一種電動汽車用超低溫鋰電池組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池技術領域，尤其涉及一種電動汽車用超低溫鋰電池組。
【背景技術】
[0002]隨著石油能源的短缺，人們環保意識的增強，近年來做為整車儲能裝置的動力鋰電池越來越備受關。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，即電池在低溫環境充放電下，電池的內阻加大，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]在高溫環境下，動力鋰電池內部不可逆反應物生成速度加快，不可逆反應物的增多導致電池的可用容量的加速減少，當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。
[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的開發有著重要的意義。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。

【發明內容】

[0006]為克服現有技術的不足，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，實現鋰電池組的超低溫運行，同時實現鋰電池組的不超溫運行，延長鋰電池組的使用壽命O
[0007]為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現:
[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，鋰電池組設置在電池箱內，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統；
[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，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扇、進風口、出風口、風道，電池箱一側設有進風口，另一側設有出風口，風扇設置在進風口處，電池箱內設有風道；
[0011]所述的控制系統包括嵌入式微電腦、藍牙發送器、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、風機調速器，嵌入式微電腦與藍牙發送器連接，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、風機調速器連接；溫度變送器將溫度信號發送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發送器發送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發送器發送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風機調速器與風扇連接，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機調速器控制風扇的開關。
[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。
[0013]所述的DSP嵌入式微電腦與GPRS物聯網傳輸相連接。
[0014]所述的溫度變送器為DS18B20。
[0015]所述的嵌入式微電腦上設有I/O 口。
[0016]與現有技術相比，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，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，免去復雜的控制系統，保證了鋰電池溫度的均勻性，實現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系統，實現了鋰電池不超溫運行；
[0020]3、采用了一線總線制的數字式溫度變送器，方便的安放在電池的電極上，并采用了藍牙無線傳輸技術，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物聯網無線傳輸技術(僅發送到互聯網的一個IP地址，無須另設接收裝置，可在不同互聯網上取得信息)，實時了解多臺電動汽車中鋰電池組的溫度狀態，即實現了物聯網功能。
【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構示意圖。
[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是電池箱串聯通風散熱圖。
[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送原理圖。
[0032]圖11是鋰電池組運行狀態GPRS遠程物聯網(互聯網IP地址)監測系統圖。
[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-風扇13-風道14-進風口 15-鋰電池組16-電池箱17-出風口 18-PTC加熱膜。
【具體實施方式】
[0035]下面結合說明書附圖對本實用新型進行詳細地描述，但是應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，鋰電池組設置在電池箱內，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統，通過控制系統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，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。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]散熱裝置包括風扇、進風口、出風口、風道，電池箱一側設有進風口，另一側設有出風口，風扇設置在進風口處，電池箱內設有風道，風扇提供風源，風從進風口進入電池箱，由出風口將電池箱內熱量帶出。
[0040]以兩組鋰電池設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置風道，進風口與出風口分別設置在電池箱兩側的中間位置，形成良好的通風散熱系統。
[0041 ] 控制系統包括嵌入式微電腦、藍牙發送器、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、風機調速器，嵌入式微電腦與藍牙發送器連接，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、風機調速器連接；溫度變送器將溫度信號發送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發送器發送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發送器發送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風機調速器與風扇連接，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機調速器控制風扇的開關。DSP嵌入式微電腦還與GPRS物聯網傳輸相連接。見圖9，嵌入式微電腦上設有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，當鋰電池工作時，溫度變送器實時監測鋰電池溫度，并將溫度信號經嵌入式微電腦發送到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，當到達預設的加熱時間時，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機調速器為鋰電池散熱，依據檢測溫度判斷風扇的輸出功率，節約能源。
【主權項】
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，鋰電池組設置在電池箱內，其特征在于，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統； 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，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扇、進風口、出風口、風道，電池箱一側設有進風口，另一側設有出風口，風扇設置在進風口處，電池箱內設有風道； 所述的控制系統包括嵌入式微電腦、藍牙發送器、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、風機調速器，嵌入式微電腦與藍牙發送器連接，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、風機調速器連接；溫度變送器將溫度信號發送到嵌入式微電腦，由嵌入式微電腦處理后通過藍牙發送器發送信號，DSP嵌入式微電腦通過藍牙接收器接收藍牙發送器發送的信號；加熱控制器與PTC加熱膜連接，風機調速器與風扇連接，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機調速器控制風扇的開關。2.根據權利要求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。3.根據權利要求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物聯網傳輸相連接。4.根據權利要求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.根據權利要求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，鋰電池組設置在電池箱內，還包括加熱裝置、散熱裝置、控制系統，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，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扇、進風口、出風口、風道，電池箱一側設有進風口，另一側設有出風口，風扇設置在進風口處，電池箱內設有風道。優點是：此套自動加熱、保溫和散熱智能系統，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
【申請號】CN201520484338
【發明人】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有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月7日