CN115692994B - 用于微小卫星的锂电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微小卫星技术领域，公开了用于微小卫星的锂电池组。用于微小卫星的锂电池组包括：底板、盖板及多个立柱，盖板平行设置在底板的上方，多个立柱呈方形间隔排布，且每个立柱的一端均与底板连接，另一端均与盖板连接，以使底板、盖板及各个立柱相互之间形成框架，盖板上设置有多个方形孔，且底板、盖板以及多个立柱均由铝制成；固定板，设置在框架内，且框架在第一方向上的相对两侧分别设置有固定板；多个锂电池，多个锂电池呈行列排布在框架内，且锂电池的两端分别固定至两个固定板。该用于微小卫星的锂电池组能够保证对锂电池的放置稳定性，有利于锂电池组的轻量化，及能够降低微小卫星的发射成本。

Description

用于微小卫星的锂电池组

技术领域

本发明涉及微小卫星技术领域，尤其涉及用于微小卫星的锂电池组。

背景技术

在微小卫星的运行过程中，靠近地球的微小卫星将有一半的轨道会被遮蔽，因此，此时需要锂电池组来维持微小卫星的运行。其中，微小卫星具体指的是重量在1000千克以下的人造卫星。

然而，在目前的锂电池组中，用来支撑并固定锂电池的框架的重量较重，导致整个锂电池组的重量较重，不利于锂电池组的轻量化，且极大地增加了微小卫星的发射成本。

因此，亟需用于微小卫星的锂电池组，能够解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于微小卫星的锂电池组，能够保证对锂电池的放置稳定性，有利于锂电池组的轻量化，及能够降低微小卫星的发射成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

用于微小卫星的锂电池组，包括：

底板、盖板及多个立柱，所述盖板平行设置在所述底板的上方，多个所述立柱呈方形间隔排布，且每个所述立柱的一端均与所述底板连接，另一端均与所述盖板连接，以使所述底板、所述盖板及各个所述立柱相互之间形成框架，所述盖板上设置有多个方形孔，且所述底板、所述盖板以及多个所述立柱均由铝制成；

固定板，设置在所述框架内，且所述框架在第一方向上的相对两侧分别设置有所述固定板，所述第一方向与所述框架的宽度方向相平行；

多个锂电池，多个所述锂电池呈行列排布在所述框架内，且所述锂电池的两端分别固定至两个所述固定板。

进一步地，所述固定板为绝缘板，所述绝缘板位于所述锂电池的正极/负极与所述立柱之间。

进一步地，所述固定板上设置有卡接槽，所述锂电池的端部形成有卡凸，所述卡凸能够卡接至所述卡接槽内。

进一步地，所述固定板上还设置有开孔，所述开孔与所述卡接槽连通，以使所述卡凸卡接至所述卡接槽内后，所述锂电池的正极/负极能够相对于所述固定板露出。

进一步地，所述框架在第二方向上的相对两侧分别设置有两个所述立柱，每个所述立柱的两端分别与所述盖板的一个角和所述底板的一个角相连接，所述第二方向与所述框架的长度方向相平行。

进一步地，在所述第二方向上，所述方形孔的长度与相邻两个所述立柱之间的间距相等。

进一步地，所述盖板包括：

方形边框以及多个支杆，多个所述支杆沿所述框架的长度方向间隔且平行设置在所述方形边框内，所述方形边框与一个所述支杆或者所述方形边框与相邻两个所述支杆相互之间形成所述方形孔。

进一步地，所述立柱分别与所述盖板和所述底板通过紧固件固定连接。

进一步地，所述框架内还设置有加热件，所述加热件与所述固定板连接，所述加热件用于加热所述锂电池。

进一步地，所述底板上设置有多个安装孔，每个所述安装孔内均设置有绝缘套筒，所述绝缘套筒内插入有螺钉。

本发明的有益效果为：

通过将盖板平行设置在底板的上方，且多个立柱呈方形间隔排布，每个立柱的一端均与底板连接，每个立柱的另一端均与盖板连接，以使底板、盖板及各个立柱相互之间能够形成框架；同时，在框架内沿第一方向上的相对两侧分别设置固定板，以使锂电池的两端分别固定至两个固定板，从而将多个锂电池呈行列排布固定设置在框架内，不会出现在使用过程中锂电池在框架内松动的问题；并且，使底板、盖板以及多个立柱均由铝制成，以能够使形成的框架的支撑强度较高，从而保证锂电池和固定板在框架内的放置稳定性；同时，在盖板上设置多个方形孔，以减少盖板的自身重量；并且采用多个立柱形成框架的侧面，取消了四个侧板的设置，从而能够降低整个框架的重量；采用上述方式能够减少框架的重量，以使整个用于微小卫星的锂电池组的重量较轻，有利于用于微小卫星的锂电池组的轻量化，从而能够降低微小卫星的发射成本，同时能够保证对框架内的锂电池的放置稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的用于微小卫星的锂电池组的结构示意图一；

图2是本发明提供的框架(框架内设置有固定板)的结构示意图；

图3是本发明提供的用于微小卫星的锂电池组(除去上层锂电池层)的结构示意图二；

图4是本发明提供的导热块的下侧面的结构示意图。

附图标记：

1-框架；11-底板；12-立柱；13-盖板；131-方形孔；132-方形边框；133-支杆；

2-锂电池；

3-加热件；31-加热片；32-导热块；321-弧形槽；322-凹槽；323-减重孔；

4-固定板；41-卡接槽；42-开孔；5-紧固件；6-绝缘套筒。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的结构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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

目前，在用于微小卫星的锂电池组中，用来支撑并固定锂电池的框架的重量较重，导致整个锂电池组的重量较重，不利于锂电池组的轻量化，且极大地增加了微小卫星的发射成本。其中，微小卫星具体指的是重量在1000千克以下的人造卫星。

为此，本实施例中提出了一种用于微小卫星的锂电池组，能够保证对锂电池的支撑强度和放置稳定性，有利于用于微小卫星的锂电池组的轻量化，以及能够降低微小卫星的发射成本。

具体地，如图1和图2所示，用于微小卫星的锂电池组包括底板11、盖板13、固定板4、多个立柱12以及多个锂电池2；其中，盖板13相对且平行设置在底板11的上方，多个立柱12呈方形间隔排布，且每个立柱12的一端均与底板11连接，每个立柱12的另一端均与盖板13连接，以使底板11、盖板13及各个立柱12相互之间能够形成框架1，在盖板13上设置有多个方形孔131，且底板11、盖板13以及多个立柱12均由铝制成；固定板4设置在框架1内，且框架1在第一方向上的相对两侧分别设置有固定板4，多个锂电池2呈行列排布在框架1内，且锂电池2的两端分别固定至两个固定板4。其中，第一方向与框架1的宽度方向相平行，第一方向具体如图1和图2中的箭头A所示。

通过将盖板13平行设置在底板11的上方，且使多个立柱12呈方形间隔排布，每个立柱12的一端均与底板11连接，每个立柱12的另一端均与盖板13连接，以使底板11、盖板13及各个立柱12相互之间能够形成框架1；同时，在框架1内沿第一方向上的相对两侧分别设置固定板4，以使锂电池2的两端分别固定至两个固定板4，从而将多个锂电池2呈行列排布固定设置在框架1内，不会出现在使用过程中锂电池2在框架1内松动的问题；并且，使底板11、盖板13以及多个立柱12均由铝制成，以能够使形成的框架1的支撑强度较高，从而保证锂电池2和固定板4在框架1内的放置稳定性。

本实施例中的用于微小卫星的锂电池组相对于现有技术而言改变了框架1的形成结构；通过在盖板13上设置多个方形孔131，以减少盖板13的自身重量；并且采用多个立柱12形成框架1的侧面，取消了四个侧板的设置，从而能够降低整个框架1的重量；采用上述方式能够减少框架1的重量，以使整个用于微小卫星的锂电池组的重量较轻，有利于用于微小卫星的锂电池组的轻量化，从而能够降低微小卫星的发射成本，同时能够保证对框架1内的锂电池2的放置稳定性。

进一步地，固定板4为绝缘板，绝缘板位于锂电池2的正极/负极与立柱12之间，以使得立柱12与锂电池2之间绝缘；通过使固定板4为绝缘板，能够将固定锂电池2的功能和绝锂电池2与立柱12之间的功能集成为一体，也即是说，只需要设置一个固定板4，既可以实现对锂电池2的固定目的，同时又能够实现锂电池2与立柱12之间的绝缘功能，从而能够在保证所有功能都实现的情况下节省零件的设置数量，进一步减少了整个用于微小卫星的锂电池组的重量，进而能够节省更多的发射成本。本实施例中，固定板4具体可以由聚酰亚胺薄膜制成。聚酰亚胺薄膜具有耐高温和绝缘性能好的特点，在微小卫星领域中已被广泛使用。

具体地，如图2和图3所示，在固定板4上设置有卡接槽41，在锂电池2的端部形成有卡凸，卡凸能够卡接在卡接槽41内，从而能够将锂电池2固定至固定板4上；采用卡接的方式，一方面能够便于锂电池2与固定板4之间的拆卸，有利于锂电池2的快速安装和快速拆卸更换；另一方面由于在固定板4上设置了卡接槽41，从而能够减少固定板4的自身重量，更加有利于用于微小卫星的锂电池组的轻量化。

进一步地，如图2和图3所示，在固定板4上还设置有开孔42，开孔42与卡接槽41连通，以在将卡凸卡接在卡接槽41内之后，锂电池2的正极/负极能够相对于固定板4外露出，以便于锂电池2的正极/负极能够与微小卫星上的其它结构进行电连接。

具体地，如图1和图2所示，框架1在第二方向上的相对两侧分别设置有两个立柱12，且每个立柱12的两端分别与盖板13的一个角和底板11的一个角相连接；同时，在第二方向上，方形孔131的长度与相邻两个立柱12之间的间距相等。其中，第二方向与框架1的长度方向相平行，第二方向具体如图1和图2中的箭头B所示。

通过在第二方向上，使框架1的相对两侧分别设置两个立柱12，方形孔131的长度与相邻两个立柱12之间的间距相等，从而能够在保证形成的框架1的支撑强度的同时，最大化地减少立柱12的设置数量，以使立柱12的设置数量较少，但不会影响对锂电池2和固定板4的支撑强度，进而能够减少框架1的重量，以使整个用于微小卫星的锂电池组的轻量化更好。

具体而言，如图1和图2所示，盖板13包括方形边框132以及多个支杆133；其中，多个支杆133沿框架1的长度方向间隔且平行设置在方形边框132内，方形边框132的边缘与一个支杆133，或者方形边框132的边缘与相邻两个支杆133相互之间能够形成上述的方形孔131，从而能够使盖板13的结构较为简单。

进一步地，如图1-图3所示，立柱12分别与盖板13和底板11通过紧固件5固定连接，一方面能够避免将盖板13、底板11以及各个立柱12相互之间采用一体成型结构所导致的成型较为困难的问题，有利于盖板13、底板11以及立柱12的加工简单化，从而能够便于进行大批量的生产，方便用于微小卫星的锂电池组的批产加工制造；另一方面采用重量较轻的紧固件5对立柱12与盖板13和底板11进行固定连接，能够在保证固定连接的稳定性的情况下减少框架1的重量。本实施例中，紧固件5具体可以为螺栓。

进一步地，如图1-图3所示，在底板11上设置有多个安装孔，在每个安装孔内均设置有绝缘套筒6，在绝缘套筒6内插入有螺钉，以能够通过螺钉将底板11以及整个用于微小卫星的锂电池组固定在微小卫星的固定结构上，同时能够保证用于微小卫星的锂电池组与微小卫星上的固定结构相互之间绝缘。

具体地，如图1-图3所示，在框架1内还设置有加热件3，加热件3与固定板4连接，加热件3用于加热锂电池2，以将锂电池2加热至适宜的工作温度，从而保证锂电池2在低温环境下的使用性能，进而能够延长锂电池2的使用寿命。

其中，如图1所示，在框架1内放置有多层上下分层设置的锂电池层，每层锂电池层均包括多个并列排布的锂电池2，锂电池2以正极/负极水平设置的姿态设置在框架1内。

然而，在目前的用于微小卫星的锂电池组中，通常将加热件3直接安装在底板11与位于最底层的锂电池层之间，导致加热件3的热量不能够均匀地传递至上层的锂电池层处，使对各个锂电池2加热的均匀性较差。

为此，本实施例中，如图1所示，在上下相邻两层锂电池层之间均设置有加热件3，且加热件3的长度沿第二方向延伸；相对于现有技术中将加热件3直接安装在底板11与最底层的锂电池层之间而言，能够使加热件3的热量同时传递至上下两层锂电池层，从而保证了对各层锂电池2的加热较为均匀，进而能够保证对各个锂电池2加热的均匀性较好。

本实施例中，如图1所示，在框架1内放置有上下两层锂电池层，加热件3设置在上下两层锂电池层之间。其它实施例中，还可以在框架1内放置三层或者多层锂电池层，对于锂电池层的具体的放置层数不作限定。

具体地，如图1-图3所示，加热件3包括导热块32及加热片31；其中，导热块32位于上下相邻两层锂电池层之间，且导热块32的长度沿第二方向延伸，导热块32在第一方向上的相对两侧分别固定至两个固定板4，加热片31粘接至导热块32。

通过对加热片31进行加热，以使加热片31的热量能够传递至导热块32上，由于导热块32的导热性能，以使导热块32能够均匀受热，从而通过导热块32将热量均匀传递至各个锂电池2，进而实现对锂电池2的均匀加热。

进一步地，在第二方向上，导热块32的长度大于或等于框架1的长度，从而使位于每层的各个锂电池2均能够与导热块32相接触，以保证导热块32对每个锂电池2的热量传递效果，从而保证每一层的各个锂电池2能够同步且均匀上升至适宜的工作温度，进一步保证了对各个锂电池2的加热均匀性。

本实施例中，如图1和图2所示，加热片31设置有一个，该加热片31粘接在导热块32的下侧面。本实施例中的导热块32为铝导热块，加热片31为聚酰亚胺薄膜加热片。通过将导热块32设置为铝导热块，一方面能够使导热块32的导热性能较好，以使加热片31的热量能够迅速地传递到整个导热块32上；另一方面使铝导热块能够对锂电池2提供支撑作用，进一步保证了整个框架1的支撑强度。本实施例中，导热块32通过螺钉固定在固定板4上。

其它实施例中，还可以使加热片31设置有两个，两个加热片31相对粘接在导热块32的上下两侧面；当其中一个加热片31由于损坏而不能进行加热时，另一个加热片31能够继续对导热块32进行加热，从而保证了加热件3加热的可靠性。

值得说明的是，由于导热块32的导热性能较好，当对其中一个加热片31进行加热时，该加热片31的热量就能够迅速传递至整个导热块32，以使导热块32能够均匀受热，因此，不需要将位于导热块32上下两侧面的加热片31同时打开，以能够避免资源的浪费。

进一步地，如图3和图4所示，在导热块32的上下两侧面均设置有多个间隔设置的弧形槽321，弧形槽321的长度沿第一方向延伸，弧形槽321的形状和尺寸均与锂电池2的形状和尺寸相匹配，一个锂电池2放置在一个弧形槽321内。

通过将锂电池2放置在弧形槽321内，能够使锂电池2与导热块32之间的贴合较为紧密，避免了锂电池2在导热块32上左右晃动的问题，较好地保证了锂电池2在框架1内的放置稳定性。

进一步地，如图4所示，在导热块32的下侧面设置有凹槽322，凹槽322的长度沿第二方向延伸，凹槽322向远离框架1的底面方向凹进设置，加热片31粘接至凹槽322内，保证了加热片31不会受到锂电池2的挤压；且在导热块32的下侧面上未设置有凹槽322的位置处设置有弧形槽321，避免凹槽322与弧形槽321相互之间产生干涉。

具体地，如图3和图4所示，在导热块32上相邻两个弧形槽321之间设置有多个减重孔323，以减少导热块32的自身重量，从而能够更好地降低锂电池组的重量，以能够节省微小卫星的发射成本。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，包括：

底板（11）、盖板（13）及多个立柱（12），所述盖板（13）平行设置在所述底板（11）的上方，多个所述立柱（12）呈方形间隔排布，且每个所述立柱（12）的一端均与所述底板（11）连接，另一端均与所述盖板（13）连接，以使所述底板（11）、所述盖板（13）及各个所述立柱（12）相互之间形成框架（1），所述盖板（13）上设置有多个方形孔（131），且所述底板（11）、所述盖板（13）以及多个所述立柱（12）均由铝制成；

固定板（4），设置在所述框架（1）内，且所述框架（1）在第一方向上的相对两侧分别设置有所述固定板（4），所述第一方向与所述框架（1）的宽度方向相平行；

多个锂电池（2），多个所述锂电池（2）呈行列排布在所述框架（1）内，且所述锂电池（2）的两端分别固定至两个所述固定板（4）；

所述固定板（4）上设置有卡接槽（41），所述锂电池（2）的端部形成有卡凸，所述卡凸能够卡接至所述卡接槽（41）内；

所述框架（1）内还设置有加热件（3），所述加热件（3）与所述固定板（4）连接，所述加热件（3）用于加热所述锂电池（2）；

所述加热件（3）包括导热块（32）及加热片（31），所述加热片（31）粘接至所述导热块（32）；在所述导热块（32）的上下两侧面均设置有多个间隔设置的弧形槽（321）；

所述加热片（31）沿第二方向粘接至所述导热块（32）上未设置有所弧形槽（321）的位置处；

所述框架（1）在第二方向上的相对两侧分别设置有两个所述立柱（12），每个所述立柱（12）的两端分别与所述盖板（13）的一个角和所述底板（11）的一个角相连接，所述第二方向与所述框架（1）的长度方向相平行；

在所述第二方向上，所述方形孔（131）的长度与相邻两个所述立柱（12）之间的间距相等；

在所述导热块（32）上相邻两个所述弧形槽（321）之间设置有多个减重孔（323）。

2.如权利要求1所述的用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，所述固定板（4）为绝缘板，所述绝缘板位于所述锂电池（2）的正极/负极与所述立柱（12）之间。

3.如权利要求1所述的用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，所述固定板（4）上还设置有开孔（42），所述开孔（42）与所述卡接槽（41）连通，以使所述卡凸卡接至所述卡接槽（41）内后，所述锂电池（2）的正极/负极能够相对于所述固定板（4）露出。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，所述盖板（13）包括：

方形边框（132）以及多个支杆（133），多个所述支杆（133）沿所述框架（1）的长度方向间隔且平行设置在所述方形边框（132）内，所述方形边框（132）与一个所述支杆（133）或者所述方形边框（132）与相邻两个所述支杆（133）相互之间形成所述方形孔（131）。

5.如权利要求1-3中任一项所述的用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，所述立柱（12）分别与所述盖板（13）和所述底板（11）通过紧固件（5）固定连接。

6.如权利要求1-3中任一项所述的用于微小卫星的锂电池组，其特征在于，所述底板（11）上设置有多个安装孔，每个所述安装孔内均设置有绝缘套筒（6），所述绝缘套筒（6）内插入有螺钉。