CN212676345U - 一种低温应用太阳能路灯锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温应用太阳能路灯锂电池，包括锂电池模组、保护板、加热控制电路和温度探头；所述温度探头的一端与加热控制电路连接，另一端***锂电池模组中；所述锂电池模组包括若干个电芯和若干个加热片，所述电芯与加热片间隔设置；所述保护板与电芯连接，构成充放电回路，所述加热控制电路集成于保护板处，其与温度探头、加热片连接，构成加热回路。本实用新型，结合温度探头、保护板以及加热控制电路，实施监控锂电池内部温度，防止其出现低温现象，进而避免了锂电池容量、寿命断崖式衰减，甚至刺破隔膜引起锂电池短路，造成安全事故。同时，加热片贴于电芯外部，使其受热均匀，提高了热利用率。

Description

一种低温应用太阳能路灯锂电池

技术领域

本实用新型涉及一种低温应用太阳能路灯锂电池，属于锂电池技术领域。

背景技术

太阳能路灯具有环保节能、施工检修便捷、安全性高等优点，广泛应用于公园、城市郊区及新农村等地区的非主干道照明，特别是为解决西部、边防、海岛等无电区道路照明问题做出贡献。太阳能路灯在户外环境下使用，采用铅酸蓄电池或锂电池作为储能设备，锂电池具有过放电恢复能力强、充放电效率高、节能环保、长寿命等电性能特性和优势，正逐步替代铅酸电池。

但锂电池的软肋是0℃以下环境充电困难，特别是磷酸铁锂电池几乎不能充电。在0℃以下环境充电，锂离子化学活性在反应过程中降低，迁移速度变慢，在负极表面来不及嵌入电极中就先形成不可逆的金属锂枝晶，导致锂电池容量、寿命断崖式衰减，甚至刺破隔膜引起锂电池短路，造成安全事故，现行低温应用太阳能路灯，线路复杂，可靠性低；加热能量从锂电池取电，缩短太阳能路灯亮灯时间，太阳能组件能量利用率低，增加太阳能路灯***配置成本；锂电池模组采用圆柱钢壳电芯四周加热方式，热量分布不均匀且热利用率低，锂电池太阳能路灯在北方低温地区的应用受到了限制。因此，针对上述问题提出一种低温应用太阳能路灯锂电池。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种低温应用太阳能路灯锂电池，其具体技术方案如下：包含锂电池模组、保护板、温度探头、保温层、锂电池外壳，其中，锂电池模组、保护板、温度探头、保温层均安装在锂电池外壳内部，锂电池模组包含电芯和加热片，电芯由第一电芯、第二电芯和第三电芯组成，加热片由第一加热片和第二加热片组成，第一电芯和第二电芯之间粘贴第一加热片，第二电芯和第三电芯之间粘贴第二加热片，温度探头设置在电芯的电极中间位置，锂电池模组外部粘贴保温层，保护板上集成加热控制电路，锂电池的正极由锂电池模组正极直接引出，锂电池的负极连接保护板的P-触点，保护板B-触点连接锂电池模组负极，加热控制电路H+触点连接第一加热片、第二加热片正极，H-触点连接第一加热片、第二加热片负极，加热控制电路NTC/NIC 触点分别与温度探头采样线连接。

具体工作时：只有在白天太阳能光伏发电时，加热控制电路通过温度探头检测锂电池模组的温度，当检测到的锂电池模组温度低于0℃±1℃时，才会启动加热回路，太阳能光伏发电能量优先供给第一加热片和第二加热片加热，不消耗锂电池模组能量；当锂电池模组温度升到6℃±1℃，断开加热回路，太阳能光伏发电能量供给锂电池模组充电。

进一步的，第一电芯、第二电芯和第三电芯串联连接，正极选用NMC433。NMC433即为镍锰钴三元材料的重量比4:3:3。

进一步的，第一电芯、第二电芯和第三电芯采用铝塑膜软包封装扁平结构。

进一步的，第一加热片和第二加热片并联连接，是由蚀刻金属箔片产生的电阻元件与聚酰亚胺绝缘层组成的柔性薄膜，自带单面胶粘贴功能，常温时单片阻值12Ω±1Ω，厚度0.12mm～0.15 mm，长宽尺寸可根据电芯尺寸进行定制。

进一步的，保温层采用阻燃EVA保温棉，厚度10mm±1mm。锂电池外壳防护等级IP67。

进一步的，加热控制电路集成在保护板上，电压范围9V～12.6V，只有在白天太阳能光伏发电，且锂电池模组温度低于0℃±1℃，才会启动加热回路，太阳能光伏发电能量优先供给第一加热片和第二加热片加热，不消耗锂电池模组能量；当锂电池模组温度升到6℃±1℃，断开加热回路，太阳能光伏发电能量供给锂电池模组充电。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，结合温度探头、保护板以及加热控制电路，实施监控锂电池内部温度，防止其出现低温现象，进而避免了锂电池容量、寿命断崖式衰减，甚至刺破隔膜引起锂电池短路，造成安全事故。同时，加热片贴于电芯外部，使其受热均匀，提高了热利用率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构***图；

图3为本实用新型的应用示意图。

图中：1-锂电池模组，2-第一电芯，3-第二电芯，4-第三电芯，5-第一加热片，6-第二加热片， 7-保温层，8-保护板，9-温度探头，10-锂电池外壳，11-加热控制电路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，本实用新型包括一个锂电池外壳10。所述锂电池外壳10内安装有锂电池模组1、保护板8、温度探头9以及加热控制电路11。锂电池模组1包括三个电池芯，分别为第一电芯2、第二电芯3和第三电芯4，还包括两个加热片，分别为第一加热片5和第二加热,6。第一电芯2和第二电芯3之间粘贴第一加热片5，第二电芯3和第三电芯4之间粘贴第二加热片6。锂电池模组1放置于锂电池外壳10底部，锂电池模组1的外部贴有保温层7。锂电池模组1的顶部设有保护板8，所述加热控制电路11集成于保护板8上。

本实施例设有锂电池正极P+和锂电池负极P-，锂电池模组1也包括模组正极B+和模组负极B-，模组正极B+直接引出穿过锂电池外壳10构成锂电池正极P+，模组负极B-与保护板8的B-触点连接，锂电池负极P-伸在锂电池外壳10外，其与保护板8的P-触点连接。第一加热片5和第二加热片6的分别设有两根连接线，其各自的一根连接线与加热控制电路11的H+触点连接，另一根连接线与H-触点连接，加热控制电路NTC/NIC触点分别与温度探头9采样线连接。第一电芯2、第二电芯3和第三电芯4为串联连接。第一加热片5和第二加热片6为并联连接。

如图3所示，是本申请的应用示意图，为太阳能路灯电气***，由太阳能组件、蓄电池、控制器和LED光源等4部分组成，白天基于半导体的光生伏特效应，太阳能组件将太阳光能转换为直流电能，直流电能通过太阳能控制器储存在蓄电池中。傍晚控制器采集光控或时控“开”信号，蓄电池通过太阳能控制器给LED光源供电，实现照明功能，期间可根据人流车流稀密状况自动调节光源负载亮度和功率，智能化实现节能控制。同理，再通过控制器光控或时控“关”信号，切断蓄电池和LED光源回路，实现熄灯功能。整个切换过程通过控制器内置单片机光控和时控开关电路完成。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：包括锂电池模组(1)、保护板(8)、加热控制电路(11)和温度探头(9)；所述保护板(8)位于锂电池模组(1)上方，所述加热控制电路(11)集成于保护板(8)，所述温度探头(9)的一端与加热控制电路(11)连接，另一端***锂电池模组(1)中；所述锂电池模组(1)包括若干个电芯和若干个加热片，所述电芯与加热片间隔设置；所述保护板(8)与电芯连接形成充放电回路；所述加热控制电路(11)与温度探头(9)、加热片连接形成加热回路。

2.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：还包括锂电池外壳(10)，所述锂电池模组(1)、保护板(8)、加热控制电路(11)和温度探头(9)均设置于锂电池外壳(10)内部。

3.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：还包括保温层(7)，所述保温层(7)粘贴于所述锂电池模组(1)外部。

4.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述电芯包括第一电芯(2)、第二电芯(3)和第三电芯(4)，所述加热片包括第一加热片(5)和第二加热片(6)，所述第一电芯(2)和第二电芯(3)之间粘贴第一加热片(5)，所述第二电芯(3)和第三电芯(4)之间粘贴第二加热片(6)。

5.根据权利要求4所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述温度探头(9)设置于第二电芯(3)的中间位置。

6.根据权利要求4所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：还包括锂电池正极(P+)和锂电池负极(P-)，所述锂电池模组(1)包括模组正极(B+)和模组负极(B-)，所述保护板(8)包括B-触点和P-触点；所述锂电池正极(P+)由模组正极(B+)直接引出，所述保护板(8)的B-触点与模组负极(B-)连接，锂电池负极(P-)连接保护板(8)的P-触点；所述加热控制电路(11)包括H+触点、H-触点和NTC/NIC触点，所述第一加热片(5)和第二加热片(6)连接于H+触点和H-触点之间；所述NTC/NIC触点与温度探头(9)连接。

7.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述若干个电芯串联连接，正极选用材料NMC433。

8.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述电芯为铝塑膜软包封装扁平结构；所述若干个加热片并联连接，所述加热片选用蚀刻金属箔片产生的电阻元件与聚酰亚胺绝缘层组成柔性薄膜。

9.根据权利要求2所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述锂电池外壳(10)防护等级为IP67。

10.根据权利要求1所述的低温应用太阳能路灯锂电池，其特征在于：所述加热控制电路(11)集成在保护板(8)上，电压范围为9V～12.6V，白天太阳能光伏发电，且锂电池模组(1)温度低于0℃±1℃，启动加热回路，太阳能光伏发电能量供给加热片加热；当锂电池模组(1)温度升到6℃±1℃时，断开加热回路，太阳能光伏发电能量供给锂电池模组(1)充电。

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