CN108023140A - 一种锂电池温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种锂电池温度控制装置，包括锂电池组位于电池箱体内，锂电池组的正负极分别通过导线与正极接线柱和负极接线柱对应连接，锂电池单体底部粘结有温度传感器，温度传感器连接控制电路板，散热膜和电热膜共同穿插于锂电池单体之间，电热膜位于散热膜的外侧，其中，散热膜一端设有进水口，另一端设有出水口，进水口连接进液管，出水口连接出液管，进液管和出液管分别穿过电池箱体顶部，水流加速器安装于出水管与出液管之间，与控制电路板电连接，电热膜一端设有接线，与控制电路板相连。本发明通过散热膜对锂电池进行降温，通过电热膜对锂电池进行加热，大大提高了温控效率。

Description

一种锂电池温度控制装置
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池温度控制装置。
背景技术
锂电池的使用环境温度在-20～+55℃。就单只电芯而言，其0℃时的容量保持率约为60～70％，-10℃时的容量保持率约为40～55％，-20℃时的容量保持率约为20～40％。锂电池的低温使用环境下的极限低温可能低至-40℃以下，在这样的低温条件下，电化学反应速度下降，电池输出的电流和电压都会下降，放电容量也会大幅下降，这样的低温性能显然不能满足动力电源的使用要求。相反，在高温使用环境下的极限温度可达50℃，甚至高达60℃左右，散热不及时会引起热积累，导致热失控，严重影响电池的性能及安全，即使磷酸铁锂电池的高温性能较好，其放电容量也会大幅下降。因此，控制锂电池的工作环境温度至关重要，成为锂电池的主要攻坚方向。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种锂电池温度控制装置，通过散热膜对锂电池进行降温，通过电热膜对锂电池进行加热，大大提高了温控效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池温度控制装置，包括电池箱体、由锂电池单体串联而成的锂电池组、电热膜、散热膜、水流加速器、温度传感器、控制电路板、进液管、出液管，所述电池箱体顶部设有正极接线柱、负极接线柱，所述锂电池组位于所述电池箱体内，所述锂电池组的正负极分别通过导线与所述正极接线柱和负极接线柱对应连接，所述锂电池单体底部粘结有温度传感器，所述温度传感器连接所述控制电路板，所述散热膜和所述电热膜共同穿插于所述锂电池单体之间，所述电热膜位于所述散热膜的外侧，其中，所述散热膜一端设有进水口，另一端设有出水口，所述进水口连接所述进液管，所述出水口连接所述出液管，所述进液管和所述出液管分别穿过所述电池箱体顶部，所述水流加速器安装于所述出水管与所述出液管之间，与所述控制电路板电连接，所述电热膜一端设有接线，与所述控制电路板相连。
进一步，所述散热膜由散热膜体和导水管组成，所述导水管固装在所述散热膜体内。
进一步，所述导水管横向盘绕于所述散热膜体内，一端伸出所述散热膜体的一侧作为散热膜的进水口，另一端伸出所散热膜体的另一侧作为散热膜的出水口。
进一步，所述控制电路板包括：主控模块、存储模块、A/D转换模块、数据采集模块、通讯模块，所述温度传感器连接所述数据采集模块的输入端，所述数据采集模块的输出端连接所述A/D转换模块的输入端，所述A/D转换模块的输出端连接所述主控模块的输入端，所述主控模块分别与所述存储模块和通讯模块双向连接，所述通讯模块还与移动端无线通信。
进一步，所述主控模块采用ATMega32芯片。
进一步，所述电池箱体外侧贴有防潮膜。
进一步，所述温度传感器采用DS18B20传感器。
本发明的优点在于：通过设置电热膜和散热膜来实现对锂电池的温度控制，具体地，将散热膜和电热膜共同穿插于锂电池单体之间，电热膜通过接线连接主控模块，主控模块根据温度传感器上传的温度数据判断是否低于预设阈值，如果低则控制电热膜进行加热，如果超过预设阈值则控制水流加速器启动，通过加速水的流动来快速带走热量，实现降温，此外，电热膜位于散热膜的外侧，不仅使得电热膜对锂电池组进行加热的时候，散热膜起到隔离保护的作用，防止电热膜直接接触锂电池组，以防损害锂电池组，另外，散热膜还能在电热膜加热的时候加热导水管的水，一方面加快热传递，另一方面起到保温的作用，采用这种结构设计，一举多得，大大提高了温控效率，而且，散热膜和电热膜采用穿插的形式设于锂电池单体之间，紧紧包围锂电池单体，增加了加热或散热面积，进一步提高了温控效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种锂电池温度控制装置的电路原理图；
图2为本发明的一种锂电池温度控制装置的结构示意图；
图3为本发明的一种锂电池温度控制装置的散热膜的结构示意图。
其中：1、电池箱体；2、正极接线柱；3、负极接线柱；4、进液管；5、出液管；6、控制电路板；7、锂电池单体；8、温度传感器；9、散热膜；10、电热膜；11、水流加速器；12、防潮膜；13、移动端；601、数据采集模块；602、A/D转换模块；603、主控模块；604、存储模块；605、通讯模块；901、散热膜体；902、导水管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图2所示，本发明的一个实施例的一种锂电池温度控制装置，包括电池箱体1、由锂电池单体7串联而成的锂电池组、电热膜10、散热膜9、水流加速器11、温度传感器8、控制电路板6、进液管4、出液管5，其中，所述电池箱体1外侧贴有防潮膜12。所述电池箱体1顶部设有正极接线柱2、负极接线柱3，所述锂电池组位于所述电池箱体1内，所述锂电池组的正负极分别通过导线与所述正极接线柱2和负极接线柱3对应连接，所述锂电池单体7底部粘结有温度传感器8，所述温度传感器8连接所述控制电路板6，所述散热膜9和所述电热膜10共同穿插于所述锂电池单体7之间，可以以两个或多个锂电池单体7为一组进行穿插，也可以以一个锂电池单体7为一组进行穿插，优选的，如图2所示，散热膜9和电热膜10以一个锂电池单体7为一组进行穿插，所述电热膜10位于所述散热膜9的外侧，其中，所述散热膜9一端设有进水口，另一端设有出水口，所述进水口连接所述进液管4，所述出水口连接所述出液管5，所述进液管4和所述出液管5分别穿过所述电池箱体1顶部，所述水流加速器11安装于所述出水管与所述出液管5之间，与所述控制电路板6电连接，所述电热膜10一端设有接线，与所述控制电路板6相连。
如图3所示，所述散热膜9由散热膜9体和导水管902组成，所述导水管902固装在所述散热膜9体内。具体地，所述导水管902横向盘绕于所述散热膜9体内，一端伸出所述散热膜9体的一侧作为散热膜9的进水口，另一端伸出所散热膜9体的另一侧作为散热膜9的出水口。导水管902横向盘绕于散热膜9体内，水流会自左至右、自上而下的从进水口流向出水口，不仅便于散热膜9在锂电池单体7之间的折叠盘绕，而且增加了水在每个锂电池单体7的冷却时间，进而提高了温控效率。
如图1所示，所述控制电路板6包括：主控模块603、存储模块604、A/D转换模块602、数据采集模块601、通讯模块605，所述温度传感器8连接所述数据采集模块601的输入端，所述数据采集模块601的输出端连接所述A/D转换模块602的输入端，所述A/D转换模块602的输出端连接所述主控模块603的输入端，所述主控模块603分别与所述存储模块604和通讯模块605双向连接，所述通讯模块605还与移动端13无线通信。实现了远程控制，用户可以随时查看锂电池组的温度情况，并发送相应指令到主控模块603，由主控模块603控制水流加速器11或者电热膜10进行加热或降温动作，实现了远程监控，更加智能化，也更加符合现代社会的需求。
优选的，所述主控模块603采用ATMega32芯片。
优选的，所述温度传感器8采用DS18B20传感器。
根据本发明的一种锂电池温度控制装置，通过设置电热膜和散热膜来实现对锂电池的温度控制，具体地，将散热膜和电热膜共同穿插于锂电池单体之间，电热膜通过接线连接主控模块，主控模块根据温度传感器上传的温度数据判断是否低于预设阈值，如果低则控制电热膜进行加热，如果超过预设阈值则控制水流加速器启动，通过加速水的流动来快速带走热量，实现降温，此外，电热膜位于散热膜的外侧，不仅使得电热膜对锂电池组进行加热的时候，散热膜起到隔离保护的作用，防止电热膜直接接触锂电池组，以防损害锂电池组，另外，散热膜还能在电热膜加热的时候加热导水管的水，一方面加快热传递，另一方面起到保温的作用，采用这种结构设计，一举多得，大大提高了温控效率，而且，散热膜和电热膜采用穿插的形式设于锂电池单体之间，紧紧包围锂电池单体，增加了加热或散热面积，进一步提高了温控效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种锂电池温度控制装置，其特征在于，包括电池箱体、由锂电池单体串联而成的锂电池组、电热膜、散热膜、水流加速器、温度传感器、控制电路板、进液管、出液管，所述电池箱体顶部设有正极接线柱、负极接线柱，所述锂电池组位于所述电池箱体内，所述锂电池组的正负极分别通过导线与所述正极接线柱和负极接线柱对应连接，所述锂电池单体底部粘结有温度传感器，所述温度传感器连接所述控制电路板，所述散热膜和所述电热膜共同穿插于所述锂电池单体之间，所述电热膜位于所述散热膜的外侧，其中，所述散热膜一端设有进水口，另一端设有出水口，所述进水口连接所述进液管，所述出水口连接所述出液管，所述进液管和所述出液管分别穿过所述电池箱体顶部，所述水流加速器安装于所述出水管与所述出液管之间，与所述控制电路板电连接，所述电热膜一端设有接线，与所述控制电路板相连。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述散热膜由散热膜体和导水管组成，所述导水管固装在所述散热膜体内。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述导水管横向盘绕于所述散热膜体内，一端伸出所述散热膜体的一侧作为散热膜的进水口，另一端伸出所散热膜体的另一侧作为散热膜的出水口。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述控制电路板包括：主控模块、存储模块、A/D转换模块、数据采集模块、通讯模块，所述温度传感器连接所述数据采集模块的输入端，所述数据采集模块的输出端连接所述A/D转换模块的输入端，所述A/D转换模块的输出端连接所述主控模块的输入端，所述主控模块分别与所述存储模块和通讯模块双向连接，所述通讯模块还与移动端无线通信。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述主控模块采用ATMega32芯片。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述电池箱体外侧贴有防潮膜。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池温度控制装置，其特征在于，所述温度传感器采用DS18B20传感器。
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