CN207637941U - 锂电池装置以及电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂电池装置以及电源，涉及锂电池技术领域，该锂电池装置包括锂电池组、设置在锂电池组上的控制装置、用于为锂电池组加热的加热元件以及感应锂电池组温度的信息采集元件，信息采集元件与控制装置电连接，解决了现有技术中存在的锂电池在低温环境下适应性、安全性以及工作稳定性较差的技术问题，该锂电池装置在低温环境下具有工作稳定性较好的技术效果。

Description

锂电池装置以及电源

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种锂电池装置以及电源。

背景技术

随着经济发展和社会进步，能源节约已经成为必然趋势和社会共识。锂离子电池新材料的不断研发，锂离子电池储能则成为目前储能产品开发中最可行的技术路线。未来随着锂电池生产工艺和锂电池性能的进一步提升，锂电池将占据储能电池、动力电池等领域的主要市场。

现有的储能锂电池自身稳定性较差。例如：现有储能锂电池在受到诸如内部短路、温度超标等外力破坏时，瞬间就会发生起火、爆炸。又如：由于锂电池材料的固有特性，导致它对使用环境温度的要求非常苛刻，目前很难做到兼顾高温、低温均能正常大电流启动放电。锂电池在低温放电下实际放电性能远远低于常温下的放电性能，而且是随着温度下降而下降。一般在－20℃时，锂电池放电能力仅为室温下的10％～20％，在－30℃时，锂电池放电能力仅剩2％左右。因此，当锂电池处于低温环境下时，通过及时给锂电池加热，使锂电池整体能够快速恢复大电流放电性能是很有必要的。

然而，现有技术中，并没有对锂电池的低温过度进行考虑，导致现有锂电池在低温环境下的适应性、安全性以及工作稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种锂电池，以解决现有技术中存在的锂电池在低温环境下适应性、安全性以及工作稳定性较差的技术问题。

本实用新型提供的锂电池装置，包括锂电池组、设置在所述锂电池组上的控制装置、用于为所述锂电池组加热的加热元件以及感应所述锂电池组温度的信息采集元件，所述信息采集元件与所述控制装置电连接。

进一步地，所述锂电池组的外侧依次设置有第一保护层和第二保护层。

所述加热元件固接于所述第二保护层上，所述加热元件位于所述第一保护层和所述第二保护层之间。

所述信息采集元件为温度传感器，所述温度传感器感应所述锂电池组的温度，当温度低于阈值后，所述温度传感器发出加热信号，所述控制装置接收所述加热信号，并控制所述加热元件加热；当温度超出阈值后，所述温度传感器发出停止加热信号，所述控制装置接收所述停止加热信号，并控制所述加热元件停止加热。

进一步地，所述第一保护层包括软体气囊，所述软体气囊包括用于容纳所述锂电池组的密闭腔体。

进一步地，所述软体气囊为PVC气囊或者是TPU气囊。

进一步地，所述加热元件包括电加热丝。

所述第二保护层为绝缘保护层，所述电加热丝固定连接在所述绝缘保护层上。

进一步地，所述电加热丝为碳纤维加热丝。

进一步地，所述绝缘保护层的外周侧设置有纤维板。

进一步地，所述纤维板的外周侧设有保温层。

进一步地，所述锂电池组的外周侧包覆有热缩套膜，所述热缩套膜位于所述第一保护层的内侧。

本实用新型提供的锂电池装置的有益效果：

本实用新型的锂电池装置设有用于为锂电池组加热的加热元件，当该锂电池装置应用于低温工作环境下时，信息采集元件能够采集锂电池组的温度向控制装置发出加热信号或停止加热信号，控制装置接收该加热信号或停止加热信号，进而控制加热元件的工作状态。由于锂电池的工作温度为－40－60℃，也就是说，当外界温度超出锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置能够控制加热元件进行加热或者是停止加热。

具体地，当外界温度低于锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置接收加热信号，并控制加热元件进行加热，使得加热元件的温度上升；当外界温度高出锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置接收停止加热信号，加热元件自动断电并停止加热。

由以上可知，该锂电池装置能够使温度控制在锂电池工作温度范围之内，当锂电池处于低温环境时，该锂电池装置能够及时给锂电池组进行加热，使锂电池组整体能够快速恢复大电流放电性能。因此，该锂电池装置有效地保证了锂电池组的正常工作温度，使得锂电池在低温和严寒地区能够正常使用，提高了锂电池组的工作稳定性，而且拓宽了锂电池组的应用范围，提高了锂电池组的安全性能，同时延长了锂电池组的使用寿命。

本实用新型的第二目的在于提供一种电源，以解决现有技术中存在的锂电池在低温环境下适应性、安全性较差以及工作稳定性的技术问题。

本实用新型提供的电源，包括外壳和上述的锂电池装置。

本实用新型提供的电源的有益效果：

本实用新型的电源能够产生上述锂电池装置的有益效果，在此不再赘述。

本实用新型电源的工作温度始终恒温在锂电池工作温度范围之内，不会影响锂电池的输入、输出。

本实用新型的电源特别适用于户外、野外以及移动施工现场等当作备用电源使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的锂电池装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的锂电池装置的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的锂电池装置的又一结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的锂电池装置工作流程示意图。

图标：1－锂电池组；2－控制装置；3－第一保护层；4－第二保护层；5－加热元件；6－纤维板；7－保温层；8－热缩套膜；9－外壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例一是一种锂电池装置，参照图1至图3所示，该锂电池装置包括锂电池组1、设置在锂电池组1上的控制装置2、用于为锂电池组1加热的加热元件5以及感应锂电池组1温度的信息采集元件，信息采集元件与控制装置2电连接。

需要说明的是，参照图1所示，上述提到的锂电池组1包括一个或多个堆叠设置的电池单元。

本实施例的锂电池装置设有用于为锂电池组1加热的加热元件5，当该锂电池装置应用于低温工作环境下时，信息采集元件能够采集锂电池组1的温度向控制装置2发出加热信号或停止加热信号，控制装置2接收该加热信号或停止加热信号，进而控制加热元件5的工作状态。由于锂电池的工作温度为－40－60℃，也就是说，当外界温度超出锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置2能够控制加热元件5进行加热或者是停止加热。

具体地，当外界温度低于锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置2接收加热信号，并控制加热元件5进行加热，使得加热元件5的温度上升；当外界温度高出锂电池承受低温范围(－40－60℃)的1/2时，控制装置2接收停止加热信号，加热元件5自动断电并停止加热。

由以上可知，该锂电池装置能够使温度控制在锂电池工作温度范围之内，当电池处于低温环境时，该锂电池装置能够及时给锂电池组1进行加热，使锂电池组1整体能够快速恢复大电流放电性能。因此，该锂电池装置有效地保证了锂电池组1的正常工作温度，使得锂电池在低温和严寒地区能够正常使用，提高了锂电池组1的工作稳定性，而且拓宽了锂电池组1的应用范围，提高了锂电池组1的安全性能，同时延长了锂电池组1的使用寿命。

本实施例的锂电池装置的工作温度始终恒温在锂电池工作温度范围之内，不会影响锂电池的输入、输出。

本实施例中，锂电池组1的外侧依次设置有第一保护层3和第二保护层4；加热元件件5可选用电加热丝，电加热丝固接于第二保护层4上，且电加热丝位于第一保护层3和第二保护层4之间。

优选地，电加热丝为12V碳纤维加热丝。

由于碳纤维加热丝本身的属性，比较柔软，便于任意布置，使用者可根据锂电池组1的尺寸选择合适的碳纤维加热丝，采用碳纤维加热丝能够使整个锂电池组1的受热更加均匀，而且采用碳纤维加热丝其安装固定也比较方便。

加上，碳纤维加热丝能够使锂电池组1的工作温度在很短时间内得到快速地提升，其具有加热速度快、节约能源的优点。

本实施例中，加热丝的形状可任意选择，如将加热丝设置为条形、框形、螺旋形或S型绕设等，具体可根据第一保护层3以及第二保护层4的形状结构等合理选择。

当然，本实施例中的加热元件5不仅限于上述结构；加热元件5还可选用其它部件。

例如：加热元件5选用电热板或陶瓷PTC发热体。

当加热元件5选用陶瓷PTC发热体时需要注意以下内容：陶瓷PTC材料的居里点温度不高于锂电池的最大允许充电温度，利用陶瓷PTC材料的居里点控温效应，确保锂电池不会因加热到过高温度引起损坏或发生危险。

本实施例中，控制装置2包括控制器。信息采集元件为温度传感器。由温度传感器检测出的温度和设定值，产生规定的接点输出。

具体地，参照图4所示，温度传感器用于检测锂电池组1的温度，控制器根据温度传感器所检测的温度，温度传感器发出信号。具体原理为，当温度低于阈值后，温度传感器发出加热信号控制器接收该加热信号，并控制电加热丝加热；当温度超出阈值后，温度传感器发出停止加热信号，控制器接收停止加热信号，并控制电加热丝停止加热；也就是说，当外界温度超出锂电池承受低温范围(－40－60℃)时，控制装置2控制电加热丝进行加热，使得电加热丝的温度上升；当外界温度高出锂电池承受低温范围(－40－60℃)的1/2时，电加热丝自动断电进而停止加热。

本实施例中，锂电池装置还包括显示器；其中，显示器与控制器电连接。

显示器用于设定操作，其包含开、关的设定温度的多个设定值的变更，以及基于对这些按钮的操作设定多个设定值，来控制接点输出和显示器。在显示器中显示由温度传感器检测出的当前温度，在显示器中显示设定温度之后，恢复到当前温度的显示，使温度始终控制在锂电池(－40－60℃)之间。

本实施例中，锂电池装置还包括温控器；其中，温控器和控制器电连接。

其中，控制器根据温度传感器所检测的温度控制温控器的工作状态。

需要说明的是，温控器可选用带有外壳全封闭的双金属片接触感温式温度继电器。

其中，双金属片接触感温式温度继电器根据热胀冷缩原理使金属片弯曲，从而达到在预设定温度范围内快速跳脱和接通，其断开温度和复位温度可根据锂电池的工作温度需要进行设定。

本实施例中，第一保护层3包括软体气囊，软体气囊包括用于容纳锂电池组1的密闭腔体。其中，锂电池组1放置在该密闭腔体内，并引出两根线头，并对密闭腔体内充气进行密封。

其中，软体气囊为PVC气囊或者是TPU气囊。

本实施例中，参照图1所示，第二保护层4为绝缘保护层，电加热丝固定连接在绝缘保护层上。

进一步地，为了保证锂电池组1受热的均匀性，可在软体气囊的外周侧设置一圈或多圈电加热丝。

本实施例中，参照图2和图3所示，绝缘保护层的外周侧设置有纤维板6。

本实施例中，参照图3所示，纤维板6的外周侧设置有保温层7。

其中，保温层7可选用发酵泡沫。发酵泡沫具有较好的保温能力，能够减小热量的散失，缩短加热时间，同时，保温层7还具有密封的作用。

除此之外，当锂电池装置受到外力撞击时，纤维板6以及纤维板6外侧的发酵泡沫可以起到缓冲的作用，避免外力直接作用于锂电池组1，从而保证密封中的锂电池组1不会受到任何损坏，对锂电池组1起到了较好的保护作用。

具体地，纤维板6紧紧地粘贴在软体气囊的外侧，发酵泡沫紧粘贴在纤维板6上。

另外，保温层7还可选用真空隔热板。

本实施例中，锂电池组1的外侧包覆有热缩套膜8，热缩套膜8位于第一保护层3的内侧。

其中，热缩套膜8可选用PVC收缩膜。

当热缩套膜8选用上述PVC收缩膜时，使得锂电池组1具有以下优点：

(1)对锂电池组1进行缠绕包装，采用PVC收缩膜能够使包装后的锂电池组1更加稳固整洁，并且使锂电池组1具有较好的防水能力，提高锂电池组1的使用安全性；

(2)由于PVC收缩膜具有拉伸强度高、延伸率大、自粘性好等特点，从而便于使用PVC收缩膜对锂电池组1进行封装；

(3)由于PVC收缩膜还具有强度高、使用寿命较长等特点，因而，采用该PVC收缩膜对锂电池组1进行封装，起到了较好的保护作用。

实施例二

本实施例二是一种电源，包括外壳9和实施例一中的锂电池装置；其中，外壳9包覆在保温层7的外周侧。

其中，外壳9具有提供支撑和保护作用。外壳9可采用具有良好硬度和强度的材料制成。

例如：本实施例中的外壳9可选用金属或高强度的树脂、塑料制成。

本实施例中的电源能够产生上述锂电池装置的有益效果，在此不再赘述。

本实施例电源的工作温度始终恒温在锂电池工作温度范围之内，不会影响锂电池的输入、输出。

本实施例的电源特别适用于低温、严寒地区，包括户外、野外和移动施工现场等，均可当作备用电源使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种锂电池装置，其特征在于，包括锂电池组、设置在所述锂电池组上的控制装置、用于为所述锂电池组加热的加热元件以及感应所述锂电池组温度的信息采集元件，所述信息采集元件与所述控制装置电连接；

所述锂电池组的外侧依次设置有第一保护层和第二保护层；所述加热元件位于所述第一保护层和所述第二保护层之间；所述加热元件采用碳纤维加热丝，所述第一保护层的外周侧设置多圈碳纤维加热丝；

所述第一保护层包括软体气囊，所述软体气囊包括用于容纳所述锂电池组的密闭腔体；

所述第二保护层的外周侧设置有纤维板；

所述纤维板的外周侧设置有保温层，所述保温层采用发酵泡沫。

2.根据权利要求1所述的锂电池装置，其特征在于，所述加热元件固接于所述第二保护层上；

所述信息采集元件为温度传感器，所述温度传感器感应所述锂电池组的温度，当温度低于阈值后，所述温度传感器发出加热信号，所述控制装置接收所述加热信号，并控制所述加热元件加热；当温度超出阈值后，所述温度传感器发出停止加热信号，所述控制装置接收所述停止加热信号，并控制所述加热元件停止加热。

3.根据权利要求1所述的锂电池装置，其特征在于，所述软体气囊为PVC气囊或者是TPU气囊。

4.根据权利要求2或3所述的锂电池装置，其特征在于，

所述第二保护层为绝缘保护层，所述碳纤维加热丝固定连接在所述绝缘保护层上。

5.根据权利要求2所述的锂电池装置，其特征在于，所述锂电池组的外周侧包覆有热缩套膜，所述热缩套膜位于所述第一保护层的内侧。

6.一种电源，其特征在于，包括外壳和上述权利要求1-5任一项所述的锂电池装置。