一种电动汽车动力电池测温系统的制作方法

文档序号:15290594发布日期:2018-08-29 00:46阅读:150来源:国知局

本发明涉及电池温度监测领域和光纤测温领域,尤其涉及一种电动汽车动力电池测温系统。



背景技术:

国家大力推行电动汽车的发展,城市公交正在逐步实现100%纯电动,同时电动汽车也逐步覆盖出租车、小汽车。电池作为动力来源,是电动汽车的重要部件。随着电动汽车的广泛应用,人们对电池安全的要求也越来越高。温度作为一个衡量电池状态的参数,是电池安全的重要监测对象。业界通常采用光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)进行电池温度监控,在温度监控的过程中需要时刻保持光纤光栅与电池接触,而现有技术通常是在电池模组组装完成后才装配光纤光栅,存在结构复杂和不稳定的缺点。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本实用新型提出了一种电动汽车动力电池测温系统,具有结构简单和可靠性高的优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种电动汽车动力电池测温系统,包括电池模组、底板、光纤光栅和温度测量装置,所述电池模组包括多个并排设置的电池单体;

所述底板上铺设有缓冲层,所述缓冲层上设置有凹槽,所述凹槽内嵌设有长条型的弹性垫,所述弹性垫的高度不小于凹槽的深度,所述弹性垫上设置有用于进行温度测量的光纤光栅,所述光纤光栅与温度测量装置相连;

所述电池模组设置在缓冲层上,所述弹性垫上的光纤光栅抵接于每个电池单体的下表面。

采用上述技术方案的有益效果是:在底板的缓冲层上设开设凹槽并在凹槽内嵌设有弹性垫,通过在弹性垫上设置用于进行温度测量的光纤光栅,利用弹性垫的弹力把光纤光栅抵接于每个电池单体的下表面,能够保持光纤光栅时刻与电池单体接触,使得本系统具有结构稳定和可靠性高的优点。

进一步,所述电池模组的侧面还设置有光纤光栅,设置在电池模组侧面的光纤光栅与每个电池单体的侧面相接触。

采用上述技术方案的有益效果是:利用设置在电池模组侧面的光纤光栅实时监控各个电池单体侧面的温度。

进一步,还包括四个侧板,四个所述侧板首尾相连组成一个框架结构,所述电池模组设置在框架结构内,所述电池模组的高度不小于侧板的高度。

采用上述技术方案的有益效果是:四个侧板组成的框架结构能够包围并有效固定电池模组;同时,框架结构的作用在于固定电池模组,框架结构只需在电池模组外围成一圈即可,侧板无须与电池模组同高,能够节省物料和成本,同时减轻质量,且有利于电动汽车节约能源。

进一步,所述电池模组侧面外的侧板上开设有水平设置有开口槽,通过所述开口槽把光纤光栅设置在电池模组的侧面。

采用上述技术方案的有益效果是:可通过两种方式在电池模组的侧面设置光纤光栅,一是把光纤设置在电池模组侧面的上端裸露在框架结构外的区域,二是在电池模组侧面外的侧板上开设开口槽,并通过开口槽在电池模组的侧面设置光纤光栅。第二种方式的结构更加合理,有效防止光纤光栅脱落。

进一步,所述电池单体的上表面设置有电极,所述电池模组的上表面设置有光纤光栅,所述电池模组上表面的光纤光栅与每个电池单体的电极相接触。

采用上述技术方案的有益效果是:监测电池模组中电池单体底部的温度,全面进行温度监控。

进一步,所述弹性垫的材料为珍珠棉。

采用上述技术方案的有益效果是:珍珠棉具有低成本和弹性强的特点,同时隔热性能好,能够保障测量结果的准确性。

进一步,所述凹槽和弹性垫的横截面均为梯形。

采用上述技术方案的有益效果是:把弹性垫的形状设置为梯形,使得条型的弹性垫不会出现转动或者脱落,保证光纤光栅能够稳定地抵接于每个电池单体的下表面。

进一步,所述缓冲层的材料为导热硅胶。

采用上述技术方案的有益效果是:电池工作时的热量可通过导热硅胶散发出去,防止电池模组中积聚热量而导致过热。

进一步,所述温度测量装置包括DBR激光器和光电解调器,所述光纤光栅分别与DBR激光器和光电解调器相连。

附图说明

图1为本实用新型一种电动汽车动力电池测温系统的示意图;

图2为本实用新型一种电动汽车动力电池测温系统的底板的示意图;

图3为本实用新型一种电动汽车动力电池测温系统的弹性垫的示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、电池模组,2、底板,3、光纤光栅,4、缓冲层,5、凹槽,6、弹性垫,7、侧板,8、开口槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2和图3所示,一种电动汽车动力电池测温系统,包括电池模组、底板、光纤光栅和温度测量装置。其中,电池模组1包括多个并排设置的电池单体。具体地,一个电池模组中电池单体的数量可为8、10、16和20等等,视实际情况而定。

底板2上铺设有缓冲层4,缓冲层4的作用为对振动进行缓冲过滤,缓冲层4具体为在底板2上铺设的软质层。缓冲层4上设置有凹槽5,凹槽5内嵌设有长条型的弹性垫6,弹性垫6的高度不小于凹槽5的深度,弹性垫6上设置有用于进行温度测量的光纤光栅3,光纤光栅3与温度测量装置相连;多个电池单体沿着底板2的长度方向并排设置,电池模组1设置在缓冲层4上,弹性垫6使得光纤光栅3抵接于每个电池单体的下表面。

缓冲层4沿长度方向开设有一凹槽5,对应地,弹性垫6设置为长条型,方便嵌设入凹槽5内。另外,弹性垫6的高度不小于凹槽5的深度,以弹性垫6上的光纤光栅3突出缓冲层4的表面为准。当把电池模组1放置在底板2上时,电池模组1压在光纤光栅3上,弹性垫6发生形变并对光纤光栅3产生一个由下而上的力,把光纤光栅3抵接于每个电池单体的下表面,以保持光纤光栅3时刻与电池接触,使得本系统具有结构稳定和可靠性高的优点。同时,把光纤光栅3设置在底板2上,直接把多个电池单体放在底板2上即可完成组装,具有装配方便和易于大规模实现的优点。

优选地,弹性垫的材料为珍珠棉。珍珠棉具有隔热和弹性好的特点,通过在缓冲层的凹槽上放嵌入长条型的珍珠棉作为弹性垫,能够通过简单的结构保证底部的光纤光栅抵接于每个电池单体的下表面。

优选地,本系统还包括四个侧板7,四个侧板7首尾相连组成一个框架结构,电池模组1设置在框架结构内,电池模组1的高度不小于侧板7的高度。框架结构的下端与底板2相连,由于电池模组1的高度不小于侧板7的高度,电池模组1侧面的上端裸露在框架结构外。

另外,电池模组的上方还可设置有顶板。顶板覆盖于电池模组的上方起到保护作用。具体地,可在侧面板的顶端设置卡扣组件而在顶板上设置有与卡扣组件对应的装配孔,通过把卡扣组件卡入装配孔内即可把顶板设置在电池模组的上方,当然,也可采用其它安装方式,实现把顶板设置在电池模组上方。

如图2和图3所示,凹槽5和弹性垫6的横截面均为梯形。电池模组在工作的过程中会产生热量,这些热量如果不能及时散发出去将可能导致电池过热。优选地,缓冲层4的材料为导热硅胶,使得缓冲层4具有一定粘性,方便安装在电池模组的底部,并可防止电池模组中积聚热量而导致过热。

具体地,温度测量装置包括DBR激光器和光电解调器,DBR激光器为分布式布拉格反射激光器,Distributed Bragg Reflector。温度测量装置的工作原理为:DBR激光器发出激光信号,激光信号通过FBG传感器时会反射该FBG传感器对应波长的激光信号,反射回来的激光信号通过环行器进入光电解调器;光电解调器接收到反射回来的激光信号,并与DBR激光器发出激光信号进行对比,根据中心波长偏移量即可得到温度值,完成测温。不同FBG传感器对应的中心波长不同,通过中心波长来确定对应的FBG传感器,从而进一步确定该温度值对应的位置。

本实用新型提供以下几种在电池模组设置光纤光栅的具体实施例。

第一实施例:

在电池模组的下表面设置光纤光栅。底板上铺设有缓冲层,缓冲层上设置有凹槽,凹槽内嵌设有长条型的弹性垫,弹性垫的高度不小于凹槽的深度,弹性垫上设置有用于进行温度测量的光纤光栅,光纤光栅与温度测量装置相连;多个电池单体沿着底板的长度方向并排设置,电池模组设置在缓冲层上,光纤光栅抵接于每个电池单体的下表面。通过与电池模组下表面抵接的光纤光栅监测各个电池单体底部的温度。

第二实施例:

除了在电池模组的下表面设置光纤光栅外,电池模组的侧面还设置有光纤光栅,探测各个电池单体侧面的温度。一方面,可在电池模组的裸露部分设置光纤光栅,设置在电池模组侧面的光纤光栅与每个电池单体的侧面相接触;另一方面,电池模组1侧面外的侧板7上开设有水平设置有开口槽8,通过开口槽8把光纤光栅设置在电池模组的侧面,使得光纤光栅与每个电池单体的侧面相接触。需要说明的是,电池模组包括多个并排设置的电池单体,电池模组的侧面由多个电池单体的侧面组成。通过设置在电池模组侧面的光纤光栅监测各个电池单体侧面的温度。

第三实施例:

除了在电池模组的下表面和侧面设置光纤光栅外,还在电池模组的上表面设置有光纤光栅。电池单体的上表面设置有电极,电池模组的上表面设置有光纤光栅,电池模组上表面的光纤光栅与每个电池单体的电极相接触。通过设置在电池模组上表面的光纤光栅监测各个电池单体的电极的温度。具体地,可通过海绵胶把光纤光栅粘在电池模组的侧面和上表面。

电池在工作的过程中会由于氧化还原反应或者电极、电芯通过电流而产生热量。只通过采集某一位置的温度来对电池进行温度监测并不能准确反映电池单体的工作状态。实际上,同一时刻电池单体上的不同位置的温度并不相同,有时还会相去甚远。因此,需要在多个位置同时对电池进行温度监测,以便对电池模组中的多个电池单体进行更准确的温度监控。

一种电动汽车动力电池测温系统,其装配过程具体包括:弹性垫嵌入缓冲层上的凹槽后,把电池模组放置在底板上并通过固体胶把电池模组的下表面和底板的上表面粘接,使得底部弹性垫上的光纤光栅抵接于每个电池单体的下表面;然后把由四个侧板首尾相连组成的框架结构套在电池模组外,并用填充固体胶以固定;进一步,依次在电池模组的侧面和上表面设置光纤光栅,并把各个光纤光栅与温度测量仪相连;最后,再在电池模组的上表面安装顶板即完成安装。多个电池模组合成电池包后,即可应用于电动汽车上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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