一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置的制作方法

本技术属于锂电池热失控预警装置，尤其涉及一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置。

背景技术：

1、锂电池凭借能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等突出优势，已成为新能源汽车、储能系统及便携式电子设备的核心能源载体，深刻推动着能源结构转型与电子设备升级。然而，锂电池在充放电循环、长期存储或异常工况下，易因电芯过热、内部短路、过充过放等问题触发热失控反应，会快速释放co、hf等有毒热解气体，同时引发电芯内部压力骤升、温度暴涨，严重时会导致电池起火、爆炸，对人身安全、财产安全及公共环境造成重大威胁。

2、现有技术中，采用锂电池充放电结构、密封仓、温压传感器和预警单元的结构，通过监测密封仓内惰性气体的温度变化率与气压实现热失控预警，同时检测传感器故障与密封仓漏气，此种方式中，仅依赖温压二维监测，未覆盖电芯形变、特征气体及声学信号，且无法实现故障电芯的精准定位，存在预警维度单一、定位精度不足的缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提出一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，以解决传统技术中存在仅依赖温压二维监测，未覆盖电芯形变、特征气体及声学信号的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，包括模组壳体，所述模组壳体的顶部可拆卸地安装有模组盖板，其内部可拆卸地固定连接有电芯支架，所述电芯支架内部卡接安装有多个方壳电芯，所述方壳电芯的排气口安装有安全阀，所述模组壳体两侧均安装声学传感器；

4、相邻两个所述方壳电芯之间夹持安装有复合传感器，所述复合传感器包括压力传感器、形变应变片和微型电化学气体传感单元；

5、所述模组盖板底部开设有连续通道，所述连续通道沿方壳电芯的排布方向延伸，且内部安装有感温光纤传感器。

6、优选地，所述模组壳体两侧均安装有安装座，所述安装座内部固定连接有防护壳，所述声学传感器安装在防护壳的内部，所述防护壳与声学传感器之间填充有吸音棉。

7、优选地，所述方壳电芯的排气口边缘开设有微型锯齿状导流槽，不同方壳电芯上所述微型锯齿状导流槽的齿距不一致，所述方壳电芯的排气口外侧一体成型有排气导向边，用于引导通过安全阀的气体流向声学传感器。

8、优选地，所述复合传感器包括基板，所述压力传感器安装在基板的中部，两个所述形变应变片对应安装在基板的两面，所述形变应变片远离基板的一面贴合在同侧方壳电芯的侧壁，所述压力传感器的感应端与一个形变应变片传动连接，两个所述微型电化学气体传感单元对应安装在基板的两侧，所述微型电化学气体传感单元远离基板的一侧固定连接有选择性透气膜。

9、优选地，所述连续通道对应覆盖多个安全阀区域，所述连续通道内部由下至上依次固定贴合有导热层、嵌装层和散热层，所述感温光纤传感器嵌装在嵌装层的内部。

10、优选地，所述模组壳体上安装有控制电路，所述控制电路与声学传感器、压力传感器、形变应变片、微型电化学气体传感单元和感温光纤传感器均电连接。

11、与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

12、1、本实用新型中，通过温度、压力、形变、气体和声学五维协同监测，结合微型锯齿状导流槽的专属声学指纹与时差定位技术，可精准锁定故障电芯，同时通过多信号联动判断热失控等级，解决传统单维度监测易误报、漏报的问题。

13、2、本实用新型中，排气导向边沿垂直电极连线方向定向导气，避免热解气体接触电极引发短路、腐蚀；复合传感器的选择性透气膜、声学传感器的防护壳与吸音棉设计，既保障传感器稳定性，又防止热失控气体积聚，提升模组运行安全性。

1.一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，包括模组壳体（1），所述模组壳体（1）的顶部可拆卸地安装有模组盖板（2），其内部可拆卸地固定连接有电芯支架（3），所述电芯支架（3）内部卡接安装有多个方壳电芯（4），所述方壳电芯（4）的排气口安装有安全阀（5），其特征在于，所述模组壳体（1）两侧均安装声学传感器（8）；

2.根据权利要求1所述的一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，其特征在于，所述模组壳体（1）两侧均安装有安装座，所述安装座内部固定连接有防护壳（6），所述声学传感器（8）安装在防护壳（6）的内部，所述防护壳（6）与声学传感器（8）之间填充有吸音棉（7）。

3.根据权利要求2所述的一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，其特征在于，所述方壳电芯（4）的排气口边缘开设有微型锯齿状导流槽（9），不同方壳电芯（4）上所述微型锯齿状导流槽（9）的齿距不一致，所述方壳电芯（4）的排气口外侧一体成型有排气导向边（10），用于引导通过安全阀（5）的气体流向声学传感器（8）。

4.根据权利要求1所述的一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，其特征在于，所述复合传感器包括基板（11），所述压力传感器（12）安装在基板（11）的中部，两个所述形变应变片（13）对应安装在基板（11）的两面，所述形变应变片（13）远离基板（11）的一面贴合在同侧方壳电芯（4）的侧壁，所述压力传感器（12）的感应端与一个形变应变片（13）传动连接，两个所述微型电化学气体传感单元（14）对应安装在基板（11）的两侧，所述微型电化学气体传感单元（14）远离基板（11）的一侧固定连接有选择性透气膜（15）。

5.根据权利要求1所述的一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，其特征在于，所述连续通道（16）对应覆盖多个安全阀（5）区域，所述连续通道（16）内部由下至上依次固定贴合有导热层（18）、嵌装层（19）和散热层（20），所述感温光纤传感器（17）嵌装在嵌装层（19）的内部。

6.根据权利要求1所述的一种基于气体压力、电池形变及缆式感温的锂电池热失控预警装置，其特征在于，所述模组壳体（1）上安装有控制电路（21），所述控制电路（21）与声学传感器（8）、压力传感器（12）、形变应变片（13）、微型电化学气体传感单元（14）和感温光纤传感器（17）均电连接。