膨胀情况。如图1所示，若采用在膨胀电芯10之间接触面设置压力传感器11的方式，压力传感器感应传感器两面的压力差来获取施载在传感器上的压力，由于传感器薄细，电芯厚度也不稳定，布置传感器在电芯与电芯之间很容易因为公差而造成失效或误报，如果要完全排除这问题需要每一个传感器在量产安装时需要一一调试，对量产节拍有着负面影响，同时成本也会上升。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动力电池组的安全结构，具有设计简单、成本低、加工使用方便、可靠性强、适时性强、安全性高等优点。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种动力电池组的安全结构，该电池组包括若干个矩形状的单体电芯，该安全结构包括膨胀吸收层、支撑固定槽盒、模组上压板和模组下底板，所述支撑固定槽盒和膨胀吸收层均为多个，多个支撑固定槽盒由上至下依次逐层设置，每个支撑固定槽盒内设置一单体电芯，每个单体电芯的顶面铺设一膨胀吸收层，所述模组上压板盖设在最顶层的支撑固定槽盒上，所述模组下底板设于最底层的支撑固定槽盒的下侧，最顶层的单体电芯顶面中心处设有应变传感器，所述应变传感器连接BMS控制板。该安全结构还包括模组支撑件，每个支撑固定槽盒上均设有支撑件通孔，所述模组上压板和模组下底板上分别设有支撑件固定孔，模组支撑件穿过支撑固定槽盒的支撑件通孔后，模组支撑件的两端分别固定于模组上压板和模组下底板的支撑件固定孔内。所述模组支撑件为多个。所述模组下底板的刚度大于模组上压板的刚度和支撑固定槽盒的刚度。所述膨胀吸收层采用由发泡硅橡胶制作而成的膨胀吸收层。所述应变传感器粘贴于最顶层的单体电芯顶面中心处。所述应变传感器的表面涂覆有一层隔热的保护薄膜。所述应变传感器采用电阻式应变传感器。所述单体电芯的数量不超过30个。所述单体电芯为软包电芯。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、使用应变传感器监控电芯的膨胀状态，简单直接。2、监控一个模组内叠列的电芯只需要一个应变传感器，具有设计简单、成本低、加工使用方便等特点。3、由于安装应变感应器的位置在最外端，对线束的布置要求更低，易于实现。4、通过应变传感器检测的电芯的膨胀率反应电芯内的体积变化和内压力值，有利于后续监管电芯的的安全性。5、支撑固定槽盒配合模组上压板、模组下底板和模组支撑件，形成单体电芯稳定叠放的空间，可在1～30个范围内任意调节叠放数量，结构简单适应性强。6、单体电芯顶部铺设由发泡塑料制作而成的膨胀吸收层，该膨胀吸收层具有一定的弹性，可以承受一定范围内单体电芯的膨胀变形，进一步保证动力电池的安全性。7、应变传感器的表面涂覆有一层隔热的保护薄膜，可以更好地保证应变传感器长时间稳定工作。8、应变传感器可采用电阻式应变传感器，制作成本低，易于实现。9、整个安全结构简单实用，并且可以集成到电池内部组装的结构件中，组装快捷，便于运输，可以实现大容量动力电池组的安全性保证。附图说明图1为现有压力传感器设置在电芯之间位置的结构示意图；图2为本技术动力电池组的安全结构的示意图；图3为图2中A处局部放大示意图；图4为本技术工作原理示意图；图5为应变传感器安装于硬壳电芯上的示意图。图中：1、膨胀吸收层，2、支撑固定槽盒，3、模组上压板，4、模组下底板，5、应变传感器，6、模组支撑件，7、软包电芯，8、硬壳电芯，9、信号线，10、膨胀电芯，11、压力传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图2和图3所示，一种动力电池组的安全结构，该电池组包括若干个矩形状的单体电芯，该安全结构包括膨胀吸收层1、支撑固定槽盒2、模组上压板3和模组下底板4，支撑固定槽盒2和膨胀吸收层1均为多个，多个支撑固定槽盒2由上至下依次逐层设置，每个支撑固定槽盒2内设置一单体电芯，每个单体电芯的顶面铺设一膨胀吸收层1，模组上压板3盖设在最顶层的支撑固定槽盒2上，模组下底板4设于最底层的支撑固定槽盒2的下侧，最顶层的单体电芯顶面中心处粘贴有应变传感器5，以保证应变传感器5位置不受电芯膨胀而移位，应变传感器5通过信号线9连接BMS控制板，图1中单体电芯为软包电芯7。如图4所示，当最顶层单体电芯有鼓胀，或下层的单体电芯放生鼓胀推动最顶层单体电芯向上凸起时，应变传感器5会改变其电阻值，并让BMS检测到，BMS控制板接收应变传感器5采集的应变信息，应变信息反应电芯的膨胀变形程度，BMS控制板通过检测电芯的膨胀变形来实时监控电芯的健康状态和寿命状态以及以及短路、过充等极端情况，其对动力电池安全问题的早期诊断和改善有着明显的优势，对于危机发生前的人员撤离报警更具有独特优势，从而实现动力电池组的高安全性。该安全结构还包括模组支撑件6，每个支撑固定槽盒2上均设有支撑件通孔，模组上压板3和模组下底板4上分别设有支撑件固定孔，模组支撑件6穿过支撑固定槽盒2的支撑件通孔后，模组支撑件6的两端分别固定于模组上压板3和模组下底板4的支撑件固定孔内。模组支撑件6为多个，本实施例中模组支撑件6为两个，仅为示意，实际数量依照具体情况设计，其内置螺栓为台阶螺栓以便在打紧时确定模组上压板3和模组下底板4的相对位置。模组下底板4的刚度大于模组上压板3的刚度和支撑固定槽盒2的刚度，以便膨胀向上传递，模组上压板3依照软包电芯7需要的预压力和膨胀性能选择合适的刚强度。膨胀吸收层1采用由发泡硅橡胶制作而成，该膨胀吸收层1具有一定的弹性，可以承受一定范围内单体电芯的膨胀变形。应变传感器5的表面涂覆有一层隔热的保护薄膜，可以更好地保证应变传感器5长时间稳定工作。应变传感器5可采用电阻式应变传感器，制作成本低，易于实现。单体电芯的数量不超过30个，图1中采用14个软包电芯7，可以实现大容量动力电池组的安全性保证，单体电芯的数量的设定需要考虑到应变传感器5对检测远端电芯膨胀状态的检测要求。此电池组结构在模组向左或向右转90度，侧面安装时同样有效。如图5所示，单体电芯也可为硬壳电芯8，支撑固定槽盒2和软包电芯7组合后可替换成硬壳电芯8，应变传感器5粘贴于最外侧电芯最大面中心处，硬壳电芯8的模组设计注意事项可参照软包电芯7的模组的安全结构设计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池组的安全结构，该电池组包括若干个矩形状的单体电芯，其特征在于，该安全结构包括膨胀吸收层(1)、支撑固定槽盒(2)、模组上压板(3)和模组下底板(4)，所述支撑固定槽盒(2)和膨胀吸收层(1)均为多个，多个支撑固定槽盒(2)由上至下依次逐层设置，每个支撑固定槽盒(2)内设置一单体电芯，每个单体电芯的顶面铺设一膨胀吸收层(1)，所述模组上压板(3)盖设在最顶层的支撑固定槽盒(2)上，所述模组下底板(4)设于最底层的支撑固定槽盒(2)的下侧，最顶层的单体电芯顶面中心处设有应变传感器(5)，所述应变传感器(5)连接BMS控制板。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组的安全结构，该电池组包括若干个矩形状的单体电芯，其特征在于，该安全结构包括膨胀吸收层(1)、支撑固定槽盒(2)、模组上压板(3)和模组下底板(4)，所述支撑固定槽盒(2)和膨胀吸收层(1)均为多个，多个支撑固定槽盒(2)由上至下依次逐层设置，每个支撑固定槽盒(2)内设置一单体电芯，每个单体电芯的顶面铺设一膨胀吸收层(1)，所述模组上压板(3)盖设在最顶层的支撑固定槽盒(2)上，所述模组下底板(4)设于最底层的支撑固定槽盒(2)的下侧，最顶层的单体电芯顶面中心处设有应变传感器(5)，所述应变传感器(5)连接BMS控制板。2.根据权利要求1所述的一种动力电池组的安全结构，其特征在于，该安全结构还包括模组支撑件(6)，每个支撑固定槽盒(2)上均设有支撑件通孔，所述模组上压板(3)和模组下底板(4)上分别设有支撑件固定孔，模组支撑件(6)穿过支撑固定槽盒(2)的支撑件通孔后，模组支撑件(6)的两端分别固定于模组上压板(3)和模组下底板(4)的支撑件固定孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学铭，赵豪星，张志伟，李勇华，赵铁鹏，
申请(专利权)人：上海思致汽车工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31