[发明专利]潜航器耐压新型聚合物锂电池包

说明书

技术领域

本发明属于锂电池领域，具体涉及一种潜航器耐压新型聚合物锂电池包。

背景技术

由于潜航器使用领域的特殊性，注定电池为唯一动力。有效载荷能力和巡航时间，是衡量潜航器性能优劣的重要指标。

以前，水下装备电源大都使用银锌二次电池，其使用寿命仅30余次，且存在使用维护成本高、不可大倾角使用等缺陷。近年来，由于聚合物锂电池具有比功率高、比能量大、循环寿命长、安全性好、工作温度范围宽、环境适应性好(耐高温、高湿、高盐环境)、易维护与安装、且使用位置不受限制、任意形状尺寸等优点，已成为当前最有应用前景的水下工作电源。

无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle，简称UUV)，通常直径在533mm以下，在这么小的空间里，如果采用金属材料制造电池箱体，存在有效载荷不足，制造成本高的问题。同时，由于电池箱体使用金属材料制作时，还需要采取一些绝缘保护措施，势必占用空间，影响电池包的体积比能量密度，进而缩短潜航器巡航时间。

塑胶材料的密度(一般为1.05～1.45g/cm³)，仅为钢材的六分之一左右(钢的密度一般为7.8g/cm³)，同时，它还具有优秀的绝缘性能，有利于提高潜航器的有效载荷能力和体积比能量密度。此外，塑胶产品可通过采用注塑工艺进行大批量生产，具有生产成本低的优势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效载荷大、长航程、高安全性、低成本的潜航器用耐压聚合物锂电池包。

本发明通过以下技术方案实现：一种潜航器耐压新型聚合物锂电池包，其特征在于，包括：箱体、设于箱体内部的锂电池单元与保护板、设于箱体上部的柔性上盖与压板、设于箱体下部的截止阀；所述锂电池单元由聚合物单体锂电池和依次设于聚合物单体锂电池顶部的PCB转接板与支撑架组成；所述锂电池单元与保护板用螺钉固定在箱体所设螺柱上；保护板则通过导线与锂电池单元完成电路连接；所述柔性上盖与压板，通过螺钉和螺母固定在箱体所设法兰边上，使内部形成密闭结构。

进一步，所述箱体的上部为开口结构，端面设有法兰边，在法兰边内设有数个通孔，在其下方设有数条加强筋；所述箱体的底座上设有四个固定螺钉穿出用通孔和数条加强筋；所述箱体的内部设有锂电池单元安置区和保护板安置区；在所述保护板安置区下方的箱体部位，设有四个接口螺孔，用于安装电源正负极输出水密接插件、通信端口水密接插件和截止阀；所述箱体内部还设有多个于用固定锂电池单元与保护板的螺柱。

进一步，所述锂电池单元的PCB转接板设在聚合物单体电池的顶部，采用焊锡方式将聚合物单体电池的极耳焊接在PCB转接板对应所设焊盘上，实现电池单元的串并联连接；所述聚合物单体锂电池通过耐压工艺制成；所述支撑架设在PCB转接板的上方；通过螺钉将电池单元固定在所述箱体对应所设螺柱上。

进一步，所述支撑架为方框结构，设有数个螺钉穿出用通孔，由热塑性工程塑胶制作而成。

再进一步，所述柔性上盖为中部隆起的柔性方形结构，四边设有固定螺钉穿出用通孔，由耐油弹性塑胶材料制作而成。

再进一步，所述保护板具有过充电、过放电、过流、过温、短路、实时容量估算及通信功能；在保护电路中还设有PTC可恢复保险丝，当电池包出现过流时，提供二级保护。

再进一步，所述箱体的四个接口螺孔是通过注塑工艺将水密接口螺母镶嵌在箱体内制作而成；所述水密接口螺母内部设有螺纹，上下端面外形结构为六边形，两端面之间为圆柱体；在所述圆柱体表面设有数条凹槽。

更一步，所述压板为方框结构，四边设有固定螺钉穿出用通孔，由金属材料制作而成。

本发明的优点是：

1)有效载荷大、能量密度高、长航程、可在任意海洋深度下，以任意倾角工作；

2)具有高安全性与可靠性、使用方式灵活的特点，既可独立使用，也可串联使用；

3)可大批量生产、成本低。

附图说明

图1为电池包外形结构示意图；

图2为电池包纵剖面结构视图；

图3为电池包的内部结构示意图(去掉柔性上盖和压板后)；

图4为箱体外形结构示意图；

图5为图4的右视平面图；

图6为箱体纵剖面结构示意图；

图7为支撑架外形结构示意图；

图8为柔性上盖外形结构示意图；

图9为电池单元结构示意图(去掉支撑架后)；

图10为压板外形结构示意图；