一种监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体

技术领域

本发明涉及电池箱技术领域，尤其涉及一种监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体。

背景技术

锂离子电池安装于电池箱体内，用于供电，具有容量大，工作电压高等优点。目前的电池箱体仅具有保护锂离子电池的作用，没有温度控制功能，无法给锂离子电池提供稳定的温度环境。

现有技术CN213782081U公开了一种锂离子动力电池箱，通过在箱体内壁设置温度控制系统，温度控制系统包括风扇、加热板和温度开关，当温度开关检测到温度过高时风扇打开，降低箱体内温度，当温度开关检测到温度过低时加热板调节温度升高，使锂离子电池在充放电温度过高或过低时有一个稳定的温度环境。

但是锂离子电池使用一段时间后可能会由于电解液分解、电极材料反应、过充或过放等原因使锂电池内部的化学反应产生气体导致电池膨胀鼓包，以上现有技术中的电池箱不能监测安装于箱体内的锂离子电池发生膨胀鼓包情况，易导致锂离子电池发生爆炸，引发火灾等危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体，解决了锂离子电池使用一段时间后可能会由于电解液分解、电极材料反应、过充或过放等原因使锂电池内部的化学反应产生气体导致电池膨胀鼓包，以上现有技术中的电池箱不能监测安装于箱体内的锂离子电池发生膨胀鼓包情况，易导致锂离子电池发生爆炸，引发火灾等危险的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体，包括箱体和两个监测机构，一组软包锂离子电池在厚度方向上紧密层叠地排列于箱体内以形成锂离子电池组，锂离子电池的厚度方向沿左右方向设置，两个监测机构位于该组锂离子电池组的左右两侧，监测机构包括滑动板、安装框、楔形块、第一滑移杆、第二滑移杆、移动杆、力传感器、蜂鸣器和控制器，滑动板滑动连接于箱体内，并位于箱体左右两侧内壁和锂离子电池之间，安装框固定连接于箱体内，且位于滑动板和箱体左右两侧内壁之间，楔形块位于安装框内，第一滑移杆和第二滑移杆的一端均与楔形块固定连接，且与安装框滑动连接，第一滑移杆的另一端与滑动板固定连接，第二滑移杆的另一端朝向箱体左右两侧内壁，移动杆与楔形块和安装框滑动连接，并顶端延伸至安装框外，力传感器位于移动杆的上方，蜂鸣器和控制器固定连接于箱体上，力传感器和蜂鸣器与控制器连接。

其中，监测机构还包括固定组件，固定组件包括连接板、固定柱、滑移柱和第一弹簧，连接板与第二滑移杆的另一端固定连接，并位于远离楔形块的一侧；固定柱与箱体固定连接，滑移柱的一端与连接板固定连接，滑移柱的另一端与固定柱滑动连接，第一弹簧的两端分别与连接板和固定柱固定连接，且套设于滑移柱上。

其中，监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体还包括排气机构，排气机构包括隔板和遮挡件，隔板具有开口，隔板固定连接于箱体内，且位于安装框的上方，遮挡件设置于开口上方。

其中，遮挡件包括连接框和安装板，连接框与两个移动杆固定连接，安装板与连接框转动连接。

其中，遮挡件还包括密封板，密封板与安装板固定连接，并位于朝向开口的一侧。

其中，隔板还具有凹槽，密封板具有限位凸起，限位凸起插入凹槽内。

其中，监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体还包括移出机构，移出机构包括底板和滑移组件，底板与箱体滑动连接，并位于锂离子电池的下方，滑移组件位于底板的下方。

其中，滑移组件包括固定板、固定筒、滑动杆、移动块、第一滚轮和推动杆，固定板与箱体固定连接，并位于底板的下方；固定筒固定连接于固定板上，滑动杆与固定筒滑动连接，且与底板固定连接，移动块与箱体滑动连接，且位于滑动杆的下方，第一滚轮转动连接于滑动杆底端，且与移动块接触滚动连接，推动杆与滑动块固定连接，且与箱体滑动连接，并延伸至箱体外。

其中，滑移组件还包括限位盘和第二弹簧，限位盘固定连接于滑动杆靠近第一滚轮的一侧，第二弹簧套设于滑动杆上，且两端分别与限位盘和固定筒固定连接。

其中，移动机构还包括锁紧块，推动杆具有放置槽，锁紧块与箱体转动连接，并位于放置槽内。

本发明的一种监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体，通过锂离子电池位于箱体内，滑动板滑动于箱体内壁和锂离子电池之间，安装框固定于滑动板和箱体内壁之间，楔形块位于安装框内，第一滑移杆和第二滑移杆的一端均与楔形块固定连接，第一滑移杆的另一端与滑动板固定连接，移动杆与楔形块和安装框滑动连接，力传感器位于移动杆的上方，蜂鸣器和控制器固定连接于箱体上，力传感器和蜂鸣器与控制器连接。当锂离子电池膨胀鼓包时，会推动两侧的滑动板滑移，带动第一滑移杆向楔形块方向移动，由于楔形块的连接，带动与楔形块斜面滑动的移动杆向上移动挤压力传感器，力传感器检测到压力超过预设值，控制器控制蜂鸣器发出提示音，从而实现对锂离子电池膨胀鼓包情况的监测，降低危险发生机率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明第一实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体整体的结构示意图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是本发明第一实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体整体的俯视图。

图4是本发明第一实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体内部结构示意图。

图5是图4的正视图。

图6是本发明第一实施例的监测机构和隔板的结构示意图。

图7是本发明第一实施例的安装组件和力传感器的结构示意图。

图8是本发明第一实施例的第一安装块、第二安装块、抵持杆、条形凸条、连接件、第二滚轮的结构示意图。

图9是本发明第一实施例的连接块的结构示意图。

图10是图9中沿B-B线的剖视图。

图11是本发明第一实施例的遮挡件的结构示意图。

图12是本发明第二实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体整体的结构示意图。

图13是本发明第二实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体整体的俯视图。

图14是本发明第二实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体内部结构示意图。

图15是本发明第二实施例的移出机构和膨胀鼓包的锂离子电池的结构示意图。

图16是本发明第一实施例的遮挡件和隔板的结构示意图。

图中：100-锂离子电池包、101-箱体、102-滑动板、103-安装框、104-楔形块、105-第一滑移杆、106-第二滑移杆、107-移动杆、108-力传感器、109-蜂鸣器、110-控制器、111-连接板、112-固定柱、113-滑移柱、114-第一弹簧、115-隔板、116-开口、117-连接框、118-安装板、119-密封板、120-凹槽、121-限位凸起、122-连接块、123-力传感器本体、124-第一安装块、125-第二安装块、126-抵持杆、127-第三弹簧、128-连接件、129-第二滚轮、130-凸轮、131-转动杆、132-螺栓、133-螺纹孔、134-连接孔、135-条形凸条、136-锁定槽、137-配重块、138-通孔、201-底板、202-固定板、203-固定筒、204-滑动杆、205-移动块、206-第一滚轮、207-推动杆、208-限位盘、209-第二弹簧、210-锁紧块、211-放置槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请第一实施例为：

请参阅图1至图11，在本实施方式中，监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体包括箱体101和两个监测机构，一组软包锂离子电池在厚度方向上紧密层叠地排列于箱体101内以形成锂离子电池组，锂离子电池的厚度方向沿左右方向设置，箱体101具有放置腔，锂离子电池位于箱体101的放置腔内，两个监测机构位于该组锂离子电池组的左右两侧。

具体的，监测机构包括滑动板102、安装框103、楔形块104、第一滑移杆105、第二滑移杆106、移动杆107、力传感器108、蜂鸣器109和控制器110；滑动板102滑动连接于箱体101内，并位于箱体101左右两侧内壁和锂离子电池之间。安装框103固定连接于箱体101内，且位于滑动板102和箱体101左右两侧内壁之间，安装框103包括底座、三个围合板和一个支撑板，底座固定于箱体101内，三个围合板纵向固定于底座上且依次相邻连接形成一个两个相对侧面开口的合围区域，支撑板固定于相对设置的两个围合板之间，支撑板将围合区域分为上下设置的第一移动区和第二移动区。

楔形块104位于安装框103内，且位于第一移动区内，楔形块104为菱形体，具有上下两个斜面。第一滑移杆105和第二滑移杆106的一端均与楔形块104固定连接，第一滑移杆105和第二滑移杆106处于同一水平面上，且贯穿围合板，与围合板滑动连接，第一滑移杆105的另一端与滑动板102固定连接，第二滑移杆106的另一端朝向箱体101左右两侧内壁。

移动杆107贯穿安装框103滑动连接，移动杆107的顶端延伸至安装框103外，移动杆107具有与楔形块104的斜面适配的滑槽，第一滑移杆105左右移动，带动楔形块104在滑槽内滑移，由于力的分解，进而带动移动杆107上下移动。力传感器108位于移动杆107的上方，随着移动杆107上下移动其顶端朝上施压于力传感器108的受力部而使力传感器108输出可表征该力大小的电信号，蜂鸣器109和控制器110固定连接于箱体101上，力传感器108和蜂鸣器109与控制器110连接，当移动杆107向上移动，力传感器108检测到压力值超过预设值时，传输压力值超出预警值的信号至控制器110，控制器110发出指令至蜂鸣器109，蜂鸣器109发出提示音，提示用户注意，进行对应处理，如断电处理或取出处理，避免长期处于膨胀鼓包状态，影响使用性能，甚至发生爆炸，引发火灾等危险。上述力传感器108可以为一维力传感器，以测量施加于其受力面上的力的大小。

其中，监测机构还包括固定组件，用于固定锂离子电池以及楔形块104和滑动板102的复位。具体的，固定组件包括连接板111、固定柱112、滑移柱113和第一弹簧114，连接板111与第二滑移杆106的另一端固定连接，并位于远离楔形块104的一侧；固定柱112与箱体101固定连接，滑移柱113的一端与连接板111固定连接，滑移柱113的另一端与固定柱112滑动连接，固定柱112的外径大于滑移柱113的外径，固定柱112具有与滑移柱113适配的移动槽；第一弹簧114的两端分别与连接板111和固定柱112固定连接，且套设于滑移柱113上。

当锂离子电池未位于箱体101内时，两个第一弹簧114处于自由伸展状态，此时移动杆107与楔形块104的接触面位于朝向楔形块104斜面的低处；当锂离子电池位于两个滑动板102之间时，滑动板102向两侧移动一定距离，带动两个第一滑移杆105向楔形块104方向移动，进而带动移动杆107上移与力传感器108接触，同时第二滑移杆106向连接板111移动，从而带动滑移柱113向固定柱112内滑动，第一弹簧114压缩，蓄力抵持锂离子电池进行固定，避免锂离子电池晃动，产生异响；当锂离子电池膨胀鼓包时，挤压两侧的滑动板102，带动第一滑移杆105进一步向楔形块104方向移动，从而使移动杆107进一步上升，力传感器108检测到压力值超过预设值，输出信号至控制器110，控制器110输出指令至蜂鸣器109提示用户。当推动连接板111继续移动，从而带动滑移柱113向固定柱112内进一步滑动，第一弹簧114进一步压缩，用户取出锂离子电池包100，滑动板102不受力，第一弹簧114蓄力伸展使滑动板102复位，实现同时对锂离子电池固定和滑动板102的复位。

另外，监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体还包括排气机构，用于排出锂离子电池膨胀漏出的气体。排气机构包括隔板115和遮挡件，隔板115具有开口116，隔板115固定连接于箱体101内，且位于安装框103的上方；遮挡件设置于开口116上方。隔板115将箱体101分为上下设置的第一放置区和第二放置区，第一放置区用于容置力传感器108，移动杆107的一端贯穿隔板115延伸至第一放置区内；第二放置区用于存放锂离子电池，锂离子电池由开口116放入第二放置区，遮挡件用于遮挡住开口116，防止异物进入，保证锂离子电池的良好的工作环境。

具体的，请参阅图16，遮挡件包括连接框117、安装板118和密封板119，连接框117与两个移动杆107固定连接，安装板118通过转轴与连接框117转动连接，连接框117用于连接移动杆107和安装板118，使安装板118随移动杆107的上升远离开口116，下降靠近开口116进行遮挡，连接框117具有两个供两个移动杆107穿过的贯穿槽，两个贯穿槽之间具有两个第一矩形槽和第二矩形槽，第二矩形槽位于两个第一矩形槽之间，第二矩形槽供密封板119穿过。密封板119与安装板118固定连接，并位于朝向开口116的一侧。安装板118的面积大于密封板119的面积，密封板119的面积大于开口116的面积，，另一端放置于连接框117的相对一侧。当锂离子电池放置于两个滑动板102之间时，安装板118和密封板119遮挡开口116，密封箱体101，避免异物进入刺破锂离子电池，降低使用寿命。

当锂离子电池膨胀鼓包时，连接框117、安装板118、密封板119随移动杆107的上升而脱离箱体101的开口116，从而使隔板115的开口116与外部连通进行排气，避免气体过多，压力过大而发生爆炸，不同于现有技术需要人工手动打开进行排气，自动排放，效率高效，或是设置一个排气孔，密封性差，异物易进入，同时排气通口小，从而排气效率低。此外，隔板115还具有凹槽120，密封板119具有限位凸起121，限位凸起121插入凹槽120内。限位凸起121与凹槽120适配，用于固定定位和增强密封效果。

当需要放置锂离子电池时，转动安装板118，带动密封板119转动，限位凸起121移出凹槽120，由开口116放置锂离子电池，放置完毕后，转动安装板118，限位凸起121插入凹槽120进行固定，限位凸起121和凹槽120可以是塑形扣合连接；当锂离子膨胀鼓包后，连接框117、安装板118和密封板119上移，转动打开安装板118和密封板119，取出锂离子电池包100进行处理。

本发明的工作/实施/使用原理是：转动安装板118，带动密封板119向远离开口116一侧移动，限位凸起121脱离凹槽120，锂离子电池由开口116进入箱体101内的两个滑动板102之间，两个滑动板102向两侧移动一定距离，第一滑移杆105向楔形块104移动，带动移动杆107向上移动与力传感器108接触，第二滑移杆106向箱体101内壁一侧方向移动，抵持连接板111，连接板111移动，使滑移柱113向固定柱112内滑移，第一弹簧114压缩，固定锂离子电池，转动安装板118，带动密封板119转动向开口116一侧移动，限位凸起121插入凹槽120密封开口116。当锂离子电池膨胀鼓包时，挤压推动两个滑动板102向两侧进一步移动，第一滑动杆204向楔形块104进一步移动，带动移动杆107向上移动，力传感器108检测压力值超过预设值，输出信号至控制器110，控制器110输出指令至蜂鸣器109进行预警提示，同时第二滑移杆106进一步向箱体101内壁一侧方向移动，进一步抵持连接板111，连接板111进一步移动，使滑移柱113向固定柱112内进一步滑移，第一弹簧114进一步压缩，同时带动与移动杆107固定的连接框117上移，使开口116与外部连通进行排气，避免气压过多发生危险。此结构不同于现有技术直接将力传感器108放置于锂离子电池周边与其进行接触，当锂离子电池持续膨胀鼓包超过力传感器108的耐受值，损坏力传感器108，增加成本，而本发明的结构当移动杆107滑移至楔形块104斜面的最高点时，即不能再移动，移动杆107不会持续上升抵持力传感器108，避免了力传感器108的损坏，同时开口116打开，与外部连通，具有排气空间，自动排气；同时此结构的力传感器108未紧贴于锂离子电池，当力传感器108故障时，可随时更换，不需要取下锂离子电池，不影响用户其他功能的正常使用。

此外，力传感器108包括连接块122和力传感器本体123，力传感器本体123与连接块122固定连接，并位于移动杆107的上方。力传感器108为应变式力传感器108。连接块122用于安装固定力传感器本体123。

具体的，监测机构还包括安装组件，安装组件用于与连接块122配合实现对力传感器108的固定安装。安装组件包括第一安装块124、第二安装块125、抵持杆126、连接件128、第三弹簧127、第二滚轮129、凸轮130、转动杆131和螺栓132，箱体101还具有螺纹孔133。如图7所示第一安装块124和第二安装块125与箱体101固定连接，且平行上下相对设置，抵持杆126位于第一安装块124远离第二安装块125的一侧，连接件128固定连接于抵持杆126远离第一安装块124的一侧，第三弹簧127的两端分别与第一安装块124和连接件128固定连接，且套设于抵持杆126上。第二滚轮129转动连接于连接件128远离第三弹簧127的一侧，凸轮130与第二滚轮129接触，转动杆131与凸轮130固定连接，且贯穿箱体101转动连接，螺栓132贯穿转动杆131处于箱体外的部分与箱体101外壁的螺纹孔133螺纹连接。

如图8所示第一安装块124和第二安装块125均具有通孔138，连接块122具有连接孔134，两个通孔138的中心线与连接孔134的中心线重合，且直径相等，抵持杆126依次贯穿插入第一安装块124的通孔138、连接孔134和第二安装块125的通孔138。凸轮130具有第一弧形端和第二弧形端，第一弧形端的直径大于第二弧形端的直径，转动杆131和凸轮130的连接中心点与第一弧形端的距离，小于转动杆131和凸轮130的连接中心点与第二弧形端的距离，转动杆131延伸至箱体101外，抵持杆126的外径小于通孔138的直径。

凸轮130的第一弧形端与第二滚轮129接触，第三弹簧127处于自由伸展状态，抵持杆126未插入连接孔134；凸轮130的第二弧形端与第二滚轮129接触，抵持第二滚轮129和抵持杆126向第一安装块124的一侧移动，使抵持杆126穿过第一安装块124的通孔138、连接孔134和第二安装块125的通孔138，此时第三弹簧127压缩，转动杆131具有螺栓132与箱体101同等大小的螺纹孔133配合，将螺栓132依次旋转转动杆131和箱体101的螺纹孔133中，固定转动杆131，对凸轮130进行限位，防止凸轮130移动，进而实现力传感器108与箱体101的固定安装，且可拆卸。

进一步的，如图8-9所示安装组件还包括多个均匀分布于抵持杆126的圆周方向上的条形凸条135，连接块122和通孔138均还具有多个锁定槽136，多个条形凸条135分别插入多个锁定槽136内，锁定槽136与多个条形凸条135适配。当多个条形凸条135随抵持杆126移动插入第一安装块124的通孔138和锁定槽136、连接块122的连接桶和锁定槽136、第二安装块125的通孔138和锁定槽136后，无法转动连接块122，避免连接块122转动移位，保证力传感器108的位置准确，实现高精度的压力检测。

如图10所示连接块122内具有配重块137，配重块137位于靠近第一安装块124和第二安装块125的一侧，配重块137的设置增加了靠近第一安装块124和第二安装块125的连接块122方向的重量，提高了连接块122整体的稳定性。

本申请第二实施例为：

请参阅图12至图15，在第一实施例的基础上，本实施例的监测锂离子电池膨胀鼓包的电池箱体还包括移出机构，在本实施方式中，移出机构用于移出锂离子电池包100，移出机构包括底板201和滑移组件，底板201与箱体101滑动连接，并位于锂离子电池的下方，用于支撑锂离子电池，滑移组件位于底板201的下方，用于移动底板201从而移出膨胀鼓包后的锂离子。

具体的，滑移组件包括固定板202、固定筒203、滑动杆204、移动块205、第一滚轮206、推动杆207、限位盘208、第二弹簧209和锁紧块210，固定板202与箱体101固定连接，并位于底板201的下方；固定板202具有放置孔，固定筒203插入放置孔固定连接于固定板202上，固定筒203具有中心孔，滑动杆204插入中心孔与固定筒203滑动连接，且与底板201固定连接。

移动块205与箱体101滑动连接，且位于滑动杆204的下方，移动块205具有依次连接的第一平面、斜面、弧面、第二平面，第一平面的高度大于第二平面的高度，第一滚轮206转动连接于滑动杆204底端，且与移动块205接触实现滚动连接，推动杆207与滑动块固定连接，且与箱体101滑动连接，并延伸至箱体101外。

通过推拉推动杆207使推动杆207移出移进箱体101，使移动块205水平移动，从而使第一滚轮206位于移动块205上的不同位置，即第一平面、斜面、弧面、第二平面，处于不同的位置高度，从而带动滑动杆204上下移动，进而带动底板201上下移动，又由于锂离子电池位于底板201上，从而带动锂离子电池包100向上移动，移出箱体101进行更换，无需手伸入箱体101内进行拿取更换，避免锂离子电池膨胀鼓包后没有手进入的空间，不便拿取的问题。

限位盘208固定连接于滑动杆204靠近第一滚轮206的一侧，第二弹簧209套设于滑动杆204上，且两端分别与限位盘208和固定筒203固定连接。限位盘208的设置可以实现限位，实现滑动杆204的复位。当第一滚轮206位于移动块205的最低位置时，第二弹簧209处于自由伸展状态；当第一滚轮206由移动块205的最低位置向最高位置移动时，第二弹簧209压缩；当第一滚轮206由移动块205的最高位置向最低位置移动时，第二弹簧209蓄力伸展，始终保持与移动块205接触，实现准确移动定位。

此外，推动杆207具有放置槽211，锁紧块210与箱体101转动连接，并位于放置槽211内，当推动杆207移动到对应位置，可转动锁紧块210放置于放置槽211内，限制推动杆207的移动，进而进行定位，如需要移出锂离子电池包100，向箱体101内推动推动杆207，使第一滚轮206位于移动块205的最高位置，带动滑动杆204向上移动，从而带动底板201和底部上锂离子电池包100移出箱体101，转动锁紧块210放置于放置槽211内限制推动杆207的移动，然后拿取锂离子电池包100，脱离箱体101。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。