CN209552991U - 车辆、车载电池组件以及车载电池的保温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车辆、车载电池组件以及车载电池的保温系统，其中车载电池的保温系统包括第一保温结构和第二保温结构，第一保温结构包围于电池的外围，具有第一腔体以及与第一腔体连通的第一入风口和出风口，第一入风口具有用于调节风量大小的流量调节阀，第一入风口供自然风进入；第二保温结构具有第二腔体，该第二腔体内设置有加热结构，第二腔体选择性地连通于第一保温结构。通过第一保温结构和第二保温结构配合，可以使车载电池组件的温度控制在理想范围，从而可以提高车载电池的使用寿命。

Description

车辆、车载电池组件以及车载电池的保温系统

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车载电池组件、车载电池的保温系统以及具有该车载电池的保温系统的车辆。

背景技术

车载电池及非市电、动力电或其变压调制电源的终端设备电池一般使用锂电池、铅汞电池等蓄电瓶、电池或电池组充电、储电及供电，因不同体系电池因其电解液稳定性及受离子迁移率影响，其充、放电要求环境温度不能过低，一般在0℃以上。如低温环境下锂离子电池因电解液粘度过大锂离子的迁移速度较小，在充电时易发生析锂现象，这种“锂晶枝”的生成一定程度上会刺穿电池防短路薄膜和/或电极薄膜，引起电池内部短路，造成电量损失，甚至会产生局部高温造成燃爆现象。低温下随温度的降低，电池的可放电性能下降，放电容量明显减小，电池的充电性能下降明显，可充电容量下降，恒流充电时间变短而恒压充电时间增长。还会引起锂金属会和电解液反应，使电池容量的衰减，服役周期下降。其他电池、电瓶也会有类似于锂电池的现象不再赘述。

车载电池及非市电、动力电或其变压调制电源的终端设备电池一般使用锂电池、铅汞电池等蓄电瓶、电池或电池组充电、储电及供电，因不同体系电池因其电解液稳定性及受离子迁移率影响，充、放电使用温度一般不能高于55℃，温度过高会造成电解液分解汽化甚至发生爆燃现象，因此综上对电池、电瓶温度的调控变得十分重要。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种车载电池的保温系统，以对车载电池进行保温，提高车载电池的使用寿命。

本实用新型的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种车载电池组件以及具有该车载电池组件的车辆。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种车载电池的保温系统，包括第一保温结构和第二保温结构，第一保温结构包围于电池的外围，具有第一腔体以及与所述第一腔体连通的第一入风口和出风口，所述第一入风口具有用于调节风量大小的流量调节阀，所述第一入风口供自然风进入；第二保温结构具有第二腔体，该第二腔体内设置有加热结构，所述第二腔体选择性地连通于所述第一保温结构。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述第二腔体还连通有第二入风口，所述第二入风口连通尾气排放口以及/或者空调风口。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述加热结构为布置于所述第二腔体内表面的石墨烯玻纤；以及/或者所述加热结构为设置于所述第二入风口的鼓风装置。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述保温系统还包括导热结构，所述导热结构紧密贴合于所述第一保温结构与所述电池之间。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述第一保温结构的朝向所述电池的侧壁的内壁面设置有散热突起。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述保温系统还包括温度传感器和/或气体流量传感器，所述温度传感器或所述气体流量传感器设置于所述第一保温结构的朝向所述电池的侧壁。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述第一保温结构还具有收集漏斗，设置于所述第一入风口的侧壁上，朝向远离所述侧壁的方向，所述收集漏斗的横截面积逐渐增大。

根据本实用新型的另一方面提供一种车载电池组件，包括本实用新型提供的车载电池的保温系统以及多个电池，相邻的所述电池之间设置有温度传感器。

根据本实用新型的另一方面提供一种车辆，包括本实用新型提供的车载电池组件。

由上述技术方案可知，本实用新型的车辆、车载电池组件以及车载电池的保温系统的优点和积极效果在于：本实用新型提供的车载电池的保温系统通过第一保温结构和第二保温结构配合，可以使车载电池组件的温度控制在理想范围，从而可以提高车载电池的使用寿命。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种车载电池的保温系统的结构图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种车载电池的保温系统的结构图。

其中，附图标记说明如下：

100、电池； 102、第一入风口；

103、流量调节阀； 104、石墨烯玻纤结构；

105、侧部导气阀； 106、鼓风装置；

107、导热结构； 108、散热突起；

109、气体流量传感器； 110、温度传感器；

111、收集漏斗； 112、第二入风口；

113、第二侧壁； 115、冷却管；

116、导气阀； 117、第二温度传感器；

118、通孔； 119、信号处理及集成控制单元；

120、辅助电池。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参照图1和图2，根据本实用新型的一个方面，提供了一种车载电池的保温系统，该车载电池的保温系统可以包括第一保温结构和第二保温结构，第一保温结构可以包围于电池100的外围，该第一保温结构可以具有第一腔体以及与所述第一腔体连通的第一入风口102和出风口，并且在第一入风口102还设置有用于调节风量大小的流量调节阀103，该第一入风口102可以供自然风进入。通常情况下，流量调节阀103可以处于关闭状态；在电池100散热量较多，需要增加散热的情况下，可以适当打开流量调节阀103一定开度，以增加通风量，从而可以提高散热速度。流量调节阀103的开度可以根据需要选择，其开度可以为关闭状态和全开状态之间的任意状态，可以根据实际需要来选择。可以理解的是，该第一保温结构可以使电池100保持在大气环境温度范围。根据本实用新型的一具体实施方式，其中流量调节阀103可以为挡板结构，该挡板结构上可以设置有多个通孔118，可以通过设置同时开放的通孔118的数量，而调节通风量。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一具体实施方式，其中第二保温结构可以具有第二腔体，该第二腔体内可以设置有加热结构，该第二腔体可以选择性地连通于第一保温结构。根据本实用新型的一具体实施方式，其中第一保温结构可以与第二保温结构共用一个侧壁，例如但不限于，第二保温结构的底壁可以为第一保温结构的顶壁，在该第一保温结构的顶壁上可以设置有侧部导气阀105，根据需要该侧部导气阀105可以选择性开启或者关闭，以使第一保温结构和第二保温结构能够选择性地连通，从而可以使第一保温结构和第二保温结构内的气体流通，从而可以使第一腔体和第二腔体内具有相同的温度，实现对电池100的保温。通过第一保温结构和第二保温结构选择性地连通，可以根据需要对电池100进行加热或者给电池100散热，从而可以使电池100保持预定的温度范围。另一方面，通过自然风对电池100的温度进行调控，节能环保，降低了使用成本。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一实施方式，其中第二腔体还可以连通有第二入风口112，第二入风口112可以连通于尾气排放口以及/或者空调出风口，根据本实用新型的一具体实施方式，其中第二入风口112可以设置有阀门，以控制气体流入量，该阀门可以为流量调节阀103。在电池100需要散热的情况下，可以打开该第二入风口112处设置的阀门，使气体能够进入到第二腔体，再经过侧部导气阀105而进入到第一腔体，从而可以增大第一腔体内的进气量，能够快速降温。在电池100需要保温的情况下，第二腔体内的加热结构可以工作，以使第二腔体温度升高，该第二腔体内的气体可以经过侧部导气阀105而进入到第一腔体内，以给电池100升温。除此，第二保温结构的底壁可以为金属材料，以具有较好的散热性，第二腔体内的热量能够通过底壁转换到第一腔体内。

继续参照图1和图2，第二腔体内还可以设置有导气阀116，该导气阀116可以远离入风口设置，例如但不限于可以靠近出风口设置，以配合第二保温结构进行温度控制，例如在需要加温的情况下，可以调小甚至关闭该导气阀116，从而减少第二保温结构内的气体流动，以能够迅速升温；可以理解的是，在需要降温的情况下，可以增大该导气阀116的开度，从而能够使较多的气体在第二保温结构内流过，以提高降温速度。根据本实用新型的一具体实施方式，其中第一腔体的底壁内设有冷却管115，其内设有冷却介质，例如但不限于，可以为冷却水，该冷却管115可以有助于热交换。根据本实用新型的一具体实施方式，其中第一保温结构和第二保温结构的侧壁可以由金属材料制成，以便于进行热交换，例如但不限于构成侧壁的材料可以为铝、铁、铜等金属，但不以此为限，本领域技术人员可以根据需要选取。

继续参照图1和图2，第二腔体的顶壁或者侧壁内可以埋设有加热电路导线，以便于鼓风装置106或者石墨烯玻纤结构104导电工作。车辆尾气排放口排出的尾气可以具有一定的温度，从而可以对电池100加热。空调出风口排出的热气可以用于对电池100加热，空调出风口排出的冷气可以用于对电池100降温。可以理解的是，根据实际需要，第一腔体内也可以设置有导气阀116，其具体使用方法可以参照上述描述。

本实用新型中，通过利用自然风或者空调出风口残余风量或者排放的尾气，对电池的温度进行维护，从而可以使电池保持在适当范围，以提高使用寿命，另一方面，该方法合理的利用了自然风、尾气或者空调残余风量，节能环保，降低了使用成本。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一实施方式，其中加热结构可以为布置于第二腔体内壁面的石墨烯玻纤结构104，该石墨烯玻纤结构104可以均匀地涂覆于整个第二腔体的内壁面上。当然，可以根据实际需要选择石墨烯玻纤结构104的涂覆面积以及涂覆厚度，在此不做过多限定。根据本实用新型的另一具体实施方式，其中加热结构也可以为设置于第二入风口112的鼓风装置106，该鼓风装置106还可以具有自加热功能，以提供热风；同样的，根据需要，该鼓风装置106还可以具有制冷功能，以提供冷风。参照图2，加热结构还可以设置于第二入风口112以及/或者侧部导气阀105附近，也就是说，石墨烯玻纤结构104还可以设置于第二腔体的入风口，或者也可以设置于侧部导气阀105附近，都在本实用新型的保护范围内。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一实施方式，其中车载电池的保温系统还可以包括导热结构107，该导热结构107可以紧密贴合于第一保温结构与电池100之间，例如但不限于，导热结构107可以设置于第一保温结构的底壁和电池100之间，以使第一腔体与电池100之间快速进行热交换。根据本实用新型的一具体实施方式，其中导热结构107可以为导热硅脂材料构成。

继续参照图1和图2，为了进一步提高换热效率，根据本实用新型的一实施方式，其中第一保温结构的朝向电池100的侧壁的内壁面可以设置有散热突起108，该散热突起108可以为柱状结构，或者半球体结构等，都在本实用新型的保护范围内。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一实施方式，其中车载电池的保温系统还可以包括温度传感器110和/或气体流量传感器109，温度传感器110或气体流量传感器109设置于第一保温结构的朝向电池100的侧壁，可以理解的是，温度传感器110或者气体流量传感器109可以设置于第一保温结构的底壁上。温度传感器110或气体流量传感器109与第一保温结构的侧壁电性连接。温度传感器110或气体流量传感器109与控制器电连接，温度传感器110或气体流量传感器109可以检测第一腔体内的温度数值或者风速大小，从而可以实时调整第一入风口102或第二入风口112的开度，以调整温度。

继续参照图1和图2，温度传感器110或气体流量传感器109还可以与报警系统电连接，温度传感器110或气体流量传感器109可以实时监测第一腔体内的温度，在温度大于预定值或者温度小于预定值的情况下，可以发出报警信号，以发出警报，其中警报可以声、光、震动等形式发出，不做具体限定。根据本实用新型的一具体实施方式，其中报警系统还可以与车辆控制系统电性连接，通过车辆控制系统及车辆控制App及时输出信号。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的一实施方式，其中第一保温结构还可以具有收集漏斗111，设置于第一入风口102的侧壁上，朝向远离侧壁的方向，收集漏斗111的横截面积逐渐增大，可以理解的是，该收集漏斗111可以呈喇叭状，与第一入风口102的侧壁相接的一端的横截面积可以小于远离该侧壁的一端的横截面积。该车载电池的保温系统还可以包括信号处理及集成控制单元119和辅助电池120。

继续参照图1和图2，根据本实用新型的另一方面，提供一种车载电池组件，可以包括本实用新型提供的车载电池的保温系统以及多个电池100，相邻的电池100之间可以设置有第二温度传感器117。

根据本实用新型的另一方面提供一种车辆，包括本实用新型提供的车载电池组件。本实用新型提供的车辆可以为混合动力车，或者电动汽车，都在本实用新型的保护范围内。

本实用新型提供的车载电池的保温系统还可以包括电池的低温和/或高温保护装置，包括低温及高温调节装置，温度检测，低温、高温预警提示及温度反馈装置和自启动-自动控温装置；混合动力和/或电动汽车的热源及冷源的控制使用装置；加热电源供能、动力电源供能装置；电量检测及电量优化提醒系统、自动控制系统；腔体异性多层设计；具有加热控制单元及可替换组元，方便维护；具有低温充电时预热程序；主动或被动启动-自动控温程序；电量检测及电量优化程序；使用了石墨烯玻纤作为发热材料及使用石墨烯泡沫铜和/或石墨烯与金属的异性机构用于散热、导热。

加热或降温为同一结构，两种功能兼具，节省体积。

电池与第一保温结构和第二保温结构的侧壁直接接触，或者间接接触，都在本实用新型的保护范围内，在间接接触的情况下，电池与第一保温结构和第二保温结构的侧壁之间紧密贴合有导热介质，以迅速进行热交换，以实现可控加热、降温。

实施实例1

气温低于一定温度时，例如零下10℃，温度传感器110可以获取信息，根据预设的程序，可以发出警示信息提示，根据实际情况自动、或被动开启升温程序。

利用混合动力车的尾气和/或车内循环热风和/或加热结构，利用电池、电瓶能量，用于加热，可以采用内部循环风加热电池，至一定温度，例如但不限于如20℃，可以停止加热。

通过控制风速和/或控制加热结构的加热功率可以控制加热速率。

实施实例2

气温高于一定温度时，例如35℃，温度传感器110可以获取信息，根据预设的程序，发出警示信息提示，根据实际情况自动、或被动开启降温程序。

车内循环冷风和/或鼓风装置106可以利用车辆行驶过程中的风动能降低电池的温度，至一定温度如20℃，停止降温。

通过控制风速和/或控制风速大小控制降温速率。

本实用新型使用的散热材料为但不限于石墨烯玻纤作和/或石墨烯泡沫铜和/或石墨烯与金属的异性机构用于散热、导热。

本实用新型的热源可以为混合动力发动机产热和/或尾气热源和/或电动力汽车产生的热源，和/或内部空调循环热风排除的热风用于加热电池和/或电瓶，和/或电池和/或电瓶提供为加热组件能量。

本实用新型的加热结构可替换，使用了石墨烯和/或石墨烯复合材料，包含但不限于石墨烯玻纤结构104和/或编制物、石墨烯玄武岩纤维和/或编制物、石墨烯蓝宝石纤维和/或编制物。

本实用新型的热风源及冷风源，使用了内部空调循环热风排除的热风及空气循环冷风和/或行驶过程中通道贯穿风，用于加热电池和/或电瓶。

本实用新型的冷却组元可替换和/或使用了石墨烯和/或石墨烯复合材料，包含但不限于石墨烯玻纤结构104和/或编制物、石墨烯玄武岩纤维和/或编制物、石墨烯蓝宝石纤维和/或编制物，石墨烯纤维和/或石墨烯附着的金属，包括但不限于石墨烯泡沫铜、石墨烯微结构铜材料和/或其他材质的的导热。

本实用新型的加热方式，可以为间接加热，通过空气和/或其他介质精确可控加热。

本实用新型的保温系统还可以包括电量检测装置及电量优化装置，能够计算电加热能力损耗，与未加热带来的能量损失相对比，最大限度保存电量，包括电量检测及电量优化程序。

根据本实用新型腔体异性多层设计，多层腔体结构，至少为一个单体腔室，其腔室内或外接部分可布置加热装置，可使气流和/或其他流体介质通过，根据电源、电瓶，可设计为异性结构，在满足功能的条件下尽可能节省空间本实用新型的根据各个传感器信息反馈及分析，可进行自动开启、自主调温，也可进行人为在安全许可下的主动控制，进行快速升温、降温。

本实用新型的温度传感器、气体流量传感器等测控部件，布置于多层腔体内、表面和/或加热组元上。

本实用新型的加热结构，布置于循环风口和/或加热腔室单边和/或四周。

温度检测，低温、高温预警提示及温度反馈装置，可实时监控温度，在温度过高、过低时或者温度跳动等异常时，以声、光、震动等形式发出提醒信息，此感知系统还与车辆控制系统相连，通过车辆控制系统及车辆控制App及时输出信号。

本实用新型的制备方法电池和/或电瓶的低温和/或高温保护装置具有启动电压低、发热效率高、冷却能耗低、控温精准、柔性易成型、超薄轻质及高耐蚀、高耐温、高阻燃的特点和优势。保温系统能够保护电池和/或电瓶，减少其低温放电，提高充电效率。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

Claims (9)

1.一种车载电池的保温系统，其特征在于，包括：

第一保温结构，包围于电池的外围，具有第一腔体以及与所述第一腔体连通的第一入风口和出风口，所述第一入风口具有用于调节风量大小的流量调节阀，所述第一入风口供自然风进入；

第二保温结构，具有第二腔体，该第二腔体内设置有加热结构，所述第二腔体选择性地连通于所述第一保温结构。

2.如权利要求1所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述第二腔体还连通有第二入风口，所述第二入风口连通尾气排放口以及/或者空调风口。

3.如权利要求2所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述加热结构为布置于所述第二腔体内表面的石墨烯玻纤结构；以及/或者所述加热结构为设置于所述第二入风口的鼓风装置。

4.如权利要求1所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述保温系统还包括导热结构，所述导热结构紧密贴合于所述第一保温结构与所述电池之间。

5.如权利要求1所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述第一保温结构的朝向所述电池的侧壁的内壁面设置有散热突起。

6.如权利要求1所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述保温系统还包括温度传感器和/或气体流量传感器，所述温度传感器或所述气体流量传感器设置于所述第一保温结构的朝向所述电池的侧壁。

7.如权利要求1至6中任一项所述的车载电池的保温系统，其特征在于，所述第一保温结构还具有收集漏斗，设置于所述第一入风口的侧壁上，朝向远离所述侧壁的方向，所述收集漏斗的横截面积逐渐增大。

8.一种车载电池组件，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任一项所述的车载电池的保温系统以及多个电池，相邻的所述电池之间设置有第二温度传感器。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求8所述的车载电池组件。