电池模组的温度采集装置、方法与流程

本发明涉及温度采集技术领域，特别涉及一种电池模组温度采集装置、方法。

背景技术：

动力电池是电动汽车的全部动力来源，动力电池的性能制约着电动汽车的动力性能。在研发动力电池时，需要准确获取在各种工况下电池模组内部的温度情况，从而能够优化电池模组结构，使其热场分布均匀，确保电池模组具有更优的充放电特性和循环寿命。

现有技术中，为了获取电池模组内部温度分布情况，通常采用仿真和红外线测温两种方法。

对于仿真的方法，仿真模型基于仿真工程师的经验所建立，难以判断仿真模型的准确性，因此仿真结果数据存在较大的误差，导致电池模组研发的存在很大失误风险。

对于红外线测温的方法，其采用红外线测温仪对电池模组进行温度测量，测量结果准确度高，但是，在对电池模组进行测温时，存在以下问题：

第一、只限于测量电池模组外表面的温度，难以测量电池模组内部的温度，即难以测量电池模组中各电池单体及各单体之间的温度；

第二、红外线测温仪对环境温度以及空气中的灰尘等因素较为敏感，容易受到这些因素的影响，干扰测温结果；

第三、红外线测温仪使用过程中，要求红外线测试仪与被测物体之间无任何障碍物，这样，在测量电池模组时，为了测量电池模组在各种工况下的温度状态，需要将电池模组放置于恒温箱内，而红外线测温仪放置于恒温箱外无法进行测温，放置于恒温箱内时，恒温箱又会对红外线测温仪造成干扰。

有鉴于此，本发明提供一种电池模组的温度采集装置，既能够将电池模组放置于恒温箱内进行测量，又能够准确获取电池模组内部各位置的温度，为优化电池模组提供保障。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电池模组的温度采集装置，通过可设置在电池模组内部导热板上的温度传感器，检测电池模组内部的温度，并通过温度采集模块将各个位置的温度进行采集。本发明的另一个目的是提供一种电池模组的温度采集方法。

本发明提供了一种电池模组的温度采集装置，所述电池模组包括多个电池单体，相邻两个电池单体之间设置有导热板，所述温度采集装置包括：

多个温度传感器，所述多个温度传感器安装在所述电池模组内部的一个或多个所述导热板，用于检测相邻两个所述电池单体之间位置处的温度；和

温度采集模块，所述温度采集模块与所述多个温度传感器连接，获取各个所述温度传感器测得的温度数据。

可选地，所述导热板开设多个通槽，所述通槽沿所述电池单体排列方向贯穿所述导热板的两个表面，所述温度传感器和所述温度传感器的引线均卡固在所述通槽内，且所述温度传感器与所述通槽之间的间隙、所述引线与所述通槽之间的间隙、及所述导热板与相邻的所述电池单体之间填充有导热硅胶。

可选地，所述电池模组沿所述电池单体排列方向划分为五个区段，包括两个端部区段、一个中部区段、及两个分别位于所述端部区段与所述中部区段之间的第一区段；

位于所述第一区段的、安装有所述温度传感器的相邻两个所述导热板之间的间距为第一间距，位于所述端部区段和中部区段的、安装有所述温度传感器的相邻两个所述导热板之间的间距为第二间距，所述第二间距小于所述第一间距。

可选地，多个所述温度传感器均匀分布在所述导热板上，其中至少包括设置在靠近所述电池单体的极耳处、以及所述电池单体的中部横向截面位置处的温度传感器。

可选地，所述温度传感器为PTC热敏电阻，所述PTC热敏电阻的一个接线柱焊接一根屏蔽线，作为正极引线，另一个接线柱焊接两根屏蔽线，所述两根导线分别作为负极引线和补偿引线，并且，所述PTC热敏电阻的两个接线柱均缠绕金属铜丝，用于与所述屏蔽线焊接。

本发明还提供一种电池模组的温度采集方法，用于采集电池模组内的温度，所述温度采集方法包括如下步骤：

S1、将多个温度传感器安装在所述电池模组内部的一个或多个导热板，用于检测相邻两个所述电池单体之间位置处的温度；

S2、连接温度采集模块与所述温度传感器，用于采集各个所述温度传感器检测到各个位置处的温度数据。

可选地，所述导热板开设多个通槽，所述通槽沿所述电池单体排列方向贯穿所述导热板的两个表面，所述温度传感器和所述温度传感器的引线均卡固在所述通槽内，且所述温度传感器与所述通槽之间的间隙、所述引线与所述通槽之间的间隙、及所述导热板与相邻的所述电池单体之间填充有导热硅胶。

可选地，所述电池模组沿所述电池单体排列方向划分为五个区段，包括两个端部区段、中部区段、及两个分别位于所述端部区段与所述中部区段之间的第一区段；

位于所述第一区段的、安装有所述温度传感器的相邻两个所述导热板之间的间距为第一间距，位于所述端部区域和中部区域的、安装有所述温度传感器的相邻两个所述导热板之间的间距为第二间距，所述第二间距小于所述第一间距。

可选地，多个所述温度传感器均匀分布在所述导热板上，其中至少包括设置在靠近所述电池单体的极耳处、以及所述电池单体的中部横向截面位置处的温度传感器。

可选地，所述温度传感器为PTC热敏电阻，所述PTC热敏电阻的一个接线柱焊接一根屏蔽线，作为正极引线，另一个接线柱焊接两根屏蔽线，所述两根导线分别作为负极引线和补偿引线，并且，所述PTC热敏电阻的两个接线柱均缠绕金属铜丝，用于与所述屏蔽线焊接。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明中具体实施例的安装有温度传感器的导热板在电池模组的分布位置。

图2为本发明中具体实施例的温度采集装置中温度传感器布置在导热板的结构示意图。

图3为本发明中具体实施例的温度传感器的结构示意图。

图4为本发明中具体实施例的电池模组的温度采集装置的结构示意图。

图5为本发明中具体实施例的温度采集方法的流程图。

标号说明

10 电池模组；

11 电池单体；

111 极耳；

12 导热板；

121 通槽；

1D 端部区段；

2D 中部区段；

3D 第一区段；

L1 第一间距；

L2 第二间距；

20 温度采集装置；

21 温度传感器；

211 接线柱；

212 正极引线；

213 负极引线；

214 补偿引线；

215 铜丝

22 温度采集模块；

23 PC终端；

24 直流电源；

30 恒温箱。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

为了解决现有技术中电池模组10内部温度测量困难、精度低的问题，本发明提供了一种电池模组10的温度采集装置20及方法，通过将该温度采集装置20的温度传感器21安装在导热板12上，检测相邻两个电池单体11之间位置处的温度，再通过温度采集模块22获取各个位置处的温度数据，从而精确便捷的采集电池内部的温度，可为电池模组10及电池箱的结构优化提供理论依据，还可为电池热管理路设计提供试验数据支撑。

在新能源汽车中，主要的动力来源由电池提供。电池模组10在各工况下的温度分布情况对优化电池结构、电池热管理具有重要的意义。而电池模组10包括多个电池单体11，电池单体11沿电池模组10的长度方向依次排列，并且，在相邻两个电池单体11之间设置有导热板12。在电池模组10研发过程中，需要将电池模组10放置于恒温箱30中进行温度测量。

结合图1和图2所示，本发明提供的一种电池模组10的采集装置，该温度采集装置20包括：

多个温度传感器21，多个温度传感器21安装在电池模组10内部的一个或多个导热板12，用于检测相邻两个电池单体11之间位置处的温度；和

温度采集模块22，温度采集模块22与多个温度传感器21连接，获取各个温度传感器21测得的温度数据。

由于导热板12设置在电池模组10内部的两个相邻电池单体11之间，其所处位置可代表电池模组10内部对应位置处的综合温度。沿电池模组10的长度方向，依次选取一个或者多个导热板12作为采集温度的位置，该温度采集装置20中的多个温度传感器21安装在导热板12上，从而可稳固的安装在电池模组10内部。

如此设置，通过结合电池模组10的导热板12简单便捷的解决了电池模组10内部温度采集的困难，其不受外界环境的干扰、不受被测电池模组10外的保温箱的影响，不仅有效实现了检测电池模组10内部温度，而且，提升了检测的精度。

并且，通过上述的温度采集装置20，还能够实现对指定的位置处温度的精确检测，可操作性强。

温度传感器21与温度采集模块22连接，由温度采集模块22获取各个温度传感器21测得的温度数据，对温度数据进行收集，以供进一步将温度数据应用到电池研发中。

如图2所示，在安装有导热板12上开设多个通槽121，该通槽121沿电池单体11排列方向贯穿导热板12的两个表面，这样可连通导热板12的两侧空间。温度传感器21和温度传感器21的引线均卡固在通槽121内，一方面，通过该通槽121能够将温度传感器21和引线固定在导热板12上，确保位置的稳定性；另一方面，通过该通槽121将温度传感器21及引线预埋在导热板12内，可减少温度传感器21的厚度对电池模组10的组成过程中整体长度的影响。

并且，在温度传感器21与通槽121之间的间隙、引线与通槽121之间的间隙及导热板12与相邻的电池单体11之间填充有导热硅胶，用于提升各个部件之间连接的稳固性，同时，能够传递电池单体11与导热板12之间的热量。

如图1所示，在一种具体实施例中，电池模组10沿电池单体11排列方向划分为五个区段，其中，包括两个端部区段1D、一个中部区段2D、以及两个分别位于对应侧端部区段1D与中部区段2D之间的第一区段3D。

位于第一区段3D的、安装有温度传感器21的相邻两个导热板12之间的间距为第一间距L1，位于端部区段1D和中部区段2D的、安装有温度传感器21的相邻两个导热板12之间的间距为第二间距L2，其中，第二间距L2小于第一间距L1。

也就是说，在电池模组10长度方向上，在电池模组10的端部区段1D、中部区段2D选取的安装温度传感器21的导热板12之间的第二间距L2较小，其安装温度传感器21的导热板12的布置较为密集，而在电池模组10的端部区段1D和中部区段2D之间的第一区段3D的安装温度传感器21的导热板12之间的第一间距L1较大，其相对在端部区段1D和中部区段2D安装有温度传感器21的导热板12的分布情况，第一区段3D的安装有温度传感器21的导热板12较为稀疏，从而可有效获取较为精确的温度数据。

对于温度传感器21在单个导热板12上的分布，具体地，多个温度传感器21均匀分布在导热板12上，并且，至少包括设置在靠近电池单体11的极耳111处、以及电池单体11的中部横向截面位置处的温度传感器21，以精确获得对优化电池结构具有影响的温度数据。

在一种具体实施例中，如图2所示，在导热板12上安装了九个温度传感器21，均匀分布在导热板12上，上部三个靠近电池单体11的极耳111处，还有三个设置在导热板12的中部横向截面位置处，而其他三个在导热板12上根据极耳111处、中部横截面处的温度传感器21的布置而进行安装布置，以使九个温度传感器21均匀分布在导热板12上。

在具体实施例中，温度传感器21采用PTC热敏电阻，以提高温度传感器21对温度测量的响应时间，并且该PTC热敏电阻受环境条件影响小，能够更加精确的测得电池模组10内部的温度。如图3所示，PTC热敏电阻的一个接线柱211焊接一根屏蔽线，作为正极引线212；另一个接线柱211焊接两根屏蔽线，该两根屏蔽线分别作为负极引线213和补偿引线214，通过三根导线可减少电路电阻对测量结果的影响，消除由线路带来的测量误差。

三个屏蔽线均卡固在通槽121中，并引出导热板12，每个温度传感器21的三个引线均用标签标记，以用于标明测试点的位置，并分辨正极引线212、负极引线213、和补偿引线214。

在PTC热敏电阻的两个接线柱211上均缠绕金属铜丝215，能够增加接线柱211与屏蔽线焊接的牢固性，提高焊接强度。

对于该温度采集装置20，可参见图4所示，还包括PC终端23，该PC终端23与温度采集模块22连接，利用PC终端23的采集程序记录温度数据，以供研发电池时进行调用分析。温度采集模块22通直流电源24提供电源，以确保自身的工作状态。

如此，通过该温度采集装置20，温度传感器21直接测得电池模组10内部的温度，而温度采集模块22获取各个温度传感器21测得的温度，并将其传输给PC终端23进行处理，记录保存后，以供研发应用。

该温度采集装置20解决了现有技术中电池模组10温度测量困难、精度低的问题，不仅能够直接检测电池模组10外表的温度，还直接检测电池模组10内部的温度，不受到外界环境条件的干扰，也不受到被测的电池模组10处于恒温箱30时的阻隔影响，可操作性强，检测的温度精确。

本发明除上述的温度采集装置20外，还提供了一种电池模组10的温度采集方法，通过将该温度采集方法，能够直接检测相邻两个电池单体11之间位置处的温度，并通过温度采集模块22获取各个位置处的温度数据，从而精确便捷的采集电池内部的温度，可为电池模组10及电池箱的结构优化提供理论依据，还可为电池热管理路设计提供试验数据支撑。

具体地，如图5所示，该温度采集方法包括如下步骤：

S1、将多个温度传感器21安装在电池模组10内部的一个或多个导热板12，用于检测相邻两个电池单体11之间位置处的温度；

S2、连接温度采集模块22与温度传感器21，用于采集各个温度传感器21检测到各个位置处的温度数据。

由于导热板12设置在电池模组10内部的两个相邻电池单体11之间，其所处位置可代表电池模组10内部对应位置处的综合温度。沿电池模组10的长度方向，依次选取一个或者多个导热板12作为采集温度的位置，在该温度采集方法中，将多个温度传感器21安装在导热板12上，从而可稳固的安装在电池模组10内部。

电池模组10包括多个电池单体11，电池单体11沿电池模组10的长度方向依次排列，并且，在相邻两个电池单体11之间设置有导热板12。在电池模组10研发过程中，需要将电池模组10放置于恒温箱30中进行温度测量。

针对上述电池模组10的特性，采用上述的温度采集方法进行温度的采集时，结合电池模组10的导热板12位于电池模组10的两个电池单体11之间，从而可将温度传感器21固定在其导热板11上，这样，可简单便捷的直接检测电池模组10内部温度，其不受外界环境的干扰、不受被测电池模组10外的保温箱的影响，不仅有效实现了检测电池模组10内部温度，而且，提升了检测的精度。

另外，该电池模组10的温度采集方法采用上述温度采集装置20对电池模组10内部的温度进行采集，对于该温度采集方法的其他具体技术方案及相应的技术效果可一并参见上述温度采集装置20的阐述，在此不再赘述。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

应当理解，在本文中所引证的文件仅供参考之用，且不包含任何其可能与本文的相冲突的内容。

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上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。