一種電動汽車用超低溫鋰電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車用超低溫鋰電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油能源的短缺，人們環(huán)保意識的增強，近年來做為整車儲能裝置的動力鋰電池越來越備受關(guān)。動力電池是純電動汽車唯一的動力能源，它的工作性能和壽命受環(huán)境溫度的影響很大。動力電池的性能和使用壽命直接決定了電動汽車的性能和成本。
[0003]在低溫情況下，當(dāng)溫度降低到0°C以下時，動力鋰電池的充電(存在鋰離子在負極表面沉積還原，形成鋰枝晶導(dǎo)致電池短路的危險)變成了困難的行為，電池的放電性能也大幅的衰減，無論是放電的倍率還是放電的容量都大幅降低，因此電動汽車在寒冷地區(qū)的使用研究變得迫切起來。特別是鋰電池在低溫下充電或運行，即電池在低溫環(huán)境充放電下，電池的內(nèi)阻加大，放電電壓平臺降低，可充放容量減少，電池的充放電效率明顯減低，且對電池本身有一定的損害。
[0004]在高溫環(huán)境下，動力鋰電池內(nèi)部不可逆反應(yīng)物生成速度加快，不可逆反應(yīng)物的增多導(dǎo)致電池的可用容量的加速減少，當(dāng)電池的可用容量哀減到電池額定容量的80%時，電池的壽命將終結(jié)。
[0005]因此，對純電動汽車鋰電池的冷熱特性研究及冷熱管理系統(tǒng)的開發(fā)有著重要的意義。也就是說，純電動汽車用超溫鋰電池，即要解決鋰電池低溫充電和運行的加熱問題，同時也要解決運行一段時間后的散熱問題，缺一不可。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種電動汽車用超低溫鋰電池組，實現(xiàn)鋰電池組的超低溫運行，同時實現(xiàn)鋰電池組的不超溫運行，延長鋰電池組的使用壽命O
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種電動汽車用超低溫鋰電池組，包括由鋰電池組成的鋰電池組，鋰電池組設(shè)置在電池箱內(nèi)，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統(tǒng)；
[0009]所述的加熱裝置包括PTC加熱膜、溫度變送器、電池膜架、傳熱固定環(huán)，PTC加熱膜通過電池膜架固定在鋰電池上，溫度變送器通過傳熱固定環(huán)固定在鋰電池正極上，多個PTC加熱膜連接后由鋰電池組的任意一支鋰電池供電；
[0010]所述的散熱裝置包括風(fēng)扇、進風(fēng)口、出風(fēng)口、風(fēng)道，電池箱一側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，風(fēng)扇設(shè)置在進風(fēng)口處，電池箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)道；
[0011]所述的控制系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、藍牙發(fā)送器、藍牙接收器、DSP嵌入式微電腦、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器，嵌入式微電腦與藍牙發(fā)送器連接，DSP嵌入式微電腦與藍牙接收器、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器連接；溫度變送器將溫度信號發(fā)送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發(fā)送器發(fā)送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發(fā)送器發(fā)送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風(fēng)機調(diào)速器與風(fēng)扇連接，DSP嵌入式微電腦通過加熱控制器控制PTC加熱膜加熱，DSP嵌入式微電腦通過風(fēng)機調(diào)速器控制風(fēng)扇的開關(guān)。
[0012]所述的PTC加熱膜包括自限溫線、塑封膜，自限溫線塑封在塑封膜內(nèi)。
[0013]所述的DSP嵌入式微電腦與GPRS物聯(lián)網(wǎng)傳輸相連接。
[0014]所述的溫度變送器為DS18B20。
[0015]所述的嵌入式微電腦上設(shè)有I/O 口。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]此套自動加熱、保溫和散熱智能系統(tǒng)，適用于電動汽車用超低溫鋰電池組和溫升散熱的運行要求，具有如下有益效果:
[0018]1、采用隔膜加熱，鋰電池的加熱溫度可以保持均勻，合理安排自限溫PTC加熱膜的配置，免去復(fù)雜的控制系統(tǒng)，保證了鋰電池溫度的均勻性，實現(xiàn)了鋰電池組的超低溫運行；
[0019]2、采用了合理的鋰電池箱的智能通風(fēng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了鋰電池不超溫運行；
[0020]3、采用了一線總線制的數(shù)字式溫度變送器，方便的安放在電池的電極上，并采用了藍牙無線傳輸技術(shù)，其連線少，體積小，成本低，又兼顧了鋰電池的高低溫管理。其中，以8支單體鋰電池為一組，通過微電腦的一個I/O 口檢測，并采用一支單體鋰電池的3.2V為供電電源，可大大簡化測溫裝置；
[0021]4、本實用新型采用了 GPRS物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸技術(shù)(僅發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)的一個IP地址，無須另設(shè)接收裝置，可在不同互聯(lián)網(wǎng)上取得信息)，實時了解多臺電動汽車中鋰電池組的溫度狀態(tài)，即實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)功能。
【附圖說明】
[0022]圖1是單體鋰電池PTC加熱膜、溫度變送器布置圖。
[0023]圖2是溫度變送器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是2個單體鋰電池PTC加熱膜接線布置圖。
[0025]圖4是3個單體鋰電池PTC加熱膜接線布置圖。
[0026]圖5是4個單體鋰電池PTC加熱膜接線布置圖。
[0027]圖6是6個單體鋰電池PTC加熱膜接線布置圖。
[0028]圖7是鋰電池組加熱原理圖。
[0029]圖8是電池箱串聯(lián)通風(fēng)散熱圖。
[0030]圖9是鋰電池組藍牙無線測溫接線圖。
[0031]圖10是鋰電池組藍牙無線測溫發(fā)送原理圖。
[0032]圖11是鋰電池組運行狀態(tài)GPRS遠程物聯(lián)網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng)IP地址)監(jiān)測系統(tǒng)圖。
[0033]圖12是鋰電池組加熱、散熱控制流程圖。
[0034]圖中:1-鋰電池2-接線A端3-接線B端4_鋰電池負極5_鋰電池正極6_溫度變送器6.1-定環(huán)6.2-送器引線7-電池膜架8-塑封膜9-自限溫線10-接線Il-PTC加熱膜12-風(fēng)扇13-風(fēng)道14-進風(fēng)口 15-鋰電池組16-電池箱17-出風(fēng)口 18-PTC加熱膜。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型進行詳細地描述，但是應(yīng)該指出本實用新型的實施不限于以下的實施方式。
[0036]見圖1-圖12，一種電動汽車用超低溫鋰電池組，包括由鋰電池組成的鋰電池組，鋰電池組設(shè)置在電池箱內(nèi)，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)控制加熱裝置及散熱裝置為鋰電池加熱和散熱。
[0037]加熱裝置包括PTC加熱膜、溫度變送器、電池膜架、傳熱固定環(huán)，PTC加熱膜通過電池膜架固定在鋰電池上，溫度變送器通過傳熱固定環(huán)固定在鋰電池正極上，多個PTC加熱膜連接后由鋰電池組的任意一支鋰電池供電；PTC加熱膜包括自限溫線、塑封膜，自限溫線塑封在塑封膜內(nèi)。溫度變送器采用DS18B20。
[0038]單個鋰電池供熱時，PTC加熱膜由其相鄰的鋰電池供電，接線方式見圖3。多個鋰電池供熱時，PTC加熱膜由其中一支鋰電池供電，其接線方式見圖4-圖6。
[0039]散熱裝置包括風(fēng)扇、進風(fēng)口、出風(fēng)口、風(fēng)道，電池箱一側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，風(fēng)扇設(shè)置在進風(fēng)口處，電池箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)道，風(fēng)扇提供風(fēng)源，風(fēng)從進風(fēng)口進入電池箱，由出風(fēng)口將電池箱內(nèi)熱量帶出。
[0040]以兩組鋰電池設(shè)置在一個電池箱為例，在兩組鋰電池組之間、鋰電池組與電池箱之間設(shè)置風(fēng)道，進風(fēng)口與出風(fēng)口分別設(shè)置在電池箱兩側(cè)的中間位置，形成良好的通風(fēng)散熱系統(tǒng)。
[0041 ] 控制系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、藍牙發(fā)送器、藍牙接收器、DSP嵌入式微電腦、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器，嵌入式微電腦與藍牙發(fā)送器連接，DSP嵌入式微電腦與藍牙接收器、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器連接；溫度變送器將溫度信號發(fā)送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發(fā)送器發(fā)送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發(fā)送器發(fā)送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風(fēng)機調(diào)速器與風(fēng)扇連接，DSP嵌入式微電腦通過加熱控制器，控制PTC加熱膜加熱，DSP嵌入式微電腦通過風(fēng)機調(diào)速器控制風(fēng)扇的開關(guān)。DSP嵌入式微電腦還與GPRS物聯(lián)網(wǎng)傳輸相連接。見圖9，嵌入式微電腦上設(shè)有I/O 口，以8支單體鋰電池為一組，通過嵌入式微電腦的一個I/O 口檢測。
[0042]見圖12，當(dāng)鋰電池工作時，溫度變送器實時監(jiān)測鋰電池溫度，并將溫度信號經(jīng)嵌入式微電腦發(fā)送到DSP嵌入式微電腦，判斷溫度低于O攝氏度時，通過加熱控制器控制PTC加熱膜為鋰電池加熱，當(dāng)?shù)竭_預(yù)設(shè)的加熱時間時，返回到DSP嵌入式微電腦再次判斷溫度是否低于O攝氏度，如果低于O度則再次加熱；若高于O攝氏度則通過DSP嵌入式微電腦控制風(fēng)機調(diào)速器為鋰電池散熱，依據(jù)檢測溫度判斷風(fēng)扇的輸出功率，節(jié)約能源。
【主權(quán)項】
1.一種電動汽車用超低溫鋰電池組，包括由鋰電池組成的鋰電池組，鋰電池組設(shè)置在電池箱內(nèi)，其特征在于，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統(tǒng)； 所述的加熱裝置包括PTC加熱膜、溫度變送器、電池膜架、傳熱固定環(huán)，PTC加熱膜通過電池膜架固定在鋰電池上，溫度變送器通過傳熱固定環(huán)固定在鋰電池正極上，多個PTC加熱膜連接后由鋰電池組的任意一支鋰電池供電； 所述的散熱裝置包括風(fēng)扇、進風(fēng)口、出風(fēng)口、風(fēng)道，電池箱一側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，風(fēng)扇設(shè)置在進風(fēng)口處，電池箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)道； 所述的控制系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、藍牙發(fā)送器、藍牙接收器、DSP嵌入式微電腦、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器，嵌入式微電腦與藍牙發(fā)送器連接，DSP嵌入式微電腦與藍牙接收器、直流變換器、存儲器、加熱控制器、風(fēng)機調(diào)速器連接；溫度變送器將溫度信號發(fā)送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發(fā)送器發(fā)送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發(fā)送器發(fā)送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風(fēng)機調(diào)速器與風(fēng)扇連接，DSP嵌入式微電腦通過加熱控制器控制PTC加熱膜加熱，DSP嵌入式微電腦通過風(fēng)機調(diào)速器控制風(fēng)扇的開關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車用超低溫鋰電池組，其特征在于，所述的PTC加熱膜包括自限溫線、塑封膜，自限溫線塑封在塑封膜內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車用超低溫鋰電池組，其特征在于，所述的DSP嵌入式微電腦與GPRS物聯(lián)網(wǎng)傳輸相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車用超低溫鋰電池組，其特征在于，所述的溫度變送器為DS18B20。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車用超低溫鋰電池組，其特征在于，所述的嵌入式微電腦上設(shè)有I/o 口。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動汽車用超低溫鋰電池組，包括由鋰電池組成的鋰電池組，鋰電池組設(shè)置在電池箱內(nèi)，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統(tǒng)，所述的加熱裝置包括PTC加熱膜、溫度變送器、電池膜架、傳熱固定環(huán)，PTC加熱膜通過電池膜架固定在鋰電池上，溫度變送器通過傳熱固定環(huán)固定在鋰電池正極上，多個PTC加熱膜連接后由鋰電池組的任意一支鋰電池供電；所述的散熱裝置包括風(fēng)扇、進風(fēng)口、出風(fēng)口、風(fēng)道，電池箱一側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，風(fēng)扇設(shè)置在進風(fēng)口處，電池箱內(nèi)設(shè)有風(fēng)道。優(yōu)點是：此套自動加熱、保溫和散熱智能系統(tǒng)，適用于電動汽車用超低溫鋰電池組和溫升散熱的運行要求。
【IPC分類】H01M10/6571, H01M10/637, H01M10/615, H01M10/625, H01M10/613, H01M10/6563, H01M10/42
【公開號】CN204857904
【申請?zhí)枴緾N201520484338
【發(fā)明人】馮素萍, 姜麗, 王永峰, 鞠以彬, 馬唯佳, 王春巖
【申請人】遼寧凱信新能源技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月7日