一种具有自监测功能的电池包的制作方法

本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种具有自监测功能的电池包。

背景技术：

为了解决能源危机和环境危机，新能源行业的高度发展已全球化，尤其是动力电池在汽车上广泛应用。随着电动汽车保有量的不断增加，有越来越多的电动汽车参与到交通当中，不可避免的电动汽车碰撞、安全事故也随之增加。由于动力电池能量密度高、电压平台高、使用有机电解液、以及特定正负极活性材料等原因，所以相较于传统燃油汽车，电动汽车在碰撞过程中有许多特有的安全问题，比如动力电池在碰撞过程中可能发生起火甚至爆炸、电解液泄露、高压短路等现象。因此，动力电池包的可靠性和安全性至关重要。而目前使用的汽车电池上并未安装有效的监控系统，只是通过自身的主动防御，例如在提高散热能力等方面进行防御。这种无监控的电池系统，没有一个提前预警，当遇到电池故障，电池质量等问题时，不能够防患于未然，必然会存在安全隐患，影响到行车的安全性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种具有自监测功能的电池包。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种具有自监测功能的电池包，包含外壳、电池组和监测模块，其中，

所述电池组设置在所述外壳内部，包括并列设置的多个电池；

所述监测模块包括温度传感器、电压检测单元、监测单元、微控中心、报警器、冷却单元、压力传感器和碰撞传感器，每个电池对应设置有一个温度传感器和一个电压检测单元；所述监测单元分别电连接所述温度传感器、所述电压检测单元、所述压力传感器、所述碰撞传感器和所述微控中心，用于获取温度、电压、压力和碰撞信息并发送到所述微控中心；所述微控中心电连接所述报警器，用于在所述温度、所述电压、所述压力或所述碰撞信息达到预设阈值时控制所述报警器报警；所述冷却单元电连接所述微控中心，用于在所述温度达到预设阈值时接受所述微控中心的控制而启动。

在本实用新型的一个实施例中，所述温度传感器、所述电压检测单元、所述压力传感器和所述碰撞传感器分别通过can总线与所述监测单元连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述电压检测单元包括比较器com、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5，其中，

所述比较器com的第1引脚和第4引脚连接至输出端uo，所述第一电容c1和所述第一电阻r1串联在输入端ui与接地端gnd之间，所述第六电阻r6与所述第四电容c4串联在所述比较器com的第2引脚和与接地端gnd之间；所述第五电阻r5与所述第三电容c3串联在所述比较器com的第3引脚和与接地端gnd之间，所述第四电阻r4与所述第五电容c5串联在所述比较器com的第5引脚和与接地端gnd之间，所述第二电容c2与所述第三电阻r3串联在所述比较器com的第2引脚与所述第四电阻r4和所述第五电容c5之间的节点处；

所述第二电阻r2串联在所述比较器com的第1引脚与输入端ui之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述具有自监测功能的电池包还包括设置在所述外壳外部的触摸显示屏，所述触摸显示屏电连接所述微控中心，用于设定温度阈值和电压阈值并实时显示当前温度、电压和压力。

在本实用新型的一个实施例中，所述冷却单元包括依次连接的供液箱、液体循环管、液体回收箱和电磁阀，其中，所述供液箱和所述液体回收箱设置在所述外壳外部；

所述液体循环管设置在所述外壳内部且盘绕在每个电池外部；所述供液箱用于在所述温度达到预设阈值时向所述液体循环管供液；所述电磁阀电连接所述微控中心，所述微控中心能够在所述温度达到预设阈值时控制所述电磁阀打开。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的电池包能够通过温度传感器和电压检测单元实时监测电池包内部的温度和电压情况并进行显示，还能在超出阈值时进行报警，以使工作人员随时了解电池包的工作情况。

2、本实用新型的电池包可以通过实时检测动力电池包的安全状态，判断电动汽车是否发生碰撞、翻转，传感器所采集到的信号传递到微控中心中，微控中心通过报警器进行报警，及时采取多方面的安全预警、措施，有效防止了动力电池包燃烧或者爆炸等安全事故的发生。

3、该电池包设置有冷却单元，能够在温度达到预设阈值时接受微控中心的控制而启动，以调节电池包内部的温度，降低了由于电池包温度过高而引起的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种具有自监测功能的电池包的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电压检测单元的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的一种冷却单元的结构示意图。

附图标号说明：

1-外壳；2-电池组；21-电池；3-监测模块；31-温度传感器；32-电压检测单元；33-监测单元；34-微控中心；35-报警器；36-冷却单元；361-供液箱；362-液体循环管；363-液体回收箱；364-电磁阀；37-压力传感器；38-碰撞传感器；39-触摸显示屏。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种具有自监测功能的电池包进行详细说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种具有自监测功能的电池包的结构示意图。该电池包包含外壳1、电池组2和监测模块3，其中，电池组2设置在外壳1内部，包括并列设置的多个电池21。监测模块3包括温度传感器31、电压检测单元32、监测单元33、微控中心34、报警器35、冷却单元36、压力传感器37和碰撞传感器38。温度传感器31、电压检测单元32、监测单元33、微控中心34设置在壳体1内部。压力传感器37和碰撞传感器38设置在壳体1的外壁上。在本实施例中，温度传感器31为温度传感器。电压检测单元32为tl431电压检测芯片。由于电池包内的电池芯组2有多个电池芯21，仅凭一个温度传感器和一个电压检测芯片往往不能全面监测电池包内的温度和电压情况，因此，每个电池芯21对应设置有一个温度传感器31和一个电压检测单元32，温度传感器31和电压检测单元32分别用于采集电池包内部每个电池芯21的温度和电压。温度传感器31、电压检测单元32、压力传感器37和碰撞传感器38分别通过can总线与监测单元33连接。

进一步地，请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种电压检测单元的电路图。本实施例的电压检测单元32包括比较器com、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5，其中，比较器com的第1引脚和第4引脚连接至输出端uo，第一电容c1和第一电阻r1串联在输入端ui与接地端gnd之间，第六电阻r6与第四电容c4串联在比较器com的第2引脚和与接地端gnd之间；第五电阻r5与第三电容c3串联在比较器com的第3引脚和与接地端gnd之间，第四电阻r4与第五电容c5串联在比较器com的第5引脚和与接地端gnd之间，第二电容c2与第三电阻r3串联在比较器com的第2引脚与第四电阻r4和第五电容c5之间的节点处；第二电阻r2串联在比较器com的第1引脚与输入端ui之间。电压检测单元32用于检测电池包中每个电池的电压值并与预设数据进行对比，能够及时对电池包的性能进行把控，方便用户对电池包的使用情况进行了解，生产商也可以及时了解到电池包存在的问题。

监测单元33分别电连接温度传感器31、电压检测单元32、压力传感器37、碰撞传感器38和微控中心34，用于获取温度、电压、压力和碰撞信息并发送到微控中心34。为了在温度、电压或碰撞压力超出一定范围时提请操作人员的注意，该系统还可以包括报警器35，微控中心34电连接报警器35，用于在温度、电压或碰撞压力达到预设阈值时控制报警器35报警。

为了能够认为设置和输入温度、电压和碰撞压力的阈值，并且实时显示温度和电压数据，该电动汽车电池包监控装置还可以包括触摸显示屏39，电连接微控中心34，用于设定温度阈值、电压阈值、碰撞阈值并实时显示当前温度和电压。在其他实施例中，微控中心34还可以连接至手机app，通过手机app进行操作和查看。

进一步地，冷却单元36电连接微控中心34，用于在温度达到预设阈值时接受微控中心34的控制而启动，以对该电动汽车电池包进行降温，调节电池包内部的温度，降低了由于电池包温度过高而引起的安全隐患。具体地，请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种冷却单元的结构示意图。本实施例的冷却单元36包括依次连接的供液箱361、液体循环管362和液体回收箱363，其中，供液箱361和液体回收箱363设置在壳体外部；液体循环管362设置在所述壳体1内部且盘绕在每个电池芯21外部；供液箱361用于在所述温度达到预设阈值时向所述液体循环管362供液。

进一步地，供液箱361上设置有电磁阀364，电磁阀364电连接微控中心34，微控中心34能够在温度达到预设阈值时控制电磁阀364打开。

具体地，当温度传感器31采集的温度达到第一预设阈值时，微控中心34控制供液箱361上的电磁阀364打开，供液箱361内的液体进入液体循环管362中，通过冷却液体的流动对电池包内部进行降温，随后流出电池包的液体最终进入液体回收箱363中；当温度传感器31采集的温度下降到第二预设阈值时，微控中心34控制供液箱361上的电磁阀364关闭，冷却过程停止。需要说明的是，本实施例的供液箱361和液体回收箱363可以相互更换，也就是说，液体回收箱363也可以作为供液箱使用，当液体回收箱363储满水且已冷却后，可以更换供液箱361的液体回收箱363位置，从而实现冷却水的循环，减少水资源的浪费。

本实施例的电池包能够通过温度传感器和电压检测单元实时监测电池包内部的温度和电压情况并进行显示，还能在超出阈值时进行报警，以使工作人员随时了解电池包的工作情况；可以通过实时检测动力电池包的安全状态，判断电动汽车是否发生碰撞、翻转，传感器所采集到的信号传递到微控中心中，微控中心通过报警器进行报警，及时采取多方面的安全预警、措施，有效防止了动力电池包燃烧或者爆炸等安全事故的发生。此外，该电池包设置有冷却单元，能够在温度达到预设阈值时接受微控中心的控制而启动，以调节电池包内部的温度，降低了由于电池包温度过高而引起的安全隐患。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。