CN204857904U - 一种电动汽车用超低温锂电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由锂电池组成的锂电池组，锂电池组设置在电池箱内，还包括加热装置、散热装置、控制系统，所述的加热装置包括PTC加热膜、温度变送器、电池膜架、传热固定环，PTC加热膜通过电池膜架固定在锂电池上，温度变送器通过传热固定环固定在锂电池正极上，多个PTC加热膜连接后由锂电池组的任意一支锂电池供电；所述的散热装置包括风扇、进风口、出风口、风道，电池箱一侧设有进风口，另一侧设有出风口，风扇设置在进风口处，电池箱内设有风道。优点是：此套自动加热、保温和散热智能系统，适用于电动汽车用超低温锂电池组和温升散热的运行要求。

Description

一种电动汽车用超低温锂电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车用超低温锂电池组。

背景技术

随着石油能源的短缺，人们环保意识的增强，近年来做为整车储能装置的动力锂电池越来越备受关。动力电池是纯电动汽车唯一的动力能源，它的工作性能和寿命受环境温度的影响很大。动力电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本。

在低温情况下，当温度降低到0℃以下时，动力锂电池的充电(存在锂离子在负极表面沉积还原，形成锂枝晶导致电池短路的危险)变成了困难的行为，电池的放电性能也大幅的衰减，无论是放电的倍率还是放电的容量都大幅降低，因此电动汽车在寒冷地区的使用研究变得迫切起来。特别是锂电池在低温下充电或运行，即电池在低温环境充放电下，电池的内阻加大，放电电压平台降低，可充放容量减少，电池的充放电效率明显减低，且对电池本身有一定的损害。

在高温环境下，动力锂电池内部不可逆反应物生成速度加快，不可逆反应物的增多导致电池的可用容量的加速减少，当电池的可用容量哀减到电池额定容量的80％时，电池的寿命将终结。

因此，对纯电动汽车锂电池的冷热特性研究及冷热管理系统的开发有着重要的意义。也就是说，纯电动汽车用超温锂电池，即要解决锂电池低温充电和运行的加热问题，同时也要解决运行一段时间后的散热问题，缺一不可。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种电动汽车用超低温锂电池组，实现锂电池组的超低温运行，同时实现锂电池组的不超温运行，延长锂电池组的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由锂电池组成的锂电池组，锂电池组设置在电池箱内，还包括加热装置、散热装置、控制系统；

所述的加热装置包括PTC加热膜、温度变送器、电池膜架、传热固定环，PTC加热膜通过电池膜架固定在锂电池上，温度变送器通过传热固定环固定在锂电池正极上，多个PTC加热膜连接后由锂电池组的任意一支锂电池供电；

所述的散热装置包括风扇、进风口、出风口、风道，电池箱一侧设有进风口，另一侧设有出风口，风扇设置在进风口处，电池箱内设有风道；

所述的控制系统包括嵌入式微电脑、蓝牙发送器、蓝牙接收器、DSP嵌入式微电脑、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器，嵌入式微电脑与蓝牙发送器连接，DSP嵌入式微电脑与蓝牙接收器、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器连接；温度变送器将温度信号发送到嵌入式微电脑，由嵌入式微电脑处理后通过蓝牙发送器发送信号，DSP嵌入式微电脑通过蓝牙接收器接收蓝牙发送器发送的信号；加热控制器与PTC加热膜连接，风机调速器与风扇连接，DSP嵌入式微电脑通过加热控制器控制PTC加热膜加热，DSP嵌入式微电脑通过风机调速器控制风扇的开关。

所述的PTC加热膜包括自限温线、塑封膜，自限温线塑封在塑封膜内。

所述的DSP嵌入式微电脑与GPRS物联网传输相连接。

所述的温度变送器为DS18B20。

所述的嵌入式微电脑上设有I/O口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

此套自动加热、保温和散热智能系统，适用于电动汽车用超低温锂电池组和温升散热的运行要求，具有如下有益效果：

1、采用隔膜加热，锂电池的加热温度可以保持均匀，合理安排自限温PTC加热膜的配置，免去复杂的控制系统，保证了锂电池温度的均匀性，实现了锂电池组的超低温运行；

2、采用了合理的锂电池箱的智能通风系统，实现了锂电池不超温运行；

3、采用了一线总线制的数字式温度变送器，方便的安放在电池的电极上，并采用了蓝牙无线传输技术，其连线少，体积小，成本低，又兼顾了锂电池的高低温管理。其中，以8支单体锂电池为一组，通过微电脑的一个I/O口检测，并采用一支单体锂电池的3.2V为供电电源，可大大简化测温装置；

4、本实用新型采用了GPRS物联网无线传输技术(仅发送到互联网的一个IP地址，无须另设接收装置，可在不同互联网上取得信息)，实时了解多台电动汽车中锂电池组的温度状态，即实现了物联网功能。

附图说明

图1是单体锂电池PTC加热膜、温度变送器布置图。

图2是温度变送器安装结构示意图。

图3是2个单体锂电池PTC加热膜接线布置图。

图4是3个单体锂电池PTC加热膜接线布置图。

图5是4个单体锂电池PTC加热膜接线布置图。

图6是6个单体锂电池PTC加热膜接线布置图。

图7是锂电池组加热原理图。

图8是电池箱串联通风散热图。

图9是锂电池组蓝牙无线测温接线图。

图10是锂电池组蓝牙无线测温发送原理图。

图11是锂电池组运行状态GPRS远程物联网(互联网IP地址)监测系统图。

图12是锂电池组加热、散热控制流程图。

图中：1-锂电池2-接线A端3-接线B端4-锂电池负极5-锂电池正极6-温度变送器6.1-定环6.2-送器引线7-电池膜架8-塑封膜9-自限温线10-接线11-PTC加热膜12-风扇13-风道14-进风口15-锂电池组16-电池箱17-出风口18-PTC加热膜。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图12，一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由锂电池组成的锂电池组，锂电池组设置在电池箱内，还包括加热装置、散热装置、控制系统，通过控制系统控制加热装置及散热装置为锂电池加热和散热。

加热装置包括PTC加热膜、温度变送器、电池膜架、传热固定环，PTC加热膜通过电池膜架固定在锂电池上，温度变送器通过传热固定环固定在锂电池正极上，多个PTC加热膜连接后由锂电池组的任意一支锂电池供电；PTC加热膜包括自限温线、塑封膜，自限温线塑封在塑封膜内。温度变送器采用DS18B20。

单个锂电池供热时，PTC加热膜由其相邻的锂电池供电，接线方式见图3。多个锂电池供热时，PTC加热膜由其中一支锂电池供电，其接线方式见图4-图6。

散热装置包括风扇、进风口、出风口、风道，电池箱一侧设有进风口，另一侧设有出风口，风扇设置在进风口处，电池箱内设有风道，风扇提供风源，风从进风口进入电池箱，由出风口将电池箱内热量带出。

以两组锂电池设置在一个电池箱为例，在两组锂电池组之间、锂电池组与电池箱之间设置风道，进风口与出风口分别设置在电池箱两侧的中间位置，形成良好的通风散热系统。

控制系统包括嵌入式微电脑、蓝牙发送器、蓝牙接收器、DSP嵌入式微电脑、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器，嵌入式微电脑与蓝牙发送器连接，DSP嵌入式微电脑与蓝牙接收器、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器连接；温度变送器将温度信号发送到嵌入式微电脑，由嵌入式微电脑处理后通过蓝牙发送器发送信号，DSP嵌入式微电脑通过蓝牙接收器接收蓝牙发送器发送的信号；加热控制器与PTC加热膜连接，风机调速器与风扇连接，DSP嵌入式微电脑通过加热控制器，控制PTC加热膜加热，DSP嵌入式微电脑通过风机调速器控制风扇的开关。DSP嵌入式微电脑还与GPRS物联网传输相连接。见图9，嵌入式微电脑上设有I/O口，以8支单体锂电池为一组，通过嵌入式微电脑的一个I/O口检测。

见图12，当锂电池工作时，温度变送器实时监测锂电池温度，并将温度信号经嵌入式微电脑发送到DSP嵌入式微电脑，判断温度低于0摄氏度时，通过加热控制器控制PTC加热膜为锂电池加热，当到达预设的加热时间时，返回到DSP嵌入式微电脑再次判断温度是否低于0摄氏度，如果低于0度则再次加热；若高于0摄氏度则通过DSP嵌入式微电脑控制风机调速器为锂电池散热，依据检测温度判断风扇的输出功率，节约能源。

Claims (5)

1.一种电动汽车用超低温锂电池组，包括由锂电池组成的锂电池组，锂电池组设置在电池箱内，其特征在于，还包括加热装置、散热装置、控制系统；

所述的加热装置包括PTC加热膜、温度变送器、电池膜架、传热固定环，PTC加热膜通过电池膜架固定在锂电池上，温度变送器通过传热固定环固定在锂电池正极上，多个PTC加热膜连接后由锂电池组的任意一支锂电池供电；

所述的散热装置包括风扇、进风口、出风口、风道，电池箱一侧设有进风口，另一侧设有出风口，风扇设置在进风口处，电池箱内设有风道；

所述的控制系统包括嵌入式微电脑、蓝牙发送器、蓝牙接收器、DSP嵌入式微电脑、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器，嵌入式微电脑与蓝牙发送器连接，DSP嵌入式微电脑与蓝牙接收器、直流变换器、存储器、加热控制器、风机调速器连接；温度变送器将温度信号发送到嵌入式微电脑，由嵌入式微电脑处理后通过蓝牙发送器发送信号，DSP嵌入式微电脑通过蓝牙接收器接收蓝牙发送器发送的信号；加热控制器与PTC加热膜连接，风机调速器与风扇连接，DSP嵌入式微电脑通过加热控制器控制PTC加热膜加热，DSP嵌入式微电脑通过风机调速器控制风扇的开关。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于，所述的PTC加热膜包括自限温线、塑封膜，自限温线塑封在塑封膜内。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于，所述的DSP嵌入式微电脑与GPRS物联网传输相连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于，所述的温度变送器为DS18B20。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用超低温锂电池组，其特征在于，所述的嵌入式微电脑上设有I/O口。