能够检测膨胀的电池组制造技术

本公开内容公开了在包括至少一个电池单元的电池组中更有效地检测电池单元的膨胀的技术。根据本公开内容的一个方面的电池组包括：至少一个电池单元；光纤感测单元，其包括由以网格形式水平和垂直地布置的光纤制成的板型检测单元，其中板型检测单元因电池单元的变形而变形；光敏电阻器，其收集从光纤感测单元反射的光；和控制单元，其配置为基于随着由光敏电阻器收集的光量而变化的电阻值来确定在电池单元中是否发生膨胀。电池单元中是否发生膨胀。电池单元中是否发生膨胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能够检测膨胀的电池组


[0001]本公开内容涉及电池技术，更具体地，涉及用于在包括至少一个电池单元的电池组中更有效地检测电池单元的膨胀(swelling)的技术。本申请要求于2010年4月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
‑
2020
‑
0046096号的权益，通过引用将该韩国专利申请的公开内容整体并入本文。

技术介绍

[0002]目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，其中，锂二次电池具有很小的记忆效应或没有记忆效应，因而由于无论何时都能方便进行再充电、自放电速速率非常低并且能量密度高的优点，锂二次电池比镍基二次电池受到更多关注。
[0003]为了提高锂二次电池(即，电池)的容量和输出，使用包括串联和/或并联连接的电池单元的集合体的电池模块或包括至少一个电池模块的电池组。电池模块通常制造成图1中所示的形状。图1通过示例示出了包括电池单元集合体1和壳体3的电池模块4，电池单元集合体1包括沿一个方向布置并堆叠的多个电池单元，壳体3具有覆盖电池单元集合体1的端板2。
[0004]电池模块的重要考虑因素之一是安全性。特别是，由于使用时产生气体，所以在锂二次电池中可能发生膨胀。通常在异常情况下发生膨胀，当未检测到膨胀并且继续使用锂二次电池时，可能发生起火或爆炸，引起严重的问题。
[0005]图2示出了例如由于因电池单元的过充电在电池模块4中发生膨胀而变形的电池单元集合体1。如图2中所示，当发生严重膨胀时，两端的端板2沿电池模块4的向外方向扩张并鼓起。考虑到扩张，电池模块可具有裕度(margin)，但裕度增加了电池模块的尺寸，因此裕度不是合适的解决方案。或者，可在电池单元集合体的两侧放置刚性端板，以抑制电池模块中的爆炸，但电池模块的强制扩张抑制会不利地影响电池单元的寿命(健康状态(SOH))。因此，由于难以通过电池模块或电池组壳体的结构改进来管理膨胀，所以检测膨胀是特别重要的。
[0006]迄今为止已经提出许多建议来检测膨胀，但尚未获得快速且准确的膨胀检测技术。特别是，主要用于检测膨胀的压力传感器的压力型检测方法具有诸多位置限制，因为压力传感器应当设置在最为膨胀的位置，尤其是，设置在电池模块的中心。此外，在电池单元过度膨胀且压力传感器被按压之前，压力型检测方法不能检测电池单元的膨胀。此外，在压力型检测方法的情况下，当电池单元之间的距离很小时，即使电池单元没有膨胀，压力传感器也可能被按压，导致不正确的检测。因此，为了防止该问题，电池单元之间的距离可增大至一定程度，但是电池模块的体积增大。当以更小的间隔布置电池单元以减小电池模块或电池组的尺寸时，难以测量每个电池单元的压力。
[0007]因此，当通过改进或优于压力型检测方法来更有效地检测膨胀时，可在电池模块或电池组的外部变形之前应对膨胀，从而确保安全性并减少客户抱怨。

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]设计本公开内容来解决上述问题，因此本公开内容旨在提供一种用于有效地检测电池组中包括的电池单元的膨胀的电池组和包括该电池组的车辆。
[0010]本公开内容的这些及其他目的和优点可通过以下描述来理解，并且通过本公开内容的实施方式将变得更加明显。此外，将容易理解的是，可通过所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现本公开内容的目的和优点。
[0011]技术方案
[0012]为了实现上述目的，根据本公开内容的电池组包括：至少一个电池单元；光纤感测单元，所述光纤感测单元包括由以网格形式水平和垂直地布置的光纤制成的板型检测单元，其中所述板型检测单元因所述电池单元的变形而变形；光敏电阻器(photo resistor)，所述光敏电阻器收集从所述光纤感测单元反射的光；和控制单元，所述控制单元配置为基于随着由所述光敏电阻器收集的光量而变化的电阻值来确定在所述电池单元中是否发生膨胀。
[0013]所述电池单元可以是板型电池单元，并且所述光纤感测单元的所述板型检测单元可具有覆盖所述电池单元的大面积区域的尺寸和位置。
[0014]所述电池单元可以是板型电池单元，并且可与相邻的电池单元堆叠和布置成使得所述大面积区域彼此接触，以形成电池单元集合体，所述电池单元集合体可由壳体保持，并且所述光纤感测单元可设置在所述电池单元集合体中或设置在所述电池单元集合体与所述壳体之间。
[0015]所述光敏电阻器可附接至所述壳体。所述壳体可以是模块壳体或电池组壳体。
[0016]所述控制单元可配置为当所述电阻值的变化大于阈值时发出警告或通知危险。
[0017]所述光纤感测单元可进一步包括使输入光或外部自然光进入的线。
[0018]此外，为了实现上述目的，根据本公开内容的一个方面的车辆包括根据本公开内容的电池组。
[0019]此外，为了实现上述目的，根据本公开内容的另一个方面的车辆包括：至少一个电池单元；光纤感测单元，所述光纤感测单元包括由以网格形式水平和垂直地布置的光纤制成的板型检测单元，其中所述板型检测单元因所述电池单元的变形而变形；光敏电阻器，所述光敏电阻器收集从所述光纤感测单元反射的光；和控制单元，所述控制单元配置为基于随着由所述光敏电阻器收集的光量而变化的电阻值来确定在所述电池单元中是否发生膨胀。
[0020]有益效果
[0021]根据本公开内容，可有效且准确地检测设置在电池组中的电池单元的膨胀。
[0022]此外，根据本公开内容的一个方面，由于不是压力型检测方法，所以光纤感测单元不需要在电池单元的中心处，从而减小电池组的体积并且提高电池组的能量密度。
[0023]此外，根据本公开内容的一个方面，即使当电池单元中的膨胀不太严重时，也可快速地检测膨胀。因此，根据本公开内容的这一方面，可在早期应对电池单元的膨胀。
[0024]此外，根据本公开内容的一个方面，可获取包括电池组的装置，例如，包括电池组的车辆中的电池单元的膨胀信息。
附图说明
[0025]附图图解了本公开内容的优选实施方式并与下面描述的本公开内容的详细描述一起用于提供对本公开内容的技术方面的进一步理解，因而本公开内容不应被解释为受限于附图。
[0026]图1是示出一般电池模块的形状的立体图。
[0027]图2是沿图1的线II
‑
II
’
截取的剖面图，其示意性地示出了在图1的电池模块中发生的膨胀的示例。
[0028]图3是根据本公开内容实施方式的电池组的示意性功能框图。
[0029]图4是根据本公开内容实施方式的电池组中包括的电池模块的示意性立体图。
[0030]图5是图4的分解立体图。
[0031]图6是沿图4的VI
‑
VI
’
线截取的剖面图。
[0032]图7是示出由于膨胀而变形的电池单元和由于电池单元而变形的光纤感测单元的剖面图。
[0033]图8是在图7的状态下的光纤感测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池组，包括：至少一个电池单元；光纤感测单元，所述光纤感测单元包括由以网格形式水平和垂直地布置的光纤制成的板型检测单元，其中所述板型检测单元因所述电池单元的变形而变形；光敏电阻器，所述光敏电阻器收集从所述光纤感测单元反射的光；和控制单元，所述控制单元配置为基于随着由所述光敏电阻器收集的光量而变化的电阻值来确定在所述电池单元中是否发生膨胀。2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池单元是板型电池单元，并且所述光纤感测单元的所述板型检测单元具有覆盖所述电池单元的大面积区域的尺寸和位置。3.根据权利要求2所述的电池组，其中所述电池单元是板型电池单元，并且与相邻的电池单元堆叠和布置成使得所述大面积区域彼此接触，以形成电池单元集合体，所述电池单元集合体由壳体保持，并且所述光纤感测单元设置在所述电池单元集合体中或设置在所述电池单元集合体与所述壳体之间。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李基瑛，高东完，金斗烈，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：