[发明专利]传感器设备和用于制造用于安装在原电池中的传感器设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安装在原电池中的传感器设备和一种用于制造用于安装在原电池中的传感器设备的方法。

背景技术

监测例如在电动车辆中的蓄电池单池（锂离子蓄电池）的运行状态对于蓄电池的安全和有效的蓄电池管理系统很有必要。如今，通过在外部安装的传感器对这样的蓄电池单池的运行状态进行监测。例如测量蓄电池单池的电压和温度。

发明内容

在这种背景下，利用本发明根据独立权利要求提供一种用于安装在原电池中的传感器设备和一种用于制造用于安装在原电池中的传感器设备的方法。由相应的从属权利要求和下文的描述得出有利的设计方案。

一种部分地具有弹性的和/或可变形的材料的、并且由此具有测量参数入口的传感器壳体适合安装在原电池中。

按照在此提供的方法，可以将传感器构造或者安装在传感器壳体敞开的型腔或者说空隙中。利用敞开的型腔（尤其是具有柔性材料的型腔）的密封件可以使得传感器壳体不会与原电池的电解质发生相互作用或者不会发生实质性的相互作用。为此，尤其是可以通过测量参数传递介质流体密封地封闭所述空隙。特别的是，所述测量参数传递介质可以至少部分地具有耐酸的和/或耐溶剂的材料。由于弹性材料的柔性，在保护传感器和电触点免受到环境影响的同时确保了将测量参数、例如压力传递到传感器壳体中。在这里建议的方法的改进方案中，为了优化压力传递并且例如提高压力动态性，可以通过流体填充由壳体和薄膜形成的型腔。这类适合蓄电池的传感器壳体的结构和尺寸相对于标准传感器外壳不需要显著地变化。

利用在此提供的构思提出或者说改进了一种技术方案，即将用于监测电化学存储器的运行状态的传感器布置在各个蓄电池单池内部。由此能够有利地对比如电压、温度或压力的测量参数更加精确地进行测量，这在当今的设计框架中越来越重要。由此可以解决在蓄电池单池内产生的环境条件的问题，所述环境条件并不适合传统的外壳材料，比如模制坯料（Moldmasse）、PCB、粘接剂、凝胶等等，因为通过与电解质的化学反应会腐蚀和分解这些传统的外壳材料。利用在此提供的方法，通过尽可能将外来材料引入到电解质中可以有效地避免传感器和电池稳定性的危险性。由此可以放弃比如利用适合蓄电池的薄膜完全包裹传感器的构思，这会造成传感器的明显更大的结构尺寸。

提供一种用于安装在原电池中的传感器设备，所述传感器设备具有用于采集所述原电池的预先确定的测量参数的传感器，其中所述传感器设备具有下列特征：

传感器壳体，所述传感器壳体用于容纳所述传感器，其中所述传感器布置在所述传感器壳体的空隙中；以及

测量参数传递介质，所述测量参数传递介质流体密封地覆盖至少所述传感器壳体的空隙，并且构造所述测量参数传递介质，以便将所述传感器与所述传感器设备的外部环境耦接，从而传递所述测量参数。

所谓原电池例如可以是用于驱动电动车辆或者混合动力车辆的蓄电池或者蓄电池的一部分。例如可以使用传感器设备以监测原电池的运行状态。所述传感器设备在此可以布置在原电池的包裹部内，并且与原电池的电解质接触。原电池的、有待由传感器采集的测量参数可以是电压、温度或者在原电池中产生的压力。传感器壳体例如可以由金属或者塑料制成。传感器壳体尤其能够具有以下特征，即不与原电池的、包围着传感器设备的电解质发生反应。可以如此构造空隙，从而使得当该传感器布置在空隙内部时，传感器壳体的、形成空隙的壁伸出传感器。空隙例如具有矩形形状。传感器可以与传感器壳体的壁间隔距离地布置在空隙中。传感器壳体可以具有至少一个用于将传感器与置于传感器设备外部的电源进行电接触的引线。可以如此将测量参数传递介质布置在传感器壳体上，从而使得其接触传感器，或者替代地如此布置该测量参数传递介质，从而使得其与传感器间隔距离地布置。可以构造测量参数传递介质以便使传感器可以采集测量参数或使传感器方便采集测量参数。尤其是可以构造测量参数传递介质以确保传感器设备的外部环境和传感器之间的压力传递。此外可以构造测量参数传递介质以防止电池元件之间、例如原电池的电解质和传感器之间的相互作用并且保护原电池和传感器不受机械或化学的损害。

根据一种实施方式，所述测量参数传递介质具有弹性的薄膜。这样能够特别有效地确保测量参数的传递并且尤其确保压力传递。此外通过使用薄膜能够有利地减小传感器设备的重量和尺寸。