CN212230486U - 一种锂电池盒子及锂电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池盒子及锂电池包，属于锂电池技术领域。它包括盒体和底座，盒体和底座为可拆卸连接，盒体和底座连接后构成电芯位，盒体内壁均匀设置有若干根加热丝，的每根加热丝外均包裹有绝缘层，盒体内壁还设有若干个绝缘隔板，相邻两个绝缘隔板之间形成绝缘层的安装空间，其中，绝缘隔板的厚度大于绝缘层的直径，加热丝两端分别电连接加热丝正极和加热丝负极。本实用新型的锂电池盒子在现有的电池盒的基础之上，其内部设置有加热丝，可以在严冷的冬天对锂电池整体进行加热，在严寒的冬天可以使电池盒内部温度如春，解决现有锂电电动自行车，在冬天续航能力减弱，寿命减少等问题。

Description

一种锂电池盒子及锂电池包

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，更具体地说，涉及一种锂电池盒子及锂电池包。

背景技术

由于全球能源危机的出现，节能和环保新能源汽车应运而生，随着锂电池在新能源汽车领域的普遍应用，冬天续航问题逐渐显现出来，由于天气严冷造成锂电池锂离子活性降低从而导致在相同的电量下，不同的温度放出的电量不一样，造成电池寿命降低，给人们的生活造成很大的不便，市场上迫切需要一款新型电动自行车盒子，能够解决此问题。

目前市场上有很多锂电池pack产品在电池内部增加加热膜，直接作用在电芯上面，在电芯充电的过程中进行加热；这样增加了使用危险性，万一加热膜短路易造成安全事故。

例如，中国专利申请号为201310088559.X，申请公开日为2013年6月19日的专利申请文件公开了一种用于电动车电池的加热保温系统。该专利包括由若干电池单体组成的电池组、固定连接在电池盒内壁上的加热膜、专用主线缆和专用充电器，专用主线缆上设置有继电器和冬夏转换开关；专用充电器的输出端设置三根引线为充电器第一正极、充电器第一负极和充电器第二负极；电池盒的三相充电插座上设置有第一正极N、第一负极L和第二负极E；加热膜正极与第一正极N连接，加热膜负极与第二负极E连接；继电器的控制端分别与电池组正极和电池组负极连接，电池组正极与继电器的控制端的连接线路上设置有电源锁。该发明为在电池内部增加加热膜，存在上述安全隐患。

因此，为了避免电芯内部加热存在安全隐患的问题，现有技术尝试在电芯外部进行加热，但是存在加热不均匀并且加热装置存在易损坏的问题，而且未能在锂电池使用过程中随时加热，使得锂电池在低温下使用效率不高，易损坏使用寿命不长。

经检索，中国专利申请号为201820210212.6，申请公开日为2018年10月9日的专利申请文件公开了一种电动车锂电池用电池铝壳。该专利包括外壳、盖体和防漏壳，所述外壳的外侧壁设置有固定扣，所述固定扣与所述外壳可拆卸连，所述外壳的内侧壁设置有内壁层，所述内壁层与所述外壳固定连接，所述内壁层的内侧壁设置有升温器外壳，所述升温器外壳与所述内壁层固定连接；该实用新型的一种电动车锂电池用电池铝壳，通过设置控温器，当遇到低温环境时，在启动前，控温器控制加热丝加热，使升温器外壳升温，从而使铝壳内部的空间升温，但是，该铝壳中的控温器和加热丝还需要与外部电源电性连接，无法在实现电动车使用过程中随时对电芯进行加热。

因此，开发一种锂电池盒子和锂电池包来解决锂电池续航问题，成为亟需解决的问题。

发明内容

1.要解决的问题

本实用新型提供一种锂电池盒子，其目的在于解决现有锂电池在低温下续航短、无法启动的问题。

本实用新型还提供了一种锂电池包，通过安装在上述锂电池盒子内，达到无需外部电源，便可达到锂电池升温的目的。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种锂电池盒子，包括盒体和底座，所述盒体和底座为可拆卸连接，盒体和底座连接后构成电芯位，所述电芯位用于安装锂电池，所述盒体内壁均匀设置有若干根加热丝，所述加热丝两端分别电连接加热丝正极和加热丝负极，所述加热丝正极和加热丝负极分别电连接锂电池，实现无需外部电源，通过内装的锂电池便可对锂电池进行加热，实现锂电池的随时加热，其中，所述盒体(100)的材料为保温材料，优选聚氨酯材料。

进一步地，所述的每根加热丝外均包裹有绝缘层，所述绝缘层的材料为ABS/pc，其中 ABS与pc的质量比为1:1.1，可使用深圳市亚塑科技有限公司生产的ABS/pc材料。

进一步地，所述盒体内壁还设有若干个绝缘隔板，相邻两个绝缘隔板之间形成加热丝的安装空间，其中，所述绝缘隔板的厚度大于加热丝的直径。

进一步地，所述盒体内壁还设有若干个绝缘隔板，相邻两个绝缘隔板之间形成加热丝的安装空间，其中，所述绝缘隔板的厚度大于绝缘层的直径。

进一步地，所述绝缘隔板(130)的材料为ABS/pc，其中ABS与pc的质量比为1:1.1，可使用深圳市亚塑科技有限公司生产的ABS/pc材料。

进一步地，还包括温度感应器和控制面板，所述温度感应器电连接控制面板，所述温度感应器用于感应低于15℃的温度，当环境温度低于15℃后，温度感应器发送信号至控制面板，控制面板控制加热丝加热，当环境温度高于15℃后，控制面板控制加热丝停止加热，实现锂电池在冬天的低温环境下，还可以保持在高于15℃的最佳使用温度区间内；所述控制面板连接锂电池，即锂电池为控制面板提供电源，实现控制电热丝加热电流大小的作用。

进一步地，所述底座上开设有接线孔，所述接线孔用于将电芯位的锂电池的正负极接出，实现锂电池的使用。

一种锂电池包，包括锂电池和上述的锂电池盒子，所述电芯位内装有锂电池，所述加热丝正极电连接锂电池的负极，所述加热丝负极电连接锂电池的正极，所述控制面板连接锂电池的正极和负极。

一种上述锂电池包在制造电动车以及电动自行车上的应用。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的锂电池盒子在现有的电池盒的基础之上，其内部设置有加热丝，可以在严冷的冬天对锂电池整体进行加热，在严寒的冬天可以使电池盒内部温度如春，解决现有锂电电动自行车，在冬天续航能力减弱，寿命减少等问题；

(2)本实用新型的加热丝外包裹着绝缘层，起到保护加热丝的作用，如果纯粹是在盒子内壁固定安装加热丝，在遇到电池盒子受到外部撞击之后，电热丝容易随着盒体的破坏而损坏；还设置绝缘隔板，一方面绝缘隔板起到保护加热丝的作用，绝缘隔板的厚度大于绝缘层的直径，避免内部安装锂电池后，会对加热丝进行碰撞、摩擦，导致加热丝及绝缘层结构损坏；另一方面绝缘隔板起到锂电池定位作用，锂电池在受热时，不可避免会有微小的膨胀，此时锂电池的体积变化很微小，但是仍然会导致加热丝的正负极与锂电池的正负极产生易位导致接触不良，而绝缘隔板的作用是防止锂电池易位；

此外，盒体、绝缘层和绝缘隔板为一体化结构，其中，盒体选用保温材料，例如聚氨酯，具有保温隔热的作用，可以减少盒子内部的温度传播到盒外，影响需电设备的使用；绝缘层和绝缘隔板均为ABS/pc材料，ABS/pc材料具有以下优点：a、综合性能较好,冲击强度较高, 化学稳定性,电性能良好；b、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；c、耐燃性(UL945VB)； d、机械性能的卓越平衡；e、低温时也具备高冲击强度；因此绝缘层和绝缘隔板具有强机械性能，能耐受外力的冲击，进而在保护加热丝的同时，自身还不易损坏；

(3)本实用新型控制面板连接有一个温度感应器，可以根据检测的温度，控制加热丝的工作与否，以及控制加热丝通过的电流；

(4)本实用新型的锂电池包在冬天可以把加热丝的正负极接入电池模块系统当中，电池盒子内部有一个控制面板，控制面板连接有温度感应器，在加热丝加热温度到达指定的温度 (15℃)时，会自动断开电源，温度降低时自动开启；在冬天使用时电池盒内部温度可以一直保持在设定的温度范围内；

(5)本实用新型可以解决锂电池电动自行车在冬天续航里程降低，电池寿命减少等问题，在现有的技术条件下只有在电池内部增加加热膜，容易造成短路，从而导致安全事故的发生；若采用本专利就可以避免，由于加热丝绝缘层破损造成锂电池系统失效。可以极大的降低锂电池电动自行车的使用安全风险。

附图说明

图1为本实用新型的锂电池盒子俯视视角下的结构示意图；

图2为本实用新型的锂电池盒子仰视视角下的结构示意图；

图3为本实用新型的锂电池盒子内部结构的示意图一；

图4为图3中A区域的局部放大图；

图5为本实用新型的锂电池盒子内部结构的示意图二；

图6为本实用新型锂电池盒子的盒体结构示意图一；

图7为本实用新型锂电池盒子的盒体结构示意图二；

图8为本实用新型的锂电池包内部结构的示意图；

图中：

100、盒体；110、加热丝；111、加热丝正极；112、加热丝负极；120、绝缘层；130、绝缘隔板；140、温度感应器；150、控制面板；200、底座；210、接线孔；300、电芯位；400、锂电池。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例的锂电池盒子包括盒体100和底座200，盒体100为单面开口的立方体，盒体 100的侧面均匀设有六个螺栓孔，底座200通过六个螺栓孔将其与盒体100连接，安装完毕后，盒体100与底座200形成的空间构成电芯位300，电芯位300内放置锂电池400，其中，盒体100的材料为保温聚氨酯材料，具有保温隔热的作用，可以减少盒子内部的温度传播到盒外，影响需电设备的使用。

具体来说，盒体100的内壁上均匀设有相互平行的加热丝110，加热丝110为镍铬合金丝，盒体100靠近开口端相互平行的两边分别设有加热丝正极111和加热丝负极112，加热丝正极111和加热丝负极112均与加热丝110垂直设置，并且加热丝110的两端接线处分别电连接加热丝正极111和加热丝负极112。

本实施例的一种锂电池包，在上述锂电池盒子的电芯位300处安装锂电池400，其中，锂电池400的正极与加热丝负极112电连接，锂电池400的负极与加热丝正极111电连接，形成电回路，即内装锂电池400作为加热丝110加热的电源，实现锂电池400温度的升高，避免在冬天低温环境下锂电池400续航能力弱而导致锂电池400使用寿命减低。

实施例2

由于盒子内壁直接固定安装电热丝，在盒子外部收到外力碰撞时，加热丝110易损坏，因此，本实施例的锂电池盒子在实施例1的基础上，加设绝缘层120，本实施例的绝缘层120 为ABS/pc材料(ABS、pc材料的混合质量比例为1:1.1，本实施例直接采用深圳市亚塑科技有限公司生产的ABS/pc)，具有较强的机械性能，能耐受外力的冲击，进而在保护加热丝的同时，自身还不易损坏，其与盒体100为一体化结构，并且绝缘层120于盒体100内壁均匀、相互平行排列设置，绝缘层120为中空的管状结构，绝缘层120的个数与加热丝110的个数相同，加热丝110插入设置于绝缘层120内部，实现每根加热丝110外均包裹有绝缘层120。

具体来说，盒体100的内壁上均匀设有相互平行、中空的绝缘层120，每个绝缘层120 内插入设置一根加热丝110，盒体100靠近开口端相互平行的两边分别设有加热丝正极111 和加热丝负极112，加热丝正极111和加热丝负极112均与加热丝110垂直设置，并且加热丝 110的两端接线处分别电连接加热丝正极111和加热丝负极112。

本实施例的一种锂电池包，在本实施例锂电池盒子的电芯位300处安装锂电池400，其中，锂电池400的正极与加热丝负极112电连接，锂电池400的负极与加热丝正极111电连接，形成电回路，即内装锂电池400作为加热丝110加热的电源，实现锂电池400温度的升高，避免在冬天低温环境下锂电池400续航能力弱而导致锂电池400使用寿命减低。更为重要的是，本实施例的锂电池盒子通过绝缘层120包裹在加热丝110外部，起到保护加热丝100 的作用，在盒子外部受到外力时，加热丝100得以保护，不易损坏。

实施例3

发明人在进一步研究的过程中发现，由于锂电池400是间隙配合安装于电芯位300内的，尤其是在作为电动车或电动自行车的电源使用过程中，遇到不平坦的路段时，锂电池盒子内的锂电池400会存在易位的情况，而且锂电池400的在受热的过程中，不可避免会有微小的膨胀，虽然此时锂电池400的体积变化很微小，但是仍然会导致加热丝110的正负极与锂电池400的正负极产生易位导致接触不良。故本实施例的锂电池盒子在实施例2的基础上，于绝缘层120两边各设有绝缘隔板130，即相邻两个绝缘隔板130之间形成绝缘层120的安装空间，而且绝缘隔板130与盒体100之间为一体化结构，其厚度大于绝缘层120的直径，避免锂电池400碰撞绝缘层120，本实施例绝缘隔板130是起到防止锂电池400易位的作用，其中，绝缘隔板130为ABS/pc材料(ABS、pc材料的混合质量比例为1:1.1，本实施例直接采用深圳市亚塑科技有限公司生产的ABS/pc)，具有较强的机械性能，能耐受外力的冲击，进而在保护加热丝的同时，自身还不易受到锂电池的碰撞而损坏。

具体来说，本实施例的一种锂电池盒子，包括盒体100和底座200，盒体100为单面开口的立方体，盒体100的侧面均匀设有六个螺栓孔，底座200通过六个螺栓孔将其与盒体100 连接，安装完毕后，盒体100与底座200形成的空间构成电芯位300，电芯位300内放置锂电池400。其中，盒体100的内壁上均匀设有与盒体100一体化的绝缘隔板130，绝缘隔板 130设有多个，相邻绝缘隔板130之间形成绝缘层120的安装空间，即绝缘层120也是相互平行且均匀设置于盒体100的内壁上，绝缘层120为中空结构，每个绝缘层120内插入设置一根加热丝110，盒体100靠近开口端相互平行的两边分别设有加热丝正极111和加热丝负极 112，加热丝正极111和加热丝负极112均与加热丝110垂直设置，并且加热丝110的两端接线处分别电连接加热丝正极111和加热丝负极112。

本实施例的一种锂电池包，在本实施例锂电池盒子的电芯位300处安装锂电池400，其中，锂电池400的正极与加热丝负极112电连接，锂电池400的负极与加热丝正极111电连接，形成电回路，即内装锂电池400作为加热丝110加热的电源，实现锂电池400温度的升高，避免在冬天低温环境下锂电池400续航能力弱而导致锂电池400使用寿命减低；另一方面，锂电池盒子通过绝缘层120包裹在加热丝110外部，起到保护加热丝110的作用，在盒子外部受到外力时，加热丝110得以保护，不易损坏；更为甚者，绝缘隔板130起到对锂电池400进行定位的作用，避免锂电池400因受热微膨胀，避免锂电池400因为电动车、电动自行车行驶路段的颠簸，而导致锂电池400易位，导致接触不良的问题。

实施例4

发明人又进一步对实施例3的锂电池盒子做了进一步的改进，即本实施例的锂电池盒子与实施例3基本相同，其不同之处在于：盒子内壁还设置温度感应器140和控制面板150；温度感应器140电连接控制面板150，温度感应器140的作用是感应盒子内的温度；电芯位 300内部安装的锂电池400为控制面板150提供电源，其中控制面板150的型号为 SP-R13-068-A02，为深圳市超力源科技有限公司生产的产品，控制面板150的作用是控制加热丝110的工作与否，以及控制加热丝110通过的电流。

具体来说，本实施例的一种锂电池盒子，如图1所示，包括盒体100和底座200，盒体100为单面开口的立方体，盒体100的侧面均匀设有六个螺栓孔；底座200通过六个螺栓孔将其与盒体100连接，再结合图2所示，底座200的底面开设接线孔210，用于将电芯位300 的锂电池400的正负极接出并作用于相应的需电设备，例如电动车、电动自行车等；盒体100 和底座200固定完成后，盒体100与底座200形成的空间构成电芯位300，电芯位300内放置锂电池400。

其中，如图3和图5所示，盒体100的内壁上均匀设有与盒体100一体化的绝缘隔板130，绝缘隔板130设有多个，相邻绝缘隔板130之间形成绝缘层120的安装空间，即绝缘层120 也是相互平行且均匀设置于盒体100的内壁上，绝缘层120为中空结构，每个绝缘层120内插入设置一根加热丝110，如图4所示；再结合图6和图7，盒体100靠近开口端相互平行的两边分别设有加热丝正极111和加热丝负极112，加热丝正极111和加热丝负极112均与加热丝110垂直设置，并且加热丝110的两端接线处分别电连接加热丝正极111和加热丝负极112。

现有锂电池产品最佳的工作温度区间是15-26℃左右，在此温度区间内，锂电池的性能表现最为出色；离开这一温度区间，电池的充放电量都会有所改变；当气温低于这一温度区间，电池的活性将会逐渐下降，表现为电池充放电量减少，充电时间也有所延长。因此，本实施例的锂电池盒子内壁还设有温度感应器140和控制面板150，温度感应器140设置感应低于 15℃的温度，当环境温度低于15℃后，温度感应器140发送信号至控制面板150，控制面板 150控制加热丝110加热，当环境温度高于15℃后，控制面板150控制加热丝110停止加热，实现锂电池400在冬天的低温环境下，还可以保持在高于15℃的最佳使用温度区间内；控制面板150连接锂电池400，即锂电池400为控制面板150提供电源，实现控制电热丝110加热电流大小的作用。

本实施例的一种锂电池包，在本实施例锂电池盒子的电芯位300处安装锂电池400，其中，锂电池400的正极与加热丝负极112电连接，锂电池400的负极与加热丝正极111电连接，形成电回路，即内装锂电池400作为加热丝110加热的电源，实现锂电池400温度的升高，避免在冬天低温环境下锂电池400续航能力弱而导致锂电池400使用寿命减低；本实施例的锂电池包不仅解决了加热丝110受损、锂电池400易位的问题，还可以实现自动感应盒子内的温度进而控制加热丝110的工作与否。

性能测试

将实施例1～4的锂电池包，与专利申请号分别为201721325471.5、201820210212.6记载的两种锂电池做于0℃环境下的续航时间对比实验，其中，申请号为201721325471.5记载的锂电池记为现有A，申请号为201820210212.6记载的锂电池记为现有B，得到的结果如下表 1：

表1实施例1～4及现有的锂电池包在0℃下使用的续航时间

项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

现有A

现有B

续航时间

10h

10h

10h

11.5

9h

10h

安全性

差

中

良

优

-

-

由续航时间可知，本实施例的锂电池包在低温下的使用续航时间明显高于现有产品的续航时间。另外分析可知，实施例1～4的安全性能依次为差、中、良、优，综合续航时间和安全性能考虑，实施例4为本实用新型最优选的实施例。

值得说明的是，以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，即盒体不局限于立方体，也适用于圆柱型盒体，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种锂电池盒子，其特征在于：包括盒体(100)和底座(200)，所述盒体(100)和底座(200)为可拆卸连接，盒体(100)和底座(200)连接后构成电芯位(300)，所述盒体(100)内壁均匀设置有若干根加热丝(110)，所述加热丝(110)两端分别电连接加热丝正极(111)和加热丝负极(112)。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述的每根加热丝(110)外均包裹有绝缘层(120)。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述盒体(100)内壁还设有若干个绝缘隔板(130)，相邻两个绝缘隔板(130)之间形成加热丝(110)的安装空间，其中，所述绝缘隔板(130)的厚度大于加热丝(110)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述盒体(100)内壁还设有若干个绝缘隔板(130)，相邻两个绝缘隔板(130)之间形成加热丝(110)的安装空间，其中，所述绝缘隔板(130)的厚度大于绝缘层(120)的直径。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种锂电池盒子，其特征在于：还包括温度感应器(140)和控制面板(150)，所述温度感应器(140)电连接控制面板(150)。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述盒体(100)和底座(200)采用螺栓连接。

7.根据权利要求5所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述盒体(100)的材料为聚氨酯材料。

8.根据权利要求5所述的一种锂电池盒子，其特征在于：所述底座(200)上开设有接线孔(210)。

9.一种锂电池包，其特征在于：包括锂电池(400)和权利要求1～8任意一项所述的锂电池(400)盒子，所述电芯位(300)内装有锂电池(400)，所述加热丝正极(111)电连接锂电池(400)的负极，所述加热丝负极(112)电连接锂电池(400)的正极，控制面板(150)连接锂电池(400)的正极和负极。

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