一种锂电池系统和电池化成设备的制作方法

本申请涉及一种锂电池系统和电池化成设备。

背景技术：

随着新能源汽车对续航里程需求的提升，要求不断的提高电池系统的比能量。但随着电池系统比能量的提高，电池的安全性降低，特别是高镍ncm和nca锂电池，电池本身的安全性能差，更易发生热失控和热扩展，甚至因此gb/t31485-2015标准中对电池针刺试验的要求也放弃了，表明当前锂电池本身还存在着技术上难于克服的安全问题。

锂电池系统使用时，正常都会对单体电池或并联的单体电池模块进行电压监控，但很少会对所有的单体电池进行温度监控，否则电池管理系统会很庞杂且成本高，如此，电池系统的安全性就没有了保证。当前通常做法是在电池包内有代表性的地方安置温度探头，如此设计可以降低电池系统设计和生产成本，但对电池包的安全性就存在隐患。当个别电池在未布置温度探头的地方出现热失控时，电池管理系统因温度探头偏少，未能及时探测到温度过高电池，无法及时报警或切断动力线，导致热扩展，最后出现起火、爆炸或燃烧现象。

此外，锂离子电池在初始化成过程中，各种生产瑕眦，如粉屑、毛刺、隔膜破等，都会在化成过种中首先体现出来，在化成过程中，电池出现诸如鼓胀、漏液、起火、爆炸、燃烧等现象是锂离子电池生产过程最容易发生的事故，上述事故在电池在最先表现出来的特征是电池会出现快速升温现象。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，提出一种带有自动温控系统的电池系统及电池化成设备，只需投入少量成本，便可监控电池化成和使用时各单体电池的温度，并在电池单体温度过高时作出保护动作。

本申请的技术方案是：

一种锂电池系统，包括若干只相互串联或/和并联的电池单体，每只所述电池单体的表面均帖附固定一个常闭型温控开关，各个所述常闭型温控开关相互串联而形成一温控开关串联电路，所述温控开关串联电路的两端接入开关信号检测电路。

所述开关信号检测电路集成于电池管理系统中。

所述开关信号检测电路与所述锂电池系统的充放电电路相连接。

一种锂电池系统，包括电池管理系统以及若干只相互串联或/和并联的电池单体，每一只所述电池单体的表面均帖附固定一个热敏电阻，各个所述热敏电阻相互串联而形成一热敏电阻串联电路，所述热敏电阻串联电路的两端接入阻值检测电路。

所述阻值检测电路集成于电池管理系统中。

所述阻值检测电路与所述锂电池系统的充放电电路相连接。

所述热敏电阻为ptc热敏电阻或ntc热敏电阻。

一种电池化成设备，包括：

用于夹持待化成的电池单体的电池夹具，以及

对所述电池单体进行充放电的化成电路；

每个所述电池夹具处均布置有一个常闭型温控开关，各个所述常闭型温控开关相互串联而形成一温控开关串联电路，所述温控开关串联电路的两端接入开关信号检测电路，所述开关信号检测电路与所述化成电路相连接。

一种电池化成设备，包括：

用于夹持待化成的电池单体的电池夹具，以及

对所述电池单体进行充放电的化成电路；

每个所述电池夹具处均布置有一个热敏电阻，各个所述热敏电阻相互串联而形成一热敏电阻串联电路，热敏电阻串联电路的两端接入阻值检测电路，所述阻值检测电路与所述化成电路相连接。

本申请的优点是：

1、本申请在电池化成设备的各个化成夹具处均布置一个常闭型温控开关或热敏电阻，并将各个常闭型温控开关或热敏电阻串联连接，化成作业时任何一只电池单体温度出现异常，均能通过常闭型温控开关的断开动作或热敏电阻阻值的显著变化而获知，以便及时作出保护动作保证化成安全。

2、所配置的各个常闭型温控开关或热敏电阻串联连接，以整体监测温控开关串联电路的通断或热敏电阻串联电路阻值变化，无需花费较高成本为每一个常闭型温控开关或热敏电阻配置单独的检测电路，电池的多点测温变成了单点测温，简化了电池化成设备的电路设计，降低了成本，简化了生产，提升了电池化成设备的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例一中锂电池系统的电路结构示意图；

图2为本申请实施例二中锂电池系统的电路结构示意图；

图3为本申请实施例三中电池化成设备的电路结构示意图；

图4为本申请实施例四中电池化成设备的电路结构示意图

其中：1-电池单体，2-常闭型温控开关，3-热敏电阻，4-开关信号检测电路，5-阻值检测电路，6-电池管理系统，7-化成电路，8-电池夹具，9-充放电电路。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：锂电池系统

图1示出了本申请这种锂电池系统的一个具体实施例，其包括多只(图中为9只)锂离子的电池单体1以及用于管理和控制电池温度的电池管理系统6(bms)，前述这些电池单体1共分为三组，每组三只，并且每组中的三只电池单体相互并联，组与组相互串联。

本实施例的关键改进在于：每只电池单体1的表面均帖附固定一个常闭型温控开关2，各个常闭型温控开关2串联而形成一温控开关串联电路，并且前述温控开关串联电路的两端接入一开关信号检测电路4。

在实际应用时，该锂电池系统在充放电过程中，每只电池单体1均会产生热量而温度上升，当某一只电池单体1的温度升高至异常值时，与之帖附固定的那个常闭型温控开关2就会断开，从而使得整个温控开关串联电路被切断，开关信号检测电路4检测到温控开关断路信号，获知该锂电池系统中存在电池单体1温度异常现象。

进一步地，本实施例将上述开关信号检测电路4与该锂电池系统的充放电电路相连接，在检测到该锂电池系统中存在电池单体1温度异常现象时，及时切断或减小充放电电流。

为了缩减体型，本实施例将上述开关信号检测电路4集成于上述电池管理系统6中。

实施例二：锂电池系统

图2示出了本申请这种锂电池系统的另一个具体实施例，其包括六只锂离子的电池单体1以及用于管理和控制电池的电池管理系统6，所述这六只电池单体1共分为两组，每组三只，并且每组中的三只电池单体相互并联，组与组相互串联。

本实施例的关键改进在于：每只电池单体1的表面均帖附固定一个热敏电阻3，各个热敏电阻3相互串联而形成一热敏电阻串联电路，并且前述热敏电阻串联电路的两端接入一阻值检测电路5。

本实施例中，上述热敏电阻3为正温度系数的ptc热敏电阻，其阻值随着温度的升高的增大。当然，前述热敏电阻3也可以采用负温度系数的ptc热敏电阻，其阻值随着温度的升高的降低。

在实际应用时，该锂电池系统在充放电过程中，每只电池单体1均会产生热量而温度上升，帖附于各电池单体1表面的热敏电阻3会因温度的改变，中联电路阻值也发和变化，当某一只电池单体1的温度升高至异常值时，与之帖附固定的那个热敏电阻3的阻值就会显著增大(或减小)，热敏电阻串联电路的阻值明显增大(或减小)，阻值检测电路5检测到热敏电阻串联电路的阻值明显升高(超出预设阈值)后，便获知该锂电池系统中存在电池单体1温度异常现象。

进一步地，本实施例将上述阻值检测电路5与该锂电池管理系统的充放电电路相连接，以在检测到该锂电池系统中存在电池单体1温度异常现象时，及时切断或减小放电电流。

为了缩减体型，本实施例也将上述开关信号检测电路4集成于上述电池管理系统6中。

实施例三：电池化成设备

图3示出了本申请这种电池化成设备的一个具体实施例，该化成设备包括机架，机架上配置有多个(图中为9个)用于夹持待化成电池单体1的电池夹具8以及对前述各个待化成电池单体1进行充放电的化成电路7。工作时，首先利用电池夹具8将待化成的电池单体1夹持固定，再利用化成电路7对固定好的电池单体1进行充放电化成操作。

本实施例的关键改进在于：每个电池夹具8处均布置有一个常闭型温控开关2，各个常闭型温控开关2相互串联而形成一温控开关串联电路，温控开关串联电路的两端接入一开关信号检测电路4，并且该开关信号检测电路4与前述化成电路7相连接。

当电池单体1被电池夹具8夹持固定而欲进行化成作业时，布置于电池夹具8处的常闭型温控开关2与电池单体1位置非常接近，从而使得常闭型温控开关2能够感应到电池单体1的温度。在该化成设备对各电池单体1进行充放电化成操作的过程中，每只电池单体1均会产生热量而温度上升，常闭型温控开关2周围的环境温度上升。当某一只电池单体1温度升高至异常值时，其附近的那个常闭型温控开关2就会因温度过高而断开，从而使得整个温控开关串联电路被切断，开关信号检测电路4检测到温控开关串联电路的切断动作，获知化成设备中的电池单体1存在温度异常现象。开关信号检测电路4进而控制与之相连的化成电路7减小或切断化成电流(充电电流或放电电流)，保证化成电池不会出现温度过高或热失控现象。

实施例四：电池化成设备

图4示出了本申请这种电池化成设备的另一个具体实施例，与前述实施例三相同的是，该化成设备也包括机架，机架上配置有多个(图中为9个)用于夹持待化成电池单体1的电池夹具8以及对前述各个待化成电池单体1进行充放电的化成电路7。工作时，首先利用电池夹具8将待化成的电池单体1夹持固定，再利用化成电路7对固定好的电池单体1进行充放电化成操作。

本实施例的关键改进在于：每个电池夹具8处均布置有一个热敏电阻3，各个热敏电阻3相互串联而形成一热敏电阻串联电路，并且前述热敏电阻串联电路的两端接入一阻值检测电路5，该阻值检测电路5与前述化成电路7相连接。

本实施例中，上述热敏电阻3为正温度系数的ptc热敏电阻，其阻值随着温度的升高的增大。当然，前述热敏电阻3也可以采用负温度系数的ptc热敏电阻，其阻值随着温度的升高的降低。

当电池单体1被电池夹具8夹持固定而欲进行化成作业时，布置于电池夹具8处的热敏电阻3与电池单体1位置非常接近，从而使得热敏电阻3能够感应到电池单体1的温度。在该化成设备对各电池单体1进行充放电化成操作的过程中，每只电池单体1均会产生热量而温度上升，热敏电阻3周围的环境温度上升。当某一只电池单体1温度升高至异常值时，其附近的那个热敏电阻3就会因温度过高而阻值显著增大(或减小)，热敏电阻串联电路的阻值明显增大(或减小)，阻值检测电路5检测到热敏电阻串联电路的阻值明显增大(超出预设阈值)后，阻值检测电路5进而控制与之相连的化成电路7减小或切断化成电流(充电电流或放电电流)，保证化成电池不会出现温度过高或热失控现象。

需要说明的是，在上述实施例三和实施例四中，为了让被化成电池单体1的热量能够迅速传输至常闭型温控开关2或热敏电阻3，常闭型温控开关2或热敏电阻3在电池夹具8上的安装位置最好这样布置：当电池单体1被电池夹具8夹持定位后，常闭型温控开关2或热敏电阻3刚好与电池单体1贴靠在一起。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。