一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法，属于锂电池领域。一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法，包括锂离子电池本体以及设于锂离子电池本体内的控制模块、比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块，锂离子电池本体包括电池钢壳和固设于电池钢壳内的卷芯，比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块均与控制模块信号连接，比较模块用于比较温度检测模块所显示的锂离子电池本体外部和内部温度差信息，温度检测模块用于检测锂离子电池本体内部的温度和外部的温度，可以实现在电池进行充放电过程中对电池内外部温度进行实时监控和准确测量，提高锂离子电池的使用安全性。

A temperature monitoring system and method for cylindrical Li-ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法
本专利技术涉及锂电池领域，更具体地说，涉及一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法。
技术介绍
锂离子电池由于其具有高能量密度、循环寿命长和绿色环保等优点而得到越来越广泛地应用。它的身影出现在电动汽车、电动自行车、手机、储能和3C数码等各种领域。随着锂电池的广泛使用，由其引发的安全事故越来越受到人们的关注，造成消费者的畏惧心理。在这种情况下，锂离子电池的安全性能成为锂电生产过程中最为关注的性能。锂离子电池虽然具有较高的能量密度，但是其在充放电过程中容易产生热量，这些热量主要是由于电池自身电阻导致的物理发热和化学反应导致的发热，这些热量在一定条件下会累积在一起，如果热量长期积累，又没有得到及时释放，可能会导致电池产生过热问题，进而影响电池的电性能和安全性能。如何监控锂离子电池内部的温度成为生产锂离子电池的重中之重，通常的测量电池温度的办法是测量安全测试过程(如过充、短路、挤压)中电池的表面温度，以此来衡量电池是否达到相应安全标准或者使用热成像仪监控锂离子电池在充放电过程中的温度变化，上述方式测量误差较大，不能代表其内部的真实温度以及温度变化，制约着锂离子电池安全研究的发展。另外，电池的各个部分并不是温度的良导体，在热量传导方面会存在滞后现象，这对于锂离子电池安全研究来说也很不利。
技术实现思路
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法，它可以实现在电池进行充放电过程中对电池内外部温度进行实时监控和准确测量，提高锂离子电池的使用安全性。2．技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统和方法，包括锂离子电池本体以及设于锂离子电池本体内的控制模块、比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块，所述锂离子电池本体包括电池钢壳和固设于电池钢壳内的卷芯，所述比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块均与控制模块信号连接，所述比较模块用于比较温度检测模块所显示的锂离子电池本体外部和内部温度差信息，所述温度检测模块用于检测锂离子电池本体内部的温度和外部的温度，所述温度控制模块用于对锂离子电池本体进行升温和降温，所述报警模块用于对出现故障的温度控制模块产生预警信号，可以实现在电池进行充放电过程中对电池内外部温度进行实时监控和准确测量，提高锂离子电池的使用安全性。进一步的，所述温度检测模块包括至少三个第一温度探头和第二温度探头，所述卷芯上端开凿有安装孔，三个所述第一温度探头均粘接于安装孔内，且均匀分布于安装孔内的上部、中部和下部部位处，多个所述第二温度探头分别贴设于电池钢壳外壁的上部、中部和下部部位处，通过第一温度探头和第二温度探头分别在卷芯内和电池钢壳外多个不同部位设置，可监测到锂离子电池本体内部和外部的温度差信息，且还可监测到不同倍率下进行充放电循环时的内部和外部温度变化情况，进而可综合锂离子电池本体内部和外部各处的温度得知其内部和外部的大致温度变化情况，产生的偏差较小。进一步的，所述安装孔开设于卷芯的中心线部位处，可使得第一温度探头安装于卷芯内的中心部位处，进而可更加准确的监测和测量到卷芯内部的实际温度。进一步的，位于所述安装孔内的第一温度探头与位于电池钢壳外的第二温度探头数量和位置均一一对应，使电池钢壳外和卷芯内相同部位处均设有第一温度探头和第二温度探头，进而使得锂离子电池本体内外温度对比效果更佳。进一步的，所述安装孔的上下两开口端均涂覆有卡夫特胶，所述卡夫特胶的表面涂设有胶水，卡夫特胶为可进行快速粘接，绝缘性优、粘接性好，防潮、抗震、耐电晕、抗漏电的密封胶，固化后具有卓越的抗冷热交变性能，在两重胶的密封作用下，使得锂离子电池本体在充放电过程中内部完全与外部隔绝，使其内部温度测量更加精确。进一步的，所述温度控制模块包括固设于锂离子电池本体内的散热片和电热膜，所述锂离子电池本体内外温度差为6-8℃，且锂离子电池本体内部温度达到高于25℃时，散热片启动对所述锂离子电池本体降温，所述锂离子电池本体内外温度差为6-8℃，且锂离子电池本体内部温度达到低于10℃时，电热膜启动对所述锂离子电池本体升温，使得当电池钢壳内部的温度过高时，可启动散热片将电池钢壳内聚集的热量迅速散出，当温度过低时，可启动电热膜对卷芯进行加热，使其不易因过冷而影响充放电能力，始终处于最佳温度下工作。进一步的，所述报警模块包括安装于电池钢壳外壁上的蜂鸣器，当温度控制模块出现故障或锂离子电池本体内检测到的温度过高达到一定值时，蜂鸣器响起，通知工作人员或使用者进行故障维修和切断锂离子电池本体电路使锂离子电池本体停止持续升温。进一步的，一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其方法包括以下步骤：S1、温度检测模块检测锂离子电池本体内部和外部的温度信息以及锂离子电池本体内部和外部各不同部位处的温度信息后，将该信息传递至控制模块；S2、控制模块将该信息传递至比较模块，比较模块比较温度信息后，将该信息反馈回控制模块中，控制模块控制温度控制模块中的电热膜或散热片启动；S21、当比较模块检测到最高温度信息值达到低于10℃，且锂离子电池本体内部和外部的温度差值达到6-8℃时，将该信息反馈回控制模块，控制模块控制温度控制模块中的电热膜启动，对锂离子电池本体进行加热操作，直至温度检测模块检测到锂离子电池本体内温度达到16℃，将该信号反馈至控制模块，控制模块控制温度控制模块中的电热膜停止启动；S22、当比较模块检测到最高温度信息值达到高于25℃，且锂离子电池本体内部和外部的温度差值达到6-8℃时，将该信息反馈回控制模块，控制模块控制温度控制模块中的散热片启动，对锂离子电池本体进行散热操作，直至温度检测模块检测到锂离子电池本体内温度达到18℃，将该信号反馈至控制模块，控制模块控制温度控制模块中的散热片停止启动；S31、当温度控制模块对锂离子电池本体进行加热或散热操作后，温度检测模块检测到的温度与温度控制模块未启动前变动不大时，将该信号传送至控制模块，控制模块控制报警模块启动。S32、当温度检测模块检测到锂离子电池本体内温度高于一定值时，将信号传送至控制模块，控制模块控制报警模块启动，发出警报信号。3．有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：（1）本方案可以实现在电池进行充放电过程中对电池内外部温度进行实时监控和准确测量，提高锂离子电池的使用安全性。（2）温度检测模块包括至少三个第一温度探头和第二温度探头，卷芯上端开凿有安装孔，三个第一温度探头均粘接于安装孔内，且均匀分布于安装孔内的上部、中部和下部部位处，多个第二温度探头分别贴设于电池钢壳外壁的上部、中部和下部部位处，通过第一温度探头和第二温度探头分别在卷芯内和电池钢壳外多个不同部位设置，可监测到锂离子电池本体内部和外部的温度差信息，且还可监测到不同倍率下进行充放电循环时的内部和外部温度变化情况，进而可综合锂离子电池本体内部和外部各处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：包括锂离子电池本体（1）以及设于锂离子电池本体（1）内的控制模块、比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块，所述锂离子电池本体（1）包括电池钢壳（2）和固设于电池钢壳（2）内的卷芯（3），所述比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块均与控制模块信号连接，所述比较模块用于比较温度检测模块所显示的锂离子电池本体（1）外部和内部温度差信息，所述温度检测模块用于检测锂离子电池本体（1）内部的温度和外部的温度，所述温度控制模块用于对锂离子电池本体（1）进行升温和降温，所述报警模块用于对出现故障的温度控制模块产生预警信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：包括锂离子电池本体（1）以及设于锂离子电池本体（1）内的控制模块、比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块，所述锂离子电池本体（1）包括电池钢壳（2）和固设于电池钢壳（2）内的卷芯（3），所述比较模块、温度检测模块、温度控制模块和报警模块均与控制模块信号连接，所述比较模块用于比较温度检测模块所显示的锂离子电池本体（1）外部和内部温度差信息，所述温度检测模块用于检测锂离子电池本体（1）内部的温度和外部的温度，所述温度控制模块用于对锂离子电池本体（1）进行升温和降温，所述报警模块用于对出现故障的温度控制模块产生预警信号。


2.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：所述温度检测模块包括至少三个第一温度探头（5）和第二温度探头（6），所述卷芯（3）上端开凿有安装孔（4），三个所述第一温度探头（5）均粘接于安装孔（4）内，且均匀分布于安装孔（4）内的上部、中部和下部部位处，多个所述第二温度探头（6）分别贴设于电池钢壳（2）外壁的上部、中部和下部部位处。


3.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：所述安装孔（4）开设于卷芯（3）的中心线部位处。


4.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：位于所述安装孔（4）内的第一温度探头（5）与位于电池钢壳（2）外的第二温度探头（6）数量和位置均一一对应。


5.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：所述安装孔（4）的上下两开口端均涂覆有卡夫特胶，所述卡夫特胶的表面涂设有502胶水。


6.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池监控温度的系统，其特征在于：所述温度控制模块包括固设于锂离子电池本体（1）内的散热片和电热膜，所述锂离子电池本体（1）内外温度差为6-8℃，且锂离子电池本体（1）内部温度达到高于25℃时，散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，李明钧，郭鑫，吴得成，李福林，李林贺，
申请(专利权)人：天能帅福得能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33