本發(fā)明涉及一種電池箱，具體涉及一種兼具保溫和散熱功能的電池箱。

背景技術(shù)：

鋰離子電池以其高能量密度、高循環(huán)壽命、大電流充放電特性以及無污染等優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于電動汽車、機器人、電動工具等需要提供大電流應(yīng)用場合。然而，在實際野外作業(yè)使用過程中，由于鋰離子的電極/電解液界面電化學(xué)反應(yīng)與溫度有極大的關(guān)聯(lián)性，在高、低溫情況下，其放電輸出功率存在極大差異，從而限制了鋰電池在嚴酷條件下的應(yīng)用；另一方面，過高或者過低的溫度對鋰電池的運行安全也會產(chǎn)生極大影響。

在溫度低于0度時，鋰電池的電極反應(yīng)速率會明顯下降，放電時可放電電流急劇下降，從而輸出功率也隨之下降；低溫充電時，鋰離子則很容易產(chǎn)生結(jié)晶析出，刺穿隔膜造成內(nèi)部短路。溫度升高后，電解液液活性增加，鋰電池可放電容量會隨之增加，但溫度過高時，則會破壞電池電化學(xué)平衡；高溫下對鋰電池進行充放電操作，易造成熱失控損壞電池，嚴重時造成脹鼓、燃燒等事故，因此，研發(fā)一種具有保溫和散熱功能的電池箱十分重要。

如專利CN 205960072 U，名稱為《一種可變熱阻式電池箱》，公開了一種可變熱阻式電池箱，包括有上殼體與下殼體，殼體內(nèi)設(shè)有電芯，殼體與電芯間設(shè)空氣隔熱層，殼體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動空氣隔熱層內(nèi)空氣流動的風(fēng)扇，風(fēng)扇驅(qū)動空氣先后流經(jīng)電芯表面和殼體內(nèi)壁，殼體內(nèi)壁吸收的熱量通過殼體向外散發(fā)。此電池箱用風(fēng)扇將電芯與殼體之間的空氣進行密閉循環(huán)，通過殼體將熱傳導(dǎo)出去，達到散熱的功能，同時密閉空間也能達到保溫的功能，但是此種保溫和散熱方法容易使電池在極低或極高的溫度條件下失效，使電池箱的保溫和散熱得不到保障，鑒于此，急需開發(fā)一種在極端氣候條件下保溫和散熱功能較好的電池箱。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種電池箱，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有電池組，所述殼體為雙層殼體，其內(nèi)層與外層之間設(shè)有若干相互連通的通道，所述殼體上設(shè)有至少兩個與所述通道相連通的閥門，至少一所述閥門的流通方向向內(nèi)，至少一所述閥門的流通方向向外。

進一步，所述通道設(shè)于所述殼體內(nèi)的四周上。

進一步，還包括閥門控制器，其與壓力傳感器和所述閥門的開關(guān)相連，所述壓力傳感器用于檢測所述通道內(nèi)的壓力，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力值大于所述通道內(nèi)的壓力閾值時，所述閥門控制器控制至少一流通方向向外的所述閥門開啟。

進一步，還包括溫度傳感器，其與所述閥門控制器相連，所述溫度傳感器用于檢測所述通道內(nèi)的溫度，當(dāng)所述溫度傳感器檢測到的溫度值大于所述通道內(nèi)的溫度閾值時，所述閥門控制器控制至少一流通方向向內(nèi)的所述閥門開啟且控制至少一流通方向向外的所述閥門開啟。

進一步，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力值小于所述通道內(nèi)的壓力閾值且所述溫度傳感器檢測到的溫度值小于所述通道內(nèi)的溫度閾值時，所述閥門控制器控制所述閥門關(guān)閉。

進一步，在一流通方向向外的所述閥門上連接氣泵，通過所述氣泵抽取所述通道內(nèi)的空氣，使其內(nèi)部形成負壓。

進一步，所述閥門為雙向閥門。

進一步，所述閥門上設(shè)有防塵布。

進一步，所述殼體的底部設(shè)有若干筋條。

進一步，所述殼體的內(nèi)壁與所述電池組之間填充有相變材料。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：1.設(shè)置所述通道與所述閥門連接，使外部空氣與所述通道形成了氣流通道，通過空氣循環(huán)帶走多余熱量，起到冷卻的作用，在所述閥門關(guān)閉的狀態(tài)下，實現(xiàn)了隔熱保溫的作用；2、所述殼體內(nèi)的四周都設(shè)有相互連通的所述通道，這樣，當(dāng)空氣流通過所述通道時，能夠使所述殼體的四周都充滿流通的空氣，散熱效果更好；3、所述閥門優(yōu)選雙向閥門，增加了選擇的多樣性，可根據(jù)箱體內(nèi)部溫度的不同情況選擇流通方向向內(nèi)或向外閥門的個數(shù)；4、可通過所述閥門抽取所述通道內(nèi)的空氣，使所述通道內(nèi)形成一定負壓，實現(xiàn)更佳的隔熱保溫效果；5、通過設(shè)置所述壓力傳感器檢測所述通道內(nèi)的壓力，在檢測值大于壓力閾值時，所述控制器控制流通方向向外的所述閥門開啟來釋放壓力，能夠避免在所述通道內(nèi)的溫度過高時，使內(nèi)部空氣膨脹，發(fā)生爆炸的危險；6、通過設(shè)置所述溫度傳感器檢測所述通道內(nèi)的溫度，在溫度過高時，所述控制器控制所述閥門自動轉(zhuǎn)向排風(fēng)冷卻的方向，達到散熱的功能；7、在所述閥門的出口處設(shè)有防塵布，能夠用于阻擋外界空氣中的灰塵或者大顆粒物質(zhì)進入所述通道內(nèi)，以防堵塞所述通道。

附圖說明

圖1為實施例一中電池箱的部分爆炸圖；

圖2為本發(fā)明電池箱的剖面正視圖；

圖3為本發(fā)明控制器的控制電路圖；

圖4為本發(fā)明主加熱器加熱時的溫控框圖；

圖5為本發(fā)明輔助加熱器加熱時的溫控框圖；

圖6為本發(fā)明電池組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為實施例四中電池箱的部分爆炸圖；

圖8為本發(fā)明電池箱的正面剖視圖；

圖9為本發(fā)明電池箱的反面剖視圖；

圖10為本發(fā)明閥門控制器的電路控制圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。

實施例一

請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，其分別為本發(fā)明電池箱的部分爆炸圖、電池箱的剖面正視圖、控制器的控制電路圖以及主加熱器加熱時的溫控框圖。

結(jié)合圖1和圖2所示，一種電池箱，包括殼體1；主加熱器2；控制器3；電池組4，其浸沒在相變材料5內(nèi)。

結(jié)合圖3和圖4所示，所述控制器3分別通過第一溫度傳感器31獲取所述殼體1外部的大氣環(huán)境溫度、通過第二溫度傳感器32獲取所述主加熱器2的溫度，通過其內(nèi)置的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33采集所述電池組4的電壓信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電壓值，當(dāng)所述第一溫度傳感器31檢測到的溫度數(shù)值小于預(yù)置的第一溫度區(qū)間、所述第二溫度傳感器32檢測到的溫度數(shù)值小于預(yù)置的第二溫度區(qū)間并同時所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值大于預(yù)置的第一電壓區(qū)間時，所述控制器3啟動所述主加熱器2工作，將其熱量傳遞給所述相變材料5進行儲能，作為優(yōu)選，在所述主加熱器2與相變材料5(圖1未畫出)之間設(shè)有導(dǎo)熱板21，利于所述主加熱器2的熱量傳導(dǎo)給所述相變材料5，有利于所述相變材料5散發(fā)的熱量通過所述導(dǎo)熱板21散發(fā)到所述殼體1的外部。

其中，所述電池組4封裝于所述相變材料5內(nèi)，能夠達到直接儲能保溫的效果，所述相變材料5采用高分子復(fù)合相變材料，其相變溫度為40-50℃，具有絕緣的特性，能夠直接與所述電池組4一起封裝；具有阻燃的特性，使用時安全可靠；具有高的導(dǎo)熱系數(shù)(導(dǎo)熱系數(shù)K>0.8)，能夠?qū)⑺鲭姵亟M4的熱量通過所述相變材料5傳導(dǎo)于所述殼體1的內(nèi)壁，經(jīng)所述殼體1將熱量擴散到外界。

舉例如下：所述第一溫度傳感器31檢測到的環(huán)境溫度值為T₁，預(yù)置的第一溫度區(qū)間為20℃≤T≤25℃；所述第二溫度傳感器32檢測到的主加熱器的溫度數(shù)值為T₂，預(yù)置的第二溫度區(qū)間為40℃≤T≤45℃；所述控制器3內(nèi)置的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值為U₁，預(yù)置的第一電壓區(qū)間為25.2V≤U≤26.4V，當(dāng)所述控制器同時檢測到T₁<20℃，T₂<40℃，U>26.4V時，所述控制器3啟動所述主加熱器2進入工作狀態(tài)。

本發(fā)明的所述控制器3在控制前，需完成自檢和初始化，以保證所述控制器3能夠正常穩(wěn)定工作，自檢和初始化需在所述電池箱連接有外部充電器或開啟了電池開關(guān)的狀態(tài)下運行；通過檢測大氣環(huán)境溫度，確保所述電池箱處于合適溫度的環(huán)境中；通過檢測所述主加熱器2的溫度來避免所述相變材料5被過度加熱；通過判斷所述電池組4的電壓(U>26.4V,表明有外部充電器接入)，確保所述主加熱器2在接入外部充電器時啟動。

本發(fā)明的電池箱，通過所述加熱器2加熱，將其熱量熱傳導(dǎo)給高儲熱值的所述相變材料5，由于所述電池組4浸沒于所述相變材料5內(nèi)，這樣可以確保在低耗的情況下，還能維持所述電池組4各個區(qū)域溫度的均衡，使其能夠應(yīng)用于-20℃～-40℃的極低的溫度環(huán)境下。

實施例二

如上所述的一種電池箱，本實施例與其不同之處在于，如圖4所示，當(dāng)所述第一溫度傳感器31檢測到的溫度數(shù)值介于預(yù)置的第一溫度區(qū)間或所述第二溫度傳感器32檢測到的溫度數(shù)值介于預(yù)置的第二溫度區(qū)間或所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值介于預(yù)置的第一電壓區(qū)間時，所述控制器3控制所述主加熱器2維持原有的狀態(tài)。

當(dāng)所述第一溫度傳感器31檢測到的溫度數(shù)值大于預(yù)置的第一溫度區(qū)間或所述第二溫度傳感器32檢測到的溫度數(shù)值大于預(yù)置的第二溫度區(qū)間或所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值小于預(yù)置的第一電壓區(qū)間時，所述控制器3控制所述主加熱器2停止工作。

舉例如下：所述第一溫度傳感器31檢測到的環(huán)境溫度值為T₁，預(yù)置的第一溫度區(qū)間為20℃≤T≤25℃；所述第二溫度傳感器32檢測到的主加熱器2的溫度數(shù)值為T₂，預(yù)置的第二溫度區(qū)間為40℃≤T≤45℃；所述控制器3內(nèi)置的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值為U₁，預(yù)置的第一電壓區(qū)間為25.2V≤U≤26.4V，當(dāng)所述控制器3檢測到T₁、T₂、U₁中的任意一項介于上述各自對應(yīng)的區(qū)間時，所述控制器3則控制所述主加熱器2維持原有的狀態(tài)，當(dāng)所述控制器3檢測到T₁>25℃或T₂>45℃或U₁<25.2V的任意一項時，所述控制器3控制所述主加熱器2停止工作。

本發(fā)明通過檢測環(huán)境溫度或主加熱器溫度或電池組電壓的方式使所述主加熱器2停止工作，能夠避免所述電池箱超出一定閾值范圍時，還對主加器2進行加熱。

實施例三

如上所述的一種電池箱，本實施例與其不同之處在于，如圖6所示，其為電池組的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖5和圖6所示，一種電池箱還包括輔助加熱器6，其與所述控制器3相連，所述控制器3通過第三溫度傳感器34獲取所述電池組4的溫度，當(dāng)所述第三溫度傳感器34檢測到的溫度數(shù)值小于預(yù)置的第三溫度區(qū)間并同時所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值大于預(yù)置的第二電壓區(qū)間時，所述控制器3啟動所述輔助加熱器6工作，使其直接對所述電池組4進行加熱。本實施例優(yōu)選，所述輔助加熱器設(shè)于所述電池組4的內(nèi)部，利于所述輔助加熱器6直接對其加熱。

當(dāng)所述第三溫度傳感器34檢測到的溫度數(shù)值介于預(yù)置的第三溫度區(qū)間或所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值介于預(yù)置的第二電壓區(qū)間時，所述控制器3控制所述輔助加熱器6維持原有的狀態(tài)。

當(dāng)所述第三溫度傳感器34檢測到的溫度數(shù)值大于預(yù)置的第三溫度區(qū)間或所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值小于預(yù)置的第二電壓區(qū)間時，所述控制器3控制所述輔助加熱器6停止工作。

舉例如下：所述第三溫度傳感器34檢測到的電池組溫度值為T₃，預(yù)置的第三溫度區(qū)間為5℃≤T≤6℃；所述控制器3內(nèi)置的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路33檢測到的電壓值為U₁，預(yù)置的第二電壓區(qū)間為25.2V≤U≤25.6V，當(dāng)所述控制器3檢測到T₃<5℃并同時U₁>25.6V時，所述控制器3則啟動所述輔助加熱器6進入工作狀態(tài)，當(dāng)所述控制器3檢測到T₃、U₁中的任意一項介于上述各自對應(yīng)的區(qū)間時，所述控制器3則控制所述輔助加熱器6維持原有的狀態(tài)，當(dāng)所述控制器3檢測到T₁>6℃或U₁<25.2V的任意一項時，所述控制器3控制所述輔助加熱器6停止工作。

本實施例中，所述輔助加熱器6啟動的判據(jù)是電池組溫度和電池組電壓兩個條件，當(dāng)電池組溫度偏低，而加熱回路電壓大于最低啟動電壓時就可以啟動所述輔助加熱器6。

所述輔助加熱器6的電源可以是外部充電器，當(dāng)檢測到U>26.4V時，表明有外部充電器接入，此時，若所述電池組4的溫度較低，則啟動所述輔助加熱器6工作對所述電池組4直接進行加熱，保證所述電池組4能夠滿足最低充電工作溫度的條件，避免低溫充電對電池組造成永久損壞；所述輔助加熱器6的電源也可以是所述電池組4提供的能量，當(dāng)檢測到U<26.4V時，表明未接入外部充電器，此時，所述主加熱器2停止工作，若所述電池組4的溫度較低，則利用所述電池組4自身儲存的電能來進行加熱，再通過導(dǎo)熱材料直接對所述電池組4進行加熱，是一種犧牲部分性能來保證剩余供電能力的策略，直接加熱也確保了其效用的最大化。

本發(fā)明的電池箱，在有外部充電器連接的情況下，通過所述主加熱器2和所述輔助加熱器6的配合，確保所述電池組4能夠滿足最低工作溫度的條件；在無外部充電器的情況下，也能夠利用所述電池組自身儲存的電能來進行加熱，確保了所述電池組4在極端氣候條件下的放電性能。

實施例四

請參閱圖7、圖8、圖9所示，其分別為本發(fā)明電池箱的部分爆炸圖、電池箱的正面剖視圖和電池箱的反面剖視圖。

結(jié)合圖7至圖9所示，一種電池箱，包括殼體1，所述殼體1為雙層殼體，其內(nèi)層與外層之間設(shè)有若干相互連通的通道11，所述殼體1上設(shè)有兩個與所述通道11相連通的閥門，一所述閥門的流通方向向內(nèi)，一所述閥門的流通方向向外。

具體為，結(jié)合圖7至圖9所示，所述殼體1上設(shè)有兩個閥門，其分別串聯(lián)于所述通道11上，其中，一個所述閥門12能夠用于控制空氣的進入，另一個所述閥門13能夠用于控制空氣的流出，當(dāng)兩個所述閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述通道11內(nèi)的空氣處于不流通的狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)隔熱保溫的效果；如圖7和圖8所示，圖中箭頭所指的方向為空氣流動的方向，當(dāng)兩個所述閥門都處于開啟狀態(tài)，即一所述閥門12的流通方向向內(nèi)，另一所述閥門13的流通方向向外，外部空氣經(jīng)由一所述閥門12、殼體內(nèi)部的通道11、再經(jīng)由另一所述閥門13回到外部空間，這種外部空氣與所述通道11形成的氣流通道，能夠通過空氣循環(huán)帶走多余熱量，起到冷卻的作用。

作為優(yōu)選，本實施例在所述殼體1內(nèi)的四周都設(shè)有相互連通的所述通道11，這樣，當(dāng)空氣流通過所述通道11時，能夠使所述殼體1的四周都充滿流通的空氣，散熱效果更好。

作為優(yōu)選，本實施例的所述閥門優(yōu)選為雙向閥門，由于所述雙向閥門的流通方向既可以向外，也可以向內(nèi)，因此，當(dāng)所述殼體1上安裝有多個所述雙向閥門時，能夠隨機選擇至少一所述閥門的流通方向向內(nèi)，至少一所述閥門的流通方向向外，如:當(dāng)安裝有四個所述雙向閥門時，可以選擇一個所述閥門的流通方向向內(nèi)，一個所述閥門的流通方向向外，其他閥門關(guān)閉；或者也可以選擇一個所述閥門的流通方向向內(nèi)，其余三個所述閥門的流通方向向外或者其他選擇方式，所述雙向閥門的設(shè)置，增加了選擇的多樣性，選擇的情況可根據(jù)箱體內(nèi)部溫度的不同情況進行選擇。

作為優(yōu)選，在所述閥門的出口處設(shè)有防塵布(圖中未畫出)，用于阻擋外界空氣中的灰塵或者大顆粒物質(zhì)進入所述通道11內(nèi)，以防堵塞所述通道11。

進一步，本實施例還可通過所述閥門抽取所述通道11內(nèi)的空氣，使所述通道11內(nèi)形成一定負壓，實現(xiàn)更佳的隔熱保溫效果，具體為，保持一所述閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，在另一流通方向向外的所述閥門上連接氣泵，通過所述氣泵抽取所述通道11內(nèi)的空氣，使所述通道11內(nèi)達到一定的負壓。

本實施例中，所述閥門的數(shù)量不僅僅限于兩個，還可以為兩個以上，其中，至少一個所述閥門的流通方向向內(nèi)，至少一個所述閥門的流通方向向外。

實施例五

如上所述的一種電池箱，本實施例與其不同之處在于，如圖10所示，其為閥門控制器的電路控制圖，一種電池箱，還包括閥門控制器7，其與所述壓力傳感器71和所述閥門的開關(guān)72相連，所述壓力傳感器71用于檢測所述通道11內(nèi)的壓力，當(dāng)所述壓力傳感器71檢測到的壓力值大于所述通道11內(nèi)的壓力閾值時，所述閥門控制器3控制至少一流通方向向外的所述閥門的開啟。

本實施例，通過設(shè)置所述壓力傳感器71檢測所述通道11內(nèi)的壓力，在檢測值大于壓力閾值時，所述控制器控制流通方向向外的所述閥門開啟來釋放壓力，能夠避免在所述通道11內(nèi)的溫度過高時，使內(nèi)部空氣膨脹，發(fā)生爆炸的危險。

實施例六

如上所述的一種電池箱，本實施例與其不同之處在于，如圖10所示，其為閥門控制器的電路控制圖，一種電池箱，還包括溫度傳感器73，其與所述閥門控制器3相連，所述溫度傳感器73用于檢測所述通道11內(nèi)的溫度，當(dāng)所述溫度傳感器73檢測到的溫度值大于所述通道11內(nèi)的溫度閾值時，所述閥門控制器3控制所述閥門轉(zhuǎn)向排風(fēng)冷卻；當(dāng)所述壓力傳感器71檢測到的壓力值小于所述通道11內(nèi)的壓力閾值且所述溫度傳感器73檢測到的溫度值小于所述通道11內(nèi)的溫度閾值時，所述閥門控制器3控制所述閥門關(guān)閉，以起到隔熱保溫的效果。

本實施例中，在溫度過高時，高導(dǎo)熱系數(shù)的所述相變材料5，能夠?qū)?nèi)部熱量傳導(dǎo)到所述殼體1的內(nèi)壁上，所述控制器3控制所述閥門自動轉(zhuǎn)向排風(fēng)冷卻的方向，達到散熱的功能，同時也能夠降低所述通道11內(nèi)的壓力；在溫度過低時，若所述壓力傳感器71檢測到的壓力值小于所述通道11內(nèi)的壓力閾值，則可控制所述閥門的關(guān)閉，以保證所述通道11內(nèi)的壓力處于安全狀態(tài)的情況下再使其內(nèi)部處于封閉的狀態(tài)，此時，所述通道11內(nèi)過低的溫度可通過所述殼體1內(nèi)儲存的相變材料5進行溫度補償。

實施例七

如上所述的一種電池箱，本實施例與其不同之處在于，如圖7所示，所述殼體1的底部設(shè)有若干筋條8，用于支撐所述殼體1內(nèi)部的重量。

上述實施例采用所述主加熱器2加熱、所述輔助加熱器6補償溫度，采用所述相變材料5直接封裝所述電池組4，實現(xiàn)儲熱、保溫的功能；所述殼體內(nèi)部循環(huán)的風(fēng)道加上自動化控制閥門的開啟方向?qū)崿F(xiàn)了空氣隔熱保溫和散熱降溫的雙重作用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。