一种锂离子电池智能监测系统及智能电池技术方案

本实用新型专利技术公开一种锂离子电池智能监测系统及智能电池，监测系统包括目标测试电池、集成传感器组件、隔膜和单片机，集成传感器组件经隔膜包裹后内置于目标测试电池中，还包括：引出组件；引出组件包括FPC软排线、焊接部和连通针，沿FPC软排线的长度方向上设置有多个焊接部，每个焊接部上焊接有两个连通针；温度传感器、压力传感器和电位传感器均设有引出电极，每个引出电极上设有与连通针适配的连接孔，连通针插入连接孔后与引出电极电性连接；FPC软排线贴附在目标测试电池的壳体上，壳体上还设有排线引出口。该系统走线结构简单紧凑，有利于提高传感器信号采集的稳定性。有利于提高传感器信号采集的稳定性。有利于提高传感器信号采集的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池智能监测系统及智能电池


[0001]本技术涉及电池的监控
，具体而言，涉及一种锂离子电池智能监测系统及智能电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池经历不断的发展，截止目前为止，锂离子电池无论在比能量、比功率、工作电压及使用寿命等方面，均优于传统的铅酸电池、镍氢电池，逐步成为动力电池发展的主流方向。随着锂离子电池在安全性能、低温耐受性能的改进，以锂离子电池作为动力包的电动汽车越来越多，展现出非常广阔的应用前景。
[0003]但是锂离子电池作为化学电源，在充放电时伴随着复杂的物理传质过程、化学与电化学反应，这些反应一方面产生可观的热量导致电池内部的温度产生周期性的变化；另一方面锂离子在活性材料表面的嵌入脱出使得电池内部卷芯间的压力也会出现波动。
[0004]外界环境产生的温度和压力变化都会对电池性能产生影响，温度会对电池的工作状态、安全性能、循环效率、一致性、容量和功率造成影响，电芯在大倍率充放电时会产生大量的热量，当温度超过安全边界后可能会产生严重的热失控等问题；另外卷芯在化成时受外界环境或者自身体积膨胀等原因导致的压力变化也会对电池的容量与自放电等问题造成影响，高压力值时，可能会产生较严重的自放电等问题，导致容量降低。
[0005]另一方面，为了提升充电效率，快充策略应运而生，但安全快充前期是负极电位不能低于析锂电位，否则可能会导致析锂问题的发生，而析锂产生的锂枝晶可能会刺穿隔膜，导致电池局部内短路，进而产生热失控导致电池起火或发生爆炸等安全问题。
[0006]现有技术中，一般在电池内部内置集成传感器，通过信号采集装置采集集成传感器测的数据的方式对车载动力电池进行安全监测，集成传感器和信号采集装置一般采用有线连接，存在走线杂乱，造成传感器信号采集稳定性较差的缺点。

技术实现思路

[0007]本技术提供一种锂离子电池智能监测系统及智能电池，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0008]第一方面，本技术实施例提供了一种锂离子电池智能监测系统，包括：目标测试电池、集成传感器组件、隔膜和单片机，所述集成传感器组件经所述隔膜包裹后内置于所述目标测试电池中，所述集成传感器组件连接至所述单片机，所述集成传感器组件包括温度传感器、压力传感器和电位传感器，还包括：引出组件；
[0009]所述引出组件包括FPC软排线、焊接部和连通针，沿所述FPC软排线的长度方向上设置有多个所述焊接部，每个所述焊接部上焊接有两个所述连通针；所述温度传感器、所述压力传感器和所述电位传感器均设有引出电极，每个所述引出电极上设有与所述连通针适配的连接孔，所述连通针插入所述连接孔后与所述引出电极电性连接；所述FPC软排线贴附在所述目标测试电池的壳体上，所述壳体上还设有供所述FPC软排线引出的排线引出口，以
便于各个所述引出电极通过所述FPC软排线集中从所述目标测试电池内部引出。
[0010]可选的，所述引出组件还包括连接板，所述连接板上设有多个焊脚，所述FPC软排线的引出端设有与所述焊脚适配的焊接孔，所述焊脚的一端插入所述焊接孔并进行焊接固定，所述焊脚的另一端贯穿所述连接板，所述连接板与所述壳体可拆卸绝缘连接。
[0011]可选的，所述焊接部的数量至少设有三个。
[0012]可选的，所述排线引出口用PU胶或硅胶进行密封。
[0013]可选的，所述锂离子电池智能监测系统还包括：报警装置；
[0014]所述报警装置连接至所述单片机。
[0015]可选的，所述锂离子电池智能监测系统还包括：上位机和通信模块；
[0016]所述单片机通过所述通信模块连接至所述上位机。
[0017]可选的，所述通信模块包括有线传输端口和无线传输组件；
[0018]所述有线传输端口包括RS485、usb、以太网口中的一种或多种；
[0019]所述无线传输组件为蓝牙、wifi、4G通信组件中的一种或多种。
[0020]可选的，所述温度传感器采用负温度系数的热敏电阻，内置于所述目标测试电池的卷芯和壳体之间；
[0021]所述压力传感器采用由聚酯薄膜、高导电材料和纳米级压力敏感材料组成的柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器内置于所述目标测试电池的卷芯和壳体之间；
[0022]所述电位传感器内置于电池卷芯的正负极片之间，所述电位传感器包括基底和涂敷在所述基底外的敏感材料，所述基底采用柔性绝缘基底，所述柔性绝缘基底一侧涂覆有金属导电涂层，所述金属导电涂层上涂覆所述敏感材料，其中，所述柔性绝缘基底采用聚乙烯或聚丙烯，所述敏感材料包括活性材料，所述活性材料包括钛酸锂和/或磷酸铁锂。
[0023]可选的，所述温度传感器采用K型、T型或NTC型的薄膜温度传感器，所述隔膜与所述目标测试电池型号相同。
[0024]第二方面，本技术实施例还提供了一种智能电池，所述智能电池包括如第一方面任一技术方案所述的锂离子电池智能监测系统。
[0025]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0026]该监测系统采用温度传感器，压力传感器和电位传感器同时对目标测试电池的电芯的温度值，卷芯与壳体间的压力值以及电池内部的电位变化实时监测，并通过引出组件的将三种传感器的各个引出电极通过FPC软排线集中从目标测试电池内部引出，使得系统走线更加简单紧凑，无需再额外设置连接导线，有利于减少走线长度和复杂度，进而有利于提高系统传感器信号采集的稳定性。
[0027]本技术实施例的创新点包括：
[0028]1、通过设置引出组件将三种传感器的各个引出电极通过FPC软排线集中从目标测试电池内部引出，使得系统走线更加简单紧凑，无需再额外设置连接导线，有利于减少走线长度和复杂度，进而有利于提高系统传感器信号采集的稳定性，是本技术实施例的创新点之一。
[0029]2、引出组件还包括连接板，通过连接板将FPC软排线伸出目标测试电池外的引出端部分固定在电池壳体上，并在连接板上设有连接至FPC软排线的焊脚，方便外界连接使用，可以避免使用过程中FPC软排线伸出目标测试电池外后来回晃动，影响排线使用寿命，
造成焊点松动，减小对系统传感器信号采集的稳定性的影响，是本技术实施例的创新点之一。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本技术一个实施例的一种锂离子电池智能监测系统的结构示意图；
[0032]图2为本技术一个实施例的隔膜和电位传感器的位置关系示意图；
[0033]图3为本技术一个实施例引出组件的结构示意图；
[0034]图4为本技术一个实施例的锂离子电池智能监测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池智能监测系统，包括：目标测试电池(1)、集成传感器组件(2)、隔膜(3)和单片机(4)，所述集成传感器组件(2)经所述隔膜(3)包裹后内置于所述目标测试电池(1)中，所述集成传感器组件(2)连接至所述单片机(4)，所述集成传感器组件(2)包括温度传感器(201)、压力传感器(202)和电位传感器(203)，其特征在于，还包括：引出组件(5)；所述引出组件(5)包括FPC软排线(501)、焊接部(502)和连通针(503)，沿所述FPC软排线(501)的长度方向上设置有多个所述焊接部(502)，每个所述焊接部(502)上焊接有两个所述连通针(503)；所述温度传感器(201)、所述压力传感器(202)和所述电位传感器(203)均设有引出电极，每个所述引出电极上设有与所述连通针(503)适配的连接孔，所述连通针(503)插入所述连接孔后与所述引出电极电性连接；所述FPC软排线(501)贴附在所述目标测试电池(1)的壳体上，所述壳体上还设有供所述FPC软排线(501)引出的排线引出口，以便于各个所述引出电极通过所述FPC软排线(501)集中从所述目标测试电池(1)内部引出。2.根据权利要求1所述的锂离子电池智能监测系统，其特征在于，所述引出组件(5)还包括连接板(504)，所述连接板(504)上设有多个焊脚(505)，所述FPC软排线(501)的引出端设有与所述焊脚(505)适配的焊接孔(506)，所述焊脚(505)的一端插入所述焊接孔(506)并进行焊接固定，所述焊脚(505)的另一端贯穿所述连接板(504)，所述连接板(504)与所述壳体可拆卸绝缘连接。3.根据权利要求1所述的锂离子电池智能监测系统，其特征在于，所述焊接部(502)的数量至少设有三个。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛棒棒，
申请(专利权)人：北京昇科能源科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：