一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征包括：調(diào)溫組件，電池磚組件，散熱管組件，電芯組件，電箱組件，保險組件，調(diào)溫組件由上下兩部分組成，其間包含有電芯組件，在調(diào)溫組件一端連接有散熱管組件，此基本結(jié)構(gòu)組成一個電池磚組件，由多個電池磚連接后，組成電箱組件，在每個電芯，電磚，電箱之間均安裝有保險裝置，所述調(diào)溫組件進(jìn)一步包括：上部調(diào)溫槽，下部調(diào)溫槽，溫度傳感器，溫度控制器，導(dǎo)熱片，風(fēng)扇，本電池組結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于：如電動交通工具的電池安全設(shè)計，如UPS（不間斷電源）的電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計，也可以應(yīng)用于如移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)，本電池組結(jié)構(gòu)具有使用安全，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，成本低廉的特點。
【專利說明】—種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，涉及電池應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠自動調(diào)節(jié)溫度以及帶安全保護(hù)的電池結(jié)構(gòu)，可作為如電動汽車類的交通工具電源結(jié)構(gòu)使用，也可以應(yīng)用于如UPS、移動電源等電子設(shè)備的電池結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]首先，本技術(shù)是用于電池結(jié)構(gòu)應(yīng)用的設(shè)計，目前市場上的鋰電池結(jié)構(gòu)由鋰合金金屬氧化物(正極)、石墨(負(fù)極)、電池鼓殼、導(dǎo)電涂層等構(gòu)成。對于利用上述電池結(jié)構(gòu)構(gòu)成的普通鋰電池組結(jié)構(gòu)，其主要存在幾方面的缺陷問題:1.使用條件有限制，高低溫使用危險大。2.不能大電流放電，價格昂貴，安全性較差。3.有電池被過充過放電的缺陷。4.生產(chǎn)要求條件高，成本高。5.存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險。
[0003]利用本技術(shù)設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)主要是為了解決幾方面的問題:1，能夠自動調(diào)節(jié)電池組的待機溫度和運行溫度，使電池組工作在設(shè)定的待機和工作溫度范圍內(nèi)。2，通過自熔斷保險的合理布局設(shè)計，使電池組結(jié)構(gòu)可以安全有效的運行，避免單個電池芯、電池磚組件結(jié)構(gòu)的故障導(dǎo)致整個電池組發(fā)生故障。3，通過電池組結(jié)構(gòu)的并聯(lián)和串聯(lián)，為電子設(shè)備提供適合的高電壓和大電流的電池組結(jié)構(gòu)。4，通過若干電芯組成電池磚組件、電池箱的結(jié)構(gòu)，降低大功率電池結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本。5，通過電池保護(hù)線路，可避免電芯、電池磚組件、電箱被過充、過放或互充的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是克服以往技術(shù)的不足，提供一種安全、高效的電池組結(jié)構(gòu)。這種電池組結(jié)構(gòu)具有能夠自動調(diào)節(jié)溫度、高安全性、高可靠性、高效率、易于維護(hù)、并且生產(chǎn)成本低廉的特點。
[0005]一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征包括:調(diào)溫組件，電池磚組件，散熱管組件，電芯組件，電箱組件，保險組件，調(diào)溫組件由上下兩部分組成，其間包含有電芯組件，在調(diào)溫組件一端連接有散熱管組件，此基本結(jié)構(gòu)組成一個電池磚組件，由多個電池磚組件連接后，組成電箱組件，在每個電芯，電池磚組件，電箱之間均安裝有保險裝置，所述調(diào)溫組件進(jìn)一步包括:上部調(diào)溫槽，下部調(diào)溫槽，溫度傳感器，溫度控制器，導(dǎo)熱片，風(fēng)扇，本電池組結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于:如電動交通工具的電池安全設(shè)計，如不間斷電源的電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計，也可以應(yīng)用于如移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)。本電池組結(jié)構(gòu)具有使用安全，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，成本低廉的特點。
[0006]本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，由調(diào)溫系統(tǒng)、電芯、電池磚組件外殼、散熱管結(jié)構(gòu)、保險結(jié)構(gòu)、電池箱構(gòu)成。
[0007]調(diào)溫組件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是通過珀爾帖效應(yīng)，利用電流通過導(dǎo)體后產(chǎn)生制冷和制熱效果的原理設(shè)計而成。具體來說，當(dāng)有電流通過不同的導(dǎo)體組成的回路時，除產(chǎn)生不可逆的焦耳熱外，在不同導(dǎo)體的接頭處隨著電流方向的不同，會分別出現(xiàn)吸熱、放熱現(xiàn)象。例如，當(dāng)電流從自由電子數(shù)較高的一端A流向自由電子數(shù)較低的一端B，則B端的溫度就會升高；反之，B端的溫度就會降低。
[0008]調(diào)溫組件系統(tǒng)主要由多個溫度傳感器、溫度控制器及其電路、電芯調(diào)溫片、溫度傳導(dǎo)片、連接端口、連接線路構(gòu)成。其中連端口進(jìn)一步包括充、放電接口、數(shù)據(jù)傳輸&監(jiān)控端口、控制端口。
[0009]調(diào)溫組件系統(tǒng)的散熱模塊由電芯調(diào)溫片、溫度傳導(dǎo)片兩部分構(gòu)成。其中，電芯調(diào)溫片的設(shè)計結(jié)構(gòu)為上下套管形狀，電芯在其內(nèi)部。溫度傳導(dǎo)片為片狀結(jié)構(gòu)設(shè)計，其通過導(dǎo)熱絕緣材料與電池磚組件的金屬導(dǎo)熱外殼連接。當(dāng)電芯溫度高于設(shè)定范圍時，電芯調(diào)溫片起制冷作用，其熱量通過溫度傳到片、電池磚組件金屬外殼、導(dǎo)熱管結(jié)構(gòu)后散發(fā)到電池磚組件外部。反之，當(dāng)電芯溫度低元設(shè)定范圍時，電芯調(diào)溫片其制熱作用，熱量通過導(dǎo)熱管結(jié)構(gòu)、電池磚組件金屬外殼、溫度傳導(dǎo)片，傳導(dǎo)到電芯調(diào)溫片上，從而保證電芯工作在合理的設(shè)計范圍內(nèi)。
[0010]調(diào)溫系統(tǒng)電芯調(diào)溫片部分，根據(jù)電子設(shè)備的設(shè)計需要，可以將電芯調(diào)溫片設(shè)計為上下套管形狀，也可以設(shè)計為片狀。如電池選用非18650型電池時候，通常電芯設(shè)計為扁平的長方體形狀。在這種設(shè)計模式下，可以將調(diào)溫系統(tǒng)的電芯調(diào)溫片設(shè)計為扁平的片狀，與電芯貼合在一起，同樣可以起到調(diào)節(jié)溫度的作用。
[0011]電池磚組件外殼部分主要為分為三部分結(jié)構(gòu):左上殼，左下殼，右殼。其中左上殼的頂面設(shè)計有電量顯示按鈕和電量指示燈，在左上殼的內(nèi)部，設(shè)計有電路板箱，其內(nèi)部包含電路，其防過充、防過放、防互充、電源顯示作用。左下殼的正面包括有功能選擇按鈕和控制連接端口。左下殼的后部設(shè)計有電源連接端口。右殼由如金屬銅或?qū)嵝粤己玫暮辖鸩牧蠘?gòu)成，其正面有帶過濾的散熱接口，與散熱管結(jié)構(gòu)連接。右殼的內(nèi)部有用于連接溫度傳到片的螺絲接口或卡口。為了能夠起到絕緣和導(dǎo)熱的作用，在右殼和溫度傳導(dǎo)片之間設(shè)計有如絕緣導(dǎo)熱橡膠的材料。電池磚組件外殼三個組成部分的連接部分設(shè)計有用于固定的螺絲孔和卡口設(shè)計。
[0012]散熱管結(jié)構(gòu)由如銅或?qū)嵝粤己玫暮辖鸩牧蠘?gòu)成。其內(nèi)部為中空設(shè)計，熱量可以通過其中空的空間，將冷、熱空氣在風(fēng)扇的帶動下，進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)。散熱管的一端連接在電池磚組件的右殼正面，另一端連接到電池箱外部。根據(jù)連接電池磚組件數(shù)量的不同，以及電子設(shè)備的電池結(jié)構(gòu)不同，散熱管結(jié)構(gòu)可以設(shè)計為單連接接口，或多連接接口。在散熱管結(jié)構(gòu)與電池磚組件結(jié)構(gòu)的連接處，設(shè)計有起固定作用的卡口和螺絲口設(shè)計。
[0013]為了保證電池結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和安全性，在每節(jié)電芯、電池磚組件、電箱之間均設(shè)計有如可恢復(fù)熔斷絲的保險組件。這種設(shè)計方式不會因為單節(jié)點的電芯、電池磚組件損壞而影響其他電芯、電池磚組件甚至整個電箱的正常工作，從而可以提高電箱的整體穩(wěn)定性，提高使用的安全性，更可以避免如單節(jié)電池或電池磚組件過熱而引起的火災(zāi)發(fā)生。
[0014]電池箱主要由前面板、箱體上板，一體式底板和背板三部分。在前面板上設(shè)計有用于顯示電量以及功能設(shè)置電池箱狀態(tài)顯示屏，在顯示屏下方設(shè)計有功能選擇和設(shè)置按鈕。在箱體上板的后部側(cè)面有與箱體底板連接的旋轉(zhuǎn)卡口，這種設(shè)計可以方便的打開電池箱，對其內(nèi)部進(jìn)行操作。在一體式底板和背板上，其底板側(cè)面設(shè)計有用于散熱和其空氣循環(huán)流通作用的導(dǎo)熱孔。在背板上設(shè)計有散熱孔、導(dǎo)熱風(fēng)扇、功能開關(guān)、充電接口和放電接口。導(dǎo)熱風(fēng)扇根據(jù)溫度傳感器的數(shù)據(jù)，可以自動調(diào)節(jié)器運轉(zhuǎn)的時間以及轉(zhuǎn)速。在背板的一側(cè)，設(shè)計有方便更換保險絲設(shè)備的空槽設(shè)計，其上游用于固定的旋轉(zhuǎn)蓋帽。
[0015]電池組的供電結(jié)構(gòu)包括，由若干個電池芯串聯(lián)或并聯(lián)后，組成電池磚組件結(jié)構(gòu)，再有多個電池磚組件并聯(lián)或串聯(lián)后組成電箱結(jié)構(gòu)。其中在每個電芯之間設(shè)計有保險裝置，其位置設(shè)計在電池磚組件內(nèi)部。在電池磚組件之間也設(shè)計有保險裝置，為了方便檢查和更換，其位置設(shè)計在電箱背板后部的孔槽中。為了適應(yīng)不同電子設(shè)備的電池組結(jié)構(gòu)的電壓和電流輸出，可以手動或通過接口軟件控制來修改電芯、電池磚組件的串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0016]本實用新型同現(xiàn)有電池組結(jié)構(gòu)相比，其具備能夠自動調(diào)節(jié)溫度、高安全性、高可靠性、高效率、易于維護(hù)、并且生產(chǎn)成本低廉的特點。
[0017]本實用新型可應(yīng)用于如電動汽車類的電動交通工具的電池組結(jié)構(gòu)。
[0018]本實用新型也可應(yīng)用于如UPS (不間斷電源)的電池組、戶外太陽能設(shè)備的蓄電池組結(jié)構(gòu)、移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型的電池磚組件內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是本實用新型的調(diào)溫系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是本實用新型的電芯與調(diào)溫組件連接結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4是本實用新型的電池磚組件散熱板結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖5是本實用新型的電池磚組件組裝結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6是本實用新型的多塊電池磚組件與散熱管連接結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖7是本實用新型的電池箱正面組裝結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8是本實用新型的電池箱背板結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖9是本實用新型的調(diào)溫系統(tǒng)原理圖。
[0029]圖10是本實用新型的電芯、電池磚組件、電箱設(shè)計拓?fù)鋱D。
[0030]圖11是本實用新型的電池磚組件間串聯(lián)模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖12是本實用新型的電池磚組件間并聯(lián)模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖中各組件為:(1.1)溫控器及其附屬，(1.2.1)上部電芯調(diào)溫片，(1.2.2)下部電芯調(diào)溫片，(1.2.1.1)電芯連接孔，(1.3.1)第一溫度傳導(dǎo)片，(1.3.2)第二溫度傳導(dǎo)片，(1.3.3)第三溫度傳導(dǎo)片，(1.3.4)溫度傳導(dǎo)片固定孔，(1.4)風(fēng)扇，(1.5.1)第一溫度傳感器，(1.5.2)第二溫度傳感器，(1.6.1)正極電芯間連接器，(1.6.2)負(fù)極電芯間連接器，(1.6.3)正極卡扣，(1.6.4)負(fù)極卡扣，(1.6.5)電芯間保險端子，(1.7)電池磚組件間保險端子，(2)電池磚組件右殼，(2.1)電池磚組件散熱孔，(2.2)電池磚組件右殼螺絲孔，(2.2.1)電池磚組件左上殼，(2.2.2)電池磚組件左下殼，(2.3)電路板箱，(2.3.1)電量顯示按鈕，(2.3.2)電量指示燈，(2.3.3)調(diào)試及控制接口，(2.3.4)調(diào)試及控制按鈕，(2.4)電池磚組件固定螺絲口，(2.4.1)左上殼散熱孔，(2.4.2)左下殼散熱孔，(3)散熱管，(3.1)散熱管到電池磚組件接口，(3.2)散熱管外接接口，(4)電芯，(5.1)電箱下殼，(5.1.1)電箱下殼散熱孔，(5.1.2)下蓋固定螺絲孔，(5.2)電箱上蓋，(5.2.1)電箱外殼旋轉(zhuǎn)連接件，(5.2.2)上蓋閉合卡扣，(5.2.3)上蓋固定螺絲孔，(5.3)電箱前面板，(5.3.1)電箱電量及功能顯示屏，(5.3.2)電箱電量及功能顯示按鈕，(5.3.4)前蓋固定螺絲孔，(6.1)電箱背板散熱孔，(6.2)電箱充電接口，(6.3)功能跳線選擇器，(6.4)電箱供電輸出端口，(6.5)電池磚組件保險孔槽及旋轉(zhuǎn)蓋帽，(6.6)電箱風(fēng)扇。
【具體實施方式】
[0033]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖1，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0034]一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征包括:調(diào)溫組件，電池磚組件，散熱管組件，電芯組件，電箱組件，保險組件，調(diào)溫組件由上下兩部分組成，其間包含有電芯組件，在調(diào)溫組件一端連接有散熱管組件，此基本結(jié)構(gòu)組成一個電池磚組件，由多個電池磚組件連接后，組成電箱組件，在每個電芯，電池磚組件，電箱之間均安裝有保險裝置，所述調(diào)溫組件進(jìn)一步包括:上部調(diào)溫槽，下部調(diào)溫槽，溫度傳感器，溫度控制器，導(dǎo)熱片，風(fēng)扇，本電池組結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于:如電動交通工具的電池安全設(shè)計，如不間斷電源的電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計，也可以應(yīng)用于如移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)。本電池組結(jié)構(gòu)具有使用安全，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，成本低廉的特點。
[0035]本實用新型設(shè)計由若干電芯模塊按順序排練在調(diào)溫組件內(nèi)部，在調(diào)溫組件的外部由電池磚組件構(gòu)成并固定。電池磚組件通過與散熱管組件連接，進(jìn)行溫度傳導(dǎo)作用。若干電池磚組件再通過電箱組件整合成電箱模塊。其中各個組件進(jìn)一步包括如下設(shè)計連接方式:
[0036]一、調(diào)溫組件:在(1.1)溫控器及其附屬上，通過導(dǎo)線連接有(1.2.1)上部電芯調(diào)溫片以及(1.2.2)下部電芯調(diào)溫片，其中(1.2.1)上部電芯調(diào)溫片和(1.2.2)下部電芯調(diào)溫片上設(shè)計有(1.2.1.1)電芯連接孔。在(1.1)溫控器及其附屬上通過導(dǎo)線連接有(1.3.1)第一溫度傳導(dǎo)片、(1.3.2)第二溫度傳導(dǎo)片、(1.3.3)第三溫度傳導(dǎo)片。在每個溫度傳導(dǎo)片上有起固定作用的(1.3.4)溫度傳導(dǎo)片固定孔。在(1.1)溫控器及其附屬上設(shè)計有(1.4)風(fēng)扇、(1.5.1)第一溫度傳感器，通過導(dǎo)線連接有(1.5.2)第二溫度傳感器。在(1.2.1)上部電芯調(diào)溫片的上部設(shè)計有(1.6.1)正極電芯間連接器，(1.6.3)正極卡扣。在(1.2.2)下部電芯調(diào)溫片下部設(shè)計有(1.6.2)負(fù)極電芯間連接器，(1.6.4)負(fù)極卡扣。在每節(jié)電芯、電池磚組件之間設(shè)計有(1.6.5)電芯間保險端子和(1.7)電池磚組件間保險端子。
[0037]二、電池磚組件:在(2)電池磚組件右殼上設(shè)計有(2.1)電池磚組件散熱孔和(2.2)電池磚組件右殼螺絲孔，可以和(2.2.1)電池磚組件左上殼進(jìn)行連接和固定。，其中(2.2.1)電池磚組件左上殼設(shè)計有(2.4.1)左上殼散熱孔。在(2.2.2)電池磚組件左下殼內(nèi)部設(shè)計有(2.3)電路箱。在(2.2.2)電池磚組件左下殼的外部設(shè)計有(2.3.1)電量顯示按鈕、(2.3.2)電量指示燈、(2.3.3)調(diào)試及控制接口、(2.3.4)調(diào)試及控制按鈕、(2.4)電池磚組件固定螺絲口、(2.4.2)左下殼散熱孔。
[0038]三、散熱管組件:在(3)散熱管的外端設(shè)計有(3.1)散熱管到電池磚組件接口，內(nèi)端設(shè)計有(3.2)散熱管外接接口。
[0039]四、電芯組件:由若干(4)電芯構(gòu)成。
[0040]五、電箱組件:在(5.1)電箱下殼側(cè)面設(shè)計有(5.1.1)電箱下殼散熱孔、(5.1.2)下蓋固定螺絲孔。在(5.2)電箱上蓋側(cè)面設(shè)計有(5.2.1)電箱外殼旋轉(zhuǎn)連接件和(5.2.2)上蓋閉合卡扣，以及(5.2.3)上蓋固定螺絲孔。在(5.3)電箱前面板設(shè)計有(5.3.1)電箱電量及功能顯示屏、(5.3.2)電箱電量及功能顯示按鈕。其側(cè)面設(shè)計有(5.3.4)前蓋固定螺絲孔。在電箱的背板上設(shè)計有(6.1)電箱背板散熱孔、(6.2)電箱充電接口、(6.3)功能跳線選擇器、(6.4)電箱供電輸出端口、(6.5)電池磚組件保險孔槽及旋轉(zhuǎn)蓋帽、(6.6)電箱風(fēng)扇。
[0041]導(dǎo)溫組件使用的中熱電制冷片主要是利用珀爾帖效應(yīng)，其單片內(nèi)部阻值:
2.1?2.5 Ω，環(huán)境溫度23± I°C，IkHZ Ac測試)，最大溫差:Δ Tmax(Qc=O) 60°C，工作電流:Imax=5.8A，恒定12V后根據(jù)散熱能力為4.5A，額定電壓:DC12V，最高電壓:15V，最高啟動電流5.8A，致冷功率:Qcmax 58-65W，裝配壓力:85N/cm2，工作環(huán)境:溫度范圍-55°C?83°C，封裝工藝:四周利用標(biāo)準(zhǔn)704硅橡膠進(jìn)行密封，熱電制冷片連接的散熱片可以設(shè)計為上下套管結(jié)構(gòu)，或設(shè)計為扁平散熱片結(jié)構(gòu)。
[0042]電芯組件中的電芯組件具體可以使用18650鋰電池，電池使用過程中放電的平臺電壓3.7V，即典型電壓，充電滿電時的電壓4.2V，電池主流的容量從1200mAh到2600mAh，電芯也可以為:鉛酸電芯，鎳氫電芯，鋰離子電芯，鎳鉻電芯，鈉硫電芯，鎳鋅電芯，鋅空氣電芯，飛輪電芯，液體電芯。
[0043]所述的電池磚組件由調(diào)溫組件、電芯組件和散熱管組件構(gòu)成，在每個電芯連接端子處具有可恢復(fù)保險絲裝置，在電池磚組件內(nèi)部和電池磚組件之間均設(shè)計有防過充保護(hù)電路，防互充保護(hù)電路，可恢復(fù)保險絲，識別電阻。調(diào)溫組件中進(jìn)一步包括:多個溫度傳感器、溫度控制器及其電路、電芯調(diào)溫片、溫度傳導(dǎo)片、傳輸端口、連接線路構(gòu)成。電池轉(zhuǎn)組件的連端口進(jìn)一步包括:充、放電接口、數(shù)據(jù)傳輸&監(jiān)控端口、控制端口。
[0044]本實用新型的保護(hù)電路可以由兩個場效應(yīng)管，以及如專用保護(hù)集成塊S-8232組成，過充電控制管FET2和過放電控制管FETl串聯(lián)于電路，由保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池電壓上升時，過充電保護(hù)管FET2截止，停止充電。為防止誤動作，一般在外電路加有延時電容。當(dāng)電池處于放電狀態(tài)下，電池電壓降至設(shè)定低值時，過放電控制管FETl截止，停止向負(fù)載供電。過電流保護(hù)是在當(dāng)負(fù)載上有較大電流流過時，控制FETl使其截止，停止向負(fù)載放電，目的是為了保護(hù)電池和場效應(yīng)管。過電流檢測是利用場效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻作為檢測電阻，監(jiān)視它的電壓降，當(dāng)電壓降超過設(shè)定值時就停止放電。在電路中一般還加有延時電路，以區(qū)分浪涌電流和短路電流。
[0045]本實用新型設(shè)計的電池組結(jié)構(gòu)的最基本供電單元為電芯，由多個電芯根據(jù)設(shè)計需要并聯(lián)或串聯(lián)后，組成一個電池磚組件結(jié)構(gòu)，再由多個電池磚組件結(jié)構(gòu)根據(jù)需要并聯(lián)或串聯(lián)后組成電箱結(jié)構(gòu)。
[0046]散熱管組件可以是單獨一個或多個連接后組成的內(nèi)部中空的導(dǎo)熱管，其材料由導(dǎo)熱性能良好的金屬銅材料或?qū)崃己玫暮辖鸩牧显O(shè)計而成。
[0047]電池磚組件外部包含有三部分:第一部分由散熱性能良好的金屬材料構(gòu)成，其一端有帶過濾的導(dǎo)熱接口，與導(dǎo)熱管組件連接，在其內(nèi)側(cè)利用導(dǎo)熱絕緣彈性橡膠與調(diào)溫組件中的散熱片連接，第二部分的為電池磚組件外殼的左上部分，其表面設(shè)計有電量顯示器，功能選擇按鈕，調(diào)試接口，第三部分為電池磚組件外殼的左下部分，其與另外兩部分通過卡口和螺母結(jié)合后起固定和支撐的作用。
[0048]電箱組件由金屬材料構(gòu)成，其分為前面板，上蓋和底殼與背部面板三部分，在前面板上設(shè)計有電量、功能顯示屏，調(diào)節(jié)、選擇按鈕，底殼與背部面板為一體設(shè)計，在背部面板上設(shè)計有充電接口，散熱孔，風(fēng)扇，保險組件，輸入輸出端口，上蓋可以通過卡口與螺絲與另外兩部分連接。其中輸入輸出端口，通過導(dǎo)線與電子設(shè)備的控制端連接后，可以對電箱內(nèi)部的組件進(jìn)行控制操作。
[0049]利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，具備以下一種或多種功能的組合:自動調(diào)節(jié)溫度，使電芯始終工作在恒定設(shè)計的溫度范圍內(nèi)。安全防范功能，由于每節(jié)電芯、電池磚組件、電箱之間均設(shè)計有保險絲組件，其不會因為單節(jié)點的電芯、電池磚組件損壞而影響其他電芯正常工作。
[0050]實例I利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于如電動汽車類的電動交通工具的電池組結(jié)構(gòu)。當(dāng)前交通工具如汽車、摩托車等多為燃燒汽油產(chǎn)生動力的設(shè)計結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的缺點有幾方面:如汽油不可再生、由于汽油不能充分燃燒，而產(chǎn)生的尾氣污染、油電轉(zhuǎn)換損耗等問題，由此產(chǎn)生了新能源汽車這個領(lǐng)域。在新能源汽車這個領(lǐng)域，不可避免的需要一種低成本、高效率、高穩(wěn)定性、環(huán)保的電池設(shè)備。
[0051]本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)與其他新能源汽車電池的根本區(qū)別在于:1，可以自動調(diào)節(jié)電池溫度，使之工作在合理的溫度范圍內(nèi)(鋰離子電池的極限環(huán)境溫度為-20°c?60°C，而(TC?40°C是最合理的工作環(huán)境，但要發(fā)揮電池的性能潛力，20°C左右是最佳使用環(huán)境)。如在寒冷的東北地區(qū)，當(dāng)電池溫度過低，將會嚴(yán)重影響電池電能的輸出，同時也會大幅降低電池的使用壽命。反之，在炎熱的熱帶地區(qū)，電池待機、工作溫度過高，產(chǎn)生電池自燃、甚至爆炸的可能性大幅增加。本實用新型設(shè)計的目的在于可以自動的調(diào)節(jié)過低或過高的待機、工作溫度，從而保證電池結(jié)構(gòu)使用的穩(wěn)定性和安全性。2，通過在每個電芯、電池磚組件之間增加保險結(jié)構(gòu)，可以在單節(jié)電芯、電池磚組件發(fā)生故障的時候，不影響其他電芯、電池磚組件的繼續(xù)工作，從而進(jìn)一步提高了新能源汽車電池的穩(wěn)定性和安全性。
[0052]實例2利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于如UPS (不間斷電源)的電池組、戶外太陽能設(shè)備的蓄電池組結(jié)構(gòu)。在戶外UPS以及戶外太陽能電池組的應(yīng)用中，溫度調(diào)節(jié)是十分必要的。過高或過低的溫度均會影響電池組的能量輸出、工作穩(wěn)定性以及電池組壽命。
[0053]利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，由于采用了電子式的調(diào)溫結(jié)構(gòu)，在溫度較低的環(huán)境下，可以自動進(jìn)行升溫調(diào)節(jié)。在溫度較高的環(huán)境下，可以自動進(jìn)行降溫調(diào)節(jié)。通過溫度調(diào)節(jié)裝置，如UPS (不間斷電源)的電池組、戶外太陽能設(shè)備的蓄電池組結(jié)構(gòu)可以安全，穩(wěn)定的工作在設(shè)計的溫度范圍內(nèi)。
[0054]實例3利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用于如移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)。在當(dāng)前的電子設(shè)備如手機、移動硬盤、充電寶等電子設(shè)備中，均有電池結(jié)構(gòu)設(shè)計，這些電池結(jié)構(gòu)本事會發(fā)出熱量，當(dāng)熱量升高到一定程度時候，會產(chǎn)生如燃燒、爆炸的危險。
[0055]利用本實用新型設(shè)計的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)熱管的設(shè)計，可以將電子設(shè)備以及電池產(chǎn)生的熱量快速有效的排出設(shè)備內(nèi)部。在通過調(diào)溫模塊，可以進(jìn)一步的對電子設(shè)備的溫度進(jìn)行監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)，從而保證電子設(shè)備的穩(wěn)定運行。
[0056]簡單來說，本實用新型可應(yīng)用于如電動汽車類的電動交通工具的電池組結(jié)構(gòu)。本實用新型也可應(yīng)用于如UPS (不間斷電源)的電池組、戶外太陽能設(shè)備的蓄電池組結(jié)構(gòu)、移動電源、移動電子設(shè)備類的電池調(diào)溫結(jié)構(gòu)和電池安全結(jié)構(gòu)。
[0057]通過以上的實施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本實用新型可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本實用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，如計算機的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，移動計算通訊設(shè)備，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實用新型各個實施例所述的方法。
[0058]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征包括:調(diào)溫組件，電池磚組件，散熱管組件，電芯組件，電箱組件，保險組件，調(diào)溫組件由上下兩部分組成，其間包含有電芯組件，在調(diào)溫組件一端連接有散熱管組件，此基本結(jié)構(gòu)組成一個電池磚組件，由多個電池磚組件連接后，組成電箱組件，在每個電芯，電池磚組件，電箱之間均安裝有保險裝置，所述調(diào)溫組件進(jìn)一步包括:上部調(diào)溫槽，下部調(diào)溫槽，溫度傳感器，溫度控制器，導(dǎo)熱片，風(fēng)扇。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的調(diào)溫組件中熱電制冷片主要是利用珀爾帖效應(yīng)，其單片內(nèi)部阻值:2.Γ2.5Ω，環(huán)境溫度23土1°C，IkHZ Ac 測試，最大溫差:Δ Tmax (Qc=O) 60°C，工作電流:1max=5.8A，恒定 12V后根據(jù)散熱能力為4.5A，額定電壓:DC12V，最高電壓:15V，最高啟動電流5.8A，致冷功率:Qcmax 58-65W，裝配壓力:85N/cm2，工作環(huán)境:溫度范圍-55°C?83°C，封裝工藝:四周利用標(biāo)準(zhǔn)704硅橡膠進(jìn)行密封，熱電制冷片連接的散熱片可以設(shè)計為上下套管結(jié)構(gòu)，或設(shè)計為扁平散熱片結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電芯組件可以使用18650鋰電池，電池使用過程中放電的平臺電壓3.7V，即典型電壓，充電滿電時的電壓4.2V，電池主流的容量從1200mAh到2600mAh。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電芯組件為:鉛酸電芯，鎳氫電芯，鋰離子電芯，鎳鉻電芯，鈉硫電芯，鎳鋅電芯，鋅空氣電芯，飛輪電芯，液體電芯。
5.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電池磚組件由調(diào)溫組件、電芯組件和散熱管組件構(gòu)成，在每個電芯連接端子處具有可恢復(fù)保險絲類裝置，在電池磚組件內(nèi)部和電池磚組件之間均設(shè)計有防過充保護(hù)電路，防互充保護(hù)電路，可恢復(fù)保險絲，識別電阻，調(diào)溫組件中進(jìn)一步包括:多個溫度傳感器、溫度控制器及其電路、電芯調(diào)溫片、溫度傳導(dǎo)片、傳輸端口、連接線路構(gòu)成，電池磚組件的連端口進(jìn)一步包括:充、放電接口、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控端口、控制端口。
6.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電池組結(jié)構(gòu)的最基本供電單元為電芯，由多個電芯根據(jù)設(shè)計需要并聯(lián)或串聯(lián)后，組成一個電池磚組件結(jié)構(gòu)，再由多個電池磚組件結(jié)構(gòu)根據(jù)需要并聯(lián)或串聯(lián)后組成電箱結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的散熱管組件可以是單獨一個或多個連接后組成的內(nèi)部中空的導(dǎo)熱管，其材料由導(dǎo)熱性能良好的金屬銅材料或?qū)崃己玫暮辖鸩牧显O(shè)計而成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電磚組件外部包含有三部分:第一部分由散熱性能良好的金屬材料構(gòu)成，其一端有帶過濾的導(dǎo)熱接口，與導(dǎo)熱管組件連接，在其內(nèi)側(cè)利用導(dǎo)熱絕緣彈性橡膠與調(diào)溫組件中的散熱片連接，第二部分的為電池磚組件外殼的左上部分，其表面設(shè)計有電量顯示器，功能選擇按鈕，調(diào)試接口，第三部分為電池磚組件外殼的左下部分，其與另外兩部分通過卡口和螺母結(jié)合后起固定和支撐的作用。
9.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電箱組件由金屬材料構(gòu)成，其分為前面板，上蓋和底殼與背部面板三部分，在前面板上設(shè)計有電量、功能顯示屏，調(diào)節(jié)、選擇按鈕，底殼與背部面板為一體設(shè)計，在背部面板上設(shè)計有充電接口，散熱孔，風(fēng)扇，保險組件，輸入輸出端口，上蓋可以通過卡口與螺絲與另外兩部分連接，其中輸入輸出端口，通過導(dǎo)線與電子設(shè)備的控制端連接后，可以對電箱內(nèi)部的組件進(jìn)行控制操作。
10.如權(quán)利要求1所述的一種自動調(diào)節(jié)溫度的安全電池組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的安全電池組結(jié)構(gòu)具備以下一種或多種功能的組合:自動調(diào)節(jié)溫度，使電芯始終工作在恒定設(shè)計的溫度范圍內(nèi)，安全防范功能，由于每節(jié)電芯、電池磚組件、電箱之間均設(shè)計有保險絲組件，其不會因為單節(jié)點的電芯、電池磚組件損壞而影響其他電芯正常工作。
【文檔編號】H01M10/635GK203983426SQ201420250271
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】許振宇 申請人:許振宇