CN113921954A - 一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，属于锂电池的温控领域，解决了现有技术中，锂电池进行升温或降温时，锂电池包中的多个锂电池单体的温度不能保持一致，使锂电池包中的多个锂电池单体的输出电流电压有所差异，导致锂电池包的使用寿命缩短、总输出功率的大小发生波动的问题；本方案通过空气为传递介质，对锂电池单体进行风冷降温或热风升温，使其处于预设温度范围内，该预设温度范围即为锂电池单体发挥出自身性能的最佳温度范围，另外，在降温或升温的过程中，锂电池单体都处于水介质包裹的环境中，水介质能够使锂电池单体组中的多个锂电池单体的温度一致。

Description

一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及锂电池的温控领域，特别涉及一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法。

背景技术

锂电池包中的锂电池单体有一个最适合发挥自身性能的温度范围，超出或低于这个温度范围，锂电池单体的性能发挥均受到影响，故而需要电池温控装置对锂电池单体的温度进行监控调整，现有技术中，不管是在加热升温还是散热降温时，锂电池包中的多个锂电池单体的温度均不能保持一致，由于锂电池单体的输出电流电压受温度影响，进而导致锂电池包中的多个锂电池单体的输出电流电压有所差异，一方面，导致部分锂电池内的电解液消耗增加、使用寿命缩短，进而影响整个锂电池包的使用寿命，另一方面，影响最终的总输出功率且总输出功率大小波动，导致锂电池包的整体使用性能大大降低，因此，本发明提出了一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法。

发明内容

为解决现有技术中，锂电池进行升温或降温时，锂电池包中的多个锂电池单体的温度不能保持一致，使锂电池包中的多个锂电池单体的输出电流电压有所差异，导致锂电池包的使用寿命缩短、总输出功率的大小发生波动的问题，本发明提供了一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，包括电池外壳以及安装在电池外壳内的锂电池包与温控装置，锂电池包由多组锂电池组构成，锂电池组包括两端开口的罩壳，罩壳的两开口端均设置有端头，两组端头分别为端头a与端头b，罩壳内设置有水管与多组锂电池单体组；

所述锂电池单体组包括通风壳组与多个锂电池单体，通风壳组的两端均设置有气接头，两组气接头分别为与端头a连接的气接头a、与端头b连接的气接头b；

所述通风壳组包括两端开口且由导热材料制成的筒壳，筒壳设置有两个并分别为外筒壳、同轴位于外筒壳内的内筒壳，内筒壳的外壁与外筒壳的内壁之间的区域为通风壳组的通风区，通风区的一端通过气接头a与端头a连接接通、另一端通过气接头b与端头b连接接通；

每组锂电池单体组中的多个锂电池单体依次串联并同轴位于内筒壳内；

其步骤在于：

(一)风冷与水冷结合降温模式；

S1：锂电池单体的热量通过热接触方式传递给通风壳组；

S2：温控装置提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组内的热量，对锂电池单体进行风冷降温；

同时，温控装置提供的水介质依次通过端头a、水管持续流入至罩壳内，罩壳内的水介质依次通过水管、端头b流回至温控装置中，水介质在温控装置中冷却散热后再重新向罩壳内流动，形成水介质循环流动，使锂电池单体组处在一个低温环境中，对锂电池单体进行水冷降温；

(二)风冷单独降温模式；

S3：锂电池单体的热量通过热接触方式传递给通风壳组；

S4：温控装置提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组内的热量，对锂电池单体进行风冷降温；

(三)热风加温模式；

S5：温控装置提供的压缩气体经加热形成热风，热风依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的热风，对锂电池单体进行升温。

作为本方案进一步的优化，所述端头的一端封闭并安装在罩壳的开口端，端头的另一端开口并匹配安装有端盖，端头的内腔中设置有分隔板，分隔板将端头的内腔分隔成互不接通的水腔室与气腔室，端头的侧面设置有与水腔室接通的水接嘴、与气腔室接通的气接嘴；

所述水管的一端与端头a的封闭端连接，另一端与端头b的封闭端连接，水管分为三段并分别为与端头a封闭端连接的中空段a、与端头b封闭端连接的中间段b、位于中空段a与中空段b之间的实心段，中空段a的外壁设置有进水孔，中空段b的外壁设置有出水孔；

所述端头的封闭端设置有与水管接通的连接孔b。

作为本方案进一步的优化，所述锂电池单体组中的多个锂电池单体中，位于两侧的锂电池单体的末端均设置有电接头，电接头的末端伸出通风壳组，气接头安装在电接头的末端；

所述气接头包括套头，套头的一端开口并同轴位于电接头末端的外部，套头的内壁与电接头的外壁之间通过连接叶片进行连接，套头的开口端与通风壳组的通风区接通且接通处设置有密封圈；

所述套头的另一端封闭并设置有连接嘴，连接嘴与端头的封闭端连接，端头的封闭端设置有与连接嘴接通的连接孔a。

作为本方案进一步的优化，所述温控装置包括供气机构、温控机构、水辅助机构，供气机构用于为温控机构与水辅助机构提供压缩气体，温控机构用于为锂电池组提供风冷降温所需的压缩气体或升温所需的热风，水辅助机构用于为锂电池组提供水介质。

作为本方案进一步的优化，所述供气机构包括气体压缩机与储气罐，气体压缩机的出气端连接有供气管a，供气管a的另一端为连接端a，储气罐的外部设置有导气嘴，导气嘴与供气管a连接接通；

所述供气管a的外部还连接有供气管b，供气管b的另一端为连接端b，供气管b的外部还连接有供气管c，供气管c的另一端为连接端c，供气管b与供气管a的连接处设置有电子阀b，供气管a的外部设置有电子阀a且电子阀a位于导气嘴与供气管a的连接端a之间。

作为本方案进一步的优化，所述温控机构包括加热元件，加热元件的一端与供气管b的连接端b连接接通、另一端连接有气管道a，气管道a的另一端连接有气管道b，气管道b的另一端封闭；

所述气管道b的外部设置有连接头a，连接头a与端头a中的气接嘴连接接通，连接头a对应锂电池组设置有多个；

所述温控机构还包括气管道c，气管道c的另一端伸出电池外壳，气管道c的外部设置有连接头b，连接头b与端头b中的气接嘴连接接通，连接头b对应锂电池组设置有多个。

作为本方案进一步的优化，所述水辅助机构包括水箱、散热构件、抽吸构件、水管道网，水箱的内部设置有水介质；

所述散热构件包括散热壳，散热壳内设置有散热管a以及向散热管a提供散热风力的风机，散热管a以折叠方式安装在散热壳内，散热管a的一端连接有散热管b、另一端连接有散热管c，散热管b的另一端与水箱连接接通，所述电池外壳的表面设置有与散热壳接通的通风口b；

所述抽吸构件包括水泵以及向水泵提供动力的气动马达，供气管a的连接端a与气动马达的进气端连接接通，供气管c的连接端c与气动马达的出气端连接接通，水泵的进液端连接有抽吸管b、出液端连接有抽吸管a，抽吸管b的另一端与水箱连接接通；

所述水管道网包括水管道a，水管道a的一端与抽吸管a连接接通、另一端连接有水管道b，水管道b的另一端封闭，水管道b的外部设置有水接头a，水接头a与端头a中的水接嘴连接接通，水接头a对应锂电池组设置有多个；

所述水管道网还包括水管道c，水管道c的一端封闭、另一端与散热管c连接接通，水管道c的外部设置有水接头b，水接头b与端头b中的水接嘴连接接通，水接头b对应锂电池组设置有多个。

作为本方案进一步的优化，上述步骤S2：

S21：电子阀a打开，电子阀b关闭，加热元件未工作，储气罐中的压缩气体通过供气管a进入气动马达内驱使气动马达运行，气动马达内的压缩气体通过供气管c、供气管b流向加热元件内；

加热元件内的压缩气体依次通过气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出；

气动马达运行驱使水泵运行，水泵运行通过抽吸管b抽吸水箱内的水介质，水泵内的水介质依次通过抽吸管a、水管道a、水管道b、水接头a、端头a中的水接嘴、水腔室、连接孔b、水管的中空段a、进水孔持续流入罩壳内，罩壳内的水介质依次通过出水孔、水管的中空段b、端头b中的连接孔b、水腔室、水接嘴、水接头b、水管道c、散热管c、散热管a、散热管b流回水箱中，水介质途经散热管a时通过风机提供的风力进行散热。

作为本方案进一步的优化，上述步骤S4：

S41：电子阀a关闭，电子阀b打开，加热元件未工作，储气罐中的压缩气体依次通过供气管b、加热元件、气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出。

作为本方案进一步的优化，上述步骤S5：

S51：电子阀a关闭，电子阀b打开，加热元件开启，储气罐中的压缩气体通过供气管b流入至加热元件内，压缩气体在加热元件内加热形成热风，热风依次通过气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的热风依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

1、本方案通过空气为传递介质，对锂电池单体进行风冷降温或热风升温，使其处于预设温度范围内，该预设温度范围即为锂电池单体发挥出自身性能的最佳温度范围；

2、本方案中的降温分为两种模式：风冷单独模式、风冷与水冷结合模式，两种降温模式的降温效率各不相同，可根据实际情况灵活选用，例如，锂电池处于高温环境中工作时，可以选用风冷与水冷结合模式，锂电池在高温天气进行充电时可以选用风冷单独模式，以免造成资源浪费；

3、在降温或升温的过程中，锂电池单体都处于水介质包裹的环境中，水介质能够使锂电池单体组中的多个锂电池单体的温度一致。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的锂电池组的结构示意图；

图4为本发明的锂电池组的内部结构示意图；

图5为本发明的锂电池单体组的结构示意图；

图6为本发明的锂电池单体组的剖视图；

图7为本发明的多个锂电池单体的串联示意图；

图8为本发明的多个锂电池单体串联的爆炸图；

图9为本发明的气接头与电接头的剖视图；

图10为本发明的水管、端头a、端头b的配合示意图；

图11为本发明的端头的结构示意图；

图12为本发明的端头的内部结构示意图；

图13为本发明的温控装置的结构示意图；

图14为本发明的供气机构的结构示意图；

图15为本发明的温控机构的结构示意图；

图16为本发明的水辅助机构的结构示意图；

图17为本发明的散热构件的结构示意图；

图18为本发明的抽吸构件的结构示意图；

图19为本发明的水管道网的结构示意图。

附图中的标号为：

100、电池外壳；101、通风口a；102、通风口b；

200、锂电池包；

210、罩壳；

220、端头；221、连接孔a；222、连接孔b；223、分隔板；224、气接嘴；225、水接嘴；

230、锂电池单体组；

2310、通风壳组；2311、内筒壳；2312、外筒壳；2313、螺旋叶片；

2320、气接头；2321、套头；2322、连接嘴；2323、连接叶片；

2330、锂电池单体；2340、电接头；2350、接线a；

240、水管；241、进水孔；242、出水孔；

300、温控装置；

310、供气机构；311、气体压缩机；312、储气罐；313、供气管a；314、供气管b；315、供气管c；316、电子阀a；317、电子阀b；

320、温控机构；321、加热元件；322、气管道a；323、气管道b；324、连接头a；325、气管道c；326、连接头b；

330、水辅助机构；

3310、水箱；

3320、散热构件；3321、散热壳；3322、散热管a；3323、风机；3324、散热管b；3325、散热管c；

3330、抽吸构件；3331、气动马达；3332、水泵；3333、抽吸管a；3334、抽吸管b；

3340、水管道网；3341、水管道a；3342、水管道b；3343、水接头a；3344、水管道c；3345、水接头b。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其步骤在于：

(一)风冷与水冷结合降温模式；

S1：锂电池单体2330的热量通过热接触方式传递给通风壳组2310；

S2：温控装置300提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组2310的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置300中，并经温控装置300向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组2310内的热量，对锂电池单体2330进行风冷降温；

同时，温控装置300提供的水介质依次通过端头a、水管240持续流入至罩壳210内，罩壳210内的水介质依次通过水管240、端头b流回至温控装置300中，水介质在温控装置300中冷却散热后再重新向罩壳210内流动，形成水介质循环流动，使锂电池单体组230处在一个低温环境中，对锂电池单体2330进行水冷降温；

(二)风冷单独降温模式；

S3：锂电池单体2330的热量通过热接触方式传递给通风壳组2310；

S4：温控装置300提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组2310的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置300中，并经温控装置300向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组2310内的热量，对锂电池单体2330进行风冷降温；

(三)热风加温模式；

S5：温控装置300提供的压缩气体经加热形成热风，热风依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组2310的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置300中，并经温控装置300向外排出，形成一股单向流动的热风，对锂电池单体2330进行升温。

如图1-4、7所示，一种气液混合式同轴串联碳酸锂电池组温度控制装置，包括电池外壳100以及安装在电池外壳100内的锂电池包200与温控装置300。

锂电池包200由多组锂电池组构成，锂电池组包括多组锂电池单体组230，锂电池单体组230包括多个锂电池单体2330，每组锂电池单体组230中的锂电池单体2330之间串联，每组锂电池组中的锂电池单体组230之间串联或并联，锂电池组之间串联或并联。

温控装置300根据实际情况使锂电池包200中的每一个锂电池单体2330处于预设温度范围内，该预设温度范围为最适合锂电池单体2330发挥自身性能的温度范围，例如，在夏天时，高温天气加上锂电池单体2330工作产生的热量，使锂电池单体2330的温度较高，此时，温控装置300通过风冷与水冷结合的降温方式或者风冷单独的降温方式降低锂电池单体2330的温度，使其处在预设温度范围内，降温方式根据不同情况灵活选用；在冬天时，锂电池单体2330处于低温环境，锂电池单体2330的温度较低，此时，温控装置300通过热风加温方式增加锂电池单体2330的温度，使其处在预设温度范围内。

如图3-4、10所示，锂电池组除了多组锂电池单体组230外，还包括两端开口的罩壳210，罩壳210的两开口端均设置有端头220，两组端头220：端头a与端头b，罩壳210内设置有水管240，锂电池单体组230也设置在罩壳210内。

如图3、10-12所示，端头220的一端封闭并安装在罩壳210的开口端，端头220的另一端开口并匹配安装有端盖。

端头220的内腔中设置有分隔板223，分隔板223将端头220的内腔分隔成互不接通的两个腔室：水腔室与气腔室。

端头220的侧面设置有与水腔室接通的水接嘴225、与气腔室接通的气接嘴224。

如图4-9、11所示，锂电池单体组230除了多个锂电池单体2330外，还包括通风壳组2310，通风壳组2310的两端均设置有气接头2320，两组气接头2320：与端头a连接的气接头a、与端头b连接的气接头b，锂电池单体2330设置在通风壳组2310内。

如图6所示，通风壳组2310包括两端开口且由导热材料制成的筒壳，筒壳设置有两个：外筒壳2312、同轴位于外筒壳2312内的内筒壳2311，内筒壳2311的外壁与外筒壳2312的内壁之间的区域为通风壳组2310的通风区。

优选的实施例，外筒壳2312的外部设置有多个散热凸叶，内筒壳2311的外壁与外筒壳2312的内壁之间设置有螺旋叶片2313。

如图7-8所示，锂电池单体2330同轴位于内筒壳2311内。

锂电池单体2330的一端设置有螺纹凹槽、另一端设置有螺纹凸柱，相邻两个锂电池单体2330之间通过螺纹凹槽与螺纹凸柱螺纹连接，锂电池单体2330的正极设置在螺纹凸柱的自由端面、负极设置在螺纹凹槽的槽底，其意义在于，一方面，相邻两个锂电池单体2330之间通过螺纹连接的方式串联，串联更稳固且拆装都较为方便，另一方面，相比现有锂电池包中的锂电池单体之间通过点焊方式进行串并联而言，现有相邻两个锂电池单体之间为点接触，而本方案中的相邻两个锂电池单体之间为螺纹凸柱自由端面与螺纹凹槽槽底的面接触，串联后的电路电流更稳定。

锂电池单体组230中的多个锂电池单体2330中，位于两侧的锂电池单体2330的末端均设置有电接头2340，电接头2340上设置有接线a2350，接线a2350的末端伸入至端头220的气腔室内，端头220的气腔室内还设置有导电铜片，导电铜片上设置有接线b，接线b的末端伸出至锂电池组的外部；每组锂电池组中的锂电池单体组230之间通过接线a2350与导电铜片的配合进行串联或并联，多组锂电池组之间通过接线b进行串联或并联，此段是对每组锂电池组中的锂电池单体组230串并联方式、锂电池包200中的锂电池组串并联方式的介绍，也可采取其它现有方式，此处不作赘述。

如图6、9所示，电接头2340的末端伸出通风壳组2310，气接头2320安装在电接头2340的末端。

气接头2320包括套头2321，套头2321的一端开口并同轴位于电接头2340末端的外部，套头2321的内壁与电接头2340的外壁之间通过连接叶片2323进行连接，套头2321的开口端与通风壳组2310的通风区接通且接通处设置有密封圈。

套头2321的另一端封闭并设置有连接嘴2322，连接嘴2322与端头220的封闭端连接。

如图10所示，水管240的一端与端头a的封闭端连接，另一端与端头b的封闭端连接。

水管240分为三段：与端头a封闭端连接的中空段a、与端头b封闭端连接的中间段b、位于中空段a与中空段b之间的实心段，其中，中空段a的外壁设置有进水孔241，中空段b的外壁设置有出水孔242。

如图11所示，端头220的封闭端设置有与水管240接通的连接孔b222、与连接嘴2322接通的连接孔a221。

锂电池单体2330的温度过高，需要降温使其处于预设温度范围内时，例如夏天高温天气等，降温过程为：

锂电池单体2330的热量通过热接触方式传递给通风壳组2310；

温控装置300提供的压缩气体依次通过端头a中的气接嘴224、气腔室、连接孔a221流入至气接头a中，压缩气体依次通过气接头a中的连接嘴2322、套头2321的内腔、套头2321的开口端流入至通风壳组2310的通风区内，接着，压缩气体通过通风壳组2310的通风区流动至气接头b中，压缩气体依次通过气接头b中的套头2321的开口端、套头2321的内腔、连接嘴2322流入至端头b中，压缩气体依次通过端头b中的连接孔a221、气腔室、气接嘴224流回至温控装置300中，并经温控装置300向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组2310内的热量，对锂电池单体2330进行风冷降温；

与此同时，温控装置300提供的液体冷却介质，例如水介质，依次通过端头a中的水接嘴225、水腔室、连接孔b222、水管240的中空段a、进水孔241持续流入至罩壳210内，罩壳210内的水介质依次通过出水孔242、水管240的中空段b、端头b中的连接孔b222、水腔室、水接嘴225流回至温控装置300中，水介质在温控装置300中冷却散热后再重新向罩壳210内流动，形成水介质循环流动，进而使锂电池单体组230中的通风壳组2310浸泡在水介质中，使锂电池单体组230处在一个低温环境中，对锂电池单体2330的风冷降温过程进行辅助，进一步增加降温效率；

上述过程为风冷与水冷结合的降温方式，而风冷单独的降温方式为：压缩气体对锂电池单体2330进行风冷降温但未形成水介质循环流动，上述已有记载，此处不再赘述。

锂电池单体2330的温度过低，需要加热升温使其处于预设温度范围内时，例如冬天低温天气等，加热过程为与风冷单独的降温方式一致，只是风冷单独降温时，温控装置300提供的压缩气体未经处理，而加热升温时，温控装置300提供的压缩气体提前经过加热升温，通过热风对锂电池单体2330进行加热升温，此处不再赘述。

除此之外，无论是降温还升温，锂电池单体组230处于水介质包裹的环境中，水介质能够使锂电池单体组230中的多个锂电池单体2330的温度一致，若无水介质，则在降温过程中，锂电池单体组230中，由于越靠近端头a，锂电池单体2330越先与压缩气体接触，接着，在压缩气体向端头b流动的过程中，压缩气体的温度越来越高，也就是说，沿端头a指向端头b的方向，压缩气体的散热效果递减，锂电池单体2330的温度递增；同理，在升温过程中，沿端头a指向端头b的方向，锂电池单体2330的温度递减；综合可知，若无水介质，则同一组锂电池单体组230中的多个锂电池单体2330的温度各不相同，由于锂电池的输出电流电压受温度影响，进而导致同一组锂电池单体组230中的多个锂电池单体2330的输出电流电压有所差异，一方面，导致部分锂电池内的电解液消耗增加、使用寿命缩短，进而影响整个锂电池包的使用寿命，另一方面，影响最终的总输出功率且总输出功率大小波动，导致锂电池包的整体使用性能大大降低。

除此之外，针对上述水介质能够使锂电池单体组230中的多个锂电池单体2330的温度一致，以升温为例，举例加以说明：

锂电池单体组230中的锂电池单体2330设置有三个，沿端头a指向端头b的方向依次为电池a、电池b、电池c；

热风经过电池a、电池b、电池c时的温度依次为A1、B1、C1，A1>B1>C1；

同时，热风包裹在电池a周围时向水介质流失的热量为A2，热风包裹在电池b周围时向水介质流失的热量为B2，热风包裹在电池c周围时向水介质流失的热量为C2，由于水的热扩散性能较佳，即水介质的各部分温度一致，包裹在电池a周围的热风与水介质之间的温差>包裹在电池b周围的热风与水介质之间的温差>包裹在电池c周围的热风与水介质之间的温差，由于温差越大热量传递越快，故而A2>B2>C2，包裹在电池a周围的热风的最终温度为A1-A2，包裹在电池b周围的热风的最终温度为B1-B2，包裹在电池c周围的热风的最终温度为C1-C2，进而使包裹在电池a周围的热风、包裹在电池b周围的热风、包裹在电池c周围的热风的最终温度相差较小，一段时间后，包裹在电池a周围的热风、包裹在电池b周围的热风、包裹在电池c周围的热风的最终温度即会保持一致，进而使电池a、电池b、电池c三者处于同一温度的加热升温环境中，三者的温度一致。

如图13所示，温控装置300包括供气机构310、温控机构320、水辅助机构330，工作时，供气机构310运行产生并储存压缩气体，压缩气体通过温控机构320传递给锂电池组，压缩气体通过温控机构320时，可以不作任何处理或者加热升温成热风，供锂电池组风冷或热风升温用，水辅助机构330为锂电池组提供水介质循环流动，另外，压缩气体还为水辅助机构330的运行提供动力。

如图14所示，供气机构310包括气体压缩机311与储气罐312，气体压缩机311的出气端连接有供气管a313，供气管a313的另一端为连接端a，储气罐312的外部设置有导气嘴，导气嘴与供气管a313连接接通。

供气管a313的外部还连接有供气管b314，供气管b314的另一端为连接端b。

供气管b314的外部还连接有供气管c315，供气管c315的另一端为连接端c。

供气管b314与供气管a313的连接处设置有电子阀b317，供气管a313的外部设置有电子阀a316且电子阀a316位于导气嘴与供气管a313的连接端a之间；电子阀为现有控制阀技术可实现，不再赘述。

电子阀a316与电子阀b317关闭，气体压缩机311运行产生的压缩气体通过供气管a313流动至储气罐312内储存，气体压缩机311为现有技术可实现。

优选的实施例，气体压缩机311运行时会产生热量，因此，在电池外壳100的表面设置有通风口a101，对气体压缩机311进行散热处理。

如图15所示，温控机构320包括加热元件321，加热元件321的一端与供气管b314的连接端b连接接通、另一端连接有气管道a322，气管道a322的另一端连接有气管道b323，气管道b323的另一端封闭，加热元件321为现有技术可实现。

气管道b323的外部设置有连接头a324，连接头a324与端头a中的气接嘴224连接接通，连接头a324对应锂电池组设置有多个。

温控机构320还包括气管道c325，气管道c325的另一端伸出电池外壳100，气管道c325的外部设置有连接头b326，连接头b326与端头b中的气接嘴224连接接通，连接头b326对应锂电池组设置有多个。

风冷与水冷结合的降温方式：电子阀a316打开，电子阀b317关闭，加热元件321未工作，储气罐312中的压缩气体通过供气管a313流入至水辅助机构330中，驱使水辅助机构330运行，接着，水辅助机构330中的压缩气体依次通过供气管c315、供气管b314、加热元件321、气管道a322、气管道b323、连接头a324、端头a中的气接嘴224流入至端头a中，接着，锂电池组中的压缩气体依次通过端头b中的气接嘴224、连接头b326、气管道c325向外排出。

风冷单独的降温方式：电子阀a316关闭，电子阀b317打开，加热元件321未工作，储气罐312中的压缩气体依次通过供气管b314、加热元件321、气管道a322、气管道b323、连接头a324、端头a中的气接嘴224流入至端头a中，接着，锂电池组中的压缩气体依次通过端头b中的气接嘴224、连接头b326、气管道c325向外排出。

热风升温：与风冷单独的降温方式一致，且加热元件321开启。

如图16所示，水辅助机构330包括水箱3310、散热构件3320、抽吸构件3330、水管道网3340，水箱3310的内部设置有水介质，抽吸构件3330以压缩气体为动力源驱使水箱3310中的水介质在水箱3310、水管道网3340、散热构件3320、锂电池组之间形成循环流动，循环流动过程中，散热构件3320对温度升高后的水介质进行散热处理。

如图17所示，散热构件3320包括散热壳3321，散热壳3321内设置有散热管a3322以及向散热管a3322提供散热风力的风机3323，散热管a3322以折叠方式安装在散热壳3321内，其意义在于，增加散热管a3322的长度，进而增加水介质在散热管a3322内的停留时间，进而增加水介质的散热冷却效果。

电池外壳100的表面设置有与散热壳3321接通的通风口b102。

散热管a3322的一端连接有散热管b3324、另一端连接有散热管c3325，散热管b3324的另一端与水箱3310连接接通。

如图18所示，抽吸构件3330包括气动马达3331与水泵3332，气动马达3331向水泵3332提供动力。

供气管a313的连接端a与气动马达3331的进气端连接接通，供气管c315的连接端c与气动马达3331的出气端连接接通；压缩气体通过供气管a313进入气动马达3331内驱使气动马达3331运行，接着，气动马达3331内的压缩气体通过供气管c315排出。

水泵3332的进液端连接有抽吸管b3334、出液端连接有抽吸管a3333，抽吸管b3334的另一端与水箱3310连接接通。

如图19所示，水管道网3340包括水管道a3341，水管道a3341的一端与抽吸管a3333连接接通、另一端连接有水管道b3342，水管道b3342的另一端封闭，水管道b3342的外部设置有水接头a3343，水接头a3343与端头a中的水接嘴225连接接通，水接头a3343对应锂电池组设置有多个。

水管道网3340还包括水管道c3344，水管道c3344的一端封闭、另一端与散热管c3325连接接通，水管道c3344的外部设置有水接头b3345，水接头b3345与端头b中的水接嘴225连接接通，水接头b3345对应锂电池组设置有多个。

水介质循环流动：电子阀a316打开，电子阀b317关闭，储气罐312中的压缩气体通过供气管a313进入气动马达3331内驱使气动马达3331运行，接着，气动马达3331内的压缩气体通过供气管c315、供气管b314流向加热元件321内；

气动马达3331运行驱使水泵3332运行，水泵3332运行通过抽吸管b3334抽吸水箱3310内的水介质，接着，水泵3332内的水介质依次通过抽吸管a3333、水管道a3341、水管道b3342、水接头a3343、端头a中的水接嘴225流入至端头a中，接着，锂电池组中的水介质依次通过端头b中的水接嘴225、水接头b3345、水管道c3344、散热管c3325、散热管a3322、散热管b3324流回水箱3310中，其中，水介质途径散热管a3322时，通过风机3323提供的风力进行散热。

本发明分为降温模式与升温模式，其中，降温模式又分为风冷与水冷结合降温模式、风冷单独降温模式；

风冷与水冷结合降温模式：

锂电池单体2330的热量通过热接触方式传递给通风壳组2310；

电子阀a316打开，电子阀b317关闭，加热元件321未工作，储气罐312中的压缩气体通过供气管a313进入气动马达3331内驱使气动马达3331运行，接着，气动马达3331内的压缩气体通过供气管c315、供气管b314流向加热元件321内；

其中，加热元件321内的压缩气体依次通过气管道a322、气管道b323、连接头a324、端头a中的气接嘴224流入至端头a中，压缩气体依次通过端头a中的气接嘴224、气腔室、连接孔a221流入至气接头a中，压缩气体依次通过气接头a中的连接嘴2322、套头2321的内腔、套头2321的开口端流入至通风壳组2310的通风区内，接着，压缩气体通过通风壳组2310的通风区流动至气接头b中，压缩气体依次通过气接头b中的套头2321的开口端、套头2321的内腔、连接嘴2322流入至端头b中，压缩气体依次通过端头b中的连接孔a221、气腔室、气接嘴224、连接头b326、气管道c325向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组2310内的热量，对锂电池单体2330进行风冷降温；

气动马达3331运行驱使水泵3332运行，水泵3332运行通过抽吸管b3334抽吸水箱3310内的水介质，水泵3332内的水介质依次通过抽吸管a3333、水管道a3341、水管道b3342、水接头a3343、端头a中的水接嘴225流入至端头a中，水介质依次通过端头a中的水接嘴225、水腔室、连接孔b222、水管240的中空段a、进水孔241持续流入至罩壳210内，罩壳210内的水介质依次通过出水孔242、水管240的中空段b、端头b中的连接孔b222、水腔室、水接嘴225、水接头b3345、水管道c3344、散热管c3325、散热管a3322、散热管b3324流回水箱3310中，其中，水介质途径散热管a3322时，通过风机3323提供的风力进行散热，形成水介质循环流动，进而使锂电池单体组230中的通风壳组2310浸泡在水介质中，使锂电池单体组230处在一个低温环境中，对锂电池单体2330的风冷降温过程进行辅助，进一步增加降温效率。

风冷单独降温模式：

电子阀a316关闭，电子阀b317打开，加热元件321未工作，储气罐312中的压缩气体依次通过供气管b314、加热元件321、气管道a322、气管道b323、连接头a324、端头a中的气接嘴224流入至端头a中，压缩气体依次通过端头a中的气接嘴224、气腔室、连接孔a221流入至气接头a中，压缩气体依次通过气接头a中的连接嘴2322、套头2321的内腔、套头2321的开口端流入至通风壳组2310的通风区内，接着，压缩气体通过通风壳组2310的通风区流动至气接头b中，压缩气体依次通过气接头b中的套头2321的开口端、套头2321的内腔、连接嘴2322流入至端头b中，压缩气体依次通过端头b中的连接孔a221、气腔室、气接嘴224、连接头b326、气管道c325向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组2310内的热量，对锂电池单体2330进行风冷降温。

升温模式与风冷单独降温模式一致，且加热元件321开启。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，包括电池外壳以及安装在电池外壳内的锂电池包与温控装置，其特征在于，所述锂电池包由多组锂电池组构成，锂电池组包括两端开口的罩壳，罩壳的两开口端均设置有端头，两组端头分别为端头a与端头b，罩壳内设置有水管与多组锂电池单体组；

所述锂电池单体组包括通风壳组与多个锂电池单体，通风壳组的两端均设置有气接头，两组气接头分别为与端头a连接的气接头a、与端头b连接的气接头b；

所述通风壳组包括两端开口且由导热材料制成的筒壳，筒壳设置有两个并分别为外筒壳、同轴位于外筒壳内的内筒壳，内筒壳的外壁与外筒壳的内壁之间的区域为通风壳组的通风区，通风区的一端通过气接头a与端头a连接接通、另一端通过气接头b与端头b连接接通；

每组锂电池单体组中的多个锂电池单体依次串联并同轴位于内筒壳内；

其步骤在于：

(一)风冷与水冷结合降温模式；

S1：锂电池单体的热量通过热接触方式传递给通风壳组；

S2：温控装置提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组内的热量，对锂电池单体进行风冷降温；

同时，温控装置提供的水介质依次通过端头a、水管持续流入至罩壳内，罩壳内的水介质依次通过水管、端头b流回至温控装置中，水介质在温控装置中冷却散热后再重新向罩壳内流动，形成水介质循环流动，使锂电池单体组处在一个低温环境中，对锂电池单体进行水冷降温；

(二)风冷单独降温模式；

S3：锂电池单体的热量通过热接触方式传递给通风壳组；

S4：温控装置提供的压缩气体依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的气流，带走通风壳组内的热量，对锂电池单体进行风冷降温；

(三)热风加温模式；

S5：温控装置提供的压缩气体经加热形成热风，热风依次通过端头a、气接头a流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b、端头b流回至温控装置中，并经温控装置向外排出，形成一股单向流动的热风，对锂电池单体进行升温。

2.根据权利要求1所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述端头的一端封闭并安装在罩壳的开口端，端头的另一端开口并匹配安装有端盖，端头的内腔中设置有分隔板，分隔板将端头的内腔分隔成互不接通的水腔室与气腔室，端头的侧面设置有与水腔室接通的水接嘴、与气腔室接通的气接嘴；

所述水管的一端与端头a的封闭端连接，另一端与端头b的封闭端连接，水管分为三段并分别为与端头a封闭端连接的中空段a、与端头b封闭端连接的中间段b、位于中空段a与中空段b之间的实心段，中空段a的外壁设置有进水孔，中空段b的外壁设置有出水孔；

所述端头的封闭端设置有与水管接通的连接孔b。

3.根据权利要求2所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述锂电池单体组中的多个锂电池单体中，位于两侧的锂电池单体的末端均设置有电接头，电接头的末端伸出通风壳组，气接头安装在电接头的末端；

所述气接头包括套头，套头的一端开口并同轴位于电接头末端的外部，套头的内壁与电接头的外壁之间通过连接叶片进行连接，套头的开口端与通风壳组的通风区接通且接通处设置有密封圈；

所述套头的另一端封闭并设置有连接嘴，连接嘴与端头的封闭端连接，端头的封闭端设置有与连接嘴接通的连接孔a。

4.根据权利要求3所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述温控装置包括供气机构、温控机构、水辅助机构，供气机构用于为温控机构与水辅助机构提供压缩气体，温控机构用于为锂电池组提供风冷降温所需的压缩气体或升温所需的热风，水辅助机构用于为锂电池组提供水介质。

5.根据权利要求4所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述供气机构包括气体压缩机与储气罐，气体压缩机的出气端连接有供气管a，供气管a的另一端为连接端a，储气罐的外部设置有导气嘴，导气嘴与供气管a连接接通；

所述供气管a的外部还连接有供气管b，供气管b的另一端为连接端b，供气管b的外部还连接有供气管c，供气管c的另一端为连接端c，供气管b与供气管a的连接处设置有电子阀b，供气管a的外部设置有电子阀a且电子阀a位于导气嘴与供气管a的连接端a之间。

6.根据权利要求5所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述温控机构包括加热元件，加热元件的一端与供气管b的连接端b连接接通、另一端连接有气管道a，气管道a的另一端连接有气管道b，气管道b的另一端封闭；

所述气管道b的外部设置有连接头a，连接头a与端头a中的气接嘴连接接通，连接头a对应锂电池组设置有多个；

所述温控机构还包括气管道c，气管道c的另一端伸出电池外壳，气管道c的外部设置有连接头b，连接头b与端头b中的气接嘴连接接通，连接头b对应锂电池组设置有多个。

7.根据权利要求6所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，所述水辅助机构包括水箱、散热构件、抽吸构件、水管道网，水箱的内部设置有水介质；

所述散热构件包括散热壳，散热壳内设置有散热管a以及向散热管a提供散热风力的风机，散热管a以折叠方式安装在散热壳内，散热管a的一端连接有散热管b、另一端连接有散热管c，散热管b的另一端与水箱连接接通，所述电池外壳的表面设置有与散热壳接通的通风口b；

所述抽吸构件包括水泵以及向水泵提供动力的气动马达，供气管a的连接端a与气动马达的进气端连接接通，供气管c的连接端c与气动马达的出气端连接接通，水泵的进液端连接有抽吸管b、出液端连接有抽吸管a，抽吸管b的另一端与水箱连接接通；

所述水管道网包括水管道a，水管道a的一端与抽吸管a连接接通、另一端连接有水管道b，水管道b的另一端封闭，水管道b的外部设置有水接头a，水接头a与端头a中的水接嘴连接接通，水接头a对应锂电池组设置有多个；

所述水管道网还包括水管道c，水管道c的一端封闭、另一端与散热管c连接接通，水管道c的外部设置有水接头b，水接头b与端头b中的水接嘴连接接通，水接头b对应锂电池组设置有多个。

8.根据权利要求7所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，上述步骤S2：

S21：电子阀a打开，电子阀b关闭，加热元件未工作，储气罐中的压缩气体通过供气管a进入气动马达内驱使气动马达运行，气动马达内的压缩气体通过供气管c、供气管b流向加热元件内；

加热元件内的压缩气体依次通过气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出；

气动马达运行驱使水泵运行，水泵运行通过抽吸管b抽吸水箱内的水介质，水泵内的水介质依次通过抽吸管a、水管道a、水管道b、水接头a、端头a中的水接嘴、水腔室、连接孔b、水管的中空段a、进水孔持续流入罩壳内，罩壳内的水介质依次通过出水孔、水管的中空段b、端头b中的连接孔b、水腔室、水接嘴、水接头b、水管道c、散热管c、散热管a、散热管b流回水箱中，水介质途经散热管a时通过风机提供的风力进行散热。

9.根据权利要求7所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，上述步骤S4：

S41：电子阀a关闭，电子阀b打开，加热元件未工作，储气罐中的压缩气体依次通过供气管b、加热元件、气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的压缩气体依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出。

10.根据权利要求7所述的一种串联碳酸锂电池组的温度控制方法，其特征在于，上述步骤S5：

S51：电子阀a关闭，电子阀b打开，加热元件开启，储气罐中的压缩气体通过供气管b流入至加热元件内，压缩气体在加热元件内加热形成热风，热风依次通过气管道a、气管道b、连接头a、端头a中的气接嘴、气腔室、连接孔a、气接头a中的连接嘴、套头的内腔、套头的开口端流入至通风壳组的通风区内，通风区内的热风依次通过气接头b中的套头的开口端、套头的内腔、连接嘴、端头b中的连接孔a、气腔室、气接嘴、连接头b、气管道c向外排出。

Images