CN211350740U - 一种具有报警功能的圆柱电池pack箱串联导体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，所述电池组内每个电池两端的电池极柱上连接有串联导体，相邻两个电池正负极的串联导体通过螺丝形成串联回路，所述电池组内每相邻两个电池安装采样线，通过数据采集系统来检测串联导体间的接触电阻。本实用新型实时监控电池箱在使用过程中串联导体接触电阻的变化，能够准确及时报警，同时提供故障位置，利于检修时故障排查，根据金属的比热容、使用时间等设定接触电阻功率阀值(W)，通过电流(I)转换为分压(U＝W/I)，当监测的分压U超过阀值，即出现报警，可准确检测电池箱串联导体接触不良问题以及预防电池箱串联导体急剧产热问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体。
背景技术
目前带螺纹极柱的圆柱锂离子电池在组装PACK箱时，采用螺丝紧固的方式来串并联电池，电池箱螺丝松动或接触螺丝紧固不到位时，会出现电池箱内的接触电阻和接触不良，当大电流通过导体时，会急剧升温，存在安全隐患。
授权公告号为CN206921874U公开了一种高能量密度比电池包，电池包内使用导电条将模组进行串联，使用螺丝固定在箱体上，由高低压线束、电池管理单元与继电器等一起实时监控电池状态。该专利对电池的状态进行了监控，但未监控电池箱在长期过程中螺丝松动造成导电条接触电阻变大或者接触不良，不能及时报警，同时也不利于问题排查。
公告号为CN103367682A公开了一种组合电池的连接结构，该专利四个单体电池通过导体串联成一个电池组，导体由弹簧构成，同时利用弹簧弹力和电池自身的重量构成稳定可靠的机械连接，无须采用焊接方法，降低能耗，节约贵金属，提高了效率。但该专利的使用接触式串联的方式，而电池系统未监控串联部分的接触电阻，当接触电阻增大时，不能及时报警。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，以解决背景技术的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体的具体技术方案如下：
一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，包括电池箱体、通过螺帽紧固的方式串联安装在电池箱体内部呈两排排布的电池组，所述电池组内每个电池两端的电池极柱上连接有串联导体，相邻两个电池正负极的串联导体通过螺丝形成串联回路，所述电池组内每相邻两个电池安装采样线，通过数据采集系统来检测串联导体间的接触电阻。
进一步的，所述电池组内相邻两个电池其中的第一电池的两端的电压采集线的一根安装在位于第一电池正极处串联导体上的第一电压采集点，另一根电压采集线安装在相邻两个电池另一第二电池正极处串联导体上的第三电压采集点，从而实现在采集第一电池上电压的同时，会包含属于该电池上串联导体的分压。
进一步的，所述电池组内其他电池两端的电压采集线安装在第二电池两端串联导体上的第二电压采集点和第三电压采集点。
进一步的，所述数据采集系统包括提供电能的电源、电压测试设备、监测设备以及用于当接触电阻过大时发出警报的远程控制系统。
进一步的，所述电源为360A的的恒流电流，电流波动不超过0.1％。
进一步的，所述电压测试设备和监测设备的精度均为0.1mV。
相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型实时监控电池箱在使用过程中串联导体接触电阻的变化，能够准确及时报警，同时提供故障位置，利于检修时故障排查，根据金属的比热容、使用时间等设定接触电阻功率阀值(W)，通过电流(I)转换为分压(U＝W/I)，当监测的分压U超过阀值，即出现报警，可准确检测电池箱串联导体接触不良问题以及预防电池箱串联导体急剧产热问题。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为为本实用新型箱体中串联部分简化示意图。
图中标号说明：电池箱体 1、第一电池 2、第二电池 3、串联导体 4、螺丝 5、第一电压采集点 6、第二电压采集点 7、第三电压采集点 8、电池极柱 9。
具体实施方式
为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图1-2，对本实用新型的理解。
一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，包括电池箱体1、通过螺帽紧固的方式串联安装在电池箱体1内部呈两排排布的电池组，电池组内每个电池两端的电池极柱9上连接有串联导体4，相邻两个电池正负极的串联导体4通过螺丝5形成串联回路，电池组内每相邻两个电池安装采样线，通过数据采集系统来检测串联导体4间的接触电阻，数据采集系统包括提供电能的电源、电压测试设备、监测设备以及用于当接触电阻过大时发出警报的远程控制系统，电源为360A的的恒流电流，电流波动不超过0.1％，电压测试设备和监测设备的精度均为0.1mV，其中，电池组内相邻两个电池其中的第一电池2的两端的电压采集线的一根安装在位于第一电池2正极处串联导体4上的第一电压采集点6，另一根电压采集线安装在相邻两个电池另一第二电池3正极处串联导体4上的第三电压采集点8，从而实现在采集第一电池2上电压的同时，会包含属于该电池上串联导体4的分压，电池组内其他电池两端的电压采集线安装在第二电池3两端串联导体4上的第二电压采集点7和第三电压采集点8。
本系统通过设计采样线的安装方式以及在数据采集系统中增加算法，来检测串联导体间的接触电阻，系统中增加的算法是：首先在系统中定义静置+充电或者静置+放电为一次计算循环。在静置+放电的状态中，以放电前静置的最后一次的电压采集点为基准，采集电压为：U10，U20，U30，U40，U50·········Un0，在放电过程中某次电池的采集电压为：U1x，U2x，U3x，U4x，U5x·········Unx，串联导体分压的计算公式为：
在静置+充电过程中以充电前静置的最后一次的电压采集点为基准，采集电压为：U10，U20，U30，U40，U50·········Un0，在充电过程中某次电池的采集电压为：U1x，U2x，U3x，U4x，U5x·········Unx，串联导体分压的计算公式为：
公式中：m为充放电过程中电压采集次数，n为电池箱的串数,U1x(x为0,1,2,3，……，m)为电池2的采集电压，Unx(n为2,3，……，n，x为0,1,2,3，……，m)为其他电池的采集电压。
串联导体电阻与接触电阻之和为：R＝U/I。(I为恒定电流)
计算出串联导体的接触电阻后，实现了实时监测串联导体的电阻，当接触电阻过大时，计算出的结果反馈系统，系统发出报警。
本实用新型还可以在组装PACK箱时，检测串联导体的安装是否紧固。在生产前测试串联导体的分压，电池箱生产完成后通过充、放电过程计算串联导体的分压，对比测试分压和计算分压，若二者一致或者偏差不大(根据生产统计数据确定范围)，可判定生产无异常，否则需重新检测串联导体处螺丝紧固程度。
本实用新型通过测试导体分压来监测导体电阻与接触电阻(导体电阻与接触电阻之和符合欧姆定律：R＝U/I，I为定值)，使用360A恒流电流进行实验，电流波动不超过0.1％，电压测试设备和监测设备的精度均为0.1mV,因导致导体的接触电阻会出现在一定范围内的波动，该实验正常导体接触电阻产生的分压的在24-32mV间波动，本实验是针对一个箱体，一个位置进行测试的，此实用新型是在正对充放电状态才可以实现，部分测试实验数据与如下：
| 电池箱编号 | 实测值(mV) | 监测值(mV) | 绝对值(mV) |
| 1# | 26.5 | 27.0 | 0.5 |
| 2# | 25.8 | 26.4 | 0.6 |
| 3# | 24.6 | 25.4 | 0.8 |
| 4# | 26.2 | 25.7 | 0.5 |
| 5# | 27.4 | 27.5 | 0.1 |
| 6# | 26.4 | 26.7 | 0.3 |
| 7# | 24.6 | 25.2 | 0.6 |
| 8# | 25.6 | 25.7 | 0.1 |
| 9# | 27.2 | 26.7 | 0.5 |
| 10# | 28.2 | 27.3 | 0.9 |
通过测试发现正常装配监测值与实测值的误差很小，误差不超过4％。实验方法同上，异常装配实验数据如下：
| 电池箱编号 | 实测值(mV) | 监测值(mV) | 绝对值(mV) |
| 11# | 61.2 | 60.8 | 0.4 |
| 12# | 70.4 | 71.2 | 0.8 |
| 13# | 53.7 | 55.4 | 1.7 |
| 14# | 81.2 | 83.8 | 2.6 |
当装配异常导致接触电阻增大时，监测值同样能有效监测到数据异常。
在实际过程中，根据金属的比热容、使用时间等设定接触电阻功率阀值(W)，通过电流(I)转换为分压(U＝W/I)，当监测的分压U超过阀值，即出现报警，可准确检测电池箱串联导体接触不良问题以及预防电池箱串联导体急剧产热问题。
可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，包括电池箱体(1)、通过螺帽紧固的方式串联安装在电池箱体(1)内部呈两排排布的电池组，其特征在于：所述电池组内每个电池两端的电池极柱(9)上连接有串联导体(4)，相邻两个电池正负极的串联导体(4)通过螺丝(5)形成串联回路，所述电池组内每相邻两个电池安装采样线，通过数据采集系统来检测串联导体(4)间的接触电阻。
2.根据权利要求1所述的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，其特征在于，所述电池组内相邻两个电池其中的第一电池(2)的两端的电压采集线的一根安装在位于第一电池(2)正极处串联导体(4)上的第一电压采集点(6)，另一根电压采集线安装在相邻两个电池另一第二电池(3)正极处串联导体(4)上的第三电压采集点(8)，从而实现在采集第一电池(2)上电压的同时，会包含属于该电池上串联导体(4)的分压。
3.根据权利要求2所述的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，其特征在于，所述电池组内其他电池两端的电压采集线安装在第二电池(3)两端串联导体(4)上的第二电压采集点(7)和第三电压采集点(8)。
4.根据权利要求1所述的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，其特征在于，所述数据采集系统包括提供电能的电源、电压测试设备、监测设备以及用于当接触电阻过大时发出警报的远程控制系统。
5.根据权利要求4所述的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，其特征在于，所述电源为360A的恒流电流，电流波动不超过0.1％。
6.根据权利要求4所述的一种具有报警功能的圆柱电池PACK箱串联导体，其特征在于，所述电压测试设备和监测设备的精度均为0.1mV。
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| CN118017132A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 成都扬百风辉新能源技术有限公司 | 一种新能源电池箱体与液冷板的集成制造方法 |
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