一种电池模组感温带、电池模组及电池模组过温检测方法与流程

本发明属于电池热管理与温度检测，具体涉及一种电池模组感温带、电池模组及电池模组过温检测方法。

背景技术：

1、随着动力电池和储能电池在电动汽车、储能电站等领域的广泛应用，电池模组的热安全性问题日益受到关注。电池模组在充放电循环、滥用工况、局部短路、连接异常或散热失效等条件下，可能出现局部电芯温度快速升高的热失控前兆。若不能及时检测并定位异常温升区域，可能引发热失控蔓延，造成严重安全事故。

2、目前，电池模组常用的温度检测手段主要采用ntc热敏电阻传感器，ntc温度传感器通常以独立点式方式布置于电芯表面或模组内部，其输出阻值随温度升高呈近似指数关系下降。然而，该方案存在以下不足：（1）单个ntc传感器仅能检测其安装点位的温度，难以覆盖整个电芯排列区域，若需实现大面积温度监测，则必须布置大量独立传感器；（2）大量传感器将导致采样通道激增、线束复杂、成本上升，同时增加模组内部的空间占用和装配难度；（3）当电池模组整体环境温度上升时，所有ntc传感器的阻值均会产生偏移，与单个ntc因局部热失控造成的阻值变化难以有效区分，容易造成误判或漏判。

3、现有技术中也有将多个感温元件串联构成检测链路，以减少线束数量，但若采用感温元件串联方式，同样存在整体温升与局部温升信号混淆的问题；若将所有感温元件直接串联为一个整体链路，虽然可以减少引出线束，但仅能判断整个模组是否存在过温，无法对异常高温的具体位置进行定位，不利于运维人员快速排查和处理。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池模组感温带，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种电池模组感温带，包括柔性基带以及设置于柔性基带上的若干个感温单元，各所述感温单元之间彼此电气独立，且各所述感温单元分别通过独立的测试导线引出至所述柔性基带同一侧的采集端口，每个所述感温单元包括串联布置的至少两个陶瓷ptc感温元件。

4、进一步的，各所述感温单元沿所述柔性基带的长度方向依次布置，且各所述感温单元均具有一对独立的测试导线，一对所述测试导线包括位于所述感温单元一侧的上测试导线和位于所述感温单元另一侧的下测试导线，所述上测试导线和所述下测试导线沿所述柔性基带长度方向延伸并汇集至所述柔性基带同一侧的对应采集端口。

5、进一步的，靠近所述采集端口的第一感温单元采用位于相对内侧的一对上、下测试导线；第二感温单元采用位于第一感温单元测试导线外侧的一对上、下测试导线，所述第二感温单元的上、下测试导线跨过第一感温单元后接入第二感温单元；后续感温单元按相同方式依次向远离采集端口方向延伸。

6、进一步的，所述陶瓷ptc感温元件的电阻-温度曲线满足：在预设温度范围内，阻值随温度上升呈阶跃式或指数式快速增长。

7、进一步的，所述陶瓷ptc感温元件的电阻-温度曲线满足：在25℃标称阻值为470ω，在接近或超过90℃后阻值快速上升，并在100℃至200℃温度区间内呈显著单调增阻特性。

8、进一步的，所述柔性基带的宽度为8-10mm，所述陶瓷ptc感温元件采用片式表面贴装封装，同一所述感温单元内相邻所述陶瓷ptc感温元件的布置中心距为5-20mm。

9、进一步的，所述柔性基带为pi、pet或fpc绝缘薄膜，所述测试导线为设置于所述柔性基带上的铜箔、镀锡铜箔、银浆线路或柔性印刷线路。

10、另外，本发明还提供了一种电池模组，包括电池模组本体以及上述的电池模组感温带，所述电池模组本体上设有至少一个电芯，所述电池模组感温带贴附于电芯表面或邻近于电芯表面设置。

11、进一步的，每个所述感温单元的各陶瓷ptc感温元件沿电芯排列方向依次设置，且每个所述感温单元覆盖同一电芯区域、相邻电芯区域或一个电芯组的多个热敏采样点。

12、本发明还提供了一种电池模组过温检测方法，包括如下过程：

13、采用上述的电池模组感温带，将所述电池模组感温带贴附或邻近设置于电池模组本体的电芯表面； 通过各所述感温单元分别对应的独立检测通道，分别获取各所述感温单元的阻值信息； 根据各所述感温单元的阻值信息，判断对应区域是否存在局部温度异常；其中，当任一所述感温单元的阻值变化量或阻值变化率超过预设阈值时，判定该感温单元对应区域存在局部过温，并根据该感温单元的编号或位置信息定位异常区域。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果：

15、(1)本发明设计若干电气独立的感温单元，每个感温单元通过独立的测试通道引出至采集端口，当某一电芯或局部区域出现温度异常升高时，仅对应感温单元的阻值发生阶跃变化，而其他感温单元不受影响，检测电路可根据阻值发生变化的通道编号，精确定位异常温升区域，克服了传统将所有感温元件串联为一体时只能判断整体过温而无法定位的缺陷，为运维人员快速排查和处理提供了准确依据。

16、(2)本发明中每个感温单元采用多个陶瓷ptc感温元件串联构成，利用陶瓷ptc感温元件在居里温度附近具有阻值阶跃式跃升特性，当某一感温单元覆盖区域发生局部热失控时，该感温单元内至少一个陶瓷ptc感温元件的阻值急剧跃升，使该感温单元总阻值发生数量级变化；而电池模组整体环境温度上升时，各感温单元阻值仅随温度呈缓慢变化，二者在阻值响应幅度和变化率上差异显著，从而检测电路可据此准确识别局部过温事件，避免将整体温升误判为局部热失控，提升了过温检测的可靠性和准确性。

17、(3)本发明中多个陶瓷ptc感温元件分组串联，每组的测试导线从柔性基带同一侧采集端口引出，并通过嵌套式走线布局汇集至采集端口，相较于每个温度传感器独立引出信号线的传统方案，本发明在保证每个感温单元电气独立的条件下大幅减少了引出线束数量；相较于将所有感温元件串联的单链路方案，本发明在引出线束略有增加的情况下实现了分区定位功能。

18、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

1.一种电池模组感温带，其特征在于：包括柔性基带以及设置于柔性基带上的若干个感温单元，各所述感温单元之间彼此电气独立，且各所述感温单元分别通过独立的测试导线引出至所述柔性基带同一侧的采集端口，每个所述感温单元包括串联布置的至少两个陶瓷ptc感温元件。

2.如权利要求1所述的电池模组感温带，其特征在于：各所述感温单元沿所述柔性基带的长度方向依次布置，且各所述感温单元均具有一对独立的测试导线，一对所述测试导线包括位于所述感温单元一侧的上测试导线和位于所述感温单元另一侧的下测试导线，所述上测试导线和所述下测试导线沿所述柔性基带长度方向延伸并汇集至所述柔性基带同一侧的对应采集端口。

3.如权利要求2所述的电池模组感温带，其特征在于：靠近所述采集端口的第一感温单元采用位于相对内侧的一对上、下测试导线；第二感温单元采用位于第一感温单元测试导线外侧的一对上、下测试导线，所述第二感温单元的上、下测试导线跨过第一感温单元后接入第二感温单元；后续感温单元按相同方式依次向远离采集端口方向延伸。

4.如权利要求1所述的电池模组感温带，其特征在于：所述陶瓷ptc感温元件的电阻-温度曲线满足：在预设温度范围内，阻值随温度上升呈阶跃式或指数式增长。

5.如权利要求4所述的电池模组感温带，其特征在于：所述陶瓷ptc感温元件的电阻-温度曲线满足：在25℃标称阻值为470ω，在接近或超过90℃后阻值快速上升，并在100℃至200℃温度区间内呈显著单调增阻特性。

6.如权利要求1所述的电池模组感温带，其特征在于：所述柔性基带的宽度为8-10mm，所述陶瓷ptc感温元件采用片式表面贴装封装，同一所述感温单元内相邻所述陶瓷ptc感温元件的布置中心距为5-20mm。

7.如权利要求1所述的电池模组感温带，其特征在于：所述柔性基带为pi、pet或fpc绝缘薄膜，所述测试导线为设置于所述柔性基带上的铜箔、镀锡铜箔、银浆线路或柔性印刷线路。

8.一种电池模组，其特征在于：包括电池模组本体以及权利要求1-7任一项所述的电池模组感温带，所述电池模组本体上设有至少一个电芯，所述电池模组感温带贴附于电芯表面或邻近于电芯表面设置。

9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于：每个所述感温单元的各陶瓷ptc感温元件沿电芯排列方向依次设置，且每个所述感温单元覆盖同一电芯区域、相邻电芯区域或一个电芯组的多个热敏采样点。

10.一种电池模组过温检测方法，其特征在于：包括如下过程：