CN113555624A - 一种移动电源装置及其加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动电源装置及其加热方法,包括:加热箱体内表面贴附有加热膜,加热箱体上面为开口,底部及侧面设置有多个卡槽,加热片***卡槽进行固定,在对应的卡槽两边,加热箱体与箱盖接触的表面设置有电接口,电接口连接供电模块;箱盖盖于加热箱体上,箱盖上预留有插槽供加热片***;加热片上贴附有加热膜,加热片上端的两边设置有电极,电极与加热箱体的电接口连接,通过供电模块供电后加热片产生热量;温度传感器设置在加热箱体内部,用于检测加热箱体内的温度;控制器设置于加热箱体上,用于根据加热箱体内的温度生成控制指令。该装置结构简单,便于布置,成本低,发生加热故障时,停止加热或直接拔出加热片,安全性更高。
Description
技术领域
本发明涉及低温加热技术领域,特别涉及一种移动电源装置及其加热方法。
背景技术
现有的移动电源受限于电池低温时工作性能差,无法在低温环境下工作,同时内部电池的紧密接触造成局部电芯发生起火***时无法避免对周围电芯的损坏。此外,现有的电池加热方式分为内部加热和外部加热两种。
外部加热:外部加热主要通过外置热源的方式对热传递介质(空气、液体或相变材料)进行加热,再通过热辐射、热对流或热传导的方式实现对电池的加热。该方法的技术难度与成本均较低,但需要在电源箱体内需预留大量空间作为气体流道,降低了结构紧凑性;基于液体介质的电池加热方法尽管加热效率较高,但辅助设备多、结构设计复杂、成本高,同时存在密封与绝缘等安全隐患。此外,现有的加热方式无法针对每个电池的实际温度进行加热功率的精确调节,只能在一定程度上进行总体加热功率的调节,因此完成加热时,***内电芯的温度一致性较差。
内部加热:内部加热方法是利用电流通过有一定电阻值的导体所产生的焦耳热来加热电池,导体为电池本身。根据电流的正负流向可具体分为充电加热法、放电加热法和交流激励加热法;根据提供电流的电源不同,可分为自损耗型加热和外部能源供给加热,但须对动力电池单体结构进行较大的改动,一定程度上减小了电池的能量密度,且存在较大的能量消耗。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种移动电源装置,该装置解决的移动电源在低温环境中工作性能差的问题。
本发明的另一个目的在于提出一种移动电源装置的加热方法。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种移动电源装置,包括:加热箱体、箱盖、加热片、温度传感器、供电模块和控制器;
所述供电模块用于为移动电源装置提供电能;
所述加热箱体内表面贴附有加热膜,所述加热箱体上面为开口,底部及侧面设置有多个卡槽,所述加热片***卡槽进行固定,在对应的卡槽两边,所述加热箱体与所述箱盖接触的表面设置有电接口,所述电接口连接所述供电模块;
所述加热膜为金属氧化物半导体制热材料MOSH的制作的薄膜;
所述箱盖盖于所述加热箱体上,所述箱盖上预留有插槽供所述加热片***;
所述加热片为插拔式,根据需要***或拔出所述加热片;
所述加热片上贴附有加热膜,所述加热片上端的两边设置有电极,所述加热片***所述加热箱体的卡槽后,所述电极与所述加热箱体的电接口连接,通过所述供电模块供电后所述加热片产生热量;
所述温度传感器设置在所述加热箱体内部,用于检测所述加热箱体内的温度;
所述控制器设置于所述加热箱体上,与所述温度传感器和所述供电模块连接,用于根据所述加热箱体内的温度生成控制指令。
本发明实施例的移动电源装置,通过涂覆MOSH材料的加热片与箱体,并应用于移动电源,实现移动电源低温下的快速均匀智能加热与保温。加热膜可以快速升温,温度均匀且可控,结构简单,安全性高,便于布置,成本低,解决了移动电源装置再低温环境中工作性能差的问题。
另外,根据本发明上述实施例的移动电源装置还可以具有以下附加的技术特征:
进一步地,所述加热膜包括基底层,发热层和防水层,在所述基底层两侧分别镀一层金属氧化物半导体制热材料MOSH的薄膜形成所述发热层,在所述发热层上贴附一层防水层,在所述发热层引出一正一负两个电极,通电后产生热量。
进一步地,所述温度传感器为多个,设置于每一个加热片隔出的腔室中或每个电芯上。
进一步地,所述供电模块为外接电源;
所述加热箱体上设置有外部供电接口,所述外接电源通过所述外部供电接口进行供电。
进一步地,所述供电模块为太阳能电池板;
所述太阳能电池板设置于所述加热箱体外表面,将太阳能转化为电能后为装置供电。
进一步地,所述加热箱体设置有输出电接口,用于进行电能输出。
进一步地,所述控制器进一步用于根据各电芯的实时温度,调整通电时间和通电强度。
进一步地,所述控制器进一步用于,仅对所述加热箱体内表面的加热膜进行通电。
为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种移动电源装置的加热方法,包括以下步骤:
采集加热箱体内的温度;
所述温度低于预设温度时,根据所述温度和所述预设温度生成加热指令,根据所述加热指令为所述加热片和所述加热箱体上的加热膜通电。
本发明实施例的移动电源装置的加热方法,通过采集加热箱体内的温度;温度低于预设温度时,根据温度和预设温度生成加热指令,根据加热指令为加热片和加热箱体上的加热膜通电。由此,解决了移动电源装置的低温环境中工作性能差的问题。
另外,根据本发明上述实施例的移动电源装置的加热方法还可以具有以下附加的技术特征:
进一步地,所述加热指令包括通电时间和通电强度。
本发明附加的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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明一个实施例的移动电源装置结构示意图;
图2为根据本发明一个实施例的移动电源装置整体结构图;
图3为根据本发明一个实施例的加热膜结构示意图;
图4为根据本发明一个实施例的箱体结构俯视图;
图5为根据本发明一个实施例的插拔式加热片结构示意图;
图6为根据本发明一个实施例的箱盖结构示意图;
图7为根据本发明一个实施例的移动电源装置的加热方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的移动电源装置及其加热方法。
首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的移动电源装置。
图1为根据本发明一个实施例的移动电源装置结构示意图。
图2为根据本发明一个实施例的移动电源装置整体结构图。
如图1和图2所示,该移动电源装置包括:加热箱体、箱盖、加热片、温度传感器、供电模块和控制器。
供电模块用于为移动电源装置提供电能。
加热箱体内表面贴附有加热膜,加热箱体上面为开口,底部及侧面设置有多个卡槽,加热片***卡槽进行固定,在对应的卡槽两边,加热箱体与箱盖接触的表面设置有电接口,电接口连接供电模块。
加热膜为金属氧化物半导体制热材料MOSH的制作的薄膜;
箱盖盖于加热箱体上,箱盖上预留有插槽供加热片***。
加热片为插拔式,根据需要***或拔出所述加热片;
加热片上贴附有加热膜,加热片上端的两边设置有电极,加热片***加热箱体的卡槽后,电极与加热箱体的电接口连接,通过供电模块供电后加热片产生热量。
温度传感器设置在加热箱体内部,用于检测加热箱体内的温度。
控制器设置于加热箱体上,与温度传感器和供电模块连接,用于根据加热箱体内的温度生成控制指令。
进一步地,加热膜包括基底层,发热层和防水层,在基底层两侧分别镀一层金属氧化物半导体制热材料的薄膜形成发热层,在发热层上贴附一层防水层,在发热层引出一正一负两个电极,通电后产生热量。
如图3所示,本发明的实施例采用了一种关键功能材料即金属氧化物半导体制热材料(MOSH)。将涂敷有MOSH材料的薄膜用于箱体内表面和加热片上,并引申出两条电源线,其为一正一负。在通电的时候,由于金属氧化物半导体制热材料的特性可产生大量的热,用于快速均匀加热电池。同时,该薄膜还具有无污染、质量轻、成本低等优点,且布置方式简单便捷,无需破坏电池内部组成结构或引发额外的电化学反应。加热过程中升温速率和加热的最高温度可由通电电流和通电时间决定。
作为一种制作方式,涂覆有MOSH材料的加热片制备方法为:
1)提供基材;
本实施例为耐高温高强度材料,不限于此,还可以使用其他基材料。
2)对基材的两个表面进行抛光打磨;
3)通过靶材溅射在基材表面进行MOSH材料镀膜,形成发热层,同时与顶部两个正负电极相连;
4)在发热层上表面涂覆绝缘防水层,从而形成加热膜。
如图4所示,在箱体内表面贴附有加热膜,加热膜的形状根据箱体的结构进行适应性调整。在箱体的卡槽上端,设置有与每个加热片对应的电接口。如图5所示,为加热片的结构示意图,加热片两面都贴附有加热膜,可以产生更多的热量,加热效果更好。加热膜为插拔式,在使用时***箱体上的卡槽,加热片上端具有突出的电极,加热片***卡槽后,加热片上突出的电极恰好***该电接口,通过该电接口连接供电模块,并且该电极还可以起到固定销的作用。
加热片的具体组成是在基底材料上布置MOSH发热材料,同时该基底为耐高温高强度材料,将电源内部电芯分隔在不同的腔室内,从而保证内部电芯发生故障,如起火***,不会损坏到隔壁腔室内的电芯,此外,插拔式结构,可以在控制器故障或加热片故障,发热功率失控时,手动拔出加热片,避免电芯被过度加热,发生危险情况。还可以根据需要选择加热片的数量。
如图6所示,为箱盖的结构,在箱盖上有与加热片相对应的加热片和电极插口,盖好箱盖后,将加热片***插槽,移动电源装置为一个密封体,可以起到更好的保温效果。
进一步地,通过多个加热片,移动电源箱体被分割成多个腔体,温度传感器可以设置在每个腔体中,也可以设置为每个电芯上。控制器可以根据每个腔体或每个电芯的实时温度调整加热膜的通电时间和通电强度,在某个腔体或电芯达到设定温度时,停止加热或降低加热膜的加热速率。
在所有电芯或腔体温度达到设定的温度时,可以停止对加热片供电,仅对箱体上的加热膜供电,从而对移动电源装置保温。
进一步地,供电模块为外接电源;加热箱体上设置有外部供电接口,外接电源通过外部供电接口进行供电。
进一步地,供电模块为太阳能电池板;太阳能电池板设置于加热箱体外表面,将太阳能转化为电能后为装置供电。
进一步地,加热箱体上设置有输出电接口,用于进行电能输出。
结合附图所示,箱体内表面布置有MOSH加热膜,并设置有加热片卡槽,加热片通过箱盖的插槽***箱体时,通过卡槽进行固定,同时在对应的卡槽两边,箱体与箱盖接触的表面设置有电接口,加热片的MOSH加热膜所需电源从该电接口获取,箱体上设置有控制器,通过温度传感器监测移动电源内各电芯(此例采用的是圆柱形电芯,但不局限于电芯的形状)的实时温度,从而对箱体内表面以及加热片的加热功率进行调节,此外,箱体上设置有太阳能电池与外部供电接口,加热所需电源可通过外部供电以及太阳能发电获取,对外输出电能通过输出电接口。
根据本发明实施例提出的移动电源装置,通过涂覆MOSH材料的加热片与箱体,并应用于移动电源,实现移动电源低温下的快速均匀智能加热与保温。加热膜可以快速升温,温度均匀且可控,结构简单,安全性高,便于布置,成本低,解决了移动电源装置再低温环境中工作性能差的问题。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的移动电源装置的加热方法。
图7为根据本发明一个实施例的移动电源装置的加热方法。
如图7所示,该移动电源的加热方法包括:
S1,采集加热箱体内的温度。
S2,温度低于预设温度时,根据温度和预设温度生成加热指令,根据加热指令为加热片和加热箱体上的加热膜通电。
进一步地,加热指令包括通电时间和通电强度。
上述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置,此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的移动电源装置的加热方法,通过采集加热箱体内的温度;温度低于预设温度时,根据温度和预设温度生成加热指令,根据加热指令为加热片和加热箱体上的加热膜通电。由此,解决了移动电源装置的低温环境中工作性能差的问题。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。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。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种移动电源装置,其特征在于,包括:
加热箱体、箱盖、加热片、温度传感器、供电模块和控制器;
所述供电模块用于为移动电源装置提供电能;
所述加热箱体内表面贴附有加热膜,所述加热箱体上面为开口,底部及侧面设置有多个卡槽,所述加热片***卡槽进行固定,在对应的卡槽两边,所述加热箱体与所述箱盖接触的表面设置有电接口,所述电接口连接所述供电模块;
所述加热膜为金属氧化物半导体制热材料MOSH的制作的薄膜;
所述箱盖盖于所述加热箱体上,所述箱盖上预留有插槽供所述加热片***;
所述加热片为插拔式,根据需要***或拔出所述加热片;
所述加热片上贴附有加热膜,所述加热片上端的两边设置有电极,所述加热片***所述加热箱体的卡槽后,所述电极与所述加热箱体的电接口连接,通过所述供电模块供电后所述加热片产生热量;
所述温度传感器设置在所述加热箱体内部,用于检测所述加热箱体内的温度;
所述控制器设置于所述加热箱体上,与所述温度传感器和所述供电模块连接,用于根据所述加热箱体内的温度生成控制指令。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述加热膜包括基底层,发热层和防水层,在所述基底层两侧分别镀一层金属氧化物半导体制热材料MOSH的薄膜形成所述发热层,在所述发热层上贴附一层防水层,在所述发热层引出一正一负两个电极,通电后产生热量。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述温度传感器为多个,设置于每一个加热片隔出的腔室中或每个电芯上。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述供电模块为外接电源;
所述加热箱体上设置有外部供电接口,所述外接电源通过所述外部供电接口进行供电。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述供电模块为太阳能电池板;
所述太阳能电池板设置于所述加热箱体外表面,将太阳能转化为电能后为装置供电。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述加热箱体设置有输出电接口,用于进行电能输出。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步用于根据各电芯的实时温度,调整通电时间和通电强度。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器进一步用于,仅对所述加热箱体内表面的加热膜进行通电。
9.一种加热方法,其特征在于,用于权利要求1-8所述的移动电源装置包括:
采集加热箱体内的温度;
所述温度低于预设温度时,根据所述温度和所述预设温度生成加热指令,根据所述加热指令为所述加热片和所述加热箱体上的加热膜通电。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述加热指令包括通电时间和通电强度。
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