CN108767375A - 一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组 - Google Patents

一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，属于蓄电池组技术领域，一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，包括电池组框架，电池组框架内放置有铅酸蓄电池组，电池组框架的一侧壁上固定连接有预加热电池框架，电池组框架的内侧壁上开凿有第一加热槽，第一加热槽内固定连接有第一隔热板，第一隔热板靠近铅酸蓄电池组的侧壁上固定连接有第一热电转换板，第一热电转换板与第一隔热板之间固定连接有多个均匀分布的第一加热片，可以通过预加热电池为铅酸蓄电池预热，使铅酸蓄电池在低温寒冷的环境中也能够正常使用，增加了铅酸蓄电池使用寿命，减少了铅酸蓄电池的维护成本，利于电动新能源车辆在北方的推行，利于环保。

Description

一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组
技术领域
本发明涉及蓄电池组技术领域，更具体地说，涉及一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组。
背景技术
铅酸蓄电池是指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池，一般情况下，蓄电池的最佳使用温度是25°左右，而且每下降1°，蓄电池的可用容量会下降0.8％左右，而在温度升高后，蓄电池的容量才恢复正常，所以在寒冷天气里，尤其是北方地区，温度往往会下降到零下几度，甚至几十度，这个时候的蓄电池可用容量就会大幅度下降，性能表现会变得更加脆弱。
铅酸蓄电池的结构特性决定在低温状态下，电池的充电接受能力，充电效率，容量都会下降，若电动车辆负载过大(大电流放电)，长时间大电流放电，电池的实际放电容量将会变得更小，这也是所有铅酸电池在冬季使用中不够理想的原因，另外冬季气温低时也不能过放电，否则随着电解液密度的下降会造成电池结冰，引起电池极板胀裂、粉碎，电池外壳鼓包等不可修复的损坏，虽然铅酸蓄电池电压稳定且价格便宜，但在寒冷地区很难发挥作用，低温会加速老化，易于损坏，增加了使用成本。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，它可以通过预加热电池为铅酸蓄电池预热，使铅酸蓄电池在低温寒冷的环境中也能够正常使用，增加了铅酸蓄电池的使用寿命，极大减少了铅酸蓄电池的维护成本，利于电动新能源车辆在北方的推行，利于环保。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，包括电池组框架，所述电池组框架内放置有铅酸蓄电池组，所述电池组框架的一侧壁上固定连接有预加热电池框架，所述预加热电池框架上插接有预加热电池，所述电池组框架的上端转动连接有固定板，且固定板和电池组框架之间连接有弹性转轴，所述固定板和电池组框架之间连接有卡口，所述电池组框架的内侧壁上开凿有第一加热槽，所述第一加热槽内固定连接有第一隔热板，所述第一隔热板靠近铅酸蓄电池组的侧壁上固定连接有第一热电转换板，所述第一热电转换板与第一隔热板之间固定连接有多个均匀分布的第一加热片，所述固定板的下端开凿有第二加热槽，所述第二加热槽内固定连接有第二隔热板，所述第二隔热板靠近铅酸蓄电池组的一侧壁上固定连接有第二热电转换板，所述第二热电转换板与第二隔热板之间固定连接有多个均匀分布的第二加热片，它可以通过预加热电池为铅酸蓄电池预热，使铅酸蓄电池在低温寒冷的环境中也能够正常使用，增加了铅酸蓄电池的使用寿命，极大减少了铅酸蓄电池的维护成本，利于电动新能源车辆在北方的推行，利于环保。
进一步的，所述第一热电转换板和第二热电转换板上均固定连接有多个均匀分布的温度传感器，不会造成温度感知太片面或偏差过大。
进一步的，所述预加热电池为聚合物锂离子低温锂电池，低温锂电池可有效提高电池在低温环境下的放电性能，降低电池内阻，达到高倍率放电的效果，具有放电性能好、放电倍率大、产品性能稳定、比能量高和安全性好等优点。
进一步的，所述聚合物锂离子低温锂电池为民用低温锂电池，-20℃电池0.2C放电占额定容量的80％以上，充电温为0～45℃，放电温度为-20～60℃，存储温度为-20～35℃，可满足一般低温环境的需求。
进一步的，所述预加热电池的电芯型号为18650，标称容量为10050mAh，此型号使用较为普遍，性价比较高。
进一步的，所述第一加热片和第二加热片的厚度均在0.9mm-1.4mm之间，所述第一加热片和第二加热片均包括耐高温硅橡胶的玻璃纤维布和丝状的金属发热体，其中丝状的金属发热体均布于涂布有耐高温硅橡胶的玻璃纤维布间，此厚度较为普遍且加热效果较好，便于采购或生产。
进一步的，所述第一热电转换板与预加热电池和第二热电转换板与预加热电池之间均连接有预加热电池充电模块，当铅酸蓄电池组温度高于25℃时，第一热电转换板或第二热电转换板可为预加热电池充电。
进一步的，所述预加热电池框架内安装有故障及低电压警报模块，警报模块可与电动车辆的主控面板连接，在电动车辆的主控面板上可观察故障及低电压警报提醒，易于及时发现并解决问题。
进一步的，所述铅酸蓄电池组与预加热电池充电装置电性连接，当预加热电池电量不足时，可通过铅酸蓄电池组为预加热电池充电。
进一步的，所述预加热电池框架内安装有MCU主控模块，MCU主控模块与铅酸蓄电池组、第一加热片、第一热电转换板、第二加热片、第二热电转换板和温度传感器均连接，可通过技术人员输入逻辑语言，完成对本方案中各模块或组件的调控。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过预加热电池为铅酸蓄电池预热，使铅酸蓄电池在低温寒冷的环境中也能够正常使用，增加了铅酸蓄电池的使用寿命，极大减少了铅酸蓄电池的维护成本，利于电动新能源车辆在北方的推行，利于环保。
(2)第一热电转换板和第二热电转换板上均固定连接有多个均匀分布的温度传感器，不会造成温度感知太片面或偏差过大。
(3)预加热电池为聚合物锂离子低温锂电池，低温锂电池可有效提高电池在低温环境下的放电性能，降低电池内阻，达到高倍率放电的效果，具有放电性能好、放电倍率大、产品性能稳定、比能量高和安全性好等优点。
(4)聚合物锂离子低温锂电池为民用低温锂电池，-20℃电池0.2C放电占额定容量的80％以上，充电温为0～45℃，放电温度为-20～60℃，存储温度为-20～35℃，可满足一般低温环境的需求。
(5)预加热电池的电芯型号为18650，标称容量为10050mAh，此型号使用较为普遍，性价比较高。
(6)第一加热片和第二加热片的厚度均在0.9mm-1.4mm之间，第一加热片和第二加热片均包括耐高温硅橡胶的玻璃纤维布和丝状的金属发热体，其中丝状的金属发热体均布于涂布有耐高温硅橡胶的玻璃纤维布间，此厚度较为普遍且加热效果较好，便于采购或生产。
(7)第一热电转换板与预加热电池和第二热电转换板与预加热电池之间均连接有预加热电池充电模块，当铅酸蓄电池组温度高于25℃时，第一热电转换板或第二热电转换板可为预加热电池充电。
(8)预加热电池框架内安装有故障及低电压警报模块，警报模块可与电动车辆的主控面板连接，在电动车辆的主控面板上可观察故障及低电压警报提醒，易于及时发现并解决问题。
(9)铅酸蓄电池组与预加热电池充电装置电性连接，当预加热电池电量不足时，可通过铅酸蓄电池组为预加热电池充电。
(10)预加热电池框架内安装有MCU主控模块，MCU主控模块与铅酸蓄电池组、第一加热片、第一热电转换板、第二加热片、第二热电转换板和温度传感器均连接，可通过技术人员输入逻辑语言，完成对本方案中各模块或组件的调控。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的剖面图；
图3为图2中A处结构示意图；
图4为本发明的流程图。
图中标号说明：
1电池组框架、2铅酸蓄电池组、3固定板、4弹性转轴、5预加热电池框架、6预加热电池、7第一加热槽、8第一隔热板、9第一加热片、10第一热电转换板、11第二加热槽、12第二隔热板、13第二加热片、14第二热电转换板、15卡扣、16温度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅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“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组2，包括电池组框架1，电池组框架1内放置有铅酸蓄电池组2，电池组框架1的一侧壁上固定连接有预加热电池框架5，预加热电池框架5上插接有预加热电池6，预加热电池6为聚合物锂离子低温锂电池，低温锂电池可有效提高电池在低温环境下的放电性能，降低电池内阻，达到高倍率放电的效果，具有放电性能好、放电倍率大、产品性能稳定、比能量高和安全性好等优点，聚合物锂离子低温锂电池为民用低温锂电池，-20℃电池0.2C放电占额定容量的80％以上，充电温为0～45℃，放电温度为-20～60℃，存储温度为-20～35℃，可满足一般低温环境的需求，预加热电池6的电芯型号为18650，标称容量为10050mAh，此型号使用较为普遍，性价比较高，电池组框架1的上端转动连接有固定板3，且固定板3和电池组框架1之间连接有弹性转轴4，固定板3和电池组框架1之间连接有卡口15，方便拆装铅酸蓄电池组2。
请参阅图2-3，电池组框架1的内侧壁上开凿有第一加热槽7，第一加热槽7内固定连接有第一隔热板8，第一隔热板8靠近铅酸蓄电池组2的侧壁上固定连接有第一热电转换板10，第一热电转换板10与第一隔热板8之间固定连接有多个均匀分布的第一加热片9，固定板3的下端开凿有第二加热槽11，第二加热槽11内固定连接有第二隔热板12，第二隔热板12靠近铅酸蓄电池组2的一侧壁上固定连接有第二热电转换板14，第二热电转换板14与第二隔热板12之间固定连接有多个均匀分布的第二加热片13，第一热电转换板10和第二热电转换板14上均固定连接有多个均匀分布的温度传感器16，不会造成温度感知太片面或偏差过大，第一加热片9和第二加热片13的厚度均在0.9mm-1.4mm之间，第一加热片9和第二加热片13均包括耐高温硅橡胶的玻璃纤维布和丝状的金属发热体，其中丝状的金属发热体均布于涂布有耐高温硅橡胶的玻璃纤维布间，此厚度较为普遍且加热效果较好，便于采购或生产。
第一热电转换板10与预加热电池6和第二热电转换板14与预加热电池6之间均连接有预加热电池充电模块，当铅酸蓄电池组2温度高于25℃时，第一热电转换板10或第二热电转换板14可为预加热电池6充电，同时，铅酸蓄电池组2与预加热电池充电装置电性连接，当预加热电池6电量不足时，可通过铅酸蓄电池组2为预加热电池6充电。
预加热电池框架5内安装有故障及低电压警报模块，警报模块可与电动车辆的主控面板连接，在电动车辆的主控面板上可观察故障及低电压警报提醒，易于及时发现并解决问题。
预加热电池框架5内安装有MCU主控模块，MCU主控模块与铅酸蓄电池组2、第一加热片9、第一热电转换板10、第二加热片13、第二热电转换板14和温度传感器16均连接，可通过技术人员输入逻辑语言，完成对本方案中各模块或组件的调控。
请参阅图4，本方案在使用时，多个温度传感器16会感知铅酸蓄电池组2的温度，当多个温度传感器16感知的温度有偏差时，MCU主控模块会自动取平均值，并将平均值与25℃相比较，25℃为铅酸蓄电池组2的最佳使用温度，当感知的实际温度低于25℃时，MCU主控模块会控制第一加热片9和第二加热片13加热，直至加热至多个温度传感器16感知的实际温度是否高于25℃，则第一加热片9和第二加热片13停止加热，并且铅酸蓄电池组2在使用的过程中也会产生热量，当温度高于25℃第一加热片9和第二加热片13停止加热后，此时第一热电转换板10和第二热电转换板14会通过预加热电池充电模块为预加热电池6充电，将热能转化为电能，也可防止铅酸蓄电池组2因温度过高而损坏。
它可以通过预加热电池6为铅酸蓄电池组2预热，使铅酸蓄电池组2在低温寒冷的环境中也能够正常使用，增加了铅酸蓄电池组2的使用寿命，极大减少了铅酸蓄电池组2的维护成本，利于电动新能源车辆在北方的推行，利于环保。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，包括电池组框架(1)，所述电池组框架(1)内放置有铅酸蓄电池组(2)，其特征在于：所述电池组框架(1)的一侧壁上固定连接有预加热电池框架(5)，所述预加热电池框架(5)上插接有预加热电池(6)，所述电池组框架(1)的上端转动连接有固定板(3)，且固定板(3)和电池组框架(1)之间连接有弹性转轴(4)，所述固定板(3)和电池组框架(1)之间连接有卡口(15)，所述电池组框架(1)的内侧壁上开凿有第一加热槽(7)，所述第一加热槽(7)内固定连接有第一隔热板(8)，所述第一隔热板(8)靠近铅酸蓄电池组(2)的侧壁上固定连接有第一热电转换板(10)，所述第一热电转换板(10)与第一隔热板(8)之间固定连接有多个均匀分布的第一加热片(9)，所述固定板(3)的下端开凿有第二加热槽(11)，所述第二加热槽(11)内固定连接有第二隔热板(12)，所述第二隔热板(12)靠近铅酸蓄电池组(2)的一侧壁上固定连接有第二热电转换板(14)，所述第二热电转换板(14)与第二隔热板(12)之间固定连接有多个均匀分布的第二加热片(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述第一热电转换板(10)和第二热电转换板(14)上均固定连接有多个均匀分布的温度传感器(16)。
3.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述预加热电池(6)为聚合物锂离子低温锂电池。
4.根据权利要求3所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述聚合物锂离子低温锂电池为民用低温锂电池。
5.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述预加热电池(6)的电芯型号为18650，标称容量为10050mAh。
6.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述第一加热片(9)和第二加热片(13)的厚度均在0.9mm-1.4mm之间，所述第一加热片(9)和第二加热片(13)均包括耐高温硅橡胶的玻璃纤维布和丝状的金属发热体。
7.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述第一热电转换板(10)与预加热电池(6)和第二热电转换板(14)与预加热电池(6)之间均连接有预加热电池充电模块。
8.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述预加热电池框架(5)内安装有故障及低电压警报模块。
9.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述铅酸蓄电池组(2)与预加热电池充电装置电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种用于低温环境可预热的铅酸蓄电池组，其特征在于：所述预加热电池框架(5)内安装有MCU主控模块，MCU主控模块与铅酸蓄电池组(2)、第一加热片(9)、第一热电转换板(10)、第二加热片(13)、第二热电转换板(14)和温度传感器(16)均连接。
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