CN216773357U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池，包括电池芯、保温层、温控装置、电信号采集装置、第一温度采集装置、第二温度采集装置和控制器；保温层覆盖于电池芯且设置有温控装置；电信号采集装置与电池芯连接；第一温度采集装置与保温层连接；第二温度采集装置与电池芯连接；第一温度采集装置、第二温度采集装置、电信号采集装置和温控装置均与控制器连接；控制器根据电信号信息、电池芯的温度信息和保温层的温度信息控制温控装置的工作状态；能准确有效地控制电池芯的温度值，使电池芯的温度值保持在正常工作范围，保证了电池的正常工作。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别是一种电池。

背景技术

目前，锂离子电池作为一种环保的能源储备器件，被广泛应用，例如新能源汽车领域等。锂离子电池的电化学循环性能、安全性能与工作温度密切相关。电池工作温度过高，则会加速容量衰减，功率衰减，内阻增加，进而降低电池寿命，更严重的是容易引起电池爆炸造成电池热安全事故；锂离子电池在循环过程中会存在大量活性锂离子沉积现象，电池工作温度过低，电池内部电化学反应受阻，不利于锂离子动力电池高效利用。因此，有效控制电池工作温度，是保证电池正常工作的重要条件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电池。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种电池，包括：

电池芯；

保温层，所述保温层覆盖在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；

电信号采集装置，所述电信号采集装置与所述电池芯连接，所述电信号采集装置用于采集所述电池芯的电信号信息；

第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与所述保温层连接，所述第一温度采集装置用于采集所述保温层的温度信息；

第二温度采集装置，所述第二温度采集装置与所述电池芯连接，所述第二温度采集装置用于采集所述电池芯的温度信息；

控制器，所述第一温度采集装置、所述第二温度采集装置、所述电信号采集装置和所述温控装置均与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述电信号信息、所述电池芯的温度信息和所述保温层的温度信息控制所述温控装置的工作状态。

进一步，所述保温层由复合相变材料制成。

进一步，所述电池芯有多个，所述保温层有多个；多个所述电池芯并排设置，所述电池芯的两侧均设置有所述保温层。

进一步，所述保温层的横截面的面积大于或等于所述电池芯的横截面的面积。

进一步，相邻的两个所述电池芯通过卡扣固定件进行连接。

进一步，所述温控装置包括液冷回路管道和水泵，所述水泵与所述液冷回路管道连通，所述水泵与所述控制器连接；所述液冷回路管道内流通有换热媒介。

进一步，所述温控装置设有用于对所述换热媒介加热的加热器，所述加热器位于所述液冷回路管道内，所述加热器与所述控制器连接。

进一步，所述液冷回路管道包括第一外管道、第二外管道和多条内管道；每个所述保温层内设置有至少一条所述内管道；所述内管道的两端分别与所述第一外管道、所述第二外管道连通，所述第一外管道和所述第二外管道均与所述水泵连通。

进一步，所述内管道包括多段第一分内管道和多段第二分内管道，多段所述第一分内管道平行设置，相邻的两段第一分内管道之间通过所述第二分内管道连接。

进一步，所述液冷回路管道设有阀门。

上述电池至少具有以下有益效果：通过第二温度采集装置获得电池芯的实时的温度信息，根据第一温度采集装置获得保温层的实时的温度信息以用于得到保温层的热量，根据电信号采集装置获得电池芯的电信号信息以用于得到电池工作的产热；当外部温度过高，导致保温层的热量、电池工作的产热使得电池芯的温度值超过电池芯的正常工作范围，则控制器控制温控装置对保温层降温，进而降低电池芯的温度；当外部温度过低，导致保温层的热量、电池工作的产热使得电池芯的温度值低于电池芯的正常工作范围，则控制器控制温控装置对保温层加热，进而提高电池芯的温度；这能准确有效地控制电池芯的温度值，使电池芯的温度值保持在正常工作范围，保证了电池的正常工作。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一种电池的结构图；

图2是液冷回路管道的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种电池的电路连接示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3，本实用新型的实施例，提供了一种电池。

电池包括电池芯101、保温层102、温控装置、电信号采集装置11、第一温度采集装置12、第二温度采集装置13和控制器31。

其中，保温层102覆盖在电池芯101的外侧，保温层102内设置有至少部分温控装置；电信号采集装置11与电池芯101连接，电信号采集装置11用于采集电池芯101的电信号信息；第一温度采集装置12与保温层102连接，第一温度采集装置12用于采集保温层102的温度信息；第二温度采集装置13与电池芯101连接，第二温度采集装置13用于采集电池芯101的温度信息；第一温度采集装置12、第二温度采集装置13、电信号采集装置11和温控装置均与控制器31连接，控制器31用于根据电信号信息、电池芯101的温度信息和保温层102的温度信息控制温控装置的工作状态。

在该实施例中，通过第二温度采集装置13获得电池芯101的实时的温度信息；根据第一温度采集装置12获得保温层102的实时的温度信息，以用于得到保温层102所存储的热量；根据电信号采集装置11获得电池芯101的电信号信息，以用于得到电池工作的产热，该电信号信息可以是电池芯101的电流值或者电压值；当外部温度过高，导致保温层102的热量、电池工作的产热使得电池芯101的温度值超过电池芯101的正常工作范围，则控制器31控制温控装置对保温层102降温，进而降低电池芯101的温度；当外部温度过低，导致保温层102的热量、电池工作的产热使得电池芯101的温度值低于电池芯101的正常工作温度范围，则控制器31控制温控装置对保温层102加热，进而提高电池芯101的温度；这能准确有效地控制电池芯101的温度值，使电池芯101的温度值保持在正常工作温度范围，保证了电池的正常工作，延长了电池的工作寿命。

其中，由保温层102的温度信息能得到保温层102的热量，由电信号信息能得到电池工作的产热，均可以采用现有的能量学定律计算得到，通过控制器的计算模块实现计算。控制器的型号可以采用stm32型号处理器。

需要说明的是，温控装置的工作状态，包括温控装置的开关状态以及温控装置处于对保温层102的加热状态和降温状态。

具体地，电池芯101为锂离子电池，当然在其他实施例中，电池芯101也可以是其他类型的电池，例如镍氢电池等。

第一温度采集装置12包括在每个保温层102内部中心位置布置的T型热电偶。

本实用新型的某些实施例，保温层102由复合相变材料制成。复合相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。复合相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时复合相变材料将吸收或释放大量的潜热。当加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，复合相变材料吸收并储存大量的潜热。当复合相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，复合相变材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热相当大。

通过复合相变材料制成的保温层102能更有效地存储热量，防止热量流失，提高能量利用率。

参照图1，本实用新型的某些实施例，电池芯101有多个，保温层102有多个；多个电池芯101并排设置，电池芯101的左右两侧均设置有保温层102，这能使得两侧的保温层102同时和电池芯101进行换热，提高换热效率；且相邻的两个电池芯101之间设置有一个保温层102，同一个保温层102能对两侧的电池芯101进行换热，使得电池结构更加简单，降低成本。

本实用新型的某些实施例，保温层102的横截面的面积大于或等于电池芯101的横截面的面积，且保温层102覆盖电池芯101的整个侧面，保证换热效率。具体地，保温层102的横截面的面积基本等同于电池芯101的横截面的面积，长为140mm，宽为30mm，高为100mm，需要说明的是，保温层102的横截面的面积为140mm＊100mm。

本实用新型的某些实施例，相邻的两个电池芯101通过卡扣固定件103进行连接。具体地，卡扣固定件103位于电池芯101的上下两侧，使得多个电池芯101能稳固地组合成一个整体。

本实用新型的某些实施例，温控装置包括液冷回路管道和水泵21，水泵21与液冷回路管道连通，水泵21与控制器31连接；液冷回路管道内流通有换热媒介。在该实施例中，水泵21将换热媒介在液冷回路管道进行循环，并使得液冷回路管道与保温层102换热，以控制电池温度。

另外，只有当保温层102的热量、电池工作的产热使得电池芯101的温度值超过电池芯101的正常工作范围，或者保温层102的热量、电池工作的产热使得电池芯101的温度值低于电池芯101的正常工作范围，控制器31才控制水泵21工作，使液冷回路管道的换热媒介流动。这样，水泵21并不会持续工作，有利于节约能量，且延长水泵21的工作寿命。

具体地，换热媒介可以是水、油等具有良好的流动性能和高比热容的液体材料。

本实用新型的某些实施例，温控装置设有用于对换热媒介加热的加热器22，加热器22位于液冷回路管道内，加热器22与控制器31连接。当保温层102的热量、电池工作的产热使得电池芯101的温度值低于电池芯101的正常工作范围，加热器22才启动，并对换热媒介加热，使得温度高的换热媒介对保温层102加热，进而提升电池芯101的温度。在电池芯101需要降温时，加热器22并不工作，使换热媒介保持在一个较低的温度。具体地，加热器22可以是电热丝等常用加热器件。

参照图2，本实用新型的某些实施例，液冷回路管道包括第一外管道201、第二外管道202和多条内管道210；每个保温层102内设置有至少一条内管道210；内管道210的两端分别与第一外管道201、第二外管道202连通，第一外管道201和第二外管道202均与水泵21连通。内管道210的换热媒介与保温层102进行换热；进行换热后的换热媒介从内管道210流向外管道，在电池外部与外界进行换热。

具体地，内管道210的孔径范围为4mm至8mm，内管道210的管壁厚度为1mm。

本实用新型的某些实施例，内管道210包括多段第一分内管道211和多段第二分内管道212，多段第一分内管道211平行设置，相邻的两段第一分内管道211之间通过第二分内管道212连接。则内管道210呈曲折的S型。且内管道210遍布整个保温层102，以能更好且更均匀地与保温层102换热。

本实用新型的某些实施例，液冷回路管道设有阀门。通过阀门能控制液冷回路的通断。当阀门关闭，则液冷回路管道内的换热媒介不能沿液冷回路管道流动；当阀门打开，则换热媒介能沿液冷回路管道流动，与保温层102进行换热。通过阀门也能控制经过保温层的换热媒介量。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池芯；

保温层，所述保温层覆盖在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；

电信号采集装置，所述电信号采集装置与所述电池芯连接，所述电信号采集装置用于采集所述电池芯的电信号信息；

第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与所述保温层连接，所述第一温度采集装置用于采集所述保温层的温度信息；

第二温度采集装置，所述第二温度采集装置与所述电池芯连接，所述第二温度采集装置用于采集所述电池芯的温度信息；

控制器，所述第一温度采集装置、所述第二温度采集装置、所述电信号采集装置和所述温控装置均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，所述保温层由复合相变材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，所述电池芯有多个，所述保温层有多个；多个所述电池芯并排设置，所述电池芯的两侧均设置有所述保温层。

4.根据权利要求3所述的一种电池，其特征在于，所述保温层的横截面的面积大于或等于所述电池芯的横截面的面积。

5.根据权利要求3所述的一种电池，其特征在于，相邻的两个所述电池芯通过卡扣固定件进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，所述温控装置包括液冷回路管道和水泵，所述水泵与所述液冷回路管道连通，所述水泵与所述控制器连接；所述液冷回路管道内流通有换热媒介。

7.根据权利要求6所述的一种电池，其特征在于，所述温控装置设有用于对所述换热媒介加热的加热器，所述加热器位于所述液冷回路管道内，所述加热器与所述控制器连接。

8.根据权利要求6所述的一种电池，其特征在于，所述液冷回路管道包括第一外管道、第二外管道和多条内管道；每个所述保温层内设置有至少一条所述内管道；所述内管道的两端分别与所述第一外管道、所述第二外管道连通，所述第一外管道和所述第二外管道均与所述水泵连通。

9.根据权利要求8所述的一种电池，其特征在于，所述内管道包括多段第一分内管道和多段第二分内管道，多段所述第一分内管道平行设置，相邻的两段所述第一分内管道之间通过所述第二分内管道连接。

10.根据权利要求6所述的一种电池，其特征在于，所述液冷回路管道设有阀门。

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