大型水下潛航器鋰電池組的制作方法
【專利摘要】大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于,包括：電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機(jī)構(gòu)等；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設(shè)有兩個(gè)出入口，兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)電池架,中間為維護(hù)通道；所述電池架的截面形狀為“弓形”，由兩條直邊和一段圓弧構(gòu)成，圓弧半徑與電池艙的內(nèi)壁半徑相等。每個(gè)電池架分為上下兩層；每層設(shè)有多個(gè)隔間，在每個(gè)隔間里設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，電池模塊呈對(duì)稱方式安裝在其隔間里。本發(fā)明提供一種體積比能量高、安全性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)方便的大型水下潛航器鋰電池組。
【專利說(shuō)明】大型水下潛航器鋰電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大型水下潛航器用鋰電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池以其較高的能量和功率密度、高電壓平臺(tái)、長(zhǎng)使用壽命、無(wú)記憶效應(yīng)、對(duì)環(huán)境相對(duì)友好等優(yōu)點(diǎn)，被多國(guó)研究人員應(yīng)用到水下潛器上，如:AUV、SDV、R0V、小型潛艇和未來(lái)的大型潛艇上，執(zhí)行科學(xué)考察、資源調(diào)查以及軍事用途等，是最有前途的技術(shù)之一，具備廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展空間。
[0003]潛航器在航行過(guò)程中，存在縱搖與橫搖方向的運(yùn)動(dòng)，包括顛震等，聯(lián)接與固定部位很容易松動(dòng)或松脫，引起接觸不良，對(duì)電池組的使用造成嚴(yán)重困擾。
[0004]在電池組在充放電使用過(guò)程中，各個(gè)電池都會(huì)產(chǎn)生熱量，在密閉的環(huán)境里，如果熱量不能適當(dāng)散發(fā)，過(guò)高的溫度引起不均勻的熱量聚集，影響電池性能、壽命與充放電效率。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引發(fā)熱失控，引起潛在的安全問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積比能量高、安全性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)方便的大型水下潛航器鋰電池組。
[0006]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于，包括:電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機(jī)構(gòu)；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設(shè)有兩個(gè)出入口，兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)電池架，中間為維護(hù)通道；
[0007]所述電池架的截面外形為“弓形”，所述“弓形”由兩條直邊和一段圓弧構(gòu)成，圓弧半徑與電池艙的內(nèi)壁半徑相等；每個(gè)電池架分為上下兩層；每層設(shè)有多個(gè)隔間，在每個(gè)隔間里設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)；所述電池模塊呈對(duì)稱方式安裝在其隔間里。
[0008]進(jìn)一步，所述電池模塊實(shí)行雙重緊固模式:即壓板固定與鎖緊機(jī)構(gòu)緊固；所述壓板固定是通過(guò)固定壓板將電池模塊固定在電池架上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿、螺桿和組合在螺桿上的楔形塊及設(shè)在楔形塊上方的頂板；兩根導(dǎo)桿和螺桿平行放置，并且放置在螺桿的兩側(cè)；所述頂板下方設(shè)有兩個(gè)與楔形塊相配合的楔形面；當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，通過(guò)螺桿的外螺紋與楔形塊所設(shè)內(nèi)螺紋的嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)楔形塊在導(dǎo)桿上作直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)楔形塊上方的頂板產(chǎn)生升降動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)電池模塊的鎖緊與松開(kāi)。
[0009]進(jìn)一步，所述電池模塊的形狀為異形，由四條直邊和一段圓弧及二段過(guò)渡圓弧構(gòu)成，與電池艙外形高度匹配。
[0010]更進(jìn)一步，所述電池管理系統(tǒng)采用主從控分散模式，從控模塊設(shè)在電池模塊內(nèi)，主控模塊安裝在電池架上。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0012]I)電池組具有高比能、大功率與長(zhǎng)壽命的使用特點(diǎn)；[0013]2)固定可靠，能滿足潛航器在航行過(guò)程中縱搖、橫搖與顛震等極端情況下的工作要求，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
[0014]3)采用智能化電池管理系統(tǒng)，能有效保證電池組高效、安全和穩(wěn)定運(yùn)行與使用；
[0015]4)結(jié)構(gòu)新穎，維護(hù)方便。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為電池艙外形構(gòu)造示意圖
[0017]圖2為電池艙截面示意圖；
[0018]圖3為電池架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為電池模塊外形示意圖；
[0020]圖5為電池模塊安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為鎖緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0022]圖7為電池管理系統(tǒng)(主控模塊)外形示意圖。
[0023]圖示:1-電池艙，2-電池架，3-電池模塊，4-固定壓板，5-鎖緊機(jī)構(gòu)，6_匯流排，7-電池管理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0025]1.如圖1、圖2所示,所述電池艙I為圓柱形,艙頭、艙尾為半球形,為壓水艙,上部設(shè)有兩個(gè)出入口 la，方便設(shè)備吊裝與人員進(jìn)出。兩側(cè)安裝架2上設(shè)置電池組3，中間為維護(hù)通道lb。艙體由金屬材料焊接而成。
[0026]2.如圖3所示，所述電池架2的外形為“弓形”，由兩條直邊(2a、2b)和一段圓弧構(gòu)成2c，圓弧半徑與電池艙I的內(nèi)壁半徑相等。分為上下兩層，每層設(shè)成間隔相等的隔間，在每個(gè)隔間里設(shè)有一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)5 ;電池模塊3呈對(duì)稱方式安裝在電池架2的上層與下層的隔間里。所述電池架2由金屬材料焊接而成形，表面噴涂絕緣漆，采用焊接方式固定在電池艙I的內(nèi)壁上。
[0027]3.如圖4所示，所述電池模塊3的形狀為異形，由方形上蓋與異形下殼體組成；所述異形由四條直邊(3a、3b、3c、3d)和一段圓弧3g及二段過(guò)渡圓弧(3f、3h)構(gòu)成,與電池艙I外形高度匹配。內(nèi)設(shè)置若干異形單體電池，所述單體電池為聚合物鋰電池，在其折彎邊的四周灌封樹(shù)脂膠。所述異形下殼體由高分子復(fù)合材料制成，其兩個(gè)側(cè)面設(shè)有散熱片3e。所述方形上蓋內(nèi)部設(shè)有監(jiān)測(cè)板(又稱從控模塊)，兩端設(shè)有兩處固定螺母3i，所述固定螺母3i采用注塑方式鑲嵌在上蓋內(nèi)。
[0028]4.如圖5所示，將電池模塊3按串聯(lián)連接順序要求安放在所述電池架2上后，在模塊之間放一片中間鏤空的防震片，防震片的作用:一方面使模塊之間形成間隙，便于空氣流動(dòng)；另一方面起防松作用。旋轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)5的螺桿5c將電池組中的電池模塊3鎖緊。然后，將固定壓板4的一端與電池模塊3所設(shè)固定螺母3i固定，另一端與電池架2所設(shè)螺釘固定，即完成電池組的安裝與固定。通過(guò)將匯流排6固定在相鄰兩個(gè)電池模塊3的輸出正、負(fù)極柱座上，完成電池組的串并聯(lián)電路連接。所述匯流排6采用防震效果不錯(cuò)的“ Ω ”外形結(jié)構(gòu)。[0029]5.如圖6所不,所述鎖緊機(jī)構(gòu)5,由兩個(gè)楔形塊5a、一個(gè)螺桿5c、兩根導(dǎo)桿5e和一個(gè)頂板5b組成。所述鎖緊機(jī)構(gòu)5通過(guò)螺桿5c上所設(shè)螺絲與兩個(gè)楔形塊5a內(nèi)螺紋的嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)兩個(gè)楔形塊5a沿著導(dǎo)桿5e作直線運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)楔形面5a_l之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此推動(dòng)頂板5b產(chǎn)生升降動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電池模塊3的鎖緊與松開(kāi)。所述頂板5b的鎖緊距離根據(jù)要求設(shè)定，一般取IOmm?20mm)。所述鎖緊機(jī)構(gòu)5采用金屬材料制成，用螺釘固定在電池架2上。
[0030]6.如圖7所示，所述電池管理系統(tǒng)7采用主從控分散模式，監(jiān)測(cè)板(從控模塊)設(shè)在電池模塊3內(nèi)，所述從控模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電池模塊3的電壓與溫度數(shù)據(jù)，并將所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳回到管理系統(tǒng)的主控模塊，由主控模塊進(jìn)行分析、判斷與處理。所述電池管理系統(tǒng)主控模塊安裝在電池架的后部，殼體由金屬材料制成。電池管理系統(tǒng)7通過(guò)所設(shè)接線端口 7a與電池組連接。
[0031]盡管上述實(shí)施例中對(duì)本發(fā)明已出示并進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可以理解，在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的前提下，對(duì)本發(fā)明做出的修改及改型，應(yīng)屬本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于，包括:電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機(jī)構(gòu)；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設(shè)有兩個(gè)出入口，兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)電池架，中間為維護(hù)通道； 所述電池架的截面外形為“弓形”，所述“弓形”由兩條直邊和一段圓弧構(gòu)成，圓弧半徑與電池艙的內(nèi)壁半徑相等；每個(gè)電池架分為上下兩層；每層設(shè)有多個(gè)隔間，在每個(gè)隔間里設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)；所述電池模塊呈對(duì)稱方式安裝在其隔間里。
2.如權(quán)利要求1所述大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于:所述電池模塊實(shí)行雙重緊固模式:即壓板固定與鎖緊機(jī)構(gòu)緊固；所述壓板固定是通過(guò)固定壓板將電池模塊固定在電池架上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿、螺桿和組合在螺桿上的楔形塊及設(shè)在楔形塊上方的頂板；兩根導(dǎo)桿和螺桿平行放置，并且放置在螺桿的兩側(cè)；所述頂板下方設(shè)有兩個(gè)與楔形塊相配合的楔形面；當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，通過(guò)螺桿的外螺紋與楔形塊所設(shè)內(nèi)螺紋的嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)楔形塊在導(dǎo)桿上作直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)楔形塊上方的頂板產(chǎn)生升降動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)電池模塊的鎖緊與松開(kāi)。
3.如權(quán)利要求1所述大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于:所述電池模塊的形狀為異形，由四條直邊和一段圓弧及二段過(guò)渡圓弧構(gòu)成，與電池艙外形高度匹配。
【文檔編號(hào)】H01M10/058GK103700794SQ201310729579
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】戴國(guó)群 申請(qǐng)人:北京神州遠(yuǎn)望科技有限公司