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专利名称：一种锂电池保温装置及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311349272.8

专利申请（专利权）人：河南宸硕新能源开云优惠体育网页版入口股份有限公司
权利人地址：河南省南阳市新野县中兴南路西侧产业集聚区东区12号

专利发明（设计）人：黄磊

专利摘要：本发明公开了一种锂电池保温装置及方法，属于锂电池领域。一种锂电池保温装置，包括外箱体，还包括：内箱体，设置在所述外箱体内，其中，所述内箱体内设有多个线性分布的安装腔，多个所述安装腔的内壁内均固定安装有加热板，所述内箱体与外箱体的内壁之间设有保温间隙；隔热腔，设置在所述外箱体的内壁内，其中，所述外箱体的内壁与内箱体之间通过缓冲机构连接；本发明可以减少锂电池热量的流失，从而使锂电池得到保温作用，进而保证了锂电池的续航时间。

主权利要求：
1.一种锂电池保温装置，包括外箱体（1），其特征在于，还包括：
内箱体（2），设置在所述外箱体（1）内，
其中，所述内箱体（2）内设有多个线性分布的安装腔（4），多个所述安装腔（4）的内壁内均固定安装有加热板（5），所述内箱体（2）与外箱体（1）的内壁之间设有保温间隙（3）；
隔热腔（14），设置在所述外箱体（1）的内壁内，
其中，所述外箱体（1）的内壁与内箱体（2）之间通过缓冲机构连接；
所述外箱体（1）的上下两端分别设有多个出气孔（16）与进气孔（15），所述出气孔（16）与进气孔（15）内均固定安装有第一单向阀（17）以及开闭阀门（28），其中，所述内箱体（2）的外壁固定连接有环形板（29），所述环形板（29）的四周固定连接有环形橡胶气囊（31），所述环形橡胶气囊（31）内填充有热胀冷缩气体（32）；
所述环形板（29）上设有多个换气孔（30），多个所述换气孔（30）内均固定安装有第二单向阀（33）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述缓冲机构包括：固定连接在所述外箱体（1）上下内壁的两组支架（6），所述内箱体（2）的上下外壁分别与两组支架（6）之间均通过缓冲弹簧（7）弹性连接。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述内箱体（2）的四周外壁均固定连接有支板（8），所述支板（8）上转动安装有套管（9），所述套管（9）的外壁贴合在外箱体（1）的内壁上，其中，所述套管（9）内设有与支板（8）固定连接的杆状线圈（10），所述套管（9）的内壁固定安装有与杆状线圈（10）对应的永磁铁（11）。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述杆状线圈（10）的外壁与套管（9）的内壁之间设有通风间隙，所述套管（9）的端口上固定安装有扇叶（13），所述支板（8）上设有与通风间隙对齐的通风口（12）。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述内箱体（2）的上端均设有多排通风孔（27），多排所述通风孔（27）内均固定安装有第三单向阀，多排所述通风孔（27）分别位于多个安装腔（4）之间的薄壁内。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述外箱体（1）的顶部固定连接有与出气孔（16）连通的L形管（26），所述L形管（26）的末端延伸至外箱体（1）的下端，其中，所述外箱体（1）的下端固定连接有矩形吸气管（18），所述矩形吸气管（18）的下端口固定安装有滤网（19），多个所述进气孔（15）的吸气端均位于矩形吸气管（18）内。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，所述滤网（19）的上端固定连接有滑杆（23），所述滑杆（23）上滑动连接有升降板（20），所述升降板（20）上设有多个均匀分布的通孔（21），其中，所述滤网（19）的上端固定连接有与通孔（21）对齐的多个插杆（22），所述插杆（22）的长度位于通孔（21）深度的两倍，所述滑杆（23）的顶部固定连接有限位板（24），所述限位板（24）与升降板（20）之间通过复位弹簧（25）弹性连接。
8.一种锂电池保温方法，采用权利要求1?7任一项所述的一种锂电池保温装置，其特征在于，操作步骤如下：步骤1：将多组锂电池分别固定安装到多个安装腔（4）内；
步骤2：当锂电池所使用环境气温较低时，保温间隙（3）以及隔热腔（14）减少锂电池热量的流失；
步骤3：通过加热板（5）对安装腔（4）内的锂电池加热保温；
步骤4：在新能源汽车的行驶中，通过汽车的颠簸使锂电池受到的温度更加均匀；
步骤5：通过汽车的颠簸对锂电池充电以及辅助加热；
步骤6：当锂电池的所处温度较高时，通过汽车的颠簸使锂电池得到充分散热。 说明书 : 一种锂电池保温装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池保温装置及方法。背景技术[0002] 锂电池是由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。它具有高能量密度、长寿命、轻量化等优点，因此被广泛用于电子设备、电动汽车、储能设备等领域。常见的锂电池有锂离子电池、聚合物锂离子电池、固态锂离子电池等。[0003] 现有技术中，锂电池在低温环境下电池容量会大大缩减，这使得使用锂电池的新能源汽车寒冷地区或者在寒冷天气时，锂电池的能量密度和充放电效率都会降低，导致电池容量减少、电压下降、充电速度变慢、寿命缩短等问题，严重影响了消费者使用体验。发明内容[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中，新能源汽车中锂电池容易受到低温影响的问题，而提出的一种锂电池保温装置及方法。[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0006] 一种锂电池保温装置，包括外箱体，还包括：内箱体，设置在所述外箱体内，其中，所述内箱体内设有多个线性分布的安装腔，多个所述安装腔的内壁内均固定安装有加热板，所述内箱体与外箱体的内壁之间设有保温间隙；隔热腔，设置在所述外箱体的内壁内，其中，所述外箱体的内壁与内箱体之间通过缓冲机构连接。[0007] 为了减少锂电池受到的震动冲击力，优选地，所述缓冲机构包括固定连接在所述外箱体上下内壁的两组支架，所述内箱体的上下外壁分别与两组支架之间均通过缓冲弹簧弹性连接。[0008] 为了对锂电池进行辅助充电与保温，优选地，所述内箱体的四周外壁均固定连接有支板，所述支板上转动安装有套管，所述套管的外壁贴合在外箱体的内壁上，其中，所述套管内设有与支板固定连接的杆状线圈，所述套管的内壁固定安装有与杆状线圈对应的永磁铁。[0009] 为了使锂电池受到更加均匀的加热，优选地，所述杆状线圈的外壁与套管的内壁之间设有通风间隙，所述套管的端口上固定安装有扇叶，所述支板上设有与通风间隙对齐的通风口。[0010] 为了对高热的锂电池散热，优选地，所述外箱体的上下两端分别设有多个出气孔与进气孔，所述出气孔与进气孔内均固定安装有第一单向阀以及开闭阀门，其中，所述内箱体的外壁固定连接有环形板，所述环形板的四周固定连接有环形橡胶气囊，所述环形橡胶气囊内填充有热胀冷缩气体。[0011] 为了保证锂电池的散热效果，优选地，所述环形板上设有多个换气孔，多个所述换气孔内均固定安装有第二单向阀。[0012] 为了提升锂电池的散热效果，优选地，所述内箱体的上端均设有多排通风孔，多排所述通风孔内均固定安装有第三单向阀，多排所述通风孔分别位于多个安装腔之间的薄壁内。[0013] 为了防止灰尘污染外箱体的内部，优选地，所述外箱体的顶部固定连接有与出气孔连通的L形管，所述L形管的末端延伸至外箱体的下端，其中，所述外箱体的下端固定连接有矩形吸气管，所述矩形吸气管的下端口固定安装有滤网，多个所述进气孔的吸气端均位于矩形吸气管内。[0014] 为了自动对滤网进行清理，进一步地，所述滤网的上端固定连接有滑杆，所述滑杆上滑动连接有升降板，所述升降板上设有多个均匀分布的通孔，其中，所述滤网的上端固定连接有与通孔对齐的多个插杆，所述插杆的长度位于通孔深度的两倍，所述滑杆的顶部固定连接有限位板，所述限位板与升降板之间通过复位弹簧弹性连接。[0015] 一种锂电池保温方法，操作步骤如下：[0016] 步骤1：将多组锂电池分别固定安装到多个安装腔内；[0017] 步骤2：当锂电池所使用环境气温较低时，保温间隙以及隔热腔减少锂电池热量的流失；[0018] 步骤3：通过加热板可以对安装腔内的锂电池加热保温；[0019] 步骤4：在新能源汽车的行驶中，通过汽车的颠簸使锂电池受到的温度更加均匀；[0020] 步骤5：通过汽车的颠簸对锂电池充电以及辅助加热；[0021] 步骤6：当锂电池的所处温度较高时，通过汽车的颠簸使锂电池得到充分散热。[0022] 与现有技术相比，本发明提供了一种锂电池保温装置，具备以下有益效果：[0023] 1、该锂电池保温装置，通过外箱体与内箱体之间的保温间隙以及隔热腔可以减少锂电池热量的流失，从而使锂电池得到保温作用，进而保证了锂电池的续航时间，而安装腔内壁内的加热板可以对安装腔内的锂电池加热，从而使锂电池主动保持适宜的温度，进一步提升锂电池的保温效果；[0024] 2、该锂电池保温装置，通过缓冲弹簧可以对颠簸作用力缓冲，从而减少锂电池受到的剧烈冲击力，并且上下移动的内箱体会使保温间隙内的空气具有流动性，从而使外箱体内的温度更加均匀，防止局部的位置出现低温或者高温的情况；[0025] 3、该锂电池保温装置，通过内箱体会带动套管在外箱体的内壁上下往复滚动，杆状线圈则会以电磁感应的原理产生电流，产生的电流可以对内箱体内的锂电池充电，从而减少加热板耗电时对锂电池电量的影响；[0026] 4、该锂电池保温装置，通过上下移动的环形板会使保温间隙持续的通过进气孔吸入空气，并通过出气孔排出空气，从而有效的将保温间隙内的高温气体排出，从而有效的对锂电池降温，防止锂电池温度过高而损坏。附图说明[0027] 图1为本发明提出的一种锂电池保温装置的第一视角结构示意图；[0028] 图2为本发明提出的一种锂电池保温装置的第二视角结构示意图；[0029] 图3为本发明提出的一种锂电池保温装置的主视剖切结构示意图；[0030] 图4为本发明提出的一种锂电池保温装置的局部轴测结构示意图；[0031] 图5为本发明提出的一种锂电池保温装置的图3中A部分结构示意图；[0032] 图6为本发明提出的一种锂电池保温装置的图3中B部分结构示意图；[0033] 图7为本发明提出的一种锂电池保温装置散热板的结构示意图。[0034] 图中：1、外箱体；2、内箱体；3、保温间隙；4、安装腔；5、加热板；6、支架；7、缓冲弹簧；8、支板；9、套管；10、杆状线圈；11、永磁铁；12、通风口；13、扇叶；14、隔热腔；15、进气孔；16、出气孔；17、第一单向阀；18、吸气管；19、滤网；20、升降板；21、通孔；22、插杆；23、滑杆；24、限位板；25、复位弹簧；26、L形管；27、通风孔；28、开闭阀门；29、环形板；30、换气孔；31、环形橡胶气囊；32、热胀冷缩气体；33、第二单向阀；34、散热板。具体实施方式[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0036] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0037] 实施例1：[0038] 参照图1?图6，一种锂电池保温装置，包括外箱体1，还包括：内箱体2，设置在外箱体1内，其中，内箱体2内设有多个线性分布的安装腔4，多个安装腔4的内壁内均固定安装有加热板5，内箱体2与外箱体1的内壁之间设有保温间隙3；隔热腔14，设置在外箱体1的内壁内，其中，外箱体1的内壁与内箱体2之间通过缓冲机构连接。[0039] 在使用时，将多组锂电池分别固定安装到多个安装腔4内，然后将外箱体1固定安装在新能源车的底部，并使进气孔15朝下，当锂电池所使用环境气温较低时，外箱体1与内箱体2之间的保温间隙3以及隔热腔14可以减少锂电池热量的流失，从而使锂电池得到保温作用，进而保证了锂电池的续航时间，而安装腔4内壁内的加热板5可以对安装腔4内的锂电池加热，从而使锂电池主动保持适宜的温度，进一步提升锂电池的保温效果，在新能源汽车的行驶中，无法避免的会产生上下的颠簸作用力，颠簸作用力可以通过缓冲机构对锂电池受到的冲击力进行缓冲，并对锂电池进行辅助加热而实现保温的作用。[0040] 实施例2：[0041] 参照图3?图5和图7，与实施例1基本相同，更进一步的是，具体公开了缓冲机构的具体实施方案。[0042] 缓冲机构包括固定连接在外箱体1上下内壁的两组支架6，内箱体2的上下外壁分别与两组支架6之间均通过缓冲弹簧7弹性连接。[0043] 在新能源汽车的行驶中，无法避免的会产生上下的颠簸作用力，于是会带动锂电池与内箱体2在外箱体1内上下滑动，在此期间，缓冲弹簧7可以对颠簸作用力缓冲，从而减少锂电池受到的剧烈冲击力，并且上下移动的内箱体2会使保温间隙3内的空气具有流动性，从而使外箱体1内的温度更加均匀，防止局部的位置出现低温或者高温的情况。[0044] 更进一步的是，内箱体2的四周外壁均固定连接有支板8，支板8上转动安装有套管9，套管9的外壁贴合在外箱体1的内壁上，其中，套管9内设有与支板8固定连接的杆状线圈10，套管9的内壁固定安装有与杆状线圈10对应的永磁铁11；[0045] 在内箱体2向上或者向下移动时，内箱体2会带动套管9在外箱体1的内壁上下往复滚动，套管9则会带动内壁的永磁铁11在杆状线圈10的外壁往复扫动，杆状线圈10则会对永磁铁11的磁感线进行切割，杆状线圈10则会以电磁感应的原理产生电流，产生的电流可以对内箱体2内的锂电池充电，也能对加热板5供电，从而减少加热板5耗电时对锂电池电量的影响，另一方面，套管9带动永磁铁11围绕杆状线圈10转动时还会有一定的阻力，从而使内箱体2上下滑动时具有一定的阻尼效果，间接提升了内箱体2对锂电池缓冲的效果。[0046] 更进一步的是，杆状线圈10的外壁与套管9的内壁之间设有通风间隙，套管9的端口上固定安装有扇叶13，支板8上设有与通风间隙对齐的通风口12；在套管9往复转动时，套管9还会带动扇叶13转动，扇叶13往复转动时，还会使通风间隙内的气流往复流动，从而使杆状线圈10产生的温度更加均匀的流动到保温间隙3内，其中通风口12用于保证套管9内空气的流动性，而不是被支板8挡住。[0047] 在此处，我们进一步的将套管9的外表面设计有多组呈圆周均布的散热板34，该散热板34的材质选用石棉材料制成，并且每块散热板34由多层石棉薄片堆叠成型，每层石棉薄片上均匀的开设有吸收孔，且在石棉薄片堆叠的过程中，吸收孔为交错布置，随着气体的流动以引导锂电池产生的火花进入吸收孔内，被石棉薄片捕捉，并且石棉薄片中浸润有冷却剂，其目的可以在引导吸收锂电池产生火花并对其进行快速的扑灭，而石棉材质具有一定柔性，一方面，可以在套管9上下移动时，最大限度的降低对永磁铁11的震动，保证其磁性的稳定性，另一方面，杆状线圈10发电产生的热量会导致永磁铁11温度升高，造成其磁性降低，但随着换气孔30吹气运动，永磁体11的热量直接传递到导热效果好的石墨烯或者导热硅胶制成的散热板34上，被换气孔30吹气所降温，进而可以使永磁体11内的磁域不容易被热运动破坏，从而保证磁性更稳定，使杆状线圈10的发电效率也更高，保证加热板5可以更好的维持锂电池的电池电量稳定。[0048] 实施例3：[0049] 参照图2?图6，与实施例2基本相同，更进一步的是，具体增加了对锂电池进行高温散热的具体实施方案。[0050] 外箱体1的上下两端分别设有多个出气孔16与进气孔15，出气孔16与进气孔15内均固定安装有第一单向阀17以及开闭阀门28，其中，内箱体2的外壁固定连接有环形板29，环形板29的四周固定连接有环形橡胶气囊31，环形橡胶气囊31内填充有热胀冷缩气体32；环形板29上设有多个换气孔30，多个换气孔30内均固定安装有第二单向阀33；[0051] 当锂电池的所处温度较高时，较高的温度会使热胀冷缩气体32出现膨胀，从而使环形橡胶气囊31的外壁抵紧在外箱体1的内壁上，此时当内箱体2上下移动时会带动环形板29上下移动，环形板29会带动环形橡胶气囊31上下移动，环形板29与环形橡胶气囊31会将保温间隙3分割成上下两个腔体，当环形板29向下移动时，环形板29会压缩保温间隙3下方的腔体，并在第一单向阀17与第二单向阀33的作用下，下方腔体内的空气会通过换气孔30向上方腔体内流动，当环形板29向上移动时，环形板29会压缩保温间隙3上方的腔体，并使保温间隙3下方的腔体产生负压，保温间隙3上方的腔体则会通过出气孔16排出空气，而保温间隙3下方的腔体会通过进气孔15吸入外界空气，于是上下移动的环形板29会使保温间隙3持续的通过进气孔15吸入空气，并通过出气孔16排出空气，从而有效的将保温间隙3内的高温气体排出，从而有效的对锂电池降温，防止锂电池温度过高而损坏，而在温度较低时，环形橡胶气囊31会缩。⒉挥胪庀涮1的内壁相贴，此时上下移动的环形板29并不会使保温间隙3分割成上下两个部分。[0052] 其中，在气流经过换气孔30时，流动的气流还能对环形板29散热，环形板29可以提升内箱体2的散热面积，从而提升了内箱体2内锂电池的散热效率。[0053] 更进一步的是，内箱体2的上端均设有多排通风孔27，多排通风孔27内均固定安装有第三单向阀，多排通风孔27分别位于多个安装腔4之间的薄壁内，多个安装腔4相互隔开时必然会有一个薄壁；在内箱体2上下移动时，保温间隙3内顶部的空气还会穿过通风孔27流向其内顶部，空气在流过通风孔27时，可以对安装腔4之间的薄壁散热，从而提升锂电池的散热效果。[0054] 实施例4：[0055] 参照图2、图3以及图6，与实施例3基本相同，更进一步的是，具体增加了防止灰尘污染外箱体1的具体实施方案。[0056] 外箱体1的顶部固定连接有与出气孔16连通的L形管26，L形管26的末端延伸至外箱体1的下端，其中，外箱体1的下端固定连接有矩形吸气管18，矩形吸气管18的下端口固定安装有滤网19，多个进气孔15的吸气端均位于矩形吸气管18内。[0057] 在进气孔15吸入空气时，进气孔15会对吸气管18吸气，吸气管18会通过滤网19过滤掉灰尘来吸入空气，从而防止灰尘进入到外箱体1内。[0058] 更进一步的是，滤网19的上端固定连接有滑杆23，滑杆23上滑动连接有升降板20，升降板20上设有多个均匀分布的通孔21，其中，滤网19的上端固定连接有与通孔21对齐的多个插杆22，插杆22的长度位于通孔21深度的两倍，滑杆23的顶部固定连接有限位板24，限位板24与升降板20之间通过复位弹簧25弹性连接；[0059] 在汽车带动外箱体1向上颠簸移动时，升降板20也会在滑杆23上上下移动，当颠簸幅度较小时，复位弹簧25的提升力会使升降板20不会将通孔21扣在插杆22的外壁上，透过滤网19的空气还会穿过通孔21，当颠簸幅度较大时，向下移动的升降板20会带动通孔21口在插杆22的外壁上，此时通孔21被插杆22封堵，并且由于插杆22的长度为通孔21的两倍，于是继续向下移动的升降板20会使滤网19上端的空腔形成正压，气体会吸气管18内向滤网19外方向吹动，从而可以将滤网19外壁的灰尘吹落，即可完成滤网19的自动的清理工作，一方面保证了滤网19的流通性，另一方面又无需人工清理，使用更加的方便，并且向下滑动的升降板20还会敲击滤网19的上端面，使滤网19产生震动，震动会使滤网19上的灰尘更易掉落，从而提升了滤网19的清理效果。[0060] 一种锂电池保温方法，操作步骤如下：[0061] 步骤1：将多组锂电池分别固定安装到多个安装腔4内；[0062] 步骤2：当锂电池所使用环境气温较低时，保温间隙3以及隔热腔14减少锂电池热量的流失；[0063] 步骤3：通过加热板5可以对安装腔4内的锂电池加热保温；[0064] 步骤4：在新能源汽车的行驶中，通过汽车的颠簸使锂电池受到的温度更加均匀；[0065] 步骤5：通过汽车的颠簸对锂电池充电以及辅助加热；[0066] 步骤6：当锂电池的所处温度较高时，通过汽车的颠簸使锂电池得到充分散热。[0067] 本锂电池保温装置，在使用时，将多组锂电池分别固定安装到多个安装腔4内，然后将外箱体1固定安装在新能源车的底部，并使进气孔15朝下，当锂电池所使用环境气温较低时，外箱体1与内箱体2之间的保温间隙3以及隔热腔14可以减少锂电池热量的流失，从而使锂电池得到保温作用，进而保证了锂电池的续航时间，而安装腔4内壁内的加热板5可以对安装腔4内的锂电池加热，从而使锂电池主动保持适宜的温度，进一步提升锂电池的保温效果。[0068] 而在新能源汽车的行驶中，无法避免的会产生上下的颠簸作用力，于是会带动锂电池与内箱体2在外箱体1内上下滑动，在此期间，缓冲弹簧7可以对颠簸作用力缓冲，从而减少锂电池受到的剧烈冲击力，并且上下移动的内箱体2会使保温间隙3内的空气具有流动性，从而使外箱体1内的温度更加均匀，防止局部的位置出现低温或者高温的情况。[0069] 而在内箱体2向上或者向下移动时，内箱体2会带动套管9在外箱体1的内壁上下往复滚动，套管9则会带动内壁的永磁铁11在杆状线圈10的外壁往复扫动，杆状线圈10则会对永磁铁11的磁感线进行切割，杆状线圈10则会以电磁感应的原理产生电流，产生的电流可以对内箱体2内的锂电池充电，也能对加热板5供电，从而减少加热板5耗电时对锂电池电量的影响，并且杆状线圈10在产生电流期间还会产生热量，从而对内箱体2与保温间隙3进行加温，进而可以减少加热板5的使用功率，并间接减少锂电池电量的损耗，另一方面，套管9带动永磁铁11围绕杆状线圈10转动时还会有一定的阻力，从而使内箱体2上下滑动时具有一定的阻尼效果，间接提升了内箱体2对锂电池缓冲的效果。[0070] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：河南

专利申请日期：2023-10-18

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN117096501B