CN102945989B - 一种锂离子电池热控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池热控制***,它主要包括箱体(1),锂离子电池组(11)安装于箱体(1)内部设有的内腔(10)中,在内腔(10)一侧的侧面与箱体(1)之间设有风道Ⅰ(12),在内腔(10)的底部与箱体(1)的底面之间设有风道Ⅱ(13),在内腔(10)一侧面的上部设有风口(14)与风道Ⅰ(12)相通,风道Ⅰ(12)内设有内循环风扇(3)和加热器(9),内循环风扇(3)与风口(14)相对,PTC加热器(9)位于内循环风扇(3)的下部,内腔(10)的底部分布有风孔(15),内腔(10)通过风孔(15)与风道Ⅱ(13)相通,在风道Ⅱ(13)的一侧设有进风口(16),在进风口(16)上设有可转动的风门Ⅰ(4)。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池热控制***。
背景技术
锂离子电池采用碳素材料或锂的其它嵌入化合物取代金属锂作负极,正极是含锂的过渡金属氧化物如LiCo02,电解质是锂盐有机溶液。锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度高、自放电小及对环境友好等优点,目前已经广泛应用于便携式信息产品市场,但是锂离子电池的进一步推广应用依旧存在一些问题,其中突出的问题有锂离子电池的低温性能不佳、高温环境易导致热失控、安全性差,因此需要在锂离子电池的控制管理上做深入地研究和改进。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池热控制***,它可以保证锂离子电池能够一直工作在一个理想温度的环境中,有效解决锂离子电池高低温性能下降问题,可极大地提高锂离子电源***的高低温性能和寿命。
本发明采用了以下技术方案:一种锂离子电池热控制***,它主要包括箱体,锂离子电池组安装于箱体内部设有的内腔中,锂离子电池组的各电池之间设有隔栅,在内腔一侧的侧面与箱体之间设有风道Ⅰ,在内腔的底部与箱体的底面之间设有风道Ⅱ,在内腔一侧面的上部设有风口与风道Ⅰ相通,风道Ⅰ内设有内循环风扇和加热器,内循环风扇与风口相对,所述的加热器为PTC加热器,PTC加热器位于内循环风扇的下部,内腔的底部分布有风孔,内腔通过风孔与风道Ⅱ相通,在风道Ⅱ的一侧设有进风口,在进风口上设有可转动的风门Ⅰ,内腔另一侧面设有出风口,在出风口处设有可开启和关闭的风门Ⅱ,开启风门Ⅱ,出风口与箱体的外部相通,在出风口处设有排热风扇,排热风扇与出风口相对,在锂离子电池组上和风道Ⅰ内都设有温度传感器,温度传感器的输出端与内腔中设有的智能控制器输入端连接,智能控制器的输出端分别与排热风扇、内循环风扇、风门Ⅰ、风门Ⅱ和加热器连接,当温度传感器测量箱体内环境温度后锂离子电池组需要加热时,智能控制器根据温度传感器发出的信号控制风门Ⅰ转动至竖直位置,同时控制风门Ⅱ关闭,进风口和出风口关闭,风道Ⅰ与风道Ⅱ之间相通,同时控制加热器对箱体内部的空气进行加热,并通过控制内循环风扇和隔栅进行内腔进行热循环;当保温时,进风口和出风口仍然关闭,若内腔中锂离子电池组的温差过大,则智能控制器开启内循环风扇进行内腔中的热均衡,当自然散热时,智能控制器根据温度传感器发出的信号控制风门Ⅰ转动至水平位置时,同时控制风门Ⅱ开启,进风口和出风口打开,将风道Ⅰ关闭,若内腔中锂离子电池组温差过大,则控制排热风扇的开启运转,进行内腔中的内部热均衡,否则关闭排热风扇;强制散热时,进风口和出风口仍然打开,通过控制排热风扇和隔栅将热空气排出箱体。
所述的风道Ⅰ与风道Ⅱ呈L型分布。所述的温度传感器间隔分布在锂离子电池组的各电池极柱上。
本发明具有以下有益效果:本发明将锂离子电池组安装于箱体内部设有的内腔中,在内腔一侧的侧面与箱体之间设有风道Ⅰ,在内腔的底部与箱体的底面之间设有设有风道Ⅱ,在内腔一侧面的上部设有风口与风道Ⅰ相通,风道Ⅰ内设有内循环风扇和加热器,内循环风扇与风口相对,PTC加热器位于内循环风扇的下部,内腔的底部分布有风孔,内腔通过风孔与风道Ⅱ相通,在风道Ⅱ的一侧设有进风口,在进风口上设有可转动的风门Ⅰ,内腔另一侧面设有出风口,在出风口处设有可开启和关闭的风门Ⅱ,开启风门Ⅱ,出风口与箱体的外部相通,在出风口处设有排热风扇,排热风扇与出风口相对,在锂离子电池组上和风道Ⅰ内都设有温度传感器,温度传感器的输出端与内腔中设有的智能控制器输入端连接,智能控制器的输出端分别与排热风扇、内循环风扇、风门Ⅰ、风门Ⅱ和加热器,这样能够根据温度调节的需要打开或关闭。加热、保温工作状态时,关闭风门,使热空气在电池箱体内部循环、保存,提高加热效果,节约能源;自然散热、强制散热工作状态时,打开风门,将热空气排出电池箱体。本发明采用PTC加热器,通过加热空气的方式,对箱体内安装的锂离子电池组进行环境温度调节,配合设计合理的分散式隔栅,保证每个单体电池均匀加热,安全可靠。本发明智能控制器能够根据检测的参数,判断锂离子电池热控制***的工作状态,调节箱体内部温度,加热时,关闭风门,通过PTC加热器加热箱体内部空气,并通过内循环风扇、隔栅进行电池箱体内部热循环;保温时,关闭风门,若箱体内部锂离子电池温差过大,则打开内循环风扇进行电池箱体内部热均衡,否则关闭风扇;自然散热时,打开风门,若箱体内部锂离子电池温差过大,则打开排热风扇,使其低速运转,进行电池箱体内部热均衡,否则关闭风扇;强制散热时,打开风门,通过排热风扇、隔栅将热空气排出电池箱体。保证锂离子电池能够一直工作在一个理想温度的环境中,有效解决锂离子电池高低温性能下降问题,可极大地提高锂离子电源***的高低温性能和寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明加热时风向示意图。
图3为本发明降温时风向示意图。
具体实施方式
在图1、图2和图3中,本发明提供了一种锂离子电池热控制***,它主要包括箱体1,锂离子电池组11安装于箱体1内部设有的内腔10中,锂离子电池组11的各电池之间设有隔栅6,在内腔10一侧的侧面与箱体1之间设有风道Ⅰ 12,在内腔10的底部与箱体1的底面之间设有风道Ⅱ13,风道Ⅰ 12与风道Ⅱ 13呈L型分布,在内腔10一侧面的上部设有风口14与风道Ⅰ 12相通,风道Ⅰ 12内设有内循环风扇3和加热器9,内循环风扇3与风口14相对,加热器9为PTC加热器,PTC加热器位于内循环风扇3的下部,内腔10的底部分布有风孔15,内腔10通过风孔15与风道Ⅱ 13相通,在风道Ⅱ13的一侧设有进风口16,在进风口16上设有可转动的风门Ⅰ 4,内腔10另一侧面设有出风口5,在出风口处设有可开启和关闭的风门Ⅱ 17,开启风门Ⅱ17,出风口5与箱体1的外部相通,在出风口5处设有排热风扇2,排热风扇2与出风口5相对,在锂离子电池组11上和风道Ⅰ 12内都设有温度传感器7,温度传感器7间隔分布在锂离子电池组11的各电池极柱上,温度传感器7的输出端与内腔中设有的智能控制器8输入端连接,智能控制器8的输出端分别与排热风扇2、内循环风扇3、风门Ⅰ4、风门Ⅱ 17和加热器9连接,本发明共计有4种工作状态,分别为加热、保温、自然散热、强制散热,智能控制器8能够根据检测的参数,判断锂离子电池热控制***的工作状态,调节箱体1内部温度,当温度传感器7测量箱体1内环境温度后锂离子电池组11需要加热时,智能控制器8根据温度传感器7发出的信号控制风门Ⅰ 4转动至竖直位置,同时控制风门Ⅱ 17关闭,进风口16和出风口5关闭,风道Ⅰ 12与风道Ⅱ 13之间相通,同时控制加热器9对箱体1内部的空气进行加热,并通过控制内循环风扇3和隔栅6进行内腔10进行热循环;当保温时,进风口16和出风口5仍然关闭,若内腔10中锂离子电池组11的温差过大,则智能控制器8开启内循环风扇3进行内腔中的热均衡,当自然散热时,智能控制器8根据温度传感器7发出的信号控制风门Ⅰ4转动至水平位置时,同时控制风门Ⅱ17开启,进风口16和出风口5打开,将风道Ⅰ 12关闭,若内腔10中锂离子电池组11温差过大,则控制排热风扇2的开启运转,进行内腔10中的内部热均衡,否则关闭排热风扇2;强制散热时,进风口16和出风口5仍然打开,通过控制排热风扇2和隔栅6将热空气排出箱体。
Claims (3)
1.一种锂离子电池热控制***,其特征是它主要包括箱体(1),锂离子电池组(11)安装于箱体(1)内部设有的内腔(10)中,锂离子电池组(11)的各电池之间设有隔栅(6),在内腔(10)一侧的侧面与箱体(1)之间设有风道Ⅰ(12),在内腔(10)的底部与箱体(1)的底面之间设有风道Ⅱ(13),在内腔(10)一侧面的上部设有风口(14)与风道Ⅰ(12)相通,风道Ⅰ(12)内设有内循环风扇(3)和加热器(9),内循环风扇(3)与风口(14)相对,加热器(9)为PTC加热器,PTC加热器位于内循环风扇(3)的下部,内腔(10)的底部分布有风孔(15),内腔(10)通过风孔(15)与风道Ⅱ(13)相通,在风道Ⅱ(13)的一侧设有进风口(16),在进风口(16)上设有可转动的风门Ⅰ(4),内腔(10)另一侧面设有出风口(5),在出风口处设有可开启和关闭的风门Ⅱ(17),开启风门Ⅱ(17),出风口(5)与箱体(1)的外部相通,在出风口(5)处设有排热风扇(2),排热风扇(2)与出风口(5)相对,在锂离子电池组(11)上和风道I(12)内都设有温度传感器(7),温度传感器(7)的输出端与内腔中设有的智能控制器(8)输入端连接,智能控制器(8)的输出端分别与排热风扇(2)、内循环风扇(3)、风门Ⅰ(4)、风门Ⅱ(17)和加热器(9)连接,当温度传感器(7)测量箱体(1)内环境温度后锂离子电池组(11)需要加热时,智能控制器(8)根据温度传感器(7)发出的信号控制风门Ⅰ(4)转动至竖直位置,同时控制风门Ⅱ(17)关闭,进风口(16)和出风口(5)关闭,风道I(12)与风道Ⅱ(13)之间相通,同时控制加热器(9)对箱体(1)内部的空气进行加热,并通过控制内循环风扇(3)和隔栅(6)进行内腔(10)进行热循环;当保温时,进风口(16)和出风口(5)仍然关闭,若内腔(10)中锂离子电池组(11)的温差过大,则智能控制器(8)开启内循环风扇(3)进行内腔中的热均衡,当自然散热时,智能控制器(8)根据温度传感器(7)发出的信号控制风门Ⅰ(4)转动至水平位置时,同时控制风门Ⅱ(17)开启,进风口(16)和出风口(5)打开,将风道Ⅰ(12)关闭,若内腔(10)中锂离子电池组(11)温差过大,则控制排热风扇(2)的开启运转,进行内腔(10)中的内部热均衡,否则关闭排热风扇(2);强制散热时,进风口(16)和出风口(5)仍然打开,通过控制排热风扇(2)和隔栅(6)将热空气排出箱体。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池热控制***,其特征是所述的风道Ⅰ(12)与风道Ⅱ(13)呈L型分布。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池热控制***,其特征是所述的温度传感器(7)间隔分布在锂离子电池组(11)的各电池极柱上。
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