[发明专利]一种锂离子电池内部状态测量装置、系统及电动汽车

说明书

本发明涉及一种锂离子电池内部状态测量装置、系统及电动汽车，该装置包括：传感器模块：输出端与第一计算存储模块的输入端连接，用以将采集到的电池内部状态数据转换为电信号并发送给第一计算存储模块；第一计算存储模块：输出端与调制解调模块的输入端连接，用以处理接收到的电池内部状态数据；第一调制解调模块：与第一计算存储模块连接，用以将第一计算存储模块输出的内部状态测量结果数据进行调制后输出到电池单体的正负极上，以及接收电池单体正负极上的调制信号进行解调后发送到第一计算存储模块；电源模块：用以供电。与现有技术相比，本发明具有可操作性强、成本低、适应性强等优点，对于提升电池寿命和安全问题具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电池管理领域，尤其是涉及一种锂离子电池内部状态测量装置。

背景技术

锂离子电池因其高比能量、环保、无记忆效应等优点在交通工具、消费电子产品中大量采用，一直以来，对锂离子电池管理是基于从电池外部测量的端电压、电流以及表面温度进行，随着对电池寿命和安全管理监控的更加要求的提出，只凭外部端电压、电流以及表面温度信息很难对电池内部的安全、寿命等相关状态进行准确的推断，从而为高精度、高智能的电池监控和管理造成了障碍，在电池内部预先布置传感器，可以实现深入电池内部的电、热状态参数的直接获取，对于精准的电池管理具有重要意义，通过内置传感器直接测量电池状态成为了下一代智能电池发展的重要方向之一。

目前，采用在电池壳体钻孔的方式来连接内部传感器的方式可以将传感器信号传出电池，然而，这会大大破坏电池的密封结构，从而会对电池的使用寿命和安全性造成影响，如何通过对电池无损的方式将内部测量结果传出电池并传至控制器是智能电池技术发展面临的关键技术问题之一。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种锂离子电池内部状态测量装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种锂离子电池内部状态测量装置，该装置与电池单体的正负极柱和正负极片共同封装在壳体内，包括：

传感器模块：输出端与第一计算存储模块的输入端连接，用以将采集到的电池内部状态数据转换为电信号并发送给第一计算存储模块；

第一计算存储模块：输出端与调制解调模块的输入端连接，用以处理接收到的电池内部状态数据；

第一调制解调模块：与第一计算存储模块连接，用以将第一计算存储模块输出的内部状态测量结果数据进行调制后输出到电池单体的正负极上，以及接收电池单体正负极上的调制信号进行解调后发送到第一计算存储模块；

电源模块：其正极与电池单体的正极柱连接，负极与电池单体的负极柱连接，用以为传感器模块、第一计算存储模块和第一调制解调模块供电。

所述的传感器模块适配有热电偶、气压传感器、气体传感器和/或光纤传感器，采集到的电池内部状态数据包括电池单体内部的温度、形变、气压和/或应力数据。

当该装置向外部发送内部状态测量结果数据时，第一计算存储模块控制调制解调模块并将内部状态测量结果数据调制到电池单体的正负极上，实现电池内部状态的传出；

当电池外部控制器需要测量电池单体的内部状态时，外部控制器将测量指令调制到电池单体的正负极上，第一计算存储模块控制调制解调模块对电池正负极上的调制信号进行解调，实现电池外部测量指令的接收。

一种锂离子电池内部状态测量系统，该系统基于锂离子电池内部状态测量装置构建，包括：

多个串联的电池模组：每个电池模组通过多个带有锂离子电池内部状态测量装置的电池单体通过正负极串联的方式连接构成；

电池模组控制器，与电池模组连接，用以向电池模组发送指令以及从电池模组读取电池单体的内部状态信息。