CN213278213U - 恒温蓄电池柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种恒温蓄电池柜，其包括：机柜，其内部限定出用于布置蓄电池的容纳腔；一个或多个石墨烯发热模组，安装于容纳腔内，并用于将容纳腔的温度维持于设定温度范围内，并且石墨烯发热模组包括：散热板体，其内部中空；石墨烯发热膜，布置于散热板体内，通过散热板体将热量散发至容纳腔内。本实用新型的方案，使用石墨烯发热模组作为发热元件，维持机柜内的温度，充分利用了石墨烯发热膜发热效率高、升温速度快、发热功率稳定、使用寿命长的特点，满足了蓄电池特别是锂电池对工作温度的要求，避免出现电池低温故障。

Description

恒温蓄电池柜

技术领域

本实用新型涉及电池技术，特别是涉及一种恒温蓄电池柜。

背景技术

随着温度的降低，蓄电池，特别是锂电池放电性能显著下降，放电平台明显降低，放电容量明显减小。当温度降至-30℃时，锂电池的放电容量为室温放电容量的87.0％，长时间在低温环境中使用，或者在-40℃超低温环境中，锂电池会被“冻坏”造成永久损害。因此，蓄电池，特别是锂电池的热管理尤为必要。

目前锂电池的应用非常广泛，其中一些应用场景的环境较为恶劣。上述锂电池的使用场合均需要进行加热处理，现有技术中的加热方式普遍存在机械强度差、使用效率低、加热不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种转换效率高加热稳定的恒温蓄电池柜。

本实用新型一个进一步的目的是要保证蓄电池特别是锂电池的安全可靠运行。

特别地，本实用新型提供了一种恒温蓄电池柜，其包括：机柜，其内部限定出用于布置蓄电池的容纳腔；一个或多个石墨烯发热模组，安装于容纳腔内，并用于将容纳腔的温度维持于设定温度范围内，并且石墨烯发热模组包括：散热板体，其内部中空；石墨烯发热膜，布置于散热板体内，通过散热板体将热量散发至容纳腔内。

可选地，石墨烯发热模组为一个，靠近于容纳腔的底部设置。

可选地，石墨烯发热模组为多个，沿机柜的高度方向间隔设置。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：温控器，与石墨烯发热膜相连，其具有用于检测容纳腔内温度的温度传感器，并且温控器配置成根据容纳腔内温度控制石墨烯发热膜启停。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：柜门，可开闭地设置于机柜的前部，并且温控器还包括：操控装置，设置在柜门的外侧，用于接收对设定温度范围的设置；显示屏，设置在柜门的外侧，用于显示容纳腔的温度和/或设定温度范围。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：电池管理装置，用于连接蓄电池，用于检测蓄电池的电芯状态并对蓄电池进行充放电控制。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：电源接口，设置于机柜上，并与电池管理装置连接，用于提供蓄电池的充电电能并输出蓄电池的放电电能。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：无线传输装置，与温控器以及电池管理装置分别连接，用于向电池管理平台传输温控器以及电池管理装置的数据或指令。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：保温层，贴附于机柜的内壁上，以减少容纳腔内的热量泄露。

可选地，上述恒温蓄电池柜还包括：多根立柱，竖向设置于机柜内；并且蓄电池以及石墨烯发热模组分别固定于立柱上。

本实用新型的恒温蓄电池柜，使用石墨烯发热模组作为发热元件，维持机柜内的温度，利用了石墨烯发热膜发热效率高、升温速度快、发热功率稳定、使用寿命长的特点，避免出现电池低温故障。并且石墨烯发热模组利用中空散热板体布置石墨烯发热膜，提高了石墨烯发热模组的结构强度，进一步提高了稳定性。

进一步地，本实用新型的恒温蓄电池柜中，温控器根据容纳腔内温度控制石墨烯发热膜启停，可以准确地调控温度，并可以根据不同工况设置温度范围，满足了蓄电池对工作温度的要求。

更进一步地，本实用新型的恒温蓄电池柜可以实现对温控器以及电池管理装置的远程管理，对蓄电池工作状态进行实时监测，能有效延长蓄电池的使用寿命。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的恒温蓄电池柜的外形示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的中石墨烯发热模组的示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的恒温蓄电池柜中机柜内部的示意图；

图4是根据本实用新型的另一实施例的恒温蓄电池柜中机柜内部的示意图；以及

图5是根据本实用新型的一个实施例的恒温蓄电池柜的电气部件示意框图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的恒温蓄电池柜10的外形示意图；图2 是根据本实用新型的一个实施例的中石墨烯发热模组120的示意图。

该恒温蓄电池柜10一般性地可以包括：机柜110以及一个或多个石墨烯发热模组120。其中机柜110内部限定出用于布置蓄电池200的容纳腔。石墨烯发热模组120安装于容纳腔内，并用于将容纳腔的温度维持于设定温度范围内。该设定温度范围可以根据蓄电池200的工作运行状态以及恒温蓄电池柜10的工作环境进行设定，例如可以设置为5至10度。具体的温度范围可以灵活设置，本实施例的恒温蓄电池柜10可以通过用户在本地的操作或者远程智能控制的方式调整上述设定温度范围。

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，具有非常好的热传导性能。石墨烯发热膜122在通电后，通过远红外的形式对外辐射热量，其电热转化率高达99％，电热转化率远高于其他加热方式。

为了保证石墨烯发热模组120的结构强度，本实施例中的石墨烯发热模组 120可以包括：散热板体121以及石墨烯发热膜122。散热板体121的内部中空；石墨烯发热膜122布置于散热板体121内，通过散热板体121将热量散发至容纳腔内。散热板体121的至少一侧板体可以使用金属等良好热导体制成，并且通过开设通孔来提高散热的效率。

恒温蓄电池柜10还可以包括柜门130。柜门130可开闭地设置于机柜110 的前部，以方便对恒温蓄电池柜10内部进行检修。

机柜110可以采用机架式结构，其内部设置多根立柱111。立柱111竖向设置于机柜110内，柱上开设安装孔，蓄电池200以及石墨烯发热模组120可以分别固定于立柱111上，提高容纳腔内的空间利用效率，并且便于蓄电池200 的拆装。

图3是根据本实用新型的一个实施例的恒温蓄电池柜10中机柜110内部的示意图。在该实施例中，石墨烯发热模组120可以为一个，靠近于容纳腔的底部设置。在发热时，较热的空气自动向上浮动，将石墨烯发热模组120靠近于容纳腔的底部设置，可以便于热量自动循环，实现恒温蓄电池柜10内部的温度均衡。

图4是根据本实用新型的另一实施例的恒温蓄电池柜10中机柜110内部的示意图。在该实施例中，石墨烯发热模组120为多个，沿机柜110的高度方向间隔设置。在恒温蓄电池柜10内部空间较大或者工作环境温度极低的情况下，可以布置多个石墨烯发热模组120，满足蓄电池200对温度的要求。

本领域技术人员也应该知悉，上述石墨烯发热模组120的布置位置(底部或者沿高度间隔设置)均为优选的布置方式，并非对本实用新型方案的严格限定。在其他一些实施例完全可以根据机柜110内的结构对石墨烯发热模组120 的形状以及安装位置进行调整，例如布置于机柜110的背部或者顶部等。

机柜110内壁上可以设置保温层140。保温层140贴附于机柜110的内壁上，以减少容纳腔内的热量泄露。

相比于现有的PTC加热板、碳膜加热板、硅胶加热膜、PT加热膜、环氧板加热膜等加热模式，本实施例的恒温蓄电池柜10使用石墨烯发热模组120 作为加热元件存在以下优势：发热效率高、升温速度快；加热功率稳定，不受环境影响而改变；使用寿命长；材料柔韧、抗破坏性强。

图5是根据本实用新型的一个实施例的恒温蓄电池柜10的电气部件示意框图。

本实施的恒温蓄电池柜10还可以包括：温控器310、电池管理装置320、电源接口330、无线传输装置340。

温控器310与石墨烯发热膜122相连，其具有用于检测容纳腔内温度的温度传感器，并且温控器310配置成根据容纳腔内温度控制石墨烯发热膜122启停。在容纳腔内温度超出设定温度范围的上限时，温控器310控制石墨烯发热膜122停止工作；在容纳腔内温度低至设定温度范围的下限时，温控器310控制石墨烯发热膜122启动，对容纳腔进行加热。

上述设定温度范围可以由维护人员在本地进行设置，温控器310还可以包括：操控装置311以及显示屏312。操控装置311和显示屏312可以分别设置在柜门130的外侧。操控装置311用于接收对设定温度范围的设置；显示屏312 用于显示容纳腔的温度和/或设定温度范围。在本实施例中操控装置311可以使用各种适用户外环境的按钮、旋钮。显示屏312除了可以显示温度信息外，还可以用于显示电池200的运行状态。

电池管理装置320用于连接蓄电池200，用于检测蓄电池200的电芯状态并对蓄电池200进行充放电控制。电池管理装置320可以对蓄电池200的充电电流、充电电压、放电电流、放电电压进行检测，通过对每只电池的电压及电流进行检测，发现单只电池电压偏高的电池进行旁路到电池电压偏低的电池，使得整组电池在充电过程中保持一致，实现均衡充电。

电源接口330设置于机柜110上，并与电池管理装置320连接，用于提供蓄电池200的充电电能并输出蓄电池200的放电电能。电源接口330可以用于与外部电源以及蓄电池200的负载。

无线传输装置340，与温控器310以及电池管理装置320分别连接，用于向电池管理平台传输温控器310以及电池管理装置320的数据或指令。电池管理平台可以利用无线通信技术以及云计算技术对蓄电池200进行远程管理和检测，实现对温控器310以及电池管理装置320的远程管理，对蓄电池200工作状态进行实时监测，能有效延长蓄电池200的使用寿命。在一些实施例中，电池管理平台可以通过远程设置的方式，根据蓄电池200的状态以及容纳腔的温度对预设的温度范围进行调整。

本实施例的恒温蓄电池柜10适用于通信基站的UPS(Uninterruptible PowerSupply，不间断电源)48v100AH或48v200AH等不同容量的电池组、公安天网供电系统、铁路沿线监控、高速功率监控等其它锂电池应用场景。

本实施例的恒温蓄电池柜10，使用石墨烯发热模组120作为发热元件，维持机柜110内的温度，利用了石墨烯发热膜122发热效率高、升温速度快、发热功率稳定、使用寿命长的特点。并且石墨烯发热模组120利用中空散热板体 121布置石墨烯发热膜122，提高了石墨烯发热模组120的结构强度，进一步提高了稳定性。温控器310根据容纳腔内温度控制石墨烯发热膜122启停，可以准确地调控温度，并可以根据不同工况设置温度范围，满足了蓄电池200对工作温度的要求。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种恒温蓄电池柜，其特征在于包括：

机柜，其内部限定出用于布置蓄电池的容纳腔；

一个或多个石墨烯发热模组，安装于所述容纳腔内，并用于将所述容纳腔的温度维持于设定温度范围内，并且所述石墨烯发热模组包括：

散热板体，其内部中空；

石墨烯发热膜，布置于所述散热板体内，通过所述散热板体将热量散发至所述容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的恒温蓄电池柜，其特征在于

所述石墨烯发热模组为一个，靠近于所述容纳腔的底部设置。

3.根据权利要求1所述的恒温蓄电池柜，其特征在于

所述石墨烯发热模组为多个，沿所述机柜的高度方向间隔设置。

4.根据权利要求1所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

温控器，与所述石墨烯发热膜相连，其具有用于检测所述容纳腔内温度的温度传感器，并且所述温控器配置成根据所述容纳腔内温度控制所述石墨烯发热膜启停。

5.根据权利要求4所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

柜门，可开闭地设置于所述机柜的前部，并且

所述温控器还包括：

操控装置，设置在所述柜门的外侧，用于接收对所述设定温度范围的设置；

显示屏，设置在所述柜门的外侧，用于显示所述容纳腔的温度和/或所述设定温度范围。

6.根据权利要求4所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

电池管理装置，用于连接所述蓄电池，用于检测所述蓄电池的电芯状态并对所述蓄电池进行充放电控制。

7.根据权利要求6所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

电源接口，设置于所述机柜上，并与所述电池管理装置连接，用于提供所述蓄电池的充电电能并输出所述蓄电池的放电电能。

8.根据权利要求6所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

无线传输装置，与所述温控器以及所述电池管理装置分别连接，用于向电池管理平台传输所述温控器以及所述电池管理装置的数据或指令。

9.根据权利要求1所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

保温层，贴附于所述机柜的内壁上，以减少所述容纳腔内的热量泄露。

10.根据权利要求1所述的恒温蓄电池柜，其特征在于还包括：

多根立柱，竖向设置于所述机柜内；并且所述蓄电池以及所述石墨烯发热模组分别固定于所述立柱上。

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