CN210092286U - 一种具有控温能力的一体式锂电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有控温能力的一体式锂电池，包括电池箱以及设置在电池箱内整列布置的电芯，相邻两个电芯之间设置有第一液冷管，所述液冷管与散热基板连接，所述电池箱一侧表面还安装有控制盒，所述控制盒内设置有安装平台，所述安装平台底部设置有第二液冷管，所述第二液冷管也与散热基板连接，所述散热基板上设置有制冷片，所述制冷片的冷端与散热基板抵接，所述制冷片的热端与散热块连接，所述散热块内设置有散热流道，所述散热流道与液冷装置连接，所述散热流道与液冷装置内注入有冷却液。本实用新型降温效果好，能够满足高温环境作业使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池制备技术领域，具体涉及一种具有控温能力的一体式锂电池。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
目前锂电池技术在工业车辆领域得到了越来越广泛的应用。现有的锂电池在使用时，一般配备有控制器，并将控制器与锂电池外壳体固定成为一个整体，但是由于工业车辆在使用时的工况存在高温持续作业，这对锂电池以及控制器的耐高温提出了要求，现有的散热技术采用风扇进行空气流通操作，无法满足使用要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有控温能力的一体式锂电池，降温效果好，能够满足高温环境作业使用。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有控温能力的一体式锂电池，包括电池箱以及设置在电池箱内整列布置的电芯，相邻两个电芯之间设置有第一液冷管，所述液冷管与散热基板连接，所述电池箱一侧表面还安装有控制盒，所述控制盒内设置有安装平台，所述安装平台底部设置有第二液冷管，所述第二液冷管也与散热基板连接，所述散热基板上设置有制冷片，所述制冷片的冷端与散热基板抵接，所述制冷片的热端与散热块连接，所述散热块内设置有散热流道，所述散热流道与液冷装置连接，所述散热流道与液冷装置内注入有冷却液。
进一步的，所述安装平台数量为多个，并且堆叠设置，相邻两个安装平台之间设置有间隔柱，所述间隔柱一端设置有外螺纹端，另一端设置有内螺纹端，相邻两个间隔柱通过外螺纹端和内螺纹端配合固定，所述外螺纹端与间隔柱本体部分为台阶设置。
进一步的，所述控制盒包括重叠设置的底盒、中间增高层和顶盖，底盒与中间增高层之间以及中间增高层与顶盖之间均通过卡接头卡设连接。
进一步的，所述底盒和中间增高层的顶部均设置有弹性橡胶条。
进一步的，所述液冷管表面包覆有导热硅胶片。
进一步的，所述电池箱内设置有温度传感器。
进一步的，所述电芯表面包覆有硅胶膜层。
进一步的，所述散热基板包括电芯基板和控制器基板。
进一步的，所述散热块与电池箱固定连接。
进一步的，所述控制盒上设置有长圆形锁孔。
本实用新型的有益效果：
采用第一液冷管将电池内部电芯的温度带离并通过散热基板降温，能够达到快速温度转换的效果，并且内部结构紧凑；采用第二液冷管能够控制盒内温度降低，并且主要还能够对控制组件进行降温，从而保证控制能力。其中主要的是采用制冷片配合液体降温的方式，能够快速的将散热基板上的温度散去，从而可以快速的对电芯降温，达到可调节的效果，节能降耗。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的水冷部分结构示意图；
图3是本实用新型控制盒内安装平台的结构示意图；
图4是本实用新型控制盒的壳体结构示意图；
图5是本实用新型电源管理器控制部分电气图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
参照图1至图5所示，本实用新型的一种具有控温能力的一体式锂电池的一实施例，包括电池箱1以及设置在电池箱内整列布置的电芯2，相邻两个电芯之间设置有第一液冷管3，液冷管与散热基板4连接，电池箱一侧表面还安装有控制盒5，控制盒内设置有安装平台6，安装平台底部设置有第二液冷管7，第二液冷管也与散热基板连接，散热基板上设置有制冷片8，制冷片的冷端与散热基板抵接，制冷片的热端与散热块9连接，散热块内设置有散热流道，散热流道10与液冷装置连接，散热流道与液冷装置内注入有冷却液。
电芯在充放电时，热量通过第一液冷管转移至散热基板上，散热基板将热量散发实现降温，其主要通过制冷片工作后，冷端与散热板进行热交换实现，制冷片工作后，热端温度会上升，因此采用散热块进行热交换，散热块采用液冷装置配合，液冷装置将冷却液降温，然后将冷却液循环流动，经过散热块时，大量带走热量，实现降温，从而实现制冷片热端的降温，以提高制冷片冷端的制冷效率。第二液冷管能够将控制盒内的热量转移给散热基板，其中主要是贴合安装平台后，控制组件的热量传递给安装平台，安装平台再通过第二液冷管转移热量，其原理与第一液冷管一致。通过温度的快速转移，使得锂电池能够在高温环境下正常工作，并且有效保障控制能力。
上述的液冷管与散热基板的连接方式可以为激光焊接，也可以为接触式连接，均为现有连接手段。
电池箱内设置有温度传感器，以监控电池箱内温度。并且还可以通过温度的反馈控制液冷装置的启停，从而进一步节能降耗。液冷管表面包覆有导热硅胶片，有良好的导热性能、绝缘性能、耐磨性能，能有效的传热和防护电芯磨损，短路等。电芯表面包覆有硅胶膜层，起到隔离作用，并且还能够防止外部潮湿的空气及水分渗入内部，能够稳定地充电及放电，并具有较好的耐潮性，延长使用寿命。
上述的安装平台数量为多个，并且堆叠设置，每个平台上均能够安装控制组件，从而保证能够容纳所有控制组件的安装需求，相邻两个安装平台之间设置有间隔柱11，间隔柱一端设置有外螺纹端，另一端设置有内螺纹端，相邻两个间隔柱通过外螺纹端和内螺纹端配合固定，能够形成整体，因此两个平台之间的间隔尺寸通过间隔柱的数量进行调节，需要尺寸较大时，收尾相连多个间隔柱即可，而外螺纹端与间隔柱本体部分为台阶设置，该设计使得间隔柱穿过安装平台与另一个间隔柱连接时，安装平台能够被夹持在中间，达到固定的效果，操作便捷，其中外螺纹端的长度尺寸大于安装平台的厚度。
上述的散热基板包括电芯基板和控制器基板，第一液冷管和第二液冷管由于安装形态不同，因此同时与一个整体的散热基板连接存在组装难度，将散热基板分开设置，能够提高安装时的便捷度。并且将散热块与电池箱固定连接，能够直接调节散热块实现对制冷片以及散热基板之间的贴合度。
并且在控制盒上设置有长圆形锁孔18，当电芯基板和控制器基板分体设置后，控制盒可以后安装，可以采用长圆形锁孔进行调节间距，从而增加抵紧能力，保证散热效果。
参照图4所示，控制盒包括重叠设置的底盒12、中间增高层13和顶盖14，底盒与中间增高层之间以及中间增高层与顶盖之间均通过卡接头15卡设连接，卡接头的卡设为现有卡接结构技术，其中，中间增高层根据需要的空间大小可以增减数量，满足多个安装平台堆叠使用情形下的空间需求。
底盒和中间增高层的顶部均设置有弹性橡胶条16，连接时，弹性橡胶条被压缩，压缩后的反弹力能够保证相连后的连接稳定，并且还具有密封防水的功能。
参照图5所示，为了更好的满足充放电控制需求，以及不改变现有车辆控制断电的操作模式，从而进行控制改进，在平台上安装有控制组件，控制组件包括电源管理器13，电源管理器与电池14连接，电池为电源管理器供电，电源管理器的供电回路中设置有钥匙开关16和双稳态继电器的继电器开关17，双稳态继电器的断开线圈18与电源管理器连接，双稳态继电器的闭合线圈19与复位按钮20连接。
电池正极通过双稳态继电器的的继电器开关，钥匙开关，给电源管理器供电。
电源管理器可以通过给双稳态继电器的断开线圈供电，断开双稳态继电器的继电器开关。
当按下复位按钮时，给双稳态继电器的闭合线圈供电，吸合双稳态继电器的继电器开关。
电源管理器可以实时监测电池的状态，单体电池电压及温度，为现有检测技术。
双稳态继电器是有两个稳定状态的一种继电器。它有两个输入回路，按规定加入输入量时可以造成它继电器开关端得两种稳定状态。就是给它的断开线圈一个脉冲信号，它由闭合状态改为断开状态，给它的吸合线圈一个脉冲信号，它由断开状态回到闭合状态。
当双稳态继电器的继电器开关处于闭合状态，且电池单体电压在限制值以上时，只要打开钥匙开关，给电源管理器供电，整个系统就可以启动，而关闭钥匙开关时，电源管理器失电停止工作，整个电气系统就停止工作。
当双稳态继电器的开关处于闭合状态时，且电池单体电压在限制值以下时，打开钥匙开关以后，电源管理器启动后，电源管理器检测到电池单体电压过低，会控制双稳态继电器的断开线圈(为电源管理器自身具备的功能)，使双稳态继电器的开关变为断开状态，切断电源管理器的供电。
当双稳态继电器的开关处于断开状态时，钥匙开关闭合也无法使电源管理器得电。
当双稳态继电器的开关处于断开状态时，整个电池管理系统全部处于断电状态。
当双稳态继电器的开关处于断开状态时，钥匙开关闭合时，可以按下复位按钮，给双稳态继电器的闭合线圈供电，使双稳态继电器的开关变为闭合状态，从而恢复电源管理器的供电。
从而通过上述设计可以保证车辆的正常使用习惯不改变，操作简单，锂电池控制系统在电池电量过低时能够自动切断自身的供电，保证电池不会过放；在驾驶员断开车辆钥匙开关后，能切断锂电池控制系统的自耗电，降低能耗。
以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，包括电池箱以及设置在电池箱内整列布置的电芯，相邻两个电芯之间设置有第一液冷管，所述液冷管与散热基板连接，所述电池箱一侧表面还安装有控制盒，所述控制盒内设置有安装平台，所述安装平台底部设置有第二液冷管，所述第二液冷管也与散热基板连接，所述散热基板上设置有制冷片，所述制冷片的冷端与散热基板抵接，所述制冷片的热端与散热块连接，所述散热块内设置有散热流道，所述散热流道与液冷装置连接，所述散热流道与液冷装置内注入有冷却液。
2.根据权利要求1所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述安装平台数量为多个，并且堆叠设置，相邻两个安装平台之间设置有间隔柱，所述间隔柱一端设置有外螺纹端，另一端设置有内螺纹端，相邻两个间隔柱通过外螺纹端和内螺纹端配合固定，所述外螺纹端与间隔柱本体部分为台阶设置。
3.根据权利要求2所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述控制盒包括重叠设置的底盒、中间增高层和顶盖，底盒与中间增高层之间以及中间增高层与顶盖之间均通过卡接头卡设连接。
4.根据权利要求3所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述底盒和中间增高层的顶部均设置有弹性橡胶条。
5.根据权利要求1所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述液冷管表面包覆有导热硅胶片。
6.根据权利要求1所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述电池箱内设置有温度传感器。
7.根据权利要求1所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述电芯表面包覆有硅胶膜层。
8.根据权利要求1所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述散热基板包括电芯基板和控制器基板。
9.根据权利要求8所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述散热块与电池箱固定连接。
10.根据权利要求9所述的具有控温能力的一体式锂电池，其特征在于，所述控制盒上设置有长圆形锁孔。
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