一种锂电池早期热失控感知装置的制作方法

本实用新型涉及消防消毒技术领域，尤其涉及一种锂电池早期热失控感知装置。

背景技术：

随着节能减排，降低能源依赖逐渐成为国际汽车工业和环保工业的发展趋势，新能源汽车作为发展可替代能源和建设可持续发展的低碳社会受到世界各国的高度重视，我国政府也已正式将新能源汽车列入七大战略性产业之一。中国已经成为世界第一大汽车生产国和消费国，预计到2030年中国汽车中乘用车保有量将会达到2.5亿辆。但是由于电池自身生产、制造工艺存在缺陷，同时锂电池滥用现象严重，导致锂电池燃烧、爆炸的事故时有发生，仅2019年一年就发生了50多起事故，严重危及了人民大众的生命、财产安全，造成了恶劣的社会影响。在这样的背景下，市场上涌现了不同厂家的分立式动力锂离子电池箱热失控感知装置，但是性能参差不齐，缺少相应的标准来评判。

现有锂电池热失控通常采用温度监控，通常是通过设定温度阈值预警热失控事件，仅通过温度阈值为判断热失控依据，其准确性依赖于温度传感器安装的位置和环境，很难快速准确对热失控进行可靠的早期预警，仅利用固定阈值进行判断往往会受到环境因素的影响而发生误判或漏判。对于目前电动汽车内由成百上千支电池组成的动力电池箱而言，现有多传感器监测系统的经济性和适用性差，只能针对特定种类电池和特定的实验室环境预警热失控的发生，针对不同的车载锂电池应用环境，在实际应用中会受到环境因素的影响而发生误判或漏判。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种锂电池早期热失控感知装置。

本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置，包括：安装底座、安装盘、传感器元件；

安装底座顶部设有限位凹槽，安装盘位于安装底座上方，安装盘底部设有与所述限位凹槽配合的限位凸台，限位凸台与所述限位凹槽之间硫化有第一缓冲材料；

安装盘中部设有安装位，传感器元件安装在所述安装位上，传感器元件与安装盘之间填充有第二缓冲材料，传感器元件上设有气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器单元。

优选地，所述限位凹槽和限位凸台均设有倒锥形结构。

优选地，第二缓冲材料围绕传感器元件布置。

优选地，传感器元件还包括一氧化碳传感器和/或voc传感器。

优选地，还包括传感器外壳，安装盘封装在传感器外壳内部，传感器外壳上设有散热孔。

优选地，安装底座和安装盘之间还设有多个弹性支撑块，多个弹性支撑块围绕限位凸台布置，弹性支撑块上下两端分别抵靠安装盘和安装底座。

优选地，弹性支撑块倾斜设置其下端向远离限位凸台的方向延伸。

优选地，安装底座顶部设有定位凸台，所述限位凹槽位于定位凸台顶部，多个弹性支撑块围绕定位凸台布置。

优选地，定位凸台外壁设有用于支撑弹性支撑块的支撑面，支撑面平行于弹性支撑块的延伸方向倾斜设置。

本实用新型中，所提出的锂电池早期热失控感知装置，安装底座顶部设有限位凹槽，安装盘底部设有与所述限位凹槽配合的限位凸台，限位凸台与所述限位凹槽之间硫化有第一缓冲材料；传感器元件与安装盘之间填充有第二缓冲材料，传感器元件上设有气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器单元。通过上述优化设计的锂电池早期热失控感知装置，通过气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器，通过对热失控的多维检测，弥补由于电池箱内复杂结构造成气体流动的延缓效应，有效提升锂离子电池热失控的告警速度，同时通过二级缓冲设计，避免在车辆行驶环境中传感器元件受到环境因素的影响而发生误判或漏判。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置的结构示意图。

图2为本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置的外壳封装示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置的结构示意图，图2为本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置的外壳封装示意图。

参照图1，本实用新型提出的一种锂电池早期热失控感知装置，包括：安装底座1、安装盘2、传感器元件3；

安装底座1顶部设有限位凹槽，安装盘2位于安装底座1上方，安装盘2底部设有与所述限位凹槽配合的限位凸台21，限位凸台21与所述限位凹槽之间硫化有第一缓冲材料4；

安装盘2中部设有安装位，传感器元件3安装在所述安装位上，传感器元件3与安装盘2之间填充有第二缓冲材料5，传感器元件3上设有气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器单元。

在本实施例中，所提出的锂电池早期热失控感知装置，安装底座顶部设有限位凹槽，安装盘底部设有与所述限位凹槽配合的限位凸台，限位凸台与所述限位凹槽之间硫化有第一缓冲材料；传感器元件与安装盘之间填充有第二缓冲材料，传感器元件上设有气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器单元。通过上述优化设计的锂电池早期热失控感知装置，通过气压传感器单元、一氧化碳传感器单元和温度传感器，通过对热失控的多维检测，弥补由于电池箱内复杂结构造成气体流动的延缓效应，有效提升锂离子电池热失控的告警速度，同时通过二级缓冲设计，避免在车辆行驶环境中传感器元件受到环境因素的影响而发生误判或漏判。

在具体实施方式中，所述限位凹槽和限位凸台21均设有倒锥形结构，当通过限位凹槽和限位凸台配合，当由于车辆行驶过程中安装盘发生晃动时，限位凸台和限位凹槽配合，为安装盘与安装底座之间提供相对移动空间的同时，倒锥形结构为二者相对位置复位提供导向，并为复位提供进一步缓冲。

为了保证传感器元件和安装盘之间的缓冲效果，第二缓冲材料5围绕传感器元件3布置。

在其他具体实施方式中，安装底座1和安装盘2之间还设有多个弹性支撑块7，多个弹性支撑块7围绕限位凸台21布置，弹性支撑块7上下两端分别抵靠安装盘2和安装底座1，安装底座和安装盘之间由于车况影响发生摆动时，弹性支撑块从周围对安装盘进行支撑，缓冲摆动强度和幅度。

在进一步具体设置方式中，弹性支撑块7倾斜设置其下端向远离限位凸台21的方向延伸，倾斜布置提高侧向支撑力。

更进一步地，安装底座1顶部设有定位凸台11，所述限位凹槽位于定位凸台11顶部，多个弹性支撑块7围绕定位凸台11布置，定位凸台11外壁设有用于支撑弹性支撑块7的支撑面，支撑面平行于弹性支撑块7的延伸方向倾斜设置；通过定位凸台周边的支撑面，对弹性支撑块的形变进行支撑和限位。

在传感器元件的其他具体实施方式中，传感器元件3还包括一氧化碳传感器和/或voc传感器。

在传感器元件具体工作过程中，锂离子电池在热失控初期安全阀打开后，会释放出多种气体，考虑到电池箱内复杂的结构布局对气体流动造成的延缓效应，通过采用气压传感器能够弥补这种延迟。一旦锂离子电池安全阀打开，释放出来的气体会通过分子间的作用力，快速将压力信息传递到电池箱的每个角落，使得电池箱内的平均气压瞬间提升约10kpa。由于，气压传感器要快于气体传感器的响应速度，提升了锂离子电池热失控的告警速度，特别对易热失控和剧烈热失控的三元等电池来说，极为重要。

一氧化碳传感器用于检测锂离子电池箱安全阀打开后释放出来的一氧化碳，常规情况下，电池箱内的一氧化碳背景浓度基本在10ppm以下，锂离子电池安全阀一旦打开，一氧化碳气体浓度会瞬间提高到1000多ppm。同时，一氧化碳传感器也是电池箱内检测因电气连接故障造成电气火灾的重要手段。在实际使用过程中，一氧化碳传感器和气压传感器可以复合判定，从而提高监测可靠性和准确度。

此外，锂离子电池由于生产工艺以及在车载应用过程中经历的振动冲击较多，存在电解液的泄露隐患，针对该问题，voc传感器可以检测到电池箱内的电解液挥发气体浓度，通过片上单片机设定绝对阈值设定和浓度的变化斜率，可以向外部发出电解液泄露告警。

温度传感器用于检测电池箱内的环境气体温度，被用在锂离子电池完全热失控状态下的检测。该特征检测用于排除锂离子电池在安全阀打开释放出一定量气体后，停止继续热失控的情况。借助温度传感器可以明确锂离子电池热失控的状态。

参照图2，为了保证传感器正常工作，在其他具体设置方式中，还包括传感器外壳6，安装盘2封装在传感器外壳6内部，传感器外壳6上设有散热孔9，保障传感器单元工作在最佳温度点，避免传感器散热不良或者导热过快造成的传感器单元性能异常。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。