JP6586235B2 - 無人航空機、電池モジュール及び充放電制御方法 - Google Patents

無人航空機、電池モジュール及び充放電制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、電池技術分野に関し、特に、無人航空機、電池モジュール及び充放電制御方法に関する。
電池への温度の影響は、以下の２つの面で現れる。一つは、冬季のような低温環境では、電池容量が小さくなり、電池温度が低過ぎると、電池の電気化学反応に不利であり、化学反応速度が遅くなり、エネルギーが容易に失われて、使用の要件を満足することができないほか、低温環境で電池の充放電性能も常温より低く、電池温度が一定値未満になると、電池は、直接に充電できず、低温充電の潜在的な危険に直面すること。もう一つは、環境温度が上昇すると、電池容量が大きくなり、電池内部の化学反応が著しく激しくなり、反応速度と温度とが級数の関係であり、温度の上昇により電池の内部抵抗が小さくなり、電池の効率が向上するが、高温の場合、同様に有害反応が加速され、電極が容易に損壊されるほか、過充電も容易になってしまい、特に、高温の夏季では、電池の発熱速度が放熱速度より大きいため、大量の熱が集まって電池の温度が上昇してしまい、前記熱が効果的に放散されないと、電池の容量、寿命、使用安定性、及び安全性への影響がさらに顕著であること。
従って、温度が電池の性能に重大な影響を与える。電池温度の違いは、電池の使用寿命、安定性及び安全性能を決定するものである。従来技術における動力電池モジュールにおいて、放熱装置は、高温環境や低温環境に問わず、動力電池の放熱を行っており、動力電池の放熱構造が複雑であるとともに、放熱効率が不十分であるため、電池モジュールのコストが向上し、電池モジュールの寿命、使用安定性及び安全性を確保することができない。
本発明は、従来技術における少くとも１つの技術的課題をある程度で解決することを目的とする。そのため、本発明は、構造が簡単で、放熱効果が優れ、電池を予熱することができ、性能が安定で、使用寿命が長く、安全性が高い電池モジュールを提供する。
本発明は、上記電池モジュールの充放電制御方法をさらに提供する。
本発明は、上記電池モジュールを含む無人航空機をさらに提供する。
本発明の第１の側面の実施例に係る電池モジュールは、電池本体と、内部に前記電池本体が設けられるアウターケースと、前記アウターケースと前記電池本体との間に熱伝導的に接続される熱伝導ユニットと、前記電池本体に接続されて前記電池本体を加熱する第１の加熱部材と、前記熱伝導ユニットに接続されて前記熱伝導ユニットを加熱する第２の加熱部材と、前記電池本体の温度を検出し、検出された前記電池本体の温度に基づいて温度信号を生成する温度センサーと、前記第１の加熱部材、前記第２の加熱部材、及び前記温度センサーに電気的に接続され、前記温度信号を受信し、前記温度信号に基づいて前記第１の加熱部材及び前記第２の加熱部材を制御する制御ユニットと、を含む。
本発明の実施例に係る電池モジュールによれば、設けられた第１の加熱部材により電池本体を加熱し、設けられた熱伝導ユニットは、アウターケースと電池本体との間に熱伝導的に接続され、第２の熱伝導部材が設けられて熱伝導ユニットを加熱し、設けられた温度センサーにより電池本体の温度を検出することで、電池モジュールの制御ユニットは、温度センサーによってフィードバックされた温度信号に基づいて、第１の加熱部材及び第２の加熱部材を加熱する、又は加熱を停止するように制御し、これにより、環境温度が低い場合に、第１の加熱部材及び第２の加熱部材を加熱するように制御することができる。ここで、第１の加熱部材は、電池本体を直接に加熱することができ、第２の加熱部材は、熱伝導ユニットを介して熱を電池本体に伝導することができる。従って、低温環境で、電池本体を予熱することができ、電池モジュールが正常的に充放電できることが確保され、電池モジュールの充放電性能を向上させることができる。一方、環境温度が高い場合に、第１の加熱部材及び第２の加熱部材を加熱を停止するように制御し、熱伝導ユニットを介して電池本体によって生成された熱をアウターケースに伝導し、これにより、電池本体によって生成された熱を適時急速且つ効果的に放散することができ、電池モジュールの使用寿命を伸ばし、使用安定性及び安全性を向上させることができる。
一部の好ましい実施例において、前記熱伝導ユニットは、互いに熱伝導的に接続される第１の熱伝導部材及び第２の熱伝導部材を含み、前記電池本体は、側壁及び前記側壁の一端に接続される端壁を含み、前記第１の熱伝導部材は、前記側壁に熱伝導的に接続され、前記第２の熱伝導部材は、前記端壁に隣接され、前記第２の熱伝導部材は、前記アウターケースに熱伝導的に接続される。
一部の好ましい実施例において、前記熱伝導ユニットは、前記第１の熱伝導部材に接続される第１の端と、前記第１の端に湾曲して接続されるとともに、前記第２の熱伝導部材に接続される第２の端と、を含むヒートパイプをさらに含む。
一部の好ましい実施例において、前記ヒートパイプは複数であり、複数の前記ヒートパイプは、間隔をあけて設けられ、各前記ヒートパイプのそれぞれの第１の端が、前記第１の熱伝導部材の長手方向に沿って延びており、各前記ヒートパイプのそれぞれの第２の端が、前記第２の熱伝導部材の長手方向に沿って延びている。
一部の好ましい実施例において、前記第１の加熱部材の加熱電力が、前記第２の加熱部材の加熱電力より小さい。
一部の好ましい実施例において、前記熱伝導ユニットは、複数組であり、複数組の前記熱伝導ユニットは、前記電池本体の周方向又は高さ方向に沿って間隔をあけて設けられる。
一部の好ましい実施例において、前記第２の加熱部材は、加熱板又は加熱膜又は半導体加熱片である。
一部の好ましい実施例において、前記電池本体は、インナーケース及び複数の電池セルを含み、前記インナーケースは、前記端壁及び前記側壁を含み、前記インナーケース内には、互いに間隔をあけた複数の収容空間が区画され、複数の前記電池セルは、それぞれ前記複数の収容空間内に設けられる。
本発明の第２の側面の実施例に係る上記電池モジュールの充放電制御方法は、
前記制御ユニットが、前記温度センサーによって送信された、前記温度センサーが前記電池本体の温度に基づいて生成した温度信号を受信するステップＳ０１と、
前記温度信号に対応する温度Ｔｘが温度閾値である温度Ｔ０以下である場合に、前記制御ユニットが、前記第１の加熱部材を前記電池本体を加熱するように制御し、前記制御ユニットが、前記第２の加熱部材を前記熱伝導ユニットを加熱するように制御するステップＳ０２と、を含む。
本発明の実施例に係る上記電池モジュールの充放電制御方法は、電池モジュールが充放電を行う前に、温度センサーにより電池本体の温度を検出し、検出された電池本体の温度が所定の温度閾値以下である場合に、制御ユニットにより、第１の加熱部材及び第２の加熱部材を加熱するように制御する。これにより、低温環境で電池本体を予熱することができ、前記充放電制御方法が簡単且つ信頼的で、電池モジュールが正常的に充放電することを確保することができ、電池モジュールの充放電性能を向上させることができる。
一部の好ましい実施例において、前記温度Ｔｘが前記温度Ｔ０を超えた場合に、前記制御ユニットは、前記第１の加熱部材を前記電池本体を加熱しないように制御し、前記制御ユニットは、前記第２の加熱部材を前記熱伝導ユニットを加熱しないように制御する。
一部の好ましい実施例において、前記温度Ｔ０が１５℃〜２０℃である。
本発明の第３の側面に係る無人航空機は、本発明の上記第１の側面の実施例に係る電池モジュールを含む。
本発明の実施例に係る無人航空機は、上記電池モジュールを設けることにより、無人航空機の全体的性能を向上させることができる。
本発明の実施例に係る電池モジュールの縦方向の断面図である。 本発明の実施例に係る電池モジュールの横方向の断面図である。 本発明の実施例に係る電池モジュールの部分構造図である。 図３におけるＡ部分の拡大図である。 本発明の実施例に係る電池モジュールの電池本体と熱伝導ユニットとの組立図である。 本発明の実施例に係る電池モジュールの電池本体と熱伝導ユニットとの他の角度から見た組立図である。 本発明の実施例に係る電池モジュールの電池本体の構造図である。
１００ 電池モジュール
１１ 前側板
１２ 後側板
１３ 左側板
１４ 右側板
１５ トップカバー
１６ 第１の筋
１７ 第２の筋
１８ ゴムガスケット
２ インナーケース
２１ 第１の側板
２２ 第２の側板
２３ 第３の側板
２４ 第４の側板
２５ 仕切り板
２６ 収容空間
３ 電池セル
４ 熱伝導ユニット
４１ 第１の熱伝導部材
４２ 第２の熱伝導部材
４２１ 溝
４３ ヒートパイプ
５ 第１の加熱部材
６ 第２の加熱部材
７ 制御ユニット
以下、本発明の実施例を詳しく説明する。前記実施例の例は図面に示される。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示するものであり、本発明を解釈するためのものであり、本発明をを限定するものではない。
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示された方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を便利に又は簡潔に説明するためのものであり、指定された装置又は部品が必ず特定の方位にあり、特定の方位に構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明を限定するものと理解してはいけない。
また、「第１」、「第２」は、目的を説明するための用語に過ぎず、比較的な重要性を指示又は暗示する、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示するものと理解してはいけない。従って、「第１」、「第２」で限定された特徴は少なくとも１つの当該特徴を含むことを明示又は暗示する。本発明の説明において、ほかの明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、少くとも２つ、例えば、２つ、３つを意味する。
また、本発明の説明において、ほかの明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」などの用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、或いは一体的な接続でも可能である。機械的な接続や、電気的な接続であってもよく、互いに通信可能な接続である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、２つの部品の内部が連通することや、２つの部品の相互的作用関係があることも可能である。当業者であれば、具体的な場合によって上記用語の本発明おいての具体的な意味を理解することができる。
以下、図１〜図７を参照しながら本発明の実施例に係る電池モジュール１００を説明する。
図１〜図７に示すように、本発明の実施例に係る電池モジュール１００は、電池本体と、アウターケースと、熱伝導ユニット４と、第１の加熱部材５と、第２の加熱部材６と、温度センサーと、制御ユニット７と、を含む。
具体的には、前記電池本体は、前記アウターケース内に設けられ、前記熱伝導ユニット４は、前記アウターケースと前記電池本体との間に熱伝導的に接続され、前記熱伝導ユニット４は熱伝導することができる。例えば、前記熱伝導ユニット４は、前記電池本体の熱を前記アウターケースに伝導することができるほか、前記熱伝導ユニット４は、熱を前記電池本体にも伝導することができる。
前記第１の加熱部材５は、前記電池本体を加熱するためのものであり、前記第１の加熱部材５は、前記電池本体に設けられてもよい。前記第１の加熱部材５が作動する場合に、前記第１の加熱部材５は、前記電池本体を直接に加熱することができる。
前記第２の加熱部材６は、前記熱伝導ユニット４を加熱するためのものであり、前記第２の加熱部材６は、前記熱伝導ユニット４に設けられてもよい。前記第２の加熱部材６が作動する場合に、前記第２の加熱部材６は、前記熱伝導ユニット４を加熱することができる。前記熱伝導ユニット４が前記アウターケースと前記電池本体との間に熱伝導的に接続されているので、前記熱伝導ユニット４は、熱を前記電池本体に伝導することができる。
前記温度センサーは、前記電池本体の温度を検出し、検出された前記電池本体の温度に基づいて温度信号を生成し、前記温度センサーは、前記電池本体に設けられてもよい。
前記制御ユニット７は、それぞれ前記第１の加熱部材５、前記第２の加熱部材６及び前記温度センサーに電気的に接続される。前記制御ユニット７は、前記温度信号を受信し、前記温度信号に基づいて、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を制御する。即ち、前記制御ユニット７は、前記温度センサーによって検出された前記電池本体の温度によって生成された温度信号に基づいて、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を加熱する又は加熱を停止するように制御することができる。
ここで、前記第１の加熱部材５の加熱電力が前記第２の加熱部材６の加熱電力より小さくてもよい。これにより、制御ユニット７が第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱するように制御する場合に、第２の加熱部材６によって加熱された熱伝導ユニット４の温度が第１の加熱部材５によって加熱された電池本体の温度より大きいことを確保することができる。これにより、熱伝導ユニット４が熱を電池本体に伝導することを確保し、電池本体より熱伝導ユニット４の温度が低くて電池本体の熱がアウターケースに伝導されて放散されることを防止し、エネルギーの無駄使いを回避することができる。
例えば、温度が比較的高い環境（例えば、夏季）において、前記電池モジュール１００の作動中に、前記電池本体は、大量の熱を生成し、前記温度センサーは、前記電池本体の温度が比較的高いことを検出し、前記温度センサーは、前記温度信号を前記制御ユニット７に伝送し、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を作動しないように制御する。この場合、前記熱伝導ユニット４は、前記電池本体の熱を前記アウターケースに伝導し、最終的に、熱は前記アウターケースを介して外部環境に放散される。これにより、前記電池本体によって生成された熱を適時急速に且つ効果的に外部環境に放散することができ、電池モジュール１００の使用寿命を伸ばし、使用安定性及び安全性を向上させることができる。
また、例えば、温度が比較的低い環境（例えば、冬季）において、前記電池本体の温度が比較的低いので、前記電池本体の化学反応に不利であり、直接に充放電すらできない。前記温度センサーは、前記電池本体の温度が比較的低いことを検出し、前記温度センサーは、前記温度信号を前記制御ユニット７に伝送し、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を作動するように制御する。ここで、前記第１の加熱部材５が前記電池本体を直接に加熱することができるので、前記電池本体の温度を急速に上昇させることができる。同時に、前記第２の加熱部材６は、前記熱伝導ユニット４を加熱し、前記熱伝導ユニット４は、熱を前記電池本体に伝導することが出来る。これにより、設けられた前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６により、前記電池本体を急速且つ均一的に加熱することができる。前記電池本体の温度が所定の温度値に達した場合に、前記電池モジュール１００は、充放電することができると同時に、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を加熱を停止するように制御することができる。これにより、低温環境で電池本体を急速に予熱することができ、電池モジュール１００が正常的に充放電できることが確保され、電池モジュール１００の充放電性能を向上させることができる。
本発明の実施例に係る電池モジュール１００は、設けられた第１の加熱部材５により電池本体を加熱し、設けられた熱伝導ユニット４がアウターケースと電池本体との間に熱伝導的に接続され、設けられた第２の熱伝導部材４２により熱伝導ユニット４を加熱し、設けられた温度センサーにより電池本体の温度を検出する。これにより、電池モジュール１００の制御ユニット７は、温度センサーによってフィードバックされた温度信号に基づいて、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱する又は加熱を停止するように制御することができる。これにより、環境温度が比較的低い場合に、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱するように制御することができる。ここで、第１の加熱部材５は、電池本体を直接に加熱することができ、第２の加熱部材６は、熱伝導ユニット４を介して熱を電池本体に伝導することができる。これにより、低温環境で電池本体を予熱することができ、電池モジュール１００が正常的に充放電できることが確保され、電池モジュール１００の充放電性能を向上させることができる一方、環境温度が比較的高い場合に、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱を停止するように制御し、熱伝導ユニット４を介して電池本体によって生成された熱をアウターケースに伝導して、電池本体によって生成された熱を速やか且つ効果的に放散することができ、電池モジュール１００の使用寿命を伸ばし、使用安定性及び安全性を向上させることができる。
以下、図１〜図７を参照しながら本発明の実施例に係る電池モジュール１００を詳しく説明する。
図１〜図７を参照し、前記電池モジュール１００は、電池本体と、アウターケースと、熱伝導ユニット４と、第１の加熱部材５と、第２の加熱部材６と、温度センサーと、制御ユニット７と、を含む。
図１及び図２を参照し、前記アウターケースは略直方体である。前記アウターケースは、前后に間隔をあけて設けられた前側板１１及び後側板１２、左右に間隔をあけて設けられた左側板１３及び右側板１４、及び前記アウターケースの頂部をカバーするトップカバー１５を含む。前記左側板１３は、前記前側板１１の左端及び前記後側板１２の左端に接続され、前記右側板１４は、前記前側板１１の右端及び前記後側板１２の右端に接続され、前記左側板１３の下部及び前記右側板１４の下部がいずれも内へ凹むように構成される。前記アウターケースの底部が、水平に設けられた複数の第１の筋１６が互いに交差して構成され、互いに交差される複数の前記第１の筋１６には、複数の第２の筋１７が鉛直に設けられて前記アウターケースの底部を補強する。前記アウターケースの八つの隅角には、それぞれＬ字状のゴムガスケット１８が設けられ、前記ゴムガスケット１８は、前記アウターケースが磨耗されること、又は落ちるときに衝突することを防止することができる。
図１〜図７を参照し、前記電池本体は、インナーケース２及び複数の電池セル３を含む。前記インナーケース２は直方体である。前記インナーケース２は、前后に間隔をあけて設けられた第１の側板２１及び第２の側板２２、左右に間隔をあけて設けられた第３の側板２３及び第４の側板２４を含む。前記第３の側板２３は、前記第１の側板２１の左端及び前記第２の側板２２の左端に接続され、前記第４の側板２４は、前記第１の側板２１の右端及び前記第２の側板２２の右端に接続され、前記第１の側板２１及び前記第２の側板２２によって前記インナーケース２の側壁が構成され、前記第３の側板２３及び前記第４の側板２４によって前記インナーケース２の端壁が構成される。前記インナーケース２内には、左右方向に間隔をあけて設けられた複数の仕切り板２５が設けられる。各前記仕切り板２５の前端及び后端が、それぞれ前記第１の側板２１及び前記第２の側板２２に接続され、前記インナーケース２及び複数の前記仕切り板２５によって互いに間隔をあけた複数の収容空間２６が区画され、複数の前記電池セル３は、それぞれ複数の前記収容空間２６内に設けられる。
図１〜図６を参照し、前記熱伝導ユニット４は、２組を含む。２組の前記熱伝導ユニット４は、前記電池本体の周方向に沿って間隔をあけて設けられる。各組の前記熱伝導ユニット４は、互いに熱伝導的に接続された第１の熱伝導部材４１と第２の熱伝導部材４２と、ヒートパイプ４３とを含む。前記第１の熱伝導部材４１は、前記インナーケース２の側壁に熱伝導的に接続され、前記第１の熱伝導部材４１は平板状である。前記第２の熱伝導部材４２は前記端壁に隣接する。前記第２の熱伝導部材４２は前記アウターケースに熱伝導的に接続される。前記第２の熱伝導部材４２は平板状である。
引き続き図３〜図６を参照し、各組の前記熱伝導ユニット４は、３つのヒートパイプ４３を含み、各前記ヒートパイプ４３は、第１の端、及び前記第１の端に湾曲して接続される第２の端を含む。前記ヒートパイプ４３の第１の端が前記第１の熱伝導部材４１に接続され、前記ヒートパイプ４３の第２の端が前記第２の熱伝導部材４２に接続される。前記第２の熱伝導部材４２には溝４２１が設けられ、前記ヒートパイプ４３の第２の端が前記溝４２１内に結合される。これにより、前記ヒートパイプ４３と前記第２の熱伝導部材４２との熱交換面積が大きくなる。前記３つのヒートパイプ４３は上下方向に沿って間隔をあけて設けられ、各前記ヒートパイプ４３の第１の端が前記第１の熱伝導部材４１の長手方向（「前記第１の熱伝導部材４１の長手方向」とは、前記第１の熱伝導部材４１が前記インナーケース２の周方向に沿って延伸する方向である）に沿って延伸し、各前記ヒートパイプ４３の第２の端が前記第２の熱伝導部材４２の長手方向（「前記第２の熱伝導部材４２の長手方向」とは、前記第２の熱伝導部材４２が前記インナーケース２の周方向に沿って延伸する方向である）に沿って延伸する。
図１、図３〜図６を参照すると、前記第１の加熱部材５は、加熱板又は加熱膜であり、前記第１の加熱部材５は複数である。前記第２の加熱部材６は加熱板又は加熱膜であり、前記第２の加熱部材６は２つである。
以下、図１〜図７を参照しながら発明の実施例に係る電池モジュール１００の組立過程を説明する。
図５〜図７を参照し、複数の前記第１の加熱部材５は、それぞれ複数の前記仕切り板２５の左側壁及び右側壁に密着され、２つの前記第２の加熱部材６は、それぞれ２つの前記熱伝導ユニット４の２つの前記第２の熱伝導部材４２に密着される。
図３〜図６を参照し、２組の前記熱伝導ユニット４が組み立てられる。各組の前記熱伝導ユニット４における３つの前記ヒートパイプ４３の第１の端が前記第１の熱伝導部材４１に接続され、前記ヒートパイプ４３の第２の端が前記第２の熱伝導部材４２の溝４２１内に結合される。２組の前記熱伝導ユニット４が組み立てられた後、２組の前記熱伝導ユニット４における２つの前記第１の熱伝導部材４１の最大平面がそれぞれ前記インナーケース２の第１の側板２１及び第２の側板２２に密着され、２組の前記熱伝導ユニット４における２つの前記第２の熱伝導部材４２が、それぞれ前記インナーケース２の第３の側板２３及び第４の側板２４に隣接され、前記第２の熱伝導部材４２の前記第２の加熱部材６が密着された側壁が前記インナーケース２に向けられる。
図１及び図２を参照し、上記組み立てられた前記電池本体及び前記熱伝導ユニット４は、前記アウターケース内に置かれ、２組の前記熱伝導ユニット４における２つの前記第２の熱伝導部材４２は、それぞれ前記アウターケースの前記左側板１３の内壁及び前記右側板１４の内壁に密着される。複数の前記電池セル３は、それぞれ前記インナーケース２の複数の前記収容空間２６内に配置される。
図１及び図３を参照し、前記制御ユニット７は、前記電池本体の上方に置かれ、前記制御ユニット７は、ハーネスを介してそれぞれ複数の前記第１の加熱部材５、２つの前記第２の加熱部材６、前記温度センサー、及び複数の前記電池セル３に電気的に接続される。最後に、前記トップカバー１５が前記アウターケースの頂部を被って設けられ、前記電池モジュール１００の組立が完了する。
本発明の有益な効果が以下の通りである。
１）設けられた第１の加熱部材５、第２の加熱部材６、及び熱伝導ユニット４、並びに設けられた温度センサー及び制御ユニット７により、電池モジュール１００は、低温環境で急速に予熱されてから、そして充放電することができ、これにより、電池モジュール１００が低温環境で正常的に充放電することが確保され、電池モジュール１００の充放電性能を向上させることができるとともに、電池モジュール１００が高温環境で熱伝導ユニット４を介して電池本体によって生成された熱をアウターケースに伝導することができ、これにより、急速且つ効果的に電池本体によって生成された熱を放散することができ、電池モジュール１００の使用寿命を伸ばし、使用安定性及び安全性を向上させることができる。
２）熱伝導ユニット４における第１の熱伝導部材４１及び第２の熱伝導部材４２がいずれも平板状に設けられることにより、熱伝導面積を大きくし、熱伝導効果を向上させることができる。
３）ヒートパイプ４３が第１の熱伝導部材４１と第２の熱伝導部材４２との間に設けられることにより、ヒートパイプ４３の原理を利用して急速に熱伝導することできるとともにリサイクルすることもできる。
４）第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６が加熱膜又は加熱板として設けられることにより、加熱效率及び加熱の均一性を向上させることができる。
５）第１の加熱部材５の加熱電力を第２の加熱部材６の加熱電力より小さくすることにより、電池本体を加熱するとき、熱が第２の加熱部材６から電池本体に伝導されることを確保することができるため、加熱効率が確保されるとともにエネルギーの無駄使いが回避される。
他の実施例において、前記熱伝導ユニット４は複数の組を含み、複数の組の前記熱伝導ユニット４は、前記電池本体の高さ方向に沿って間隔をあけて設けられる。
他の実施例において、各組の熱伝導ユニット４は、１つのヒートパイプ４３のみを含んでもよい。ヒートパイプ４３はフラットパイプ状に形成されてもよい。
他の実施例において、前記第２の加熱部材６は、半導体加熱片（又は半導体冷却片）であり、前記半導体加熱片は、２つの前記熱伝導ユニット４における２つの前記第２の熱伝導部材４２とアウターケースとの間に密着され、前記半導体加熱片は、それを流れる電流の流れ方向を変更することができるため、前記半導体加熱片の前記電池本体に向かっている面が加熱面であってもよい。
以下、本発明の実施例に係る電池モジュール１００の充放電制御方法を説明する。
前記電池モジュール１００の充放電制御方法は、以下のステップＳ０１とステップＳ０２とを含む。ステップＳ０１において、前記制御ユニット７は、前記温度センサーから送信された温度信号を受信する。前記温度信号は、前記温度センサーが前記電池本体の温度に基づいて生成されたものである。電池本体が複数の電池セル３を含む場合、前記電池本体の温度は、複数の前記電池セル３の平均温度である。
ステップＳ０２において、前記制御ユニット７は、受信した温度信号に対応する温度Ｔｘを判断する。前記温度Ｔｘは、電池本体の温度を表すことができ、前記温度Ｔｘが温度Ｔ０以下である場合に、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５を前記電池本体を加熱するように制御し、前記制御ユニット７は、前記第２の加熱部材６を前記熱伝導ユニット４を加熱するように制御する。前記温度Ｔ０は温度閾値であり、例えば、１５℃〜２０℃であってもよい。
例えば、温度センサーが、電池本体の温度Ｔｘが前記温度Ｔ０以下であることを検出した場合に、制御ユニット７は、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱するように制御することができ、これにより、電池本体を急速に予熱することができ、電池モジュール１００が充放電する前に適切な温度を有することを確保し、電池モジュール１００の充放電性能を確保することができる。
本発明の実施例に係る上記電池モジュール１００の充放電制御方法によれば、電池モジュール１００が充放電する前に、温度センサーにより電池本体の温度を検出し、検出された電池本体の温度が所定の温の閾値以下である場合に、制御ユニット７は、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱するように制御することにより、低温環境で電池本体を予熱することができ、当該充放電制御方法が簡単であり、信頼性が高く、電池モジュール１００の正常的な充放電を確保することができるとともに、電池モジュール１００の充放電性能を向上させることもできる。
本発明の一部の実施例において、前記温度Ｔｘが前記温度Ｔ０を超えた場合に、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５を前記電池本体を加熱しないように制御し、前記制御ユニット７は、前記第２の加熱部材６を前記熱伝導ユニット４を加熱しないように制御する。これにより、電池本体の過熱を防止し、エネルギーの無駄使いを防止することができる。
例えば、低温環境で電池本体を予熱する必要があり、電池本体の温度が前記温度Ｔ０まで加熱された場合に、電池本体が充放電し、電池本体の充放電中に熱を生成することができる。電池本体の温度が前記温度Ｔ０より大きい場合に、前記制御ユニット７は、前記第１の加熱部材５及び前記第２の加熱部材６を加熱を停止するように制御することにより、電池本体の温度を適切な範囲に維持することができるとともに、エネルギーの無駄使いを回避することもできる。
また、例えば、高温環境で電池本体の温度が前記温度Ｔ０より大きい場合に、電池本体を予熱する必要がない。この場合に、制御ユニット７は、第１の加熱部材５及び第２の加熱部材６を加熱しないように制御することにより、電池本体の過熱を防止することができる。
本発明の第３の側面の実施例に係る無人航空機は、本発明の上記第１の側面の実施例に係る電池モジュール１００を含み、前記電池モジュール１００は前記無人航空機に動力を提供することができる。
本発明の実施例に係る無人航空機によれば、上記電池モジュール１００が設けられることにより、無人航空機の全体の性能を向上させることができる。
本発明の説明において、「一実施例」、「一部の実施例」、「例」、「具体的な例」、或いは「一部の例」などの用語を参考した説明とは、該実施例或いは実施例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一実施例或いは例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同一の実施例或いは例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか１つ或いは複数の実施例又は実施例において適切に組み合わせることができる。さらに、互いに矛盾しない場合、当業者であれば、本明細書で記載された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例示的特徴を結合する及び組み合わせることができる。
以上、本発明の実施例を示して説明したが、なお、上記実施例は例示的なものであり、本発明を限定するものではないと理解してはいけない。当業者であれば、本発明の範囲内で、上記実施例についての変更、修正、取替及び変形を行うことができる。

Claims (12)

  1. 電池本体と、
    内部に前記電池本体が設けられるアウターケースと、
    前記アウターケースと前記電池本体との間に熱伝導的に接続される熱伝導ユニットと、
    前記電池本体に接続されて前記電池本体を加熱する第１の加熱部材と、
    前記熱伝導ユニットに接続されて前記熱伝導ユニットを加熱する第２の加熱部材と、
    前記電池本体の温度を検出し、検出された前記電池本体の温度に基づいて温度信号を生成する温度センサーと、
    前記第１の加熱部材、前記第２の加熱部材、及び前記温度センサーに電気的に接続され、前記温度信号を受信し、前記温度信号に基づいて前記第１の加熱部材及び前記第２の加熱部材を制御する制御ユニットと、
    を含む、
    ことを特徴とする電池モジュール。
  2. 前記熱伝導ユニットは、互いに熱伝導的に接続される第１の熱伝導部材及び第２の熱伝導部材を含み、前記電池本体は、側壁及び前記側壁の一端に接続される端壁を含み、前記第１の熱伝導部材は、前記側壁に熱伝導的に接続され、前記第２の熱伝導部材は、前記端壁に隣接され、前記第２の熱伝導部材は、前記アウターケースに熱伝導的に接続される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記熱伝導ユニットは、前記第１の熱伝導部材に接続される第１の端と、前記第１の端に湾曲して接続されるとともに、前記第２の熱伝導部材に接続される第２の端と、を含むヒートパイプをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  4. 前記ヒートパイプは複数であり、複数の前記ヒートパイプは、間隔をあけて設けられ、各前記ヒートパイプのそれぞれの第１の端が、前記第１の熱伝導部材の長手方向に沿って延びており、各前記ヒートパイプのそれぞれの第２の端が、前記第２の熱伝導部材の長手方向に沿って延びている、
    ことを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 前記第１の加熱部材の加熱電力が、前記第２の加熱部材の加熱電力より小さい、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池モジュール。
  6. 前記熱伝導ユニットは、複数組であり、複数組の前記熱伝導ユニットは、前記電池本体の周方向又は高さ方向に沿って間隔をあけて設けられる、
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電池モジュール。
  7. 前記第２の加熱部材は、加熱板又は加熱膜又は半導体加熱片である、
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電池モジュール。
  8. 前記電池本体は、インナーケース及び複数の電池セルを含み、前記インナーケースは、前記端壁及び前記側壁を含み、前記インナーケース内には、互いに間隔をあけた複数の収容空間が区画され、複数の前記電池セルは、それぞれ前記複数の収容空間内に設けられる、
    ことを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  9. 請求項１〜８のいずれかに記載の電池モジュールの充放電制御方法であって、前記方法は、
    前記制御ユニットが、前記温度センサーによって送信された、前記温度センサーが前記電池本体の温度に基づいて生成した温度信号を受信するステップＳ０１と、
    前記温度信号に対応する温度Ｔｘが温度閾値である温度Ｔ０以下である場合に、前記制御ユニットが、前記第１の加熱部材を前記電池本体を加熱するように制御し、前記制御ユニットが、前記第２の加熱部材を前記熱伝導ユニットを加熱するように制御するステップＳ０２と、
    を含む、
    ことを特徴とする電池モジュールの充放電制御方法。
  10. 前記温度Ｔｘが前記温度Ｔ０を超えた場合に、前記制御ユニットは、前記第１の加熱部材を前記電池本体を加熱しないように制御し、前記制御ユニットは、前記第２の加熱部材を前記熱伝導ユニットを加熱しないように制御する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 前記温度Ｔ０が１５℃〜２０℃である、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 請求項１〜８のいずれかに記載の電池モジュールを含む、
    ことを特徴とする無人航空機。
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