电芯、电池模组以及电池包的制作方法

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1.本实用新型设计电池模组电芯技术领域，尤其是涉及一种用电池模组电芯、电池模组以及电池包。

背景技术：

2.电池模组是一个温度要求严苛的产品，长时间地高温或者低温工作都会影响电池模组的使用寿命与工作性能，甚至会产生热扩散，危害驾驶人员和乘车人员生命以及财产安全。
3.因此，如何将电池模组的工作温度维持在一个合适的温度，尤其是满足日益增长的快充需求与北方冬季续航达成率标准，而进行电池模组的工作温度调节前，需要建立温度测试系统，以对电芯所处的温度场进行实时检测。
4.现有技术中，电池模组的温度主要通过若干个热敏电阻进行温度检测，温度采集的数据点较少，布置形式单一，仅能设置在电芯的端部，采集数据单一，且很难采集到电芯的最高温度以及最低温度，同时容易受到电磁干扰，导致数据产生漂移，测试精度低，布置的难度大。

技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电芯，所述电芯上测温组件的测温精度高，受环境影响小，且空间占用合理，布置便利性高。
6.本实用新型进一步提出了一种采用上述电芯的电池模组。
7.本实用新型进一步提出了一种采用上述电池模组的电池包。
8.根据本实用新型第一方面实施例的电芯，包括：电芯本体和光纤，所述光纤上形成有多个光栅测温点，且所述光纤设置于所述电芯本体。
9.根据本实用新型实施例的电芯，通过在电芯本体上布置光栅测温点，进行电芯的温度测量，一方面，光栅测温点数量、布置位置更加合理，数据样本更加丰富，电芯测温更准确，同时也为后续对电芯的温度调控准备；另一方面，光纤的几何尺寸小，受物理结构限制小，布置难度低，无需变更电芯结构即可实现布置，且不会受到电磁干扰的影响，采集精度高，数据准确。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述电芯本体包括：外壳和设置在所述外壳内的裸电芯，所述光纤设置于所述外壳或所述裸电芯。
11.进一步地，所述光纤设置在所述外壳朝向所述裸电芯的电芯大面的一侧表面上；或所述光纤设置在所述外壳背离所述裸电芯的电芯大面的一侧表面上。
12.进一步地，所述光纤设置在裸电芯的电芯大面上。
13.可选地，所述外壳上设置凹槽，所述光纤嵌设于所述凹槽。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述光纤的输入端和输出端在所述电芯本体的同
一端伸出所述电芯本体。
15.进一步地，所述光纤沿所述电芯的长度方向或宽度方向上的至少一端布线，并在所述电芯的厚度方向上进行至少一次弯折。
16.进一步地，所述光纤在所述电芯本体的端部呈弓字型设置。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述光栅测温点呈阵列设置。
18.根据本实用新型第二方面实施例的电池模组，包括：多个上述实施例中所述的电芯。
19.进一步地，所述电芯还包括：汇流排，所述测温组件的光纤的输出端和输入端集成于所述汇流排。
20.根据本实用新型第三方面实施例的电池包，包括：上述实施例中所述的电池模组。
21.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是根据本实用新型实施例的电池包的示意图；
24.图2是根据本实用新型第一实施例的测温组件与电芯的配合示意图；
25.图3是根据本实用新型第二实施例的测温组件与电芯的配合示意图。
26.附图标记：
27.测温组件100，电芯本体200，
28.光纤10，光纤测温点11，
29.主机20，
30.外壳210，裸电芯220。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的电芯以及电池模组、电池包。
33.如图1、图2和图3所示，根据本实用新型第一方面实施例的电芯，包括：电芯本体200和光纤10。
34.光纤10上形成有多个光栅测温点11。
35.具体地，本实用新型通过在电芯本体200上设置光纤10，并在光纤10上提前刻画好光栅，作为光栅测温点11，而光纤10可以与设置在电芯外的主机20信号连接以组成测温组件100，即测温组件100包括：光纤10以及主机20，且光纤10设置于电芯本体200；主机20与光纤10的输入端和输出端相连，主机20内至少包括：信号发射源和解调器，以将光信号转变为温度信号，实现对电芯本体200的温度测量。可以理解的是，电池包内具有多个电芯，而电池
包还具有对电芯进行热管理的热管理系统，而主机20外置于电芯，并构造为热管理系统的一部分。
36.需要指出的是，光栅是由大量间距规律变化的平行狭缝构成的光学器件，例如：呈平行狭缝的间距宽度相同的等间距光栅，将上述大量间距规律变化的平行狭缝利用光纤10材料的光敏性刻画到光纤10的纤芯上，就构成了光栅，而光栅灵活使用的表现就是可以实现多点传感，理论上可以在一根光纤10内刻写无数个不同波长的光栅，实现对同一或者多个物理参数的分布式监测，刻写多个光栅的光纤10形成为光纤光栅串。通过精准匹配两个反射点距离，符合条件的光波信号被光栅反射，而其他波长信号基本不被反射。通过连接光栅的解调器，可以测定信号源发出的独立发射波的光波波长。一旦光栅遭到温度或者应力场变化影响，光栅栅距就会发生变化，反射波波长也会随之改变，并且发射不同波长，以基于不同波长实现光栅测温点11的测温功能。
37.基于此，可以根据电芯本体200的尺寸大小以及热场分布，在温度变化剧烈的区域以及需要采集温度的区域布置光栅测温点11(例如：如图2和图3所示的在电芯本体200的高度方向和长度方向上均等间隔布置多个光栅测温点11)，且光纤10的几何尺寸小，直径仅在一百或几百微米，不仅可以克服汇流排以及电芯本体200的堆叠结构导致的物理限制，降低局限性，布置形式多样，实现光栅测温点11的合理设置，数量更多，采集数据更加丰富，可以采集到电芯本体200的最高温度和最低温度，并确定最高温度点以及最低温度点所在位置，样本更加丰富，电芯测温更准确，同时也便于后续对电芯本体200温度的调控；而且光纤10测温，不会受到电磁干扰的影响，数据更加准确，采集精度更高。
38.根据本实用新型实施例的电芯，通过在电芯本体200上布置光栅测温点11，进行电芯本体200的温度测量，一方面，光栅测温点11数量、布置位置更加合理，数据样本更加丰富，便于对电芯本体200的温度调控；另一方面，光纤10的几何尺寸小，受物理结构限制小，布置难度低，无需变更电芯本体200结构即可实现布置，且不会受到电磁干扰的影响，采集精度高，数据准确。
39.如图2和图3所示，根据本实用新型的一些实施例，电芯本体200包括：外壳210和设置在外壳210内的裸电芯220，光纤10设置于外壳210或裸电芯220。
40.具体地，电芯本体200与光纤10的固定方式可以为多种，例如：采用导热结构胶实现固定，或设置固定支架、固定槽等实现光纤10在裸电芯220或外壳210上的固定。
41.示例性地，光纤10可以设置在外壳210朝向裸电芯220的电芯大面(电芯本体200的高度方向以及长度方向所限定出的侧面)的一侧表面上；或光纤10可以设置在外壳210背离裸电芯220的电芯大面的一侧表面上；或光纤10可以设置在裸电芯220的电芯大面上。
42.由此，可以通过光纤10测量裸电芯220或外壳210上的温度，以直接或间接实现电芯本体200的温度测量，提高数据精度，且光纤10设置相对电芯大面设置，光栅测温点11的数量以及位置可以根据热场分布进行合理设置。
43.其中，在光纤10设置在外壳210背离裸电芯220上的实施例中，可以在外壳210上设置凹槽或固定支架，光纤10嵌设于凹槽或设置在固定支架上，在光纤10设置在外壳210朝向裸电芯220的一侧表面上或布置在裸电芯220上的实施例中，可以采用导热结构胶进行固定。
44.需要指出的是，光纤10对电解液也具有较高的耐受性，因此可以布置在外壳210
内，且可以更加准确的检测温度场，同时光纤10几何尺寸小，扩展性高，可以根据布置需求，合理设置位置。
45.如图2和图3所示，根据本实用新型的一些实施例，光纤10的输入端和输出端在电芯本体200的同一端伸出电芯本体200，以与主机20相连。由此，输入端和输出端可以实现同侧出线，以降低光纤10的总长度，可以进一步降低成本。
46.进一步地，光纤10沿电芯本体200的长度方向或宽度方向三干的至少一端布线，并沿电芯本体200的厚度方向进行至少一次弯折。这样，在光纤10的布线过程中，光纤10的弯折次数更少，可以减少传导率损耗，并降低光纤10出线折断的概率，以提高光线10组成的测温组件100的测量精度以及使用寿命、工作稳定性。
47.如图2和图3所示，示例性地，光纤10在电芯本体200的端部呈弓字型设置，以在电芯本体200的宽度方向或长度方向上可以布置更多的光栅测温点11，可以进一步提高温度测量的精度以及效果，并可以针对热场分布进行合理设置。
48.优选地，光栅测温点11呈阵列设置，可以是在长度方向或宽度方向上成排设置，并在厚度方向上成列设置，以使多个测温区域上间隔分布有多个光栅测温点11，提高各个测温区域的温度测量精度，并便于获取温度最高点和温度最低点的数值以及所在位置。
49.如图1所示，根据本实用新型第二方面实施例的电池模组包括：多个上述实施例中的电芯。
50.其中，可以在每个电芯的电芯本体200上均设置上述光纤10，多个较短的光纤10分别与主机20相连，也可以采用一根较长的光纤10，依次布设在多个电芯上，以实现多个电芯共用一个光纤10的布置形式，甚至整个电池模组内的全部电芯本体200，均通过一根光纤10布设，以便于后期解调到整个电池模组的温度场，并用于触发不同的热管理策略，也可以实现对单个电芯本体200以及整个电池包的温度最高点、温度最低点的位置确认以及数值确认等。
51.根据本实用新型实施例的电池模组，采用上述电芯，可以实现大量需要进行温度测量位置的数据检测，且测量数据不会产生电磁干扰导致的数据漂移，准确度更高，并可以实现整个电池模组的温度场测量，实时监测整个电池模组，便于配套的热管理策略的触发，提高电池模组的工作稳定性以及使用安全性。
52.进一步地，电池模组还包括：汇流排，光纤10的输出端和输入端集成于汇流排。
53.示例性地，可以每一个电芯对应布置一条光纤10，再一体从侧面引出，或集成到汇流排中，通过现有结构的间隙或现有结构本身实现出线，对电池模组整体结构的变更更小，可以有效降低成本。
54.根据本实用新型第三方面实施例的电池包，采用上述实施例中的电池模组，所具有的技术效果与上述电池模组一致，在此不再赘述。
55.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
56.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
57.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
58.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而如图是通过它们之间的另外的特征接触。
59.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
61.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种电芯，其特征在于，包括：电芯本体(200)以及光纤(10)，所述光纤(10)上形成有多个光栅测温点(11)，且所述光纤(10)设置于所述电芯本体(200)。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯本体(200)包括：外壳(210)和设置在所述外壳(210)内的裸电芯(220)，所述光纤(10)设置于所述外壳(210)或所述裸电芯(220)。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述光纤(10)设置在所述外壳(210)朝向所述裸电芯(220)的电芯大面的一侧表面上；或所述光纤(10)设置在所述外壳(210)背离所述裸电芯(220)的电芯大面的一侧表面上。4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述光纤(10)设置在所述裸电芯(220)的电芯大面上。5.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述外壳(210)上设置凹槽，所述光纤(10)嵌设于所述凹槽。6.根据权利要求1-5中任一项所述的电芯，其特征在于，所述光纤(10)的输入端和输出端在所述电芯本体(200)的同一端伸出所述电芯本体(200)。7.根据权利要求1-5中任一所述的电芯，其特征在于，所述光纤(10)在所述电芯本体(200)的长度方向或宽度方向上的至少一端布线，并沿所述电芯本体(200)的厚度方向上进行至少一次弯折。8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述光纤(10)在所述电芯本体(200)的端部呈弓字型设置。9.根据权利要求1-5中任一所述的电芯，其特征在于，所述光栅测温点(11)呈阵列设置。10.一种电池模组，其特征在于，包括：多个如权利要求1-8中任一项所述的电芯。11.根据权利要求10所述的电池模组，其特征在于，还包括：汇流排，所述光纤(10)的输出端和输入端集成于所述汇流排。12.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求10-11中任一项所述的电池模组。

技术总结

本实用新型公开了一种电芯、电池模组以及电池包，所述电芯，包括：电芯本体和光纤，所述光纤上形成有多个光栅测温点，且所述光纤设置于所述电芯本体。根据本实用新型实施例的电芯，通过在电芯本体上布置光栅测温点，进行电芯的温度测量，一方面，光栅测温点数量、布置位置更加合理，数据样本更加丰富，电芯测温更准确，同时也为后续对电芯的温度调控准备；另一方面，光纤的几何尺寸小，受物理结构限制小，布置难度低，无需变更电芯结构即可实现布置，且不会受到电磁干扰的影响，采集精度高，数据准确。确。确。