CN219435975U - 一种无人机动力电池智能热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在有限的空间内最大的提高散热能力、无论是充电还是放电过程都能够有效的监视电池温度、在超温的情况下确保散热系统及时介入的无人机动力电池智能热管理系统。该系统包括外壳、PCB板、电池连接器、多个电池组件，电池组件的铝塑包装上均包覆有导热薄膜，两个电池组件之间形成一个散热通道，外壳内部设置有温度控制器、散热风扇、温度传感器，外壳的底壁上设置有多个进风孔，外壳的前侧壁上设置有多个出风孔，通过散热风扇将散热通道内部的热气流抽出，并将冷空气吸入，经散热通道和散热风扇从多个出风孔排出来实现降温，适合在无人机技术领域推广应用。

Description

一种无人机动力电池智能热管理系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机动力电池智能热管理系统。

背景技术

电动无人机大部分使用聚合物锂电池作为能源，能量密度大是锂电池的基本特性，但是也因此给它自身带来了巨大的安全隐患。锂电池在高倍率放电的同时会产生大量的热，如果这部分热量不能及时散发出去，将导致热量的堆积，最后致使电池组件温度过高，产生爆燃等严重后果。不但放电如此，锂电池的快速充电过程中也会释放热量，现有电池在充电环节几乎未曾考虑充电降温，因此我们也会经常听到电池在充电过程中起火爆炸等新闻。

面对锂电池放电产生的热量，目前解决方案是将电芯中间增加隔板，给电芯与电芯之间增加装配的间隙，辅助降温，然而这样会增加电池的体积，占用无人机宝贵的舱内空间，如此一来，也可能会导致无人机气动布局的改变，增加功耗，得不偿失；除此之外，在快速充电过程中，电池由于是在底面，没有自然风进行冷却，集聚的热量对电池本身更是一种威胁。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在有限的空间内最大的提高散热能力、无论是充电还是放电过程都能够有效的监视电池温度、在超温的情况下确保散热系统及时介入的无人机动力电池智能热管理系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该无人机动力电池智能热管理系统，包括外壳、PCB板、电池连接器、多个电池组件，所述多个电池组件分别设置在外壳1的内部，每个电池组件均由铝塑包装和多个电芯组成，所述PCB板设置在外壳的内腔的上端且与多个电池组件电性连接，所述电池连接器与PCB板电性连接且位于PCB板的上方，所述外壳的后侧壁的上方设置有充放电开口且与电池连接器相对应，所述外壳的前侧壁的上端和后侧壁的上端均设置有安装耳片和提手，所述外壳的左侧壁和右侧壁对称设置有矩形通孔；

每个电池组件的铝塑包装上均包覆有导热薄膜，任意相邻的两个电池组件之间的间距大于零且二者之间形成一个散热通道；

所述外壳的内腔的前端设置有温度控制器、散热风扇，其中一个散热通道内设置有温度传感器，所述温度传感器、散热风扇分别与温度控制器信号连接；

所述外壳的底壁上设置有多个进风孔，所述多个进风孔分布成左右两排均布在外壳的底壁上；

所述外壳的前侧壁上设置有多个出风孔，所述多个出风孔与散热风扇的吹风口相对应。

进一步的是，所述外壳的左侧壁的后端、右侧壁的后端对称设置有多个散热孔。

进一步的是，每个电池组件中的多个电芯的数量为两个且两个电芯被导热薄膜包裹成一个整体。

进一步的是，所述电池连接器上设置有锁定信号连接器。

进一步的是，所述散热风扇采用轴流风扇。

进一步的是，多个电芯均采用聚合物锂电芯。

本实用新型的有益效果如下：

1.电芯在快速充放电时，化学反应速度大大增加，因而会产生大量的热，此时热量从电芯内部传导至铝塑包装上，通过设置的导热薄膜便可将热量集中并传递至散热通道内从而降低电芯内部的温度，由于导热材料其材料的特殊导热性能，能够将电池组件内部的电芯之间的热量收集并传递到散热通道中，该设计即能保证电池温度均衡，又能将更多的热量运送到散热通道内，增加散热通道内臂和冷气流的温差，以此来增加散热效率。

2.通过散热通道内的设置的温度传感器监测散热通道内温度的变化并将温度的数据信息传给温度控制器，当温度值超过预设值时，温度控制器对应控制启动散热风扇，将散热通道内部的热气流抽出，并将冷空气由多个进风孔吸入，经散热通道和散热风扇最终从多个出风孔快速排出，实现降温的目的。

3.由于导热材料的加入，也会增加锂电池整体的强度，防止电池组将在间隔布置的时候受到外力产生形变。

4.相邻的两个电池组件夹一条散热通道的设计，不但能直接冷却紧挨散热通道一侧，而且能通过导热薄膜将另一面冷却，达到了整体性的温度均衡。

附图说明

图1是本实用新型所述的该无人机动力电池智能热管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型所述的该无人机动力电池智能热管理系统的内部结构示意图；

图3是本实用新型所述的该无人机动力电池智能热管理系统的另一视角的结构示意图；

图4是本实用新型所述的散热通道内的气流循环示意图；

附图标记：外壳1、PCB板2、充放电开口3、电池连接器4、安装耳片5、提手6、矩形通孔7、导热薄膜8、散热通道9、温度控制器10、散热风扇11、温度传感器12、进风孔13、出风孔14、散热孔15、电芯16。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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,仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1-4所示，该无人机动力电池智能热管理系统，包括外壳1、PCB板2、电池连接器4、多个电池组件，所述多个电池组件分别设置在外壳1的内部，每个电池组件由铝塑包装和多个电芯16组成，所述PCB板2设置在外壳1的内腔的上端且与多个组电池组件电性连接，所述电池连接器4与PCB板2电性连接且位于PCB板2的上方，所述外壳1的后侧壁的上方设置有充放电开口3且与电池连接器4相对应，所述外壳1的前侧壁的上端和后侧壁的上端均设置有安装耳片5和提手6，所述外壳1的左侧壁和右侧壁对称设置有矩形通孔7，矩形通孔7的面积小于电芯16的左侧表面的面积，避免电池组件从矩形通孔7处掉落出来，通过设置的矩形通孔7一方面可以减小外壳1的重量，另一方面也便于挨着左侧壁和右侧壁的电池组件散热；

每个电池组件的铝塑包装上均包覆有导热薄膜8，任意相邻的两个电池组件之间的间距大于零且二者之间形成一个散热通道9，导热薄膜8能够将每个电池组件内部未留出散热风道的电芯16之间的热量收集并传递到电芯16的散热通道9中；

所述外壳1内腔的前端设置有温度控制器10、散热风扇11，其中一个散热通道9内设置有温度传感器12，所述温度传感器12、散热风扇11分别与温度控制器10信号连接，通过设置的温度传感器12实时监测散热通道9内部的温度变化，并将监测的数据信息发送至温度控制器10，温度控制器10采集温度传感器12的数据信息并与预设值做比较，当检测的温度值高于预设值时，温度控制器10便会控制启动散热风扇11进行工作，将散热通道9内部的热气流抽出；

所述外壳1的底壁上设置有多个进风孔13，所述多个进风孔13分布成左右两排均布在外壳1的底壁上；

所述外壳1的前侧壁上设置有多个出风孔14，所述多个出风孔14与散热风扇11的出风口相对应，在散热风扇11进行工作，将散热通道9内部的热气流抽出的同时，由于气流的流动，外壳1外部的冷空气通过多个进风孔13被吸入进来，然后经散热通道9和散热风扇11，最终从多个出风孔14快速排出，达到降温的目的。

如图1-3所示，在本实施例中，为了进一步提升整个电池的散热效果，所述外壳1的左侧壁的后端、右侧壁的后端对称设置有多个散热孔15，通过设计多个散热孔15，一方面可以对PCB板2、电池连接器4等元器件进行散热，另一方面也有效减少外的重量，使得整个电池的重量减轻。

如图2所示，在本实施例中，作为优选的，每个电池组件中的多个电芯16的数量为两个，也就是通过铝塑包装将两个电芯16缠绕在一起组成一个电池组件，电芯16的数量过多会导致位于中间的电芯16散热效率低下从而影响整个电池组件的散热，选用两个电芯16散热效果为最佳。

在本实施例中，为了合理启动散热系统避免过多消耗电池本身的电能，所述电池连接器4上设置有锁定信号连接器，通过锁定信号连接器进行识别控制，只有电池安装到供电设备上或者是在充电过程中才会开启散热系统，以防止贮存过程或者其他不需要散热的工况风扇自动启动，与此同时也能确保电池不会因为风冷系统耗电使电芯16产生过放等现象。

在本实施例中，作为优选的，所述散热风扇11采用轴流风扇。

在本实施例中，作为优选的，多个电芯16均采用聚合物锂电芯16。

在本实施例中，作为优选的，所述温度控制器采用型号为HCET-A-060K的控制器。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种无人机动力电池智能热管理系统，包括外壳(1)、PCB板(2)、电池连接器(4)、多个电池组件，所述多个电池组件分别设置在外壳(1)的内部，每个电池组件均由铝塑包装和多个电芯(16)组成，所述PCB板(2)设置在外壳(1)的内腔的上端且与多个电池组件电性连接，所述电池连接器(4)与PCB板(2)电性连接且位于PCB板(2)的上方，所述外壳(1)的后侧壁的上方设置有充放电开口(3)且与电池连接器(4)相对应，所述外壳(1)的前侧壁的上端和后侧壁的上端均设置有安装耳片(5)和提手(6)，其特征在于：所述外壳(1)的左侧壁和右侧壁对称设置有矩形通孔(7)；

每个电池组件的铝塑包装上均包覆有导热薄膜(8)，任意相邻的两个电池组件之间的间距大于零且二者之间形成一个散热通道(9)；

所述外壳(1)的内腔的前端设置有温度控制器(10)、散热风扇(11)，其中一个散热通道(9)内设置有温度传感器(12)，所述温度传感器(12)、散热风扇(11)分别与温度控制器(10)信号连接；

所述外壳(1)的底壁上设置有多个进风孔(13)，所述多个进风孔(13)分布成左右两排均布在外壳(1)的底壁上；

所述外壳(1)的前侧壁上设置有多个出风孔(14)，所述多个出风孔(14)与散热风扇(11)的吹风口相对应。

2.根据权利要求1所述的一种无人机动力电池智能热管理系统，其特征在于：所述外壳(1)的左侧壁的后端、右侧壁的后端对称设置有多个散热孔(15)。

3.根据权利要求2所述的一种无人机动力电池智能热管理系统，其特征在于：每个电池组件中的多个电芯(16)的数量为两个且两个电芯(16)被导热薄膜(8)包裹成一个整体。

4.根据权利要求3所述的一种无人机动力电池智能热管理系统，其特征在于：所述电池连接器(4)上设置有锁定信号连接器。

5.根据权利要求4所述的一种无人机动力电池智能热管理系统，其特征在于：所述散热风扇(11)采用轴流风扇。

6.根据权利要求5所述的一种无人机动力电池智能热管理系统，其特征在于：多个电芯(16)均采用聚合物锂电芯。