[发明专利]一种自加热式电池模组快速充电外部预热装置

说明书

本发明涉及电池充电预热装置领域，尤其涉及一种自加热式电池模组快速充电外部预热装置，包括：底板、电池；底板由装置底板和电池底板组成，装置底板为凹槽形结构，电池底板能够拆卸地固定在装置底板的开口上，电池底板上开设有若干电池单体凹槽，电池固定安装在电池单体凹槽中；自动预热装置，其安装在装置底板中，自动预热装置包括热敏弹性部件、储能部件和导热元件；热敏弹性部件设置在装置底板的凹槽底部，储能部件固定在热敏弹性部件上，导热元件设置在储能部件的顶面和电池底板的底面之间。本发明的预热装置基于相变材料、热管和热敏弹簧之间的协同配合不仅有效利用了电池自身的热量，还能够根据电池的运行状态实现自动快速预热。

技术领域

本发明涉及电池充电预热装置领域，尤其涉及一种自加热式电池模组快速充电外部预热装置。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，随着能源环境问题的加剧，绿色高效地能源逐渐走进人们的视野。锂电池在电动汽车行业备受关注。因具有安全性高、电压分布平稳以及成本低等优势，越来越多的新能源汽车企业将磷酸铁锂电池选为车载电源。虽然磷酸铁锂电池具有比较出色的物理化学性能，但是相较于传统能源的补给续航，在反复充放电速率上明显逊色。

电池充电的过程通俗意义上可以理解为由于外部电流的引导，促使锂电池内部的锂离子由正极流向负极并产生锂离子两极势差的过程。锂离子在电池内部的移动速度在一定范围内与温度正相关，故不少学者曾通过提升温度的方式去尝试提高充电速率，可带来的负面影响远超过了积极意义，故选择一个适当的温度参数及时间参数对于锂电池快速充电十分重要。相关研究人员通过多年试验，终于得到以下突破性结论：电池在充电前迅速加热到60℃快充10分钟，迅速降温到环境温度，不会形成电池的热衰减，也避免了严重的固体电解质界面膜(SEI膜)增长，SEI膜是电极材料与电解液在固液界面上发生反应形成的钝化层。在限定的时间内，高温充电所带来的减少析锂的收益，远大于副反应的负面损失。然而，本发明人研究发现：目前的研究主要是采用从电池外部进行恒温加热的方式实现充电前预热，但这种方式明显增加了锂电池组运行所需要的空间、重量以及经济成本，而且涉及大量的线路布置，结构复杂，存在一定的局限性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种自加热式电池模组快速充电外部预热装置；该装置基于相变材料、热管和热敏弹簧之间的协同配合不仅有效利用了电池自身的热量，还能够根据电池的运行状态实现自动快速预热，相对于现有的一些外部预热的装置，本发明的预热装置所需的空间更小，经济性更好。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

一种自加热式电池模组快速充电外部预热装置，包括：底板、电池和自动预热装置。其中，所述底板由装置底板和电池底板组成，所述装置底板为凹槽形结构，所述电池底板可拆卸地固定在装置底板的开口上，所述电池底板上开设有若干电池单体凹槽，所述电池固定安装在电池单体凹槽中；所述自动预热装置安装在装置底板中。所述自动预热装置包括热敏弹性部件、储能部件和导热元件；所述热敏弹性部件设置在装置底板的凹槽底部，所述储能部件固定在热敏弹性部件上，所述导热元件设置在储能部件的顶面和电池底板的底面之间，且导热元件的下端固定在储能部件顶面上，在温度达到热敏弹性部件的非稳定温度范围前，导热元件的上端与电池单体凹槽的底面贴合。所述储能部件由空心板和封装在该空心板中的相变材料组成。

进一步地，所述热敏弹性部件的材质包括：镍钛记忆合金、温控弹簧、温控钛合金弹簧等中的任意一种，且热敏弹性部件的稳定温度在20-60℃之间，优选为60℃。本发明利用热敏弹性部件弹性系数能够随温度变化的特点，将电池在运行过程中产生的热量存储在储能部件中后再进行自动阻断，当需要加热时再释放出来进行预热，从而实现了对电池充电前的快速预热的目的。