CN113422129B - 一种用于锂电池组的节能加热装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于锂电池组的节能加热装置，其包括电池盒体、盒盖和用于对电池组加热的加热组件，电池组包括多个间隔设置在电池盒体内的锂电池，盒盖盖设在电池盒体上，加热组件包括设置在电池盒体内的电源模块和发热模块，发热模块包括多个发热圈和多根用于将多个发热圈串联在一起的连接线，发热圈通过第一电阻丝沿直线方向螺旋绕设形成，各锂电池分别套设在发热圈内部，位于首尾两端的两发热圈端部分别设置有正极导线和负极导线，正极导线和负极导线与电源模块连接。本申请具有方便对各个锂电池进行均匀的加热，保证对电池组的加热效果和使用寿命。

Description

一种用于锂电池组的节能加热装置

技术领域

本申请涉及电池加热的领域，尤其是涉及一种用于锂电池组的节能加热装置。

背景技术

目前，在现今社会中，锂电池的应用越来越广泛。但锂电池的低温放电和低温充电是限制锂电池使用的重要因素，针对在低温环境下锂电池组无法充电或者放电能力较低的情况，在很多电池组上都装有辅助加热措施，且加热措施一般采用电阻丝加热的方式。

在公告号为CN204596904U的中国专利公开了一种带有加热装置的锂电池组，包括电池盒体、电池盒盖、电池组及加热装置，电池组包括多个电池，电池含有导磁性物质，加热装置包括交变电源、电磁盘，电磁盘由导线弯折绕制而成，电池与电磁盘相对放置，导线的一端为正极，导线的另一端为负极，导线的正极与负极分别与交变电源的正极与负极连接，通入交变电流后，电磁盘产生的磁场方向垂直于电磁盘表面。其利，通过电磁盘作用在磁性材料上，产生涡流而发热，以对电池组进行加热，这种加热方式直接作用在单体电池上，减少了热量传递的中间环节，大大提高加热效率。

针对上述中的相关技术，电池组大都安装在电池盒体内，然后通过加热组件对电池组加热；由于电池组一般包括多个相互间隔排布在一起的锂电池，因此在对电池组进行加热的过程中，难以对各个锂电池的周侧面进行均匀的加热，造成锂电池局部过热，因此有待改进。

发明内容

为了对各个锂电池进行均匀的加热，保证对电池组的加热效果，本申请提供一种用于锂电池组的节能加热装置。

本申请提供的一种用于锂电池组的节能加热装置采用如下的技术方案：一种用于锂电池组的节能加热装置，包括电池盒体、盒盖和用于对电池组加热的加热组件，电池组包括多个间隔设置在电池盒体内的锂电池，所述盒盖盖设在电池盒体上，所述加热组件包括设置在电池盒体内的电源模块和发热模块，所述发热模块包括多个发热圈和多根用于将多个发热圈串联在一起的连接线，所述发热圈通过第一电阻丝沿直线方向螺旋绕设形成，各所述锂电池分别套设在发热圈内部，位于首尾两端的两所述发热圈端部分别设置有正极导线和负极导线，所述正极导线和负极导线与电源模块连接。

通过采用上述技术方案，锂电池组安装在电池盒体内，然后盖上盒盖；连接线能够将各发热圈串联在一起，且将正极导线、负极导线与电源模块进行连接，当电流流经第一电阻丝时，发热圈便会产生热量；由于各锂电池是设置在螺旋绕设形成的发热圈内，可以均匀的罩住锂电池，使得发热圈产生的热量能够对锂电池周侧进行均匀的加热，并使热量均匀的散在电池盒体内，减小锂电池局部过热的情况，保证对电池组的加热效果。

优选的，所述发热圈的内部套设有绝缘导热环，所述锂电池套设在导热环内，所述锂电池的周侧与导热环之间具有间隔，所述第一电阻丝环绕绝缘导热环的外壁进行绕设。

通过采用上述技术方案，通过设置导热环，使得锂电池不易接触到第一电阻丝，且由于锂电池与发热圈位置较近，避免锂电池靠近温度过高的第一电阻丝加热时而影响到锂电池使用寿命。

优选的，所述绝缘导热环的外壁上沿着自身轴线方向环绕设置有螺旋形的限位槽，所述限位槽的底面呈圆弧形，所述发热圈上的第一电阻丝沿着限位槽的延伸方向绕设。

通过采用上述技术方案，通过设置限位槽，使得第一电阻丝能够贴合在弧形底部的限位槽内，增加第一电阻丝与绝缘导热环接触面积，提高加热效率，并快速热量传递到绝缘导热环的内圈。

优选的，所述绝缘导热环的外壁上间隔设置有多个贯通的导热孔。

通过采用上述技术方案，通过设置导热孔，发热圈发出的热量能够快速从导热孔进入绝缘导热环内，以更好的对电池组进行加热。

优选的，所述发热圈在绝缘导热环上外壁上呈弹簧状，且所述第一电阻丝自身也螺旋延伸呈弹簧状。

通过采用上述技术方案，发热圈沿着绝缘导热环的外壁绕设呈弹簧状，且第一电阻丝自身也呈螺旋状延伸，能够提高第一电阻丝与绝缘导热环的接触面，并有效提高第一电阻丝在绝缘导热环上绕设的直线长度，提高对电池组的加热效率。

优选的，所述绝缘导热环的外径可调节设置。

通过采用上述技术方案，由于第一电阻丝缠绕设置在绝缘导热环外壁的限位槽内，无法直接将绝缘导热环竖直抽离发热圈的内部；而设置绝缘导热环的外径可调节，在实现发热圈和绝缘导热环两者之间的拆卸或者安装时，可以缩小绝缘导热环的外径，便可快速将绝缘导热环与发热圈拆卸分离；安装时，先将绝缘导热环的外径调小，然后套在发热圈内，再将绝缘导热环的外径增大，使得第一电阻丝刚好贴合在限位槽内。

优选的，所述绝缘导热环包括至少两个弧形板和设置在相邻两个弧形板之间的拉簧，所述拉簧的两端与相邻两弧形板靠近的一侧连接，所述弧形板围形成环形状的绝缘导热环。

通过采用上述技术方案，由至少两个弧形板可以围成环形状的绝缘导热环，相邻的两个弧形板之间通过拉簧连接在一起，拉簧具有一定的伸缩变形量，将各个弧形板的外侧朝绝缘导热环的轴线位置施力挤压，便可使得绝缘导热环的外径变小，取消施力后，拉簧的回复力使得绝缘导热环恢复到初始的外径，实现对绝缘导热环外径的调节。

优选的，所述绝缘导热环的下端电池盒体可拆卸连接，所述弧形板的下端外侧设置有朝远离绝缘导热环轴线方向延伸的卡块，所述电池盒体位于弧形板外侧的位置设置有卡槽，所述卡槽的开口朝向弧形板外侧，所述卡块水平卡接于卡槽内。

通过采用上述技术方案，当绝缘导热环的外径调节到较小时，将卡块与卡槽的开口对齐，当绝缘导热环的外径在拉簧的回复力作用下调节变大时，卡块便会水平卡入卡槽内，实现绝缘导热环与电池盒体之间的快速可拆卸连接。

优选的，所述电池盒体的周侧壁上设置有空腔，所述空腔内设有用于对电池盒体进行加热的发热件。

通过采用上述技术方案，由于电池盒体大都是直接置于外界环境中，外界的低温环境会对降低电池盒体和内部的温度，而空腔内的发热件也可以对电池盒体周侧的进行加热，减小周围低温环境对电池盒体内部的影响，避免电池盒体内的温度快速降低，也可以提高对锂电池的加热效率。

优选的，所述发热件为环绕设置在空腔内的第二电阻丝，所述第二电阻丝与电源模块连接。

通过采用上述技术方案，电源模块与第二电阻丝连接，当电流流经第二电阻丝时，第二电阻丝产生热量，释放出的热量对空腔内部进行加热，进而实现对电池盒体的加热。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

（1）通过第一电阻丝螺旋绕设形成发热圈，将锂电池设在发热圈内，实现对锂电池周侧进行均匀的加热，减小锂电池局部过热的情况，保证对电池组的加热效果；

（2）通过绝缘导热环，能够在导热的同时，将锂电池和发热圈分隔，使得锂电池不易接触到发热圈，也避免锂电池过于靠近温度较高的第一电阻丝而影响锂电池使用寿命；

（3）通过外径可调节的绝缘导热环，且绝缘导热环的下端与电池盒体之间可拆卸连接，能够方便绝缘导热环与发热圈之间的可拆卸连接，且无需拆卸发热圈便可单独进行绝缘导热环的拆卸和安装。

附图说明

图1是本实施例节能加热装置的结构示意图；

图2是本实施例节能加热装置的内部结构示意图；

图3是图1中A-A剖视图；

图4是本实施例发热模块与绝缘导热环的连接结构示意图；

图5是本实施例发热圈的结构示意图；

图6是本实施例绝缘导热环的结构示意图。

附图标记：1、电池盒体；2、盒盖；3、电池组；31、锂电池；4、加热组件；41、电源模块；42、发热模块；421、发热圈；422、连接线；5、正极导线；6、负极导线；7、绝缘导热环；71、弧形板；72、拉簧；8、导热孔；9、限位槽；10、卡块；11、圆环块；12、卡槽；13、空腔；14、发热件；15、第一温度感应器；16、第二温度感应器。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于锂电池组的节能加热装置。参照图1和图2，节能加热装置包括电池盒体1、盒盖2和用于对电池组3加热的加热组件4，电池盒体1的内部空心设置，且电池盒体1的水平横截面呈矩形状；电池组3包括多个竖直且间隔安装在电池盒体1内的锂电池31，本实施例中，锂电池31为圆柱状，盒盖2盖设在电池盒体1上端开口。

参照图2和图3。加热组件4包括安装在电池盒体1内的电源模块41和发热模块42，电源模块41安装在电池盒体1的侧壁，电源模块41可以是蓄电池，也可以是外部电源，电源模块41用于为发热模块42提供电源。发热模块42包括多个发热圈421和多根用于将多个发热圈421串联在一起的连接线422，发热圈421呈与锂电池31相互适配的圆环形，发热圈421的两端开口设置；发热圈421由第一电阻丝沿竖直方向螺旋绕设形成，且发热圈421呈弹簧状；连接线422与相邻两个发热圈421的一端连接，进而将各发热圈421串联在一起；且连接线422自身呈螺旋延伸，连接线422与发热圈421的材质一样；各锂电池31分别套设在各发热圈421内部，且位于首尾两端的两发热圈421端部分别连接有正极导线5和负极导线6，正极导线5和负极导线6与电源模块41连接；当电流流经第一电阻丝时，发热圈421便会散发出热量，以对电池组3进行均匀的加热。

参照图3和图4，在电池盒体1上竖直设置有多个绝缘导热环7，绝缘导热环7可以由绝缘导热硅胶制成，绝缘导热环7套设在发热圈421内，锂电池31安装在绝缘导热环7的内部轴线方向上，且锂电池31的周侧与绝缘导热环7的内壁之间具有间隔；绝缘导热环7的外壁上间隔开设有若干导热孔8，绝缘导热环7在保证热量可以传递到锂电池31周侧的同时，使得锂电池31不易接触到温度较高的第一电阻丝，且避免锂电池31直接靠近温度较高的第一电阻丝的进行加热，保证锂电池31的使用寿命。

参照图4和图5，在绝缘导热环7的外壁上开设有螺旋形且连续的限位槽9，使得限位槽9状在绝缘导热环7的外壁呈弹簧状延伸，限位槽9的底部呈弧形状，且第一电阻丝沿着限位槽9进行延伸，能够增加第一电阻丝与绝缘导热环7的接触面积；同时，第一电阻丝自身也一直螺旋延伸呈弹簧状，当限位槽9长度不变时，能够提高发热圈421上的第一电阻丝的拉直长度，提高加热效率。

参照图4和图6，绝缘导热环7的外径可调节设置，绝缘导热环7的下端与电池盒体1底面可拆卸连接；具体的，绝缘导热环7包括至少两个弧形板71和若干拉簧72，各弧形板71围成环形状的绝缘导热环7，拉簧72位于相邻的两个弧形板71之间，用于连接相邻的两个弧形板71，且相邻的两个弧形板71之间也具有间隔；本实施例中，弧形板71的数量选择为三个，各拉簧72水平设置，拉簧72的两端与相邻两弧形板71靠近的一侧连接，拉簧72具有较好的拉伸、弯曲变形能力；通过对绝缘导热环7的外侧施加挤压力，便可使得绝缘导热环7的外径变小，然后将绝缘导热环7套在发热圈421内，再取消挤压力，拉簧72的回复力会使绝缘导热环7的外径变大，使得第一电阻丝套在限位槽9内，方便绝缘导热环7在发热圈421上的拆卸和安装。

其中，参照图2和图4，在弧形板71的下端外侧固定有朝远离绝缘导热环7轴线方向延伸的卡块10，在电池盒体1位于弧形板71外侧的位置固定有圆环块11，锂电池圆环块11朝向弧形板71外侧的一侧上开设有卡槽12，卡块10水平卡接于卡槽12内；当绝缘导热环7的外径变小时，将卡块10与卡槽12的开口水平对齐，接着绝缘导热环7的外径变大时，卡块10便可水平卡入卡槽12内，实现绝缘导热环7下端与电池盒体1的可拆卸连接。

另外，参照图2和图3，在电池盒体1的周侧壁上设有空腔13，在空腔13内设有用于对电池盒体1进行加热的发热件14，减小外部低温环境对电池盒体1内部的影响，同时也可以提高对锂电池31的加热效率。具体的，发热件14为环绕设置在空腔13内的第二电阻丝，第二电阻丝的两端与电源模块41连接；当电流流经第二电阻丝时，便可发出热量，电池盒体1的侧壁进行加热。

其中，在空腔13内安装有相互连接的第一温度感应器15和第一控制器（图中未示出），第一控制器与电源模块41控制连接；在电池盒体1内安装有相互连接的第二温度感应器16和第二控制器（图中未示出），第二控制器也与电源模块41控制连接，以通过实际温度控制第一电阻丝、第二电阻丝工作的启闭。

本申请实施例一种用于锂电池组的节能加热装置的实施原理为：当第一温度感应器15和第二温度感应器16感应到电池盒体1内部和空腔13的温度较低时，便可启动第一电阻丝和第二电阻丝进行工作，散发出热量，热量通过绝缘导热环7的外壁和两端、导热孔8以及弧形板71之间的空隙均匀的散到锂电池31的周侧上，使得发热圈421产生的热量能够对锂电池31周侧进行均匀的加热，减小锂电池31局部过热的情况，保证对电池组3的加热效果和使用寿命。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于锂电池组的节能加热装置，包括电池盒体（1）、盒盖（2）和用于对电池组（3）加热的加热组件（4），电池组（3）包括多个间隔设置在电池盒体（1）内的锂电池（31），所述盒盖（2）盖设在电池盒体（1）上，其特征在于：所述加热组件（4）包括设置在电池盒体（1）内的电源模块（41）和发热模块（42），所述发热模块（42）包括多个发热圈（421）和多根用于将多个发热圈（421）串联在一起的连接线（422），所述发热圈（421）通过第一电阻丝沿直线方向螺旋绕设形成，各所述锂电池（31）分别套设在发热圈（421）内部，位于首尾两端的两所述发热圈（421）端部分别设置有正极导线（5）和负极导线（6），所述正极导线（5）和负极导线（6）与电源模块（41）连接；所述发热圈（421）的内部套设有绝缘导热环（7），所述锂电池（31）套设在导热环内，所述锂电池（31）的周侧与导热环之间具有间隔，所述第一电阻丝环绕绝缘导热环（7）的外壁进行绕设；所述绝缘导热环（7）的外壁上沿着自身轴线方向环绕设置有螺旋形的限位槽（9），所述限位槽（9）的底面呈圆弧形，所述发热圈（421）上的第一电阻丝沿着限位槽（9）的延伸方向绕设所述发热圈（421）在绝缘导热环（7）上外壁上呈弹簧状，且所述第一电阻丝自身也螺旋延伸呈弹簧状；所述绝缘导热环（7）的外径可调节设置；所述绝缘导热环（7）包括至少两个弧形板（71）和设置在相邻两个弧形板（71）之间的拉簧（72），所述拉簧（72）的两端与相邻两弧形板（71）靠近的一侧连接，所述弧形板（71）围形成环形状的绝缘导热环（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池组的节能加热装置，其特征在于：所述绝缘导热环（7）的外壁上间隔设置有多个贯通的导热孔（8）。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池组的节能加热装置，其特征在于：所述绝缘导热环（7）的下端电池盒体（1）可拆卸连接，所述弧形板（71）的下端外侧设置有朝远离绝缘导热环（7）轴线方向延伸的卡块（10），所述电池盒体（1）位于弧形板（71）外侧的位置设置有卡槽（12），所述卡槽（12）的开口朝向弧形板（71）外侧，所述卡块（10）水平卡接于卡槽（12）内。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池组的节能加热装置，其特征在于：所述电池盒体（1）的周侧壁上设置有空腔（13），所述空腔（13）内设有用于对电池盒体（1）进行加热的发热件（14）。

5.根据权利要求4所述的一种用于锂电池组的节能加热装置，其特征在于：所述发热件（14）为环绕设置在空腔（13）内的第二电阻丝，所述第二电阻丝与电源模块（41）连接。

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