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CN112787029B - 用于车辆的电池系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于车辆的电池系统和车辆。电池系统包括壳体、电池模组、通气阀、检测电路和控制装置。电池模组设置在壳体的内腔中。通气阀被配置用于排放电池模组中产生的气体。检测电路布置在通气阀上。检测电路具有信号输出端并且被配置为能够在电池模组中发生热失控时被电池模组中产生的气体损坏而断开并且信号输出端在检测电路断开时输出电路断开信号。控制装置连接至信号输出端并且被配置为在接收到电路断开信号时向车辆的使用者发送报警信号。根据本发明的方案，检测电路的信号输出端能够及时地输出电路断开信号，使得控制装置能够及时地发送报警信号，缩短了响应时间。此外，将检测电路布置在通气阀上，可以使用已有部件，降低制造成本。

Description

用于车辆的电池系统和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，更具体而言，涉及一种用于车辆的电池系统和具有该电池系统的车辆。
背景技术
随着车辆技术的发展，对车辆的电池的安全性能的要求也越来越高。电池系统内部出现异常热失控时会产生大量的高温高压气体。按照即将公布的最新的国标的要求，电池系统应当在由于单个电池单体热失控引起热扩散，进而导致乘员舱中发生危险之前五分钟提供一报警信号，以提醒车辆中的乘员尽快撤离。
已知的电池系统通常采用电压传感器或温度传感器，以检测电池系统中是否发生异常热失控。但是采用电压传感器或温度传感器检测电池系统需要相对较长的响应时间，不能满足新的国标的要求。
因此，需要提供一种用于车辆的电池系统和具有该电池系统的车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种用于车辆的电池系统。所述电池系统包括：
壳体，所述壳体具有内腔；
电池模组，所述电池模组设置在所述内腔中；
通气阀，所述通气阀被配置用于排放所述电池模组中产生的气体；
检测电路，所述检测电路布置在所述通气阀上，所述检测电路具有信号输出端，所述检测电路被配置为能够在所述电池模组中发生热失控时被所述电池模组中产生的气体损坏而断开并且所述信号输出端在所述检测电路断开时输出电路断开信号；以及
控制装置，所述控制装置连接至所述信号输出端并且被配置为在接收到所述电路断开信号时向所述车辆的使用者发送报警信号。
优选地，所述通气阀包括阀座和设置在所述阀座上的膜片，所述检测电路布置在所述膜片上。
优选地，所述膜片设置有易破损区。
优选地，所述易破损区的材料的熔点小于所述膜片的其他区的材料的熔点。
优选地，所述易破损区的厚度小于所述膜片的其他区的厚度。
优选地，所述检测电路通过电子印刷术布置在所述膜片上。
优选地，所述检测电路被配置为在所述气体的温度大于或等于预定温度阈值时损坏而断开。
优选地，所述检测电路被配置为在所述气体的压力大于或等于预定压力阈值时损坏而断开。
优选地，所述电池系统还包括冷却分流器，所述冷却分流器设置在所述壳体的底部，用于为所述电池模组提供冷却介质，所述通气阀设置在所述冷却分流器上。
根据本发明的另一个方面，提供一种车辆。所述车辆包括上述任一种电池系统。
根据本发明的方案，当电池系统的电池模组中发生热失控时，电池模组中产生的大量的高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀流动，使得布置在通气阀中的检测电路损坏而断开，检测电路的信号输出端能够及时地输出电路断开信号，进而使得控制装置能够及时地向车辆的使用者发送报警信号，缩短了响应时间，提高了安全性能。此外，将检测电路布置在通气阀上，可以使用现有技术的电池系统的已有部件，无需额外增加新的部件，可以降低制造成本。
附图说明
以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，其中：
图1是根据本发明的一个优选实施例的电池系统的分解立体示意图；
图2是图1中示出的电池系统的底部立体示意图；
图3是图2中示出的冷却分流器的立体示意图；
图4是图2和图3中示出的通气阀的立体示意图；以及
图5是根据本发明的另一个实施例的通气阀的膜片的平面示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本发明的第一方面中，提供一种用于车辆的电池系统。
图1至图5示意性地示出了本发明提供的电池系统100。其中，图1是根据本发明的一个优选实施例的电池系统100的分解立体示意图；图2是图1中示出的电池系统100的底部立体示意图；图3是图2中示出的冷却分流器170的立体示意图；图4是图2和图3中示出的通气阀160的立体示意图；以及图5是根据本发明的另一个实施例的通气阀160的膜片162的平面示意图。下面将结合附图详细描述本发明提供的电池系统100。
如图1至图4所示，电池系统100包括壳体110、电池模组120、通气阀160、检测电路130以及控制装置(未示出)。
如图1所示，壳体110具有内腔(未示出)，该内腔可以形成容纳空间，以容纳电池系统100的电池模组120等部件。具体地，在本实施例中，壳体110呈大体箱型的形状。壳体110包括底壁111以及从底壁111的周缘向上延伸的侧壁112。底壁111和侧壁112围成具有顶部开口的内腔。此外，壳体110还包括覆盖内腔的顶部开口的顶壁113。底壁111和侧壁112可以一体形成，顶壁113可拆卸地连接至侧壁112，以便于将电池系统100的电池模组120等部件设置在内腔中。当然，在本发明未示出的其他实施例中，壳体110还可以为其他任何合适的形状。壳体110通常由刚性材料制成。
如图1所示，壳体110的内腔中设置有至少一个电池模组120。在本实施例中，壳体110的内腔中设置有一个电池模组120。但是，在本发明未示出的其他实施例中，壳体110的内腔中也可以设置有其他任何合适数量的电池模组120，例如两个、三个或更多个。当壳体110的内腔中设置有多个电池模组120时，多个电池模组120之间可以串联连接，以能够为车辆提供足够的电池能量。每个电池模组120包括至少一个电池单体121。优选地，电池模组120可以包括多个电池单体121，该多个电池单体121串联连接在一起，以能够为车辆提供足够的电池能量。
如图2和图3所示，电池系统100包括通气阀160。具体地，在本实施例中，电池系统100包括两个通气阀160。可以理解，根据需要，电池系统100也可以包括任何其他合适数量的通气阀160。通气阀160被配置用于排放电池模组120中产生的气体。具体地，通气阀160能够操作为处于开启位置或关闭位置。当通气阀160处于开启位置时，通气阀160将壳体110的内腔与壳体110的外部连通，以排放壳体110的内腔中的电池模组120中产生的气体。
通气阀160可以设置在壳体110的任何合适的位置上。例如，通气阀160可以直接设置在壳体110的底壁111上。在本发明的一个优选实施例中，壳体110的底部连接有冷却分流器170。冷却分流器170上设置有冷却介质入口和冷却介质出口，用于为电池模组120提供冷却介质(例如冷却水)。冷却分流器170可以由塑料材料制成。通气阀160设置在冷却分流器170上，以避免在壳体110的其他部位设置通孔。
如图4所示，检测电路130布置在通气阀160上。具体地，在本发明的优选实施例中，通气阀160包括阀座161和设置在阀座161上的膜片162。检测电路130布置在通气阀160的膜片162上。具体地，检测电路130布置在膜片162的面向壳体110的内部的一侧上、即，面向电池单体121热失控时电池模组120中产生的高温高压气体。可选地，检测电路130可以通过电子印刷术印制在通气阀160的膜片162上。
检测电路130具有信号输出端133。检测电路130被配置为能够在电池模组120中发生热失控时被电池模组120中产生的气体损坏而断开并且检测电路130的信号输出端133在检测电路130断开时输出电路断开信号。需要说明的是，这里所说的“损坏”是指不可逆的损坏或者说不可恢复的损坏。当电池模组120中的任何一个电池单体121发生热失控(例如起火)时，电池模组120中会产生大量的高温高压气体。这些高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀160流动。在此过程中，高流速的高温高压气体作用在布置在通气阀160上的检测电路130上并且导致检测电路130损坏而断开。
例如，在本发明的一个实施例中，当电池模组120中产生的气体的温度大于或等于预定温度阈值时，这些气体能够使得检测电路130的导线熔断，从而使得检测电路130损坏。又例如，在本发明的另一个实施例中，当电池模组120中产生的气体的压力大于或等于预定压力阈值时，这些气体能够对检测电路130的导线施加一定的作用力(例如冲击力等)，使得检测电路130的导线受到外力作用而断裂，从而使得检测电路130损坏。再例如，在本发明的再一个实施例中，当电池模组120中产生的气体率先使得通气阀160的膜片162的局部出现破损时，该破损区域能够对检测电路130的导线施加一定的撕拉力，使得检测电路130的导线断裂，从而使得检测电路130损坏，这将在下文中详细描述。无论上述哪种情况都会使得检测电路130断开。
控制装置连接至检测电路130的信号输出端133。当检测电路130被电池模组120中产生的气体损坏而断开时，检测电路130的信号输出端133会将电路断开信号发送至控制装置。控制装置被配置为在接收到电路断开信号时向车辆的使用者(例如车辆的驾驶员或乘客)发送报警信号，以提醒车辆的使用者尽快撤离，避免发生危险。报警信号可以是声音提示信号和/或视觉提示信号。
优选地，如图4所示，膜片162上设置有易破损区163。检测电路130可以布置在易破损区163上，也可以布置在易破损区163周围。具体地，在本发明的优选实施例中，膜片162的易破损区163的厚度小于膜片162的其他区的厚度。例如，膜片162的中心区域可以预刻蚀有“十”字形图案，该十字形图案区域的厚度小于膜片162的其他区的厚度。当电池模组120中的任何一个电池单体121发生热失控时，电池模组120中会产生大量的高温高压气体。这些高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀160流动。通气阀160的膜片162上的易破损区163由于厚度较其他区小因而首先破损，从而撕拉布置在易破损区163上的检测电路130或者撕拉易破损区163周围的其他区，进而撕拉布置在易破损区163周围的其他区的检测电路130。无论哪种情况，都会导致检测电路130更快地被撕断而损坏。
在本发明的其他实施例中，膜片162的易破损区163的材料的熔点小于膜片162的其他区的材料的熔点。当电池模组120中的任何一个电池单体121发生热失控时，电池模组120中会产生大量的高温高压气体。这些高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀160流动。通气阀160的膜片162上的易破损区163由于熔点较其他区小因而首先破损，从而撕拉布置在易破损区163上的检测电路130或者撕拉易破损区163周围的其他区，进而撕拉布置在易破损区163周围的其他区的检测电路130。无论哪种情况，都会导致检测电路130更快地被撕断而损坏。
在本发明的其他实施例中，膜片162中还可以设置有多个易破损区163，该多个易破损区163可以按照预定图案形成。如图5所示，膜片162中预刻蚀有三个易破损区163，这三个易破损区163的厚度小于膜片162的其他区的厚度。检测电路130布置在这三个易破损区163之间。当电池模组120中的任何一个电池单体121发生热失控时，电池模组120中会产生大量的高温高压气体。这些高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀160流动。通气阀160的膜片162上的三个易破损区163由于厚度较其他区小因而首先破损，从而撕拉易破损区163之间的其他区，进而撕拉易破损区163之间的检测电路130，从而使得检测电路130更快地被撕断而损坏。
根据本发明的方案，当电池模组120中的任何一个电池单体121发生热失控时，电池模组120中产生的大量的高温高压气体会以较高的流速朝向通气阀160流动，使得布置在通气阀160中的检测电路130损坏而断开，检测电路130的信号输出端133能够及时地输出电路断开信号，进而使得控制装置能够及时地向车辆的使用者发送报警信号，缩短了响应时间，提高了安全性能。此外，将检测电路130布置在通气阀160上，可以使用现有技术的电池系统100的已有部件，无需额外增加新的部件，可以降低制造成本。
需要说明的是，当电池系统100包括多个通气阀160时，可以仅在其中的一个通气阀160上布置检测电路130，也可以在多个通气阀160上分别布置检测电路130。每个检测电路130的信号输出端133可以串联连接并最终连接到控制装置。任何一个检测电路130的损坏均能够向控制装置输出电路断开信号。
在本发明的第二方面中，还提供一种车辆。该车辆设置有上述的电池系统。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims (9)

1.一种用于车辆的电池系统，其特征在于，所述电池系统包括：
壳体，所述壳体具有内腔；
电池模组，所述电池模组设置在所述内腔中；
通气阀，所述通气阀被配置用于排放所述电池模组中产生的气体；
检测电路，所述检测电路布置在所述通气阀上，所述检测电路具有信号输出端，所述检测电路被配置为能够在所述电池模组中发生热失控时被所述电池模组中产生的气体损坏而断开并且所述信号输出端在所述检测电路断开时输出电路断开信号；以及
控制装置，所述控制装置连接至所述信号输出端并且被配置为在接收到所述电路断开信号时向所述车辆的使用者发送报警信号；
其中，所述通气阀包括阀座和设置在所述阀座上的膜片，所述检测电路布置在所述膜片的面向所述壳体的内部的一侧上。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述膜片设置有易破损区。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述易破损区的材料的熔点小于所述膜片的其他区的材料的熔点。
4.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述易破损区的厚度小于所述膜片的其他区的厚度。
5.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述检测电路通过电子印刷术布置在所述膜片上。
6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述检测电路被配置为在所述气体的温度大于或等于预定温度阈值时损坏而断开。
7.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述检测电路被配置为在所述气体的压力大于或等于预定压力阈值时损坏而断开。
8.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括冷却分流器，所述冷却分流器设置在所述壳体的底部，用于为所述电池模组提供冷却介质，所述通气阀设置在所述冷却分流器上。
9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的电池系统。
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