CN113140813A - 一种过热智能保护的锂离子电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种过热智能保护的锂离子电池组,包括多个电芯单体、第一固定模组、第二固定模组、导线组件、智能管理模块和相变散热管组件,第一固定模组和第二固定模组分别固定连接在多个电芯单体的两端,导线组件用于连接多个电芯单体的正极和负极,智能管理模块固定连接在电芯单体上,相变散热管组件固定连接在部分电芯单体上,所述相变散热管组件能够对电芯单体的温度进行检测并可吸收电芯单体发出的热量。本发明通过智能管理模块可对电池组进行过充过载的防护,通过相变散热管组件能够对电池组进行物理降温,对电池组具有电路和物理双重过热保护,可确保过热防护的效果,大幅减少电池组发生自燃或爆炸的概率。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,具体涉及一种过热智能保护的锂离子电池组。
背景技术
由于锂离子电池能量密度大,平均输出电压高。循环性能优越、可快速充放电、使用寿命长,越来越多的设备均使用锂离子电池,现有技术中的锂离子电池组很多均是使用18650规格或其他规格的锂电池电芯单体焊接组装而成,以电动自行车及部分电动汽车上使用锂离子电池组为例,将满足电压需求的、足够数量的电芯单体固定后,固定连接在对应的防护壳体中。
在现实生活中,经常会有锂离子电池组自燃或爆炸等情况,锂离子电池组发生自燃或爆炸的主要原因之一就是锂离子电池在充放电过程中会产生较大的热量,这些热量不能及时排出,外加其他诱因就容易发生自燃或爆炸,现有技术中虽然有相应的电池组充放电及过热防护系统,但是均是对电路上进行控制,没有物理上的降温和过热保护。
因此,针对上述技术问题,有必要提供一种过热智能保护的锂离子电池组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过热智能保护的锂离子电池组,以解决上述的问题。
为了实现上述目的,本发明一实施例提供的技术方案如下:
一种过热智能保护的锂离子电池组,包括多个电芯单体、第一固定模组、第二固定模组、导线组件、智能管理模块和相变散热管组件。
第一固定模组和第二固定模组分别固定连接在多个电芯单体的两端;
导线组件用于连接多个电芯单体的正极和负极;
智能管理模块固定连接在电芯单体上,所述智能管理模块与导线组件电性连接;
相变散热管组件固定连接在部分电芯单体上,所述相变散热管组件能够对电芯单体的温度进行检测并可吸收电芯单体发出的热量。
作为本发明的进一步改进,所述第一固定模组包括多个相互组合固定的第一模组单体,所述第二固定模组包括多个相互组合固定的第二模组单体。
作为本发明的进一步改进,所述第一模组单体和第二模组单体上均开设有用于卡接固定电芯单体的卡接槽。
作为本发明的进一步改进,所述导线组件包括负极连接线和正极连接线,所述负极连接线与多个电芯单体的负极电性连接,所述正极连接线与多个电芯单体的正极电性连接。
作为本发明的进一步改进,所述负极连接线与电芯单体之间固定连接有连接导电片。
作为本发明的进一步改进,所述智能管理模块上固定连接有线路中继盒,所述导线组件均贯穿线路中继盒并与智能管理模块电性连接,所述导线组件的一端固定连接有充放电接头。
作为本发明的进一步改进,所述相变散热管组件包括第一相变散热管和第一感温连接端,所述第一相变散热管和第一感温连接端与电芯单体的一端之间均固定连接有多个感温散热片。
作为本发明的进一步改进,所述感温散热片的材质为铜和铝合金中的一种。
作为本发明的进一步改进,所述第一相变散热管的一端固定连接有第一感温连接端,所述第一感温连接端的一端固定连接有第二感温连接端。
作为本发明的进一步改进,所述第一相变散热管和第一感温连接端内均填充有相变材料,所述相变材料为绝缘材料。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明通过智能管理模块可对电池组进行过充过载的防护,通过相变散热管组件能够对电池组进行物理降温,对电池组具有电路和物理双重过热保护,可确保过热防护的效果,大幅减少电池组发生自燃或爆炸的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,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为本发明一实施例中一种过热智能保护的锂离子电池组的结构示意图一;
图2为图1中A处的结构示意图;
图3为本发明一实施例中一种过热智能保护的锂离子电池组的结构示意图二;
图4为本发明一实施例中一种过热智能保护的锂离子电池组的主视图;
图5为本发明一实施例中一种过热智能保护的锂离子电池组的俯视图;
图6为图5中B-B处的结构示意图。
图中:100.电芯单体、200.第一固定模组、300.第二固定模组、400.连接导电片、401.负极连接线、402.正极连接线、500.感温散热片、501.第一相变散热管、502.第一感温连接端、503.第二相变散热管、504.第二感温连接端、600.充放电接头、700.智能管理模块、800.线路中继盒、900.固定件。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施例公开的一种过热智能保护的锂离子电池组,包括多个电芯单体100、第一固定模组200、第二固定模组300、导线组件、智能管理模块700和相变散热管组件。
参图1、图3或图4所示,第一固定模组200和第二固定模组300分别固定连接在多个电芯单体100的两端,第一固定模组200和第二固定模组300用于对电芯单体100的固定,可确保锂离子电池组的稳定性。
其中,第一固定模组200包括多个相互组合固定的第一模组单体,第二固定模组300包括多个相互组合固定的第二模组单体,第一模组单体的个数可根据电池组的大小进行选择,并且可自由拼装组合,通用性强。
具体的,第一模组单体和第二模组单体上均开设有用于卡接固定电芯单体100的卡接槽,图中未标出,电芯单体100可通过在一定范围内过盈配合的方式卡接在卡接槽内,便于对电芯单体100的直接固定和拿取,安装方便。
参图1所示,导线组件包括负极连接线401和正极连接线402,负极连接线401与多个电芯单体100的负极电性连接,正极连接线402与多个电芯单体100的正极电性连接。
换言之,导线组件用于连接多个电芯单体100的正极和负极。
参图1、图2结合图5所示,负极连接线401与电芯单体100之间固定连接有连接导电片400,一个连接导电片400通过激光电焊的方式固定连接在多个电芯单体100的端部,并且连接导电片400与电芯单体100为电性连接,连接导电片400不仅仅可实现对于对个电芯单体100的固定,增大电池组的稳定性,而且还便于节省负极连接线401和正极连接线402的长度。
具体的,多个连接导电片400之间可以全部串联,也可以全部并联,或者部分串联后并联,可根据实际需要的电压进行确定具体的串联或并联方式。
参图1所示,智能管理模块700固定连接在电芯单体100上,智能管理模块700与导线组件电性连接,即智能管理模块700与负极连接线401和正极连接线402均电性连接,可实现智能管理模块700对于负极连接线401和正极连接线402中电流情况的监测和管理。
具体的,智能管理模块700上固定连接有线路中继盒800,导线组件均贯穿线路中继盒800并与智能管理模块700电性连接,线路中继盒800可实现对负极连接线401和正极连接线402的整理,便于后期的检修和维保,同时可实现负极连接线401和正极连接线402与智能管理模块700电性连接部分的保护,安全性和稳定性均较高。
参图1所示,导线组件的一端固定连接有充放电接头600,充放电接头600上可外接充电组件和/或放电组件,优选的,在充放电接头600上并联有充电组件和放电组件具体结构可以是,充放电接头600上电性连接有充电接头和放电接头,其中充电接头用于充电时与充电器之间的连接,放电接头可以与用电设备进行连接。
参图1~图6所示,相变散热管组件包括第一相变散热管501和第一感温连接端502,第一相变散热管501和第一感温连接端502与电芯单体100的一端之间均固定连接有多个感温散热片500,感温散热片500具有导热的效果,同时感温散热片500还可用于感知对应的电芯单体100上的温度。
其中,感温散热片500的材质为铜和铝合金中的一种,具体的,感温散热片500为铜制材料,导热效果好。
具体的,感温散热片500并不是与所有的电芯单体100均连接,仅仅与部分电芯单体100连接,起到散热效果的同时,可节省材料,节约成本,而且由于电芯单体100排布的比较密集,仅仅对一定间隔的电芯单体100进行散热,即可实现对整体的散热。
参图1所示,第一相变散热管501的一端固定连接有第一感温连接端502,第一感温连接端502的一端固定连接有第二感温连接端504,第一感温连接端502和第二感温连接端504均用于感温信号的传输。
具体的,在第一相变散热管501和第二相变散热管503上均安装有与感温散热片500相匹配的感温头,感温头分别与第一感温连接端502和第二感温连接端504电性连接,第一感温连接端502和第二感温连接端504相对应的显示装置连接,即可显示感温散热片500与第一相变散热管501和第二相变散热管503连接处的温度。
参图6所示,第一相变散热管501和第二相变散热管503均为中空结构,在第一相变散热管501和第二相变散热管503内均填充有相变材料,相变材料为绝缘材料,即便发生泄露,也不会造成短路等情况。
其中,第一相变散热管501和第二相变散热管503的材料为铜制材料、铝合金材料和聚四氟乙烯材料中的一种,优选的,第一相变散热管501和第一感温连接端502均为聚四氟乙烯材料,具有较好的耐高温效果,化学稳定性高,且可发生形变,便于安装和弯折调试,也便于减少成本。
相变材料优选为常温状态下为固体的材料,在受热后会发生相变,熔化为液体,在熔化的过程中为吸热过程,即可实现对于电芯单体100的降温效果,同时,在常温或低温情况下,相变材料会重新相变为固定,可反复使用,均具有较好的散热效果,例如可以为石蜡或其蜡与其他物质和混合物。
相变材料在此处不仅仅具有吸热降温的效果,根据相变材料比热容及相变过程出现吸热和放热的特性,也可在很大程度上也能防止电芯单体100所处的环境温度发生骤变,不易因温差导致电芯单体100及相关连接结构上水汽的产生,也便于保护电芯单体100不易发生短路。
参图3~图4所示,电芯单体100与第一相变散热管501和第一感温连接端502之间还固定连接有固定件900,固定件900用于对第一相变散热管501和第二相变散热管503的固定,第一相变散热管501和第二相变散热管503在电芯单体100周围的排布方式不仅仅局限于图中所示的方式,也可以为其他方式。
参图1、图3和图4所示,即相变散热管组件固定连接在部分电芯单体100上,相变散热管组件能够对电芯单体100的温度进行检测并可吸收电芯单体100发出的热量。
使用时,通过智能管理模块700可实现对电芯单体100进行过充过载的防护,具体的实现方式为本领域技术人员公知,在此不再赘述,同时当电芯单体100的周围或电芯单体100本身出现高温时,可通过感温散热片500传导至第一相变散热管501或第二相变散热管503,或者直接传导至第一相变散热管501或第二相变散热管503,导致第一相变散热管501或第二相变散热管503中的相变材料发生相变而吸热,从而可降低温度,此过程为物理降温,即便智能管理模块700发生故障,也不易导致电池组发生自燃或爆炸,安全性高。
由以上技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
本发明通过通过智能管理模块可对电池组进行过充过载的防护,通过相变散热管组件能够对电池组进行物理降温,对电池组具有电路和物理双重过热保护,可确保过热防护的效果,大幅减少电池组发生自燃或爆炸的概率。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施例加以描述,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,包括:
多个电芯单体;
第一固定模组,固定连接在多个电芯单体的一端;
第二固定模组,固定连接在多个电芯单体的另一端;
导线组件,用于连接多个电芯单体的正极和负极;
智能管理模块,固定连接在电芯单体上,所述智能管理模块与导线组件电性连接;
相变散热管组件,固定连接在部分电芯单体上,所述相变散热管组件能够对电芯单体的温度进行检测并可吸收电芯单体发出的热量。
2.根据权利要求1所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述第一固定模组包括多个相互组合固定的第一模组单体,所述第二固定模组包括多个相互组合固定的第二模组单体。
3.根据权利要求2所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述第一模组单体和第二模组单体上均开设有用于卡接固定电芯单体的卡接槽。
4.根据权利要求1所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述导线组件包括负极连接线和正极连接线,所述负极连接线与多个电芯单体的负极电性连接,所述正极连接线与多个电芯单体的正极电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述负极连接线与电芯单体之间固定连接有连接导电片。
6.根据权利要求1所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述智能管理模块上固定连接有线路中继盒,所述导线组件均贯穿线路中继盒并与智能管理模块电性连接,所述导线组件的一端固定连接有充放电接头。
7.根据权利要求1所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述相变散热管组件包括第一相变散热管和第一感温连接端,所述第一相变散热管和第一感温连接端与电芯单体的一端之间均固定连接有多个感温散热片。
8.根据权利要求7所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述感温散热片的材质为铜和铝合金中的一种。
9.根据权利要求7所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述第一相变散热管的一端固定连接有第一感温连接端,所述第一感温连接端的一端固定连接有第二感温连接端。
10.根据权利要求7至9任意一条权利要求所述的一种过热智能保护的锂离子电池组,其特征在于,所述第一相变散热管和第一感温连接端内均填充有相变材料,所述相变材料为绝缘材料。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210720 |
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