專利名稱：內(nèi)置壓力感應器的蓄電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種蓄電池技術領域的裝置，具體是一種內(nèi)置壓力感應 器的蓄電池。
背景技術：
電動車(EV)及混合電動車(HEV)用蓄電池的發(fā)展使得人們對高能量及高 功率電池體系更加關注，對于蓄電池充電過程控制的要求也越來越高，充電技術 成了電池技術的一部分，特別是電池在安全性、可靠性以及長壽命循環(huán)性能方面， 不可或缺的一部分。對于電動車(EV)及混合電動車(服V)用電池，高效和快 速的充電能力以及荷電態(tài)(S0C)的判斷是亟待解決的一個重要問題。傳統(tǒng)的蓄 電池充電控制技術一般基于峰值電壓、負電壓或溫度變化。但這幾種技術都有一 個嚴重的缺點，就是會不可避免地造成電池(組)的過充電。比如用溫度變 化率控制充電終止，當溫度發(fā)生明顯變化時，電池內(nèi)部早已充滿了大量氣體，這 不僅浪費了能量，而且會縮短電池(組)的壽命。另外，環(huán)境溫度變化也會干擾 利用溫度變化監(jiān)控充電的過程。以鎳氫(MH-Ni)電池為例，在充放電過程中， 正、負極正常發(fā)生的電化學反應分別為
正極M'(OF) +0/T;^^MO(9// + //2(9 + e— (1-1)
、" 、放電 2
負極M + ;c//20 + xg—<充電>Aff^+x(9//- (1-2)
2 、放電 x
式中M及M/^分別為貯氫合金和相應的金屬氫化物。電池總反應式可表示
為
M + xM(朋)， < 充電 > 層，+ xMOOiT (l-3 )
、"、放電 J
當鎳氫(MH-Ni)電池充電后期和過充電時，正負極上有下列的反應發(fā)生
4朋———>2//20 + 02 + 4e— (1-4) 2仏0 + 0,+4e———>40fT (1—5)
3由此可見，這時有氧氣的析出和消耗，隨之電池內(nèi)有氣體壓力(簡稱內(nèi)壓)
的變化，因此，通過電池內(nèi)壓可以判定電池的soc,進而進行電池的soc估算。
在目前所有的蓄電池中，鎳氫M/Z-vV/、鎳鎘OZ-M'和鉛酸蓄電池等水系 電池在充電及過充電過程中都存在氧氣、氫氣等的析出和消耗，因此也可采用內(nèi) 壓進行充電控制。目前的測試電池內(nèi)壓的方式有兩種， 一種是采用貼片式的壓力 傳感器，通過電池外殼的形變計算出電池的內(nèi)壓，這種方式盡管簡單，但是精度 低，對于latm左右的壓力變化很難反應出來，而這時電池內(nèi)壓的變化對確定充 電策略至關重要。另外，貼片式壓力傳感器往往要貼在變形明顯的電池底部，而 電池底部已用于電池間的連接，難以貼放壓力傳感器，同時殼體的材質(zhì)、振動、 環(huán)境溫度等都會影響測量精度，因此貼片式傳感器很少在電池上應用。
另一種是電池打孔后，以密封方式與氣體傳感器檢測腔相通，雖然測試精度 高，但這種連接方式不僅占用空間大，增大了電池的內(nèi)腔體積，不能反應原空間 狀態(tài)下的壓力情況，同時也影響了電池間的連接，因此多用于研究領域，無法在 產(chǎn)品上應用。
經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00510051569.1，公開號 CN1832246的發(fā)明專利申請，該專利提供了貼片式及電池打孔后外接壓力傳感器 兩種壓力傳感器放置方法，雖然后一種壓力傳感器放置方法測試精度高，但這種 連接方式占用空間大，也影響電池間的連接，因此多用于研究領域，無法在產(chǎn)品 上應用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種內(nèi)置壓力感應器的蓄電 池，針對現(xiàn)有蓄電池內(nèi)壓測試裝置測試精度差、影響電池間的連接等一系列問題， 提出了便于密封、不影響電池間連接的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池及蓄電池組裝 置。
本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型包括外殼、發(fā)電元件、 絕緣帶、上蓋和傳感裝置，其中外殼為無蓋金屬殼體，發(fā)電元件置于外殼內(nèi)部 并與外殼相接觸，傳感裝置經(jīng)絕緣帶設置于外殼頂部，上蓋設置于傳感裝置上。
所述的發(fā)電元件包括正電荷極板、負電荷極板、正極集電板、負極集電板、 絕緣隔膜、電解質(zhì)和引流元件，其中正電荷極板和負電荷極板分別設置于絕緣隔膜的兩側(cè)并被絕緣隔膜隔開，電解質(zhì)填充于正電荷極板和負電荷極板之間，負 電荷極板與負極集電板焊接，負極集電板與外殼相接觸，正電荷極板與正極集電 板焊接，引流元件將正極集電板與上蓋相連接。
所述的正極集電板、絕緣隔膜和負極集電板以巻狀結(jié)構(gòu)或疊片結(jié)構(gòu)設置。
所述的外殼具體是一端開口的圓柱體空腔或矩形體空腔，采用鍍鎳碳鋼、鋁、 不銹鋼或樹脂材料制成。
所述的傳感裝置包括壓力艙、密封圈和壓力感應器，其中壓力艙的一端 與外殼內(nèi)部貫通，壓力艙的另一端經(jīng)密封圈密封后與壓力感應器相固定，壓力感 應器的輸出端通過傳感導線絕緣引出至外殼外部。
所述的壓力艙的外緣沿周長方向設有凸棱，在所述的外殼頂部沿周長方向相 應設有凹槽；所述的密封圈為絕緣彈性材料制成。
本實用新型所述壓力感應器直接由蓄電池供電,通過與發(fā)電元件導通的壓力 腔對蓄電池的內(nèi)部壓力進行測定，并將測定的結(jié)果絕緣輸出至蓄電池外部供用戶 檢測。用戶可直接根據(jù)壓力感應器的輸出值變化對蓄電池進行控制調(diào)節(jié)，省去了 外部介入式壓力探測，結(jié)構(gòu)更加簡單合理。


圖l為本實用新型示意圖中絕緣隔膜l、外殼2、封口蓋3、壓力艙4、上蓋5、傳感導線6、壓 力感應器7、密封圈8、絕緣帶9、正電荷極板IO、負電荷極板ll、正極集電板 12、負極集電板13和引流元件14。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明本實施例在以本實用新型 技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實 用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括外殼2、上蓋5、絕緣帶9、發(fā)電元件和傳感 裝置，其中外殼2為無蓋金屬殼體，發(fā)電元件置于外殼2內(nèi)部并與外殼2相 接觸，傳感裝置經(jīng)絕緣帶9設置于外殼2頂部，上蓋5設置于傳感裝置上。所 述的外殼2具體是一端開口的圓柱體空腔或矩形體空腔，采用鍍鎳碳鋼材料制 成。所述的發(fā)電元件包括絕緣隔膜1、正電荷極板10、負電荷極板11、正極集 電板12、負極集電板13、電解質(zhì)和引流元件14，其中正電荷極板10和負電 荷極板11分別設置于絕緣隔膜1的兩側(cè)并被絕緣隔膜1隔開，電解質(zhì)填充于正 電荷極板10和負電荷極板11之間，負電荷極板11與負極集電板13焊接，負 極集電板13與外殼2相接觸，正電荷極板10與正極集電板12焊接，引流元件 14將正極集電板12與上蓋5相連接。所述的正極集電板12、絕緣隔膜1和負 極集電板13以巻狀結(jié)構(gòu)或疊片結(jié)構(gòu)設置。
所述的傳感裝置包括壓力艙4、密封圈8和壓力感應器7，其中壓力艙 4的一端與外殼2內(nèi)部貫通，壓力艙4的另一端經(jīng)密封圈8密封后與壓力感應器 7相固定，壓力感應器7的輸出端通過傳感導線6絕緣引出至外殼2外部。所述 的壓力艙4的外緣沿周長方向設有凸棱15，在外殼2頂部沿周長方向相應設有 凹槽16;所述的壓力感應器7為耐堿式傳感器；所述的密封圈8為絕緣彈性材 料制成。
本實施例可提供用戶直接對蓄電池進行控制調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)十分合理簡潔。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，包括外殼、絕緣帶、上蓋，其特征在于，還包括發(fā)電元件和傳感裝置，其中外殼為金屬殼體，發(fā)電元件置于外殼內(nèi)部并與外殼相接觸，傳感裝置經(jīng)絕緣帶設置于外殼頂部，上蓋設置于傳感裝置上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所述的發(fā) 電元件包括正電荷極板、負電荷極板、正極集電板、負極集電板、絕緣隔膜、電 解質(zhì)和引流元件，其中正電荷極板和負電荷極板分別設置于絕緣隔膜的兩側(cè)并 被絕緣隔膜隔開，電解質(zhì)填充于正電荷極板和負電荷極板之間，負電荷極板與負 極集電板焊接，負極集電板與外殼相接觸，正電荷極板與正極集電板焊接，引流元件將正極集電板與上蓋相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所 述的正極集電板、絕緣隔膜和負極集電板以巻狀結(jié)構(gòu)或疊片結(jié)構(gòu)設置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所 述的外殼具體是一端開口的圓柱體空腔或矩形體空腔，采用鍍鎳碳鋼、鋁、不銹 鋼或樹脂材料制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所述的傳 感裝置包括壓力艙、密封圈和壓力感應器，其中壓力艙的一端與外殼內(nèi)部貫 通，壓力艙的另一端經(jīng)密封圈密封后與壓力感應器相固定，壓力感應器的輸出端 通過傳感導線絕緣引出至外殼外部。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所述的壓 力艙的外緣沿周長方向設有凸棱。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，在所述的外殼頂部沿周長方向相應設有凹槽。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，其特征是，所述的密封圈為絕緣彈性材料制成。
專利摘要一種蓄電池技術領域的內(nèi)置壓力感應器的蓄電池，包括外殼、發(fā)電元件、絕緣帶、上蓋和傳感裝置，其中外殼為無蓋金屬殼體，發(fā)電元件置于外殼內(nèi)部并與外殼相接觸，傳感裝置經(jīng)絕緣帶設置于外殼頂部，上蓋設置于傳感裝置上。本實用新型與傳統(tǒng)圓柱型電池直徑相同、高度略高，壓力傳感器的信號線從正極端引出，由此測量的電池內(nèi)壓精度高。
文檔編號H01M10/48GK201266657SQ20082015345
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者何丹農(nóng), 永 倪, 夏保佳, 婁豫皖, 葛建民, 金彩虹 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司;上海萬宏動力能源有限公司