CN108110351A - 一种恒温电动汽车充电电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒温电动汽车充电电池装置，主要包括：主体、保温器、抗压定位条、单元散热网、正极、负极、绝缘层、电池组、电池组控制器、控制器局域网总线、低压充电口、快速充电口，保温器安装于主体左侧凸起处下方，抗压定位条与单元散热网均匀分布于主体表面表面，正极与负极都安装于主体右侧，绝缘层位于与主体内表面，控制器局域网总线安装于主体左侧，低压充电口位于主体左侧，快速充电口位于主体左侧并且位于低压充电口正下方；本发明造价较低，有效解决或改善了现有技术中存在的不足，并且响应政府节能减排政策，适合广泛推广。

Description

一种恒温电动汽车充电电池装置
技术领域
本发明属于电动汽车充电电池技术领域，具体来讲是涉及一种恒温电动汽车充电电池装置。
背景技术
在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色;在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色;在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。
目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100-300km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50~100km。比起传统燃油汽车而言电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。
普通蓄电池充放电次数仅为300~400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700~1000次，按每年充放电200次计算，一个蓄电池的寿命最多为5年，与燃油汽车的寿命相比太短。
中国大城市拥有车库的家庭不多，缺乏晚上进行充电的条件。因此电动汽车车主通常需要依赖公共充电站。但是直到现在，中国仅建设了很少的公共充电站和充电桩。而且换电和充电两种技术间的竞争和标准的缺乏也增加了基础设施的投资风险。目前，少数国内汽车厂商和国家电网支持换电技术，而大部分国内汽车厂商和外资厂商倾向于充电技术。此外，快充（如10分钟就可以充满电池）技术尚未成熟，使得目前充电时间非常长，会带来充电站的交通堵塞。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题，本发提供了一种恒温电动汽车充电电池装置，通过合理的结构来增大了内设电池组数量，增加了行驶里程数并且设有两种充电口来满足用户需求，最后通过多种保护措施减小在使用中电池的损伤，延长了使用寿命。
本发明的技术方案为：一种恒温电动汽车充电电池装置，主要包括：主体、保温器、抗压定位条、单元散热网、正极、负极、绝缘层、电池组、电池组控制器、控制器局域网总线、低压充电口、快速充电口，所述保温器安装于所述主体左侧凸起处下方，保温器包括：滤网、进气口、压缩机、降温罐、四通阀、毛细管、散热网、出气口、控制器、温控器，所述滤网位于保湿器左侧底部，所述进气口安装于滤网右侧，所述压缩机安装于保湿器内底部并且与进气口另一端连接，所述散热网安装于保温器内左侧并且与压缩机顶部连接，所述降温罐安装于压缩机右侧，降温罐通过管道与所述毛细管右端连接，毛细管与散热片底端连接，所述四通阀安装于毛细管右侧的管道上，所述出气口安装于保温器顶部右侧并且底部与散热网连接，所述控制器安装于保温器内左上角，所述温控器安装于保温器顶部左上角；所述抗压定位条均匀分布于主体上表面与下表面，所述单元散热网均匀分布于主体前表面与后表面，所述正极安装于主体右侧靠近顶部的位置，所述负极安装于主体右侧正极的正下方，所述绝缘层位于与主体内表面，所述电池组共15组并且均匀分布于主体内，电池组包括：电池单元、检测芯片与保护芯片，每个电池组内从上至下分布有12个所述电池单元，每个电池单元上方设有一个所述检测芯片与所述保护芯片，检测芯片位于保护芯片左侧；所述电池组控制器共15个，分别安装于15个电池组左侧，所述控制器局域网总线安装于主体左侧，所述低压充电口位于主体左侧并且位于控制器局域网总线左侧，所述快速充电口位于主体左侧并且位于低压充电口正下方；控制器局域网总线通过导线与数据线分别与15个电池组控制器、低压充电口、快速充电口连接，每个电池组控制器通过导线与数据线分别与对应的电池组内的12个检测芯片及保护芯片连接，每个检测芯片及每个保护芯片分别通过导线与数据线与对应的电池单元连接；用户可以根据实际情况通过选择低压充电口与快速充电口对本装置进行充电，防止高低电压对电池的损伤并且通过保温器控制主体的内部温度，保温器内内设有四通阀，可以通过控制器自由切换保温器的工作方向，为主体升温与降温，通过抗压定位条上设有的矩形条来更好的固定主体，检测芯片与保护芯片实现电芯过流保护，电池组控制器实现电池组的电池组级过流保护。
进一步的，所述主体与所述保温器构成L型结构，可以安装于汽车的后备箱与底盘内；合理利用车内多余空间，增大主体内装置空间来装置更多电池组。
进一步的，所述每个电池组的功率为1.1kw，电压为35-48.75V，质量为15.625kg；通过增加电池组数量来增加本装置的电容量。
进一步的，所述正极与所述负极与各电池组采用非焊接串联式连接，并且采用导线软连接；软连接提供更好的抗震性能与在振动下良好的导电功能。
进一步的，所述绝缘层采用特殊绝缘层，该绝缘层由岩棉、硅酸盐、氟系化合物、聚氨酯化合物与复合型惰性金属构成，其质量比为3:2:0.3:0.25:4.45；该创新型绝缘层可以在外界温度200℃下保持原形不膨胀，并且在外界温度超过320℃时也不会出现破损，并且该特殊绝缘层具有良好的绝缘效果与较高的抗氧化性可以加长电池寿命。
进一步的，所述主体的外壳与所述抗压定位条都采用轻量化复合材料，所述单元散热网采用独立热流道散热结构；轻量化复合材料重量轻、高压绝缘并且隔热性能较好，不需要进行表面处理的同时强度高，刚性好，而独立热流道散热具有更好的散热能力。
进一步的，所述温控器在监测到所述主体温度大于25℃与低于2℃开始工作；合理避免了本装置在夏季与冬季不使用时天气因素对电池带来损害，并且适当的放电过程避免了电池自动放电对本装置带来的损害。
进一步的，所述控制器局域网总线上设有多路继电器保护模块、系统过流保护模块、热管理模块、高压安全模块与处理器，所述处理器分别与上述各模块连接；实现系统级别的过流保护、继电器保护、温度控制与安全控制策略。
本发明的工作原理为：用户可以根据实际情况通过选择低压充电口与快速充电口对本装置进行充电，防止高低电压对电池的损伤并且通过保温器控制主体的内部温度，保温器内内设有四通阀，可以通过控制器自由切换保温器的工作方向，为主体升温与降温，通过抗压定位条上设有的矩形条来更好的固定主体，检测芯片与保护芯片实现电芯过流保护，电池组控制器实现电池组的电池组级过流保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明为L型结构，合理利用了电动汽车的后备箱与车盘的空间，增大本装置的内部空间，增加了可以安置的电池组数量，从而提高了容电量，相比传统的电动汽车行驶里程数上得到了提升。
2、我国基础充电设施普遍并不全面，本发明通过设置低压充电口与快速充电口来应对用户不同的需求。
3、本发明通过保护装置温度、适当放电、采用多种控制器检测保护与特殊的复合材料减少电池日常使用时的损伤，延长了电池的使用寿命。
4、本发明造价较低，有效解决或改善了现有技术中存在的不足，并且响应政府节能减排政策，适合广泛推广。
附图说明
图1是本发明主体结构示意图；
图2是本发明横截面示意图；
图3是本发明左视图；
图4是本发明保温器结构示意图；
图5是本发明电池组结构示意图；
其中，1-主体、2-保温器、3-抗压定位条、4-单元散热网、5-正极、6-负极、7-绝缘层、8-电池组、9-电池组控制器、10-控制器局域网总线、11-低压充电口、12-快速充电口、21-滤网、22-进气口、23-压缩机、24-降温罐、25-四通阀、26-毛细管、27-散热网、28-出气口、29-控制器、30-温控器、81-电池单元、82-检测芯片、83-保护芯片。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面将结合附图及具体实施例为例做进一步的解释说明。
实施例1：如图1所示，一种恒温电动汽车充电电池装置，主要包括：主体1、保温器2、抗压定位条3、单元散热网4、正极5、负极6、绝缘层7、电池组8、电池组控制器9、控制器局域网总线10、低压充电口11、快速充电口12，保温器2安装于主体1左侧凸起处下方，保温器2包括：滤网21、进气口22、压缩机23、降温罐24、四通阀25、毛细管26、散热网27、出气口28、控制器29、温控器30，滤网21位于保湿器2左侧底部，进气口22安装于滤网21右侧，压缩机23安装于保湿器2内底部并且与进气口22另一端连接，散热网27安装于保温器2内左侧并且与压缩机23顶部连接，降温罐24安装于压缩机23右侧，降温罐24通过管道与毛细管26右端连接，毛细管26与散热片27底端连接，四通阀25安装于毛细管26右侧的管道上，出气口28安装于保温器2顶部右侧并且底部与散热网27连接，控制器29安装于保温器2内左上角，温控器30安装于保温器2顶部左上角；抗压定位条3均匀分布于主体1上表面与下表面，单元散热网4均匀分布于主体1前表面与后表面，正极5安装于主体1右侧靠近顶部的位置，负极6安装于主体1右侧正极5的正下方，绝缘层7位于与主体1内表面，电池组8共15组并且均匀分布于主体1内，电池组8包括：电池单元81、检测芯片82与保护芯片83，每个电池组8内从上至下分布有12个电池单元81，每个电池单元81上方设有一个检测芯片82与保护芯片83，检测芯片82位于保护芯片83左侧；电池组控制器9共15个，分别安装于15个电池组8左侧，控制器局域网总线10安装于主体1左侧，低压充电口11位于主体1左侧并且位于控制器局域网总线10左侧，快速充电口12位于主体1左侧并且位于低压充电口11正下方；控制器局域网总线10通过导线与数据线分别与15个电池组控制器9、低压充电口11、快速充电口12连接，每个电池组控制器9通过导线与数据线分别与对应的电池组8内的12个检测芯片82及保护芯片83连接，每个检测芯片82及每个保护芯片83分别通过导线与数据线与对应的电池单元81连接；用户可以根据实际情况通过选择低压充电口11与快速充电口12对本装置进行充电，防止高低电压对电池的损伤并且通过保温器2控制主体1的内部温度，保温器2内内设有四通阀，可以通过控制器29自由切换保温器2的工作方向，为主体1升温与降温，通过抗压定位条3上设有的矩形条来更好的固定主体1，检测芯片82与保护芯片83实现电芯过流保护，电池组控制器9实现电池组8的电池组级过流保护。
其中，主体1与保温器2构成L型结构，可以安装于汽车的后备箱与底盘内；合理利用车内多余空间，增大主体1内装置空间来装置更多电池组8；每个电池组8的功率为1.1kw，电压为45V，质量为15.625kg；通过增加电池组数量来增加本装置的电容量；正极5与负极6与各电池组8采用非焊接串联式连接，并且采用导线软连接；软连接提供更好的抗震性能与在振动下良好的导电功能；绝缘层7采用特殊绝缘层，该绝缘层由岩棉、硅酸盐、氟系化合物、聚氨酯化合物与复合型惰性金属构成，其质量比为3:2:0.3:0.25:4.45；该创新型绝缘层可以在外界温度200℃下保持原形不膨胀，并且在外界温度超过320℃时也不会出现破损，并且该特殊绝缘层具有良好的绝缘效果与较高的抗氧化性可以加长电池寿命；主体1的外壳与抗压定位条3都采用轻量化复合材料，单元散热网4采用独立热流道散热结构；轻量化复合材料重量轻、高压绝缘并且隔热性能较好，不需要进行表面处理的同时强度高，刚性好，而独立热流道散热具有更好的散热能力；温控器30在监测到主体1温度大于25℃与低于2℃开始工作；合理避免了本装置在夏季与冬季不使用时天气因素对电池带来损害，并且适当的放电过程避免了电池自动放电对本装置带来的损害；控制器局域网总线10上设有多路继电器保护模块、系统过流保护模块、热管理模块、高压安全模块与处理器，处理器分别与上述各模块连接；实现系统级别的过流保护、继电器保护、温度控制与安全控制策略。
本发明的工作原理为：用户可以根据实际情况通过选择低压充电口11与快速充电口12对本装置进行充电，防止高低电压对电池的损伤并且通过保温器2控制主体1的内部温度，保温器2内内设有四通阀，可以通过控制器29自由切换保温器2的工作方向，为主体1升温与降温，通过抗压定位条3上设有的矩形条来更好的固定主体1，检测芯片82与保护芯片83实现电芯过流保护，电池组控制器9实现电池组8的电池组级过流保护。
最后应说明的是：以上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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，主要包括：主体（1）、保温器（2）、抗压定位条（3）、单元散热网（4）、正极（5）、负极（6）、绝缘层（7）、电池组（8）、电池组控制器（9）、控制器局域网总线（10）、低压充电口（11）、快速充电口（12），所述保温器（2）安装于所述主体（1）左侧凸起处下方，保温器（2）包括：滤网（21）、进气口（22）、压缩机（23）、降温罐（24）、四通阀（25）、毛细管（26）、散热网（27）、出气口（28）、控制器（29）、温控器（30），所述滤网（21）位于保湿器（2）左侧底部，所述进气口（22）安装于滤网（21）右侧，所述压缩机（23）安装于保湿器（2）内底部并且与进气口（22）另一端连接，所述散热网（27）安装于保温器（2）内左侧并且与压缩机（23）顶部连接，所述降温罐（24）安装于压缩机（23）右侧，降温罐（24）通过管道与所述毛细管（26）右端连接，毛细管（26）与散热片（27）底端连接，所述四通阀（25）安装于毛细管（26）右侧的管道上，所述出气口（28）安装于保温器（2）顶部右侧并且底部与散热网（27）连接，所述控制器（29）安装于保温器（2）内左上角，所述温控器（30）安装于保温器（2）顶部左上角；所述抗压定位条（3）均匀分布于主体（1）上表面与下表面，所述单元散热网（4）均匀分布于主体（1）前表面与后表面，所述正极（5）安装于主体（1）右侧靠近顶部的位置，所述负极（6）安装于主体（1）右侧正极（5）的正下方，所述绝缘层（7）位于与主体（1）内表面，所述电池组（8）共15组并且均匀分布于主体（1）内，电池组（8）包括：电池单元（81）、检测芯片（82）与保护芯片（83），每个电池组（8）内从上至下分布有12个所述电池单元（81），每个电池单元（81）上方设有一个所述检测芯片（82）与所述保护芯片（83），检测芯片（82）位于保护芯片（83）左侧；所述电池组控制器（9）共15个，分别安装于15个电池组（8）左侧，所述控制器局域网总线（10）安装于主体（1）左侧，所述低压充电口（11）位于主体（1）左侧并且位于控制器局域网总线（10）左侧，所述快速充电口（12）位于主体（1）左侧并且位于低压充电口（11）正下方；控制器局域网总线（10）通过导线与数据线分别与15个电池组控制器（9）、低压充电口（11）、快速充电口（12）连接，每个电池组控制器（9）通过导线与数据线分别与对应的电池组（8）内的12个检测芯片（82）及保护芯片（83）连接，每个检测芯片（82）及每个保护芯片（83）分别通过导线与数据线与对应的电池单元（81）连接。
2.如权利要求1所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述主体（1）与所述保温器（2）构成L型结构，可以安装于汽车的后备箱与底盘内。
3.如权利要求1所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述每个电池组（8）的功率为1.1kw，电压为35-48.75V，质量为15.625kg。
4.如权利要求1所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述正极（5）与所述负极（6）与各电池组（8）采用非焊接串联式连接，并且采用导线软连接。
5.如权利要求1或3任意一项所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述绝缘层（7）采用特殊绝缘层，该绝缘层由岩棉、硅酸盐、氟系化合物、聚氨酯化合物与复合型惰性金属构成，其质量比为3:2:0.3:0.25:4.45。
6.如权利要求1所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述温控器（30）在监测到所述主体（1）温度大于25℃与低于2℃开始工作。
7.如权利要求1所述的一种恒温电动汽车充电电池装置，其特征在于，所述控制器局域网总线（10）上设有多路继电器保护模块、系统过流保护模块、热管理模块、高压安全模块与处理器，所述处理器分别与上述各模块连接。
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