CN208400984U - 一种新型电池包结构 - Google Patents

Abstract

一种新型电池包结构，包括上极板、下极板、电池座、电能管理装置、热量管理装置和单体电池，所述电池座包括基体、设于所述基体内的隔离壁和由所述隔离壁间隔形成的复数个间隔排列的安装腔，所述单体电池设于所述安装腔内；所述上极板与下极板可拆固接于所述电池座的上下两侧，所述上极板与下极板设有极片，所述极片串联所述单体电池；所述电能管理装置固接于所述电池座并连接每一所述单体电池；所述热量管理装置包括埋设于所述隔离壁中的导热板和连接所述导热板的热回收装置。本实用新型具有结构精简、电池监控效果好、调温效果好、节能减排、使用灵活性强的优点。

Description

一种新型电池包结构

技术领域

本实用新型涉及电池组封包结构技术领域，尤其涉及一种新型电池包结构。

背景技术

我国的城市具有人口密集、城市规模大的特点，在这一情况下，电动自行车作为行驶方便、行驶里程长的交通工具得到了广泛的应用。

电动车动力电池一般包括传统的铅蓄电池和新型的石墨烯基锂电池，传统铅蓄电池具有充电较慢、重量大、由一定的环境污染的问题；而石墨烯基锂电池具有可快速充电的特点，但是其快速充电伴随有快速的热量产生，尤其是对于多个电池单体串联或并联成的电池包，热量产生更快，同时更不易散失。过高的积蓄温度必然导致电池温度升高以及温度分步的不均匀，从而导致电池性能下降。于此同时，较低的温度条件下，电池中的离子活动能力下降，其充放电性能也随之下降，导致使用电池的电动自行车续航下降。

如公开号为CN102709618A的中国实用新型专利所述的一种用于微通道冷却均温系统。其通过微通道进行对电池的散热冷却，微通道的冷却效率较低，且不具有低温保温功能。

同时，多个电池单体串联的电池包组装形式中，一旦有某个发生损伤、衰竭，即影响整个电池包的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型电池包结构，从而克服现有技术的缺陷，该新型电池包结构具有充电快速，可主动动态调节电池包温度，可检测警示单体电池健康程度的功能。

为实现实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种新型电池包结构，包括上极板、下极板、电池座、电能管理装置、热量管理装置和单体电池，所述电池座包括基体、设于所述基体内的隔离壁和由所述隔离壁间隔形成的复数个间隔排列的安装腔，所述单体电池设于所述安装腔内；所述上极板与下极板可拆固接于所述电池座的上下两侧，所述上极板与下极板设有极片，所述极片串联所述单体电池；所述电能管理装置固接于所述电池座并连接每一所述单体电池；所述热量管理装置包括埋设于所述隔离壁中的导热板和连接所述导热板的热回收装置。

由此，所述电池座通过安装腔将单体电池组装为一个整体，并通过所述上、下极板将单体电池串联成整体，同时，所述单体电池可以选择装满或不装满所述安装腔，从而实现电池包容量的改变，并且节约生产成本。所述上、下极板可拆，同时所述电能管理装置检测所述单体单体电池的健康状态，从而可以在某一单体电池衰竭、损坏后精确的找到并方便的打开所述上、下极板进行更换。所述导热板将所述单体电池充放电时产生的热量收集，并一方面通过所述导热板传递至所述热回收装置进行回收利用，一方面所述热管理装置可以根据电池温度并通过其执行元件进行向外散热或向内加热的温度调节。

作为本实用新型的优选，所述单体电池为石墨烯基锂电池。

由此，石墨烯基锂电池具有能量密度高，充电速度块的优点，可以以较小的体积提供传统铅蓄电池的电量，并且具有使用方便快捷的优点。

作为本实用新型的优选，所述热回收装置包括连接所述导热板的温差发电装置和调温装置。

由此，所述导热板将所述单体电池散发的热量传递至所述温差发电装置，所述温差发电装置一侧贴合所述导热板，一侧远离所述导热板，即形成两侧的温差，所述温差发电装置为半导体发电装置，在其两极具有温差时电子即可定向流动，从而产生电流，所述温差发电装置为所述调温装置供电供其进行对所述单体电池的调温工作。

作为本实用新型的优选，所述调温装置包括辅助电池、风扇和加热电阻，所述风扇设于所述温差发电装置外侧，所述加热电阻贴合于所述安装腔内。

由此，所述风扇设于所述温差发电装置外侧。一方面，在所述单体电池温度高于其适宜工作温度范围时其运行可以带走所述导热板在所述温差发电装置侧的热量，从而使得温度较高的所述单体电池侧的热量自发的流出从而起到散热效果；另一方面，其位于所述温差发电装置外侧，可以通过其散热作用加大所述温差发电装置两侧的温度差，提高热电转化效率。所述加热电阻在所述单体电池温度低于正常工作温度范围时为所述单体电池加热，使其处于活跃的工作状态。所述温差发电装置产生的电能可以在有富余时储存于所述辅助电池，从而在需要时用于给所述风扇和加热电阻供能，从而实现所述调温装置的有效稳定运行。

作为本实用新型的优选，所述电能管理装置包括相互连接的BMS电池管理系统和中央处理组件。

由此，BMS电池管理系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态，从而可以适配石墨烯基锂电池的快充的充电管理，并且可以监控其健康状态。所述中央处理组件可以根据所述BMS电池管理系统采集的电池健康信息进行相应的处理操作。

作为本实用新型的优选，所述单体电池端部设有LED提示灯，所述LED提示灯连接所述中央处理组件。

由此，所述LED提示灯可以在所述BMS电池管理系统检测到其健康状态出问题后发出闪光或同类的提示，方便使用者及时发现并更换该单体电池以维护整体电池包的性能。

作为本实用新型的优选，所述调温装置连接所述中央处理组件。

由此，所述调温装置受所述中央处理组件的控制，所述BMS电池管理系统检测所述单体电池的温度并反馈至所述中央处理组件，所述中央处理组件通过所述调温装置进行温度调节。

作为本实用新型的优选，所述导热板为导热硅胶板。

由此，导热硅胶板可塑性好、导热性能强、绝缘性好，利于热传导及所述单体电池的安全。

作为本实用新型的优选，所述导热板镶嵌于所述安装腔壁面。

由此，所述导热板通过镶嵌于所述安装腔壁面而与安装在所述安装腔内的所述单体电池直接接触，便于其间的热传递。

作为本实用新型的优选，所述基体外侧设有提拉装置。

由此，所述提拉装置使得可以方便的在电动自行车上将所述电池包进行拆装操作，提高其易用性。

本实用新型的有益效果在于：

1、单体电池与电池座可拆设置，可以灵活的进行电池包整体容量的调节、单体电池的更换维护等操作,降低生产维护的成本；

2、通过电能管理装置和热量管理装置可以实时、动态的进行电池充电状态、健康状态、工作温度的检测与调节；

3、通过热回收装置中的温差发电装置和调温装置可以将电池散发的热量回收利用并再利用于对单体电池的升温或降温，节能减排的同时提供良好的调节效果。

4、上、下极板可拆，具有提拉装置等设置使得可方便的进行检修维护。

本实用新型具有结构精简、电池监控效果好、调温效果好、节能减排、使用灵活性强的优点。

附图说明

图1为本实用新型的三维局部剖视示意图；

图2为本实用新型的调温装置示意图；

图3为本实用新型的安装腔的截面示意图；

图中各项分别为：11上极板，12下极板，13极片，2电池座，21基体，22隔离壁，23安装腔，3导热板，4热回收装置，41温差发电装置，42辅助电池，43风扇，44加热电阻，5单体电池，51LED提示灯，6提拉装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述：

如图1、3所示，一种新型电池包结构，包括上极板11、下极板12、电池座2、电能管理装置、热量管理装置和单体电池5，电池座2包括基体21、设于基体21内的隔离壁22和由隔离壁22间隔形成的复数个间隔直线排列的安装腔23，单体电池5设于安装腔23内；上极板11与下极板12可拆固接于电池座2的上下两侧，上极板11与下极板12设有极片13，极片13串联单体电池5；电能管理装置固接于电池座2并连接每一单体电池5；热量管理装置包括埋设于隔离壁22中的导热板3和连接导热板3的热回收装置4。导热板3包括多条分别沿隔离壁22设置的分板和在基体21一端将各个分板连接成一个整体的主板。导热板3为导热硅胶板。导热板3的分板镶嵌于安装腔23壁面，并且其一面与安装腔23的避免恰好处于同一面。

本实施例中，单体电池5为石墨烯基锂电池。

如图2所示，本实施例中，热回收装置4包括连接导热板3的温差发电装置41和调温装置，温差发电装置41贴合导热板3的主板。调温装置包括辅助电池42、风扇43和加热电阻44，风扇43设于温差发电装置41外侧，风扇43在其叶片外侧设有塑料骨架，塑料骨架可以方便风扇43的安装并保护叶片，加热电阻44贴合于安装腔23内。

本实施例中，电能管理装置包括相互连接的BMS电池管理系统和中央处理组件。调温装置连接中央处理组件。

本实施例中，单体电池5端部设有LED提示灯51。LED提示灯51连接中央处理组件。

本实施例中，基体21外侧设有提拉装置6。提拉装置6为一铰接于基体21的拉环，其形状与基体21边缘形状相同并尺寸较小，在装入电动自行车后可折叠嵌合于基体21的边缘，不会占用额外的空间。

在充电时，BMS电池管理系统通过其管理功能对单体电池5进行充电状态的监控、调节各个单体电池5间的均衡；此时，单体电池5因快速充电会产生热量，在BMS电池管理系统监测到温度超过正常范围后，即可通过中央处理组件启动热回收装置，通过导热板3将热量传递至温差发电装置41进行发电并储存于辅助电池42内待用。若温度上升速度较快，导热板3的被动导热能力无法将温度控制在正常范围内，此时启动风扇43，通过其向外加速空气流动的功能从导热板上快速带走热量起主动降温的效果，同时作为附加作用，在温差发电装置41上形成更大的温差提高发电效果。风扇43的驱动通过辅助电池42供电，不会利用单体电池5内电能，保证其充放电循环的稳定性。

在电动自行车行驶时，若处于夏天或单体电池5工作一段时间后发出较多热量，则热量管理装置如上所述进行降温工作。若处于冬天的较冷环境中，热量管理装置则通过辅助电池42为加热电阻44供电为单体电池5提供正常工作的温度，避免低温造成电池包容量衰竭。在一般的工作状态中，单体电池5产生的热量通过导热板3的被动导热效果传递并通过温差发电装置41发电并储存于辅助电池42内备用。

在有单体电池5衰竭、损坏后BMS电池管理系统检测到其失效状况，并通过中央处理组件亮起LED提示灯，方便使用者辨识并进行更换。

以上实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种新型电池包结构，其特征在于，包括上极板（11）、下极板（12）、电池座（2）、电能管理装置、热量管理装置和单体电池（5），所述电池座（2）包括基体（21）、设于所述基体（21）内的隔离壁（22）和由所述隔离壁（22）间隔形成的复数个间隔排列的安装腔（23），所述单体电池（5）设于所述安装腔（23）内；所述上极板（11）与下极板（12）可拆固接于所述电池座（2）的上下两侧，所述上极板（11）与下极板（12）设有极片（13），所述极片（13）串联所述单体电池（5）；所述电能管理装置固接于所述电池座（2）并连接每一所述单体电池（5）；所述热量管理装置包括埋设于所述隔离壁（22）中的导热板（3）和连接所述导热板（3）的热回收装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述单体电池（5）为石墨烯基锂电池。

3.根据权利要求1所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述热回收装置（4）包括连接所述导热板（3）的温差发电装置（41）和调温装置。

4.根据权利要求3所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述调温装置包括辅助电池（42）、风扇（43）和加热电阻（44），所述风扇（43）设于所述温差发电装置（41）外侧，所述加热电阻（44）贴合于所述安装腔（23）内。

5.根据权利要求3或4所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述电能管理装置包括相互连接的BMS电池管理系统和中央处理组件。

6.根据权利要求5所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述单体电池（5）端部设有LED提示灯（51），所述LED提示灯（51）连接所述中央处理组件。

7.根据权利要求5所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述调温装置连接所述中央处理组件。

8.根据权利要求1所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述导热板（3）为导热硅胶板。

9.根据权利要求8所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述导热板（3）镶嵌于所述安装腔（23）壁面。

10.根据权利要求1所述的一种新型电池包结构，其特征在于，所述基体（21）外侧设有提拉装置（6）。