CN117673574B - 一种具有低温预热功能的锂电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基本电气元件的技术领域，公开了一种具有低温预热功能的锂电池模组，包括外框、内框、收卷仓、导向块、加热片和移动组件，所述内框置于外框的中部，所述内框与外框的中间空隙部分形成热动力仓，所述内框内侧壁设有多个温度传感器，所述收卷仓对称安装热动力仓的两侧，所述收卷仓内收卷有可散热的加热片，解决现有技术中部分结构只能做到电池预热并不能在预热过程中和预热后减少热量的流失，预热效率较低，其次保证了预热热量的减少流失的情况，在高温环境中使用无法兼顾到电池散热，使得电池不能在任何环境中都保持最佳温度运行，降低了电池的使用寿命等问题。

Description

一种具有低温预热功能的锂电池模组

技术领域

本发明专利涉及基本电气元件的技术领域，具体而言，涉及一种具有低温预热功能的锂电池模组。

背景技术

随着科技的不断发展，锂电池作为一种重要的能量存储设备，在各个领域得到了广泛的应用。然而，在一些特殊的应用场景中，如极寒环境下，锂电池的性能可能会受到限制。

在低温环境下，锂电池的电解液黏度增大，离子传导速度变慢，导致电池的充放电性能下降，容量衰减，甚至可能无法正常工作。这对于一些需要在寒冷环境下运行的设备，如极地科考、高寒地区的电动车等，无疑是一个巨大的挑战。

为了解决这一问题，具有低温预热功能的锂电池模组应运而生。这种锂电池模组通过引入特殊的设计，可以在低温环境下对电池进行预热，提高电池的温度，从而改善其性能。

目前，已有一些具有低温预热功能的锂电池模组相关的技术专利。这些专利主要涉及电池模组的结构设计、预热系统的控制策略等方面。通过这些专利技术的应用，可以有效地提高锂电池在低温环境下的性能，拓宽其应用范围。

公开号为CN108054471A的中国发明专利公开了一种锂电池的预热方法和装置，该方法包括：在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式；在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式；通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。通过本发明公开的上述方法，当锂电池处在放电模式下，根据锂电池当前的温度来确定与温度对应的预热方式，进而选择合适的预热方式对锂电池进行预热，通过不同的电池温度采用不同的预热方式，既可以确保锂电池在低温条件下能够正常工作，且能够提高锂电池的寿命和储能能力。

公开号为CN117293423A的中国发明专利公开了一种锂电池的低温冷启动系统及控制方法，属于锂电池领域，系统包括：锂电池、锂电池电压补偿单元、加热元件、开关管SW1、二极管D1、快速自加热电路、二极管D2、负载、温度检测模块和控制模块；快速自加热电路包括电感L1、开关管SW2和限流电阻R2；温度检测模块用于监测锂电池温度；控制模块用于在系统启动过程中根据锂电池温度输出控制信号，从而控制开关管SW1和开关管SW2的工作状态，分阶段依次实现锂电池内部自加热和限流、锂电池升压输出和外部辅助加热、锂电池正常输出和外部辅助加热。本发明无需提前预热，能提高锂电池冷启动速度和电池加热速度，能保证负载端的稳定电压输出和系统快速响应能力。

但在实际应用中，部分结构只能做到电池预热并不能在预热过程中和预热后减少热量的流失，预热效率较低，其次保证了预热热量的减少流失的情况，在高温环境中使用无法兼顾到电池散热，使得电池不能在任何环境中都保持最佳温度运行，降低了电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低温预热功能的锂电池模组，旨在解决现有技术中部分结构只能做到电池预热并不能在预热过程中和预热后减少热量的流失，预热效率较低，其次保证了预热热量的减少流失的情况，在高温环境中使用无法兼顾到电池散热，使得电池不能在任何环境中都保持最佳温度运行，降低了电池的使用寿命的问题。

本发明是这样实现的，本发明提供了一种具有低温预热功能的锂电池模组，包括外框、内框、收卷仓、导向块、加热片和移动组件，所述内框置于外框的中部，所述内框与外框的中间空隙部分形成热动力仓，所述内框内侧壁设有多个温度传感器，所述收卷仓对称安装热动力仓的两侧，所述收卷仓内收卷有可散热的加热片，所述移动组件安装在加热片的顶部，所述导向块间隔均布在热动力仓的两侧，所述加热片与导向块滑动连接。

进一步，所述移动组件包括移动滑轨、移动滑板、移动电机、移动齿轮和移动齿条，所述移动滑轨对称固接在外框的框内顶部，所述移动滑板嵌入移动滑轨内部与移动滑轨滑动连接，所述移动电机安装在移动滑板的一侧，所述移动齿轮与移动电机转动连接在移动滑板远离移动电机的一侧，所述移动滑轨侧边对称固接有移动齿条，所述移动齿轮与移动齿条啮合。

进一步，所述加热片伸出端固接有刚性支板，所述移动组件安装在刚性支板上，所述加热片中部为柔性卷片，所述柔性卷片内部预埋有多根加热丝，所述刚性支板在移动过程中拉出柔性卷片并保证柔性卷片时刻处于平整状态。

进一步，所述移动滑板底部固接有除尘刮板，所述除尘刮板尖端处贴合在内框的外壁上，所述除尘刮板包括除尘电机、主动齿轮、从动齿轮、除尘螺杆、除尘滑轨和刮片，所述除尘电机安装在除尘刮板的顶部，所述主动齿轮与除尘电机转动连接，所述从动齿轮固接在除尘螺杆的顶部，所述从动齿轮与主动齿轮啮合传动，所述除尘螺杆与除尘滑轨顶部和底部转动连接，所述除尘滑轨固接在除尘刮板上，所述刮片与除尘滑轨滑动连接，所述刮片一端与除尘螺杆螺纹传动连接，所述刮片与除尘刮板斜面贴合。

进一步，所述外框两侧转动连接有多个条形叶板，所述条形叶板两侧为平行的斜面，多个所述条形叶板间隔均布在外框的两侧，所述条形叶板中部固接有转轴与外框顶部和底部转动连接，所述条形叶板顶部转动连接有两个对称的连轴，多个所述连轴分别转动连接在两个对称的连杆的底部，两个所述连杆前后移动带动多个条形叶板同步转动，多个所述条形叶板转动至平放状态时侧边依次贴合，与外框前后两端形成密闭隔热空间，多个所述条形叶板转动至竖直状态时热动力仓为开放状态，便于散热。

进一步，所述外框两端对称设有风力组件，所述风力组件包括风力框、风扇、多个伸缩件和盖板，所述外框两侧开设有多个间隔均布的通孔，所述风力框固接在通孔内部，所述风扇与风力框内部转动连接，多个所述伸缩件环形均布固接在风力框的内侧，所述盖板与伸缩件固接，所述盖板受风扇的风力推动后打开。

进一步，所述伸缩件包括伸缩套筒、伸缩杆、伸缩支板和回弹弹簧，所述伸缩杆与伸缩套筒中部滑动连接，所述伸缩支板固接在伸缩杆的中部，所述回弹弹簧安装在伸缩套筒靠近伸缩杆伸出端的一侧，所述回弹弹簧一端与伸缩支板连接。

进一步，所述伸缩件还包括卡接槽、卡接弹簧、卡接斜块、伸缩斜块、脱卡斜块和脱卡弹簧，所述伸缩套筒内壁开设有对称的卡接槽，所述卡接槽内部活动卡接有卡接斜块，所述卡接弹簧置于卡接槽内部抵靠在卡接斜块上，所述伸缩斜块固接在伸缩杆的后端，所述卡接斜块与伸缩斜块滑动卡接，所述脱卡斜块滑动连接在伸缩杆远离伸缩支板的一侧，所述脱卡弹簧一端固接在伸缩杆非伸出端上，所述脱卡弹簧非固接端与脱卡斜块连接。

进一步，还包括叶板连架，所述叶板连架与外框顶部滑动连接，两个所述连杆分别通过叶板连架与两端的盖板连接，所述盖板闭合带动条形叶板闭合，所述盖板打开带动条形叶板打开。

进一步，所述外框两端均固接有保护架，所述保护架为镂空框形结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了内框用于放置锂电电池组，外框为该装置提供支撑并且为加热片等结构提供安装空间，在未加热状态时，加热片收卷在收卷仓内，需要加热时，通过移动组件带动加热片从收卷仓内伸出，收卷仓内设有卷簧，在移动组件带动加热片移动伸出时受力缩卷，在移动组件带动加热片回复至收卷状态时，舒展收卷加热片，导向块保证加热片伸出过程中不偏移，避免出现卡顿和磨损等情况，提高了该装置安装牢固性和工作平稳性，提高了加热片的使用寿命；

在电池过热影响使用和存在安全风险时，风力组件驱动风扇转动，并推动盖板向远离风力框的方向移动，并通过叶板连架拉动条形叶板转动，多个条形叶板转动至竖直状态热动力仓为开放状态，驱动风扇吹动盖板移动至伸缩件的卡接位置后，伸缩件卡接在散热位置保证该装置内的锂电电池持续散热，提高电池的使用效率，在完成散热后，驱动风扇以较之前强的风力吹动盖板向远离风力框的方向移动，在移动至脱卡位置后，解除驱动风扇转动，伸缩件脱离卡接后拉动盖板回弹至工作位置，并通过叶板连架带动条形叶板转动，多个条形叶板转动至平放状态后侧边依次贴合，与外框前后两端形成密闭隔热空间。

附图说明

图1是本发明一种具有低温预热功能的锂电池模组的结构示意图；

图2是本发明一种具有低温预热功能的锂电池模组中条形叶片的安装示意图；

图3是本发明一种具有低温预热功能的锂电池模组中的内部示意图；

图4是图3中A部位的局部放大图；

图5是本发明一种具有低温预热功能的锂电池模组中伸缩件的结构示意图；

图6是本发明一种具有低温预热功能的锂电池模组中加热片的安装示意图；

图7是图6中B部位的局部放大图；

附图标记：

外框1；保护架2；除尘刮板3；条形叶板4；风力框5；风扇6；伸缩件7；盖板8；转轴9；连杆10；连轴11；叶板连架12；内框13；刮片14；收卷仓15；导向块16；加热片17；移动滑轨18；移动滑板19；移动电机20；移动齿轮21；移动齿条22；伸缩套筒23；卡接槽24；卡接弹簧25；卡接斜块26；伸缩杆27；伸缩支板28；回弹弹簧29；伸缩斜块30；脱卡斜块31；脱卡弹簧32；除尘电机35；主动齿轮36；从动齿轮37；除尘螺杆38；除尘滑轨39；刚性支板42；柔性卷片43。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1-7所示，本发明提供了一种具有低温预热功能的锂电池模组，包括外框1、内框13、收卷仓15、导向块16、加热片17和移动组件，内框13置于外框1的中部，内框13与外框1的中间空隙部分形成热动力仓，内框13内侧壁设有多个温度传感器，收卷仓15对称安装热动力仓的两侧，收卷仓15内收卷有可散热的加热片17，移动组件安装在加热片17的顶部，导向块16间隔均布在热动力仓的两侧，加热片17与导向块16滑动连接。

本发明提供了内框13用于放置锂电电池组，外框1为该装置提供支撑并且为加热片17等结构提供安装空间，在未加热状态时，加热片17收卷在收卷仓15内，需要加热时，通过移动组件带动加热片17从收卷仓15内伸出，收卷仓15内设有卷簧，在移动组件带动加热片17移动伸出时受力缩卷，在移动组件带动加热片17回复至收卷状态时，舒展收卷加热片17，导向块16保证加热片17伸出过程中不偏移，避免出现卡顿和磨损等情况，提高了该装置安装牢固性和工作平稳性，提高了加热片17的使用寿命。

移动组件包括移动滑轨18、移动滑板19、移动电机20、移动齿轮21和移动齿条22，移动滑轨18对称固接在外框1的框内顶部，移动滑板19嵌入移动滑轨18内部与移动滑轨18滑动连接，移动电机20安装在移动滑板19的一侧，移动齿轮21与移动电机20转动连接在移动滑板19远离移动电机20的一侧，移动滑轨18侧边对称固接有移动齿条22，移动齿轮21与移动齿条22啮合。

移动组件通过移动电机20动作带动移动齿轮21转动，与移动齿条22啮合的移动齿轮21带动移动滑板19沿移动滑轨18滑动，齿轮啮合传动具有良好的稳定性，保证移动组件带动加热片17移动过程中稳定可靠，保证收放加热片17的工作效率和工作稳定性。

加热片17伸出端固接有刚性支板42，移动组件安装在刚性支板42上，加热片17中部为柔性卷片43，柔性卷片43内部预埋有多根加热丝，刚性支板42在移动过程中拉出柔性卷片43并保证柔性卷片43时刻处于平整状态。

本发明中使用的加热片17加热部分为可收卷的柔性卷片43，在柔性卷片43内盘绕有多根加热铜丝，通过铜丝加热为该电池外部提供均匀的热量，保证车辆的正常行驶，柔性卷片43在长距离的拉伸后容易出现弯卷的情况，本发明通过在柔性卷片43的最前端设置刚性支板42张紧柔性卷片43，保证在工作过程中加热均匀高效，避免发生故障。

移动滑板19底部固接有除尘刮板3，除尘刮板3尖端处贴合在内框13的外壁上，除尘刮板3包括除尘电机35、主动齿轮36、从动齿轮37、除尘螺杆38、除尘滑轨39和刮片14，除尘电机35安装在除尘刮板3的顶部，主动齿轮36与除尘电机35转动连接，从动齿轮37固接在除尘螺杆38的顶部，从动齿轮37与主动齿轮36啮合传动，除尘螺杆38与除尘滑轨39顶部和底部转动连接，除尘滑轨39固接在除尘刮板3上，刮片14与除尘滑轨39滑动连接，刮片14一端与除尘螺杆38螺纹传动连接，刮片14与除尘刮板3斜面贴合。

在电池的使用过程中，涉及到过热降温和加热保温等操作，与外部环境长时接触，容易在装置表面附着尘土，本发明通过设置除尘刮板3将内框外壁上的尘土进行刮除，并通过除尘电机35联动，驱动刮片14将除尘刮板3上的尘土进行刮除，提高了该装置的清洁性能。

外框1两侧转动连接有多个条形叶板4，条形叶板4两侧为平行的斜面，多个条形叶板4间隔均布在外框1的两侧，条形叶板4中部固接有转轴9与外框1顶部和底部转动连接，条形叶板4顶部转动连接有两个对称的连轴11，多个连轴11分别转动连接在两个对称的连杆10的底部，两个连杆10前后移动带动多个条形叶板4同步转动，多个条形叶板4转动至平放状态时侧边依次贴合，与外框1前后两端形成密闭隔热空间，多个条形叶板4转动至竖直状态时热动力仓为开放状态，便于散热。

外框1两端对称设有风力组件，风力组件包括风力框5、风扇6、多个伸缩件7和盖板8，外框1两侧开设有多个间隔均布的通孔，风力框5固接在通孔内部，风扇6与风力框5内部转动连接，多个伸缩件7环形均布固接在风力框5的内侧，盖板8与伸缩件7固接，盖板8受风扇6的风力推动后打开。

还包括叶板连架12，叶板连架12与外框1顶部滑动连接，两个连杆10分别通过叶板连架12与两端的盖板8连接，盖板8闭合带动条形叶板4闭合，盖板8打开带动条形叶板4打开。

在电池过热影响使用和存在安全风险时，风力组件驱动风扇6转动，并推动盖板8向远离风力框5的方向移动，并通过叶板连架12拉动条形叶板4转动，多个条形叶板4转动至竖直状态热动力仓为开放状态，驱动风扇6吹动盖板8移动至伸缩件的卡接位置后，伸缩件7卡接在散热位置保证该装置内的锂电电池持续散热，提高电池的使用效率，在完成散热后，驱动风扇6以较之前强的风力吹动盖板8向远离风力框5的方向移动，在移动至脱卡位置后，解除驱动风扇6转动，伸缩件7脱离卡接后拉动盖板8回弹至工作位置，并通过叶板连架12带动条形叶板4转动，多个条形叶板4转动至平放状态后侧边依次贴合，与外框1前后两端形成密闭隔热空间。

本发明通过风力组件带动条形叶板4转动，实现该装置的保温隔热和通风散热之间的切换，提高了该装置的多功能性和工作效率。

伸缩件7包括伸缩套筒23、伸缩杆27、伸缩支板28和回弹弹簧29，伸缩杆27与伸缩套筒23中部滑动连接，伸缩支板28固接在伸缩杆27的中部，回弹弹簧29安装在伸缩套筒23靠近伸缩杆27伸出端的一侧，回弹弹簧29一端与伸缩支板28连接。

伸缩件7还包括卡接槽24、卡接弹簧25、卡接斜块26、伸缩斜块30、脱卡斜块31和脱卡弹簧32，伸缩套筒23内壁开设有对称的卡接槽24，卡接槽24内部活动卡接有卡接斜块26，卡接弹簧25置于卡接槽24内部抵靠在卡接斜块26上，伸缩斜块30固接在伸缩杆27的后端，卡接斜块26与伸缩斜块30滑动卡接，脱卡斜块31滑动连接在伸缩杆27远离伸缩支板28的一侧，脱卡弹簧32一端固接在伸缩杆27非伸出端上，脱卡弹簧32非固接端与脱卡斜块31连接。

伸缩杆27受力伸出，压缩回弹弹簧29，并通过卡接斜块26与伸缩斜块30卡接，进行风力散热操作，持续拉出伸缩杆27后，脱卡斜块31卡接在卡接斜块26上，撤去对伸缩杆27的伸出方向的拉力后，回弹弹簧29推动伸缩杆27回缩，卡接斜块26在通过脱卡斜块31的斜面顶点后，从伸缩斜块30的定点滑落，脱离对伸缩斜块30的卡接。

外框1两端均固接有保护架2，保护架2为镂空框形结构。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图所示，为本发明提供的较佳实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，包括外框、内框、收卷仓、导向块、加热片和移动组件，所述内框置于外框的中部，所述内框与外框的中间空隙部分形成热动力仓，所述内框内侧壁设有多个温度传感器，所述收卷仓对称安装热动力仓的两侧，所述收卷仓内收卷有可散热的加热片，所述移动组件安装在加热片的顶部，所述导向块间隔均布在热动力仓的两侧，所述加热片与导向块滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述移动组件包括移动滑轨、移动滑板、移动电机、移动齿轮和移动齿条，所述移动滑轨对称固接在外框的框内顶部，所述移动滑板嵌入移动滑轨内部与移动滑轨滑动连接，所述移动电机安装在移动滑板的一侧，所述移动齿轮与移动电机转动连接在移动滑板远离移动电机的一侧，所述移动滑轨侧边对称固接有移动齿条，所述移动齿轮与移动齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述加热片伸出端固接有刚性支板，所述移动组件安装在刚性支板上，所述加热片中部为柔性卷片，所述柔性卷片内部预埋有多根加热丝，所述刚性支板在移动过程中拉出柔性卷片并保证柔性卷片时刻处于平整状态。

4.根据权利要求3所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述移动滑板底部固接有除尘刮板，所述除尘刮板尖端处贴合在内框的外壁上，所述除尘刮板包括除尘电机、主动齿轮、从动齿轮、除尘螺杆、除尘滑轨和刮片，所述除尘电机安装在除尘刮板的顶部，所述主动齿轮与除尘电机转动连接，所述从动齿轮固接在除尘螺杆的顶部，所述从动齿轮与主动齿轮啮合传动，所述除尘螺杆与除尘滑轨顶部和底部转动连接，所述除尘滑轨固接在除尘刮板上，所述刮片与除尘滑轨滑动连接，所述刮片一端与除尘螺杆螺纹传动连接，所述刮片与除尘刮板斜面贴合。

5.根据权利要求4所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述外框两侧转动连接有多个条形叶板，所述条形叶板两侧为平行的斜面，多个所述条形叶板间隔均布在外框的两侧，所述条形叶板中部固接有转轴与外框顶部和底部转动连接，所述条形叶板顶部转动连接有两个对称的连轴，多个所述连轴分别转动连接在两个对称的连杆的底部，两个所述连杆前后移动带动多个条形叶板同步转动，多个所述条形叶板转动至平放状态时侧边依次贴合，与外框前后两端形成密闭隔热空间，多个所述条形叶板转动至竖直状态时热动力仓为开放状态，便于散热。

6.根据权利要求5所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述外框两端对称设有风力组件，所述风力组件包括风力框、风扇、多个伸缩件和盖板，所述外框两侧开设有多个间隔均布的通孔，所述风力框固接在通孔内部，所述风扇与风力框内部转动连接，多个所述伸缩件环形均布固接在风力框的内侧，所述盖板与伸缩件固接，所述盖板受风扇的风力推动后打开。

7.根据权利要求6所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述伸缩件包括伸缩套筒、伸缩杆、伸缩支板和回弹弹簧，所述伸缩杆与伸缩套筒中部滑动连接，所述伸缩支板固接在伸缩杆的中部，所述回弹弹簧安装在伸缩套筒靠近伸缩杆伸出端的一侧，所述回弹弹簧一端与伸缩支板连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述伸缩件还包括卡接槽、卡接弹簧、卡接斜块、伸缩斜块、脱卡斜块和脱卡弹簧，所述伸缩套筒内壁开设有对称的卡接槽，所述卡接槽内部活动卡接有卡接斜块，所述卡接弹簧置于卡接槽内部抵靠在卡接斜块上，所述伸缩斜块固接在伸缩杆的后端，所述卡接斜块与伸缩斜块滑动卡接，所述脱卡斜块滑动连接在伸缩杆远离伸缩支板的一侧，所述脱卡弹簧一端固接在伸缩杆非伸出端上，所述脱卡弹簧非固接端与脱卡斜块连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，还包括叶板连架，所述叶板连架与外框顶部滑动连接，两个所述连杆分别通过叶板连架与两端的盖板连接，所述盖板闭合带动条形叶板闭合，所述盖板打开带动条形叶板打开。

10.根据权利要求9所述的一种具有低温预热功能的锂电池模组，其特征在于，所述外框两端均固接有保护架，所述保护架为镂空框形结构。