一种带有充放电低温补偿的锂电池装置的制作方法

本实用新型涉及一种带有充放电低温补偿的锂电池装置，属于锂电池领域。

背景技术：

“锂电池”，是一类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。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。现有技术中的锂电池由于其化学热性限制，需要有合适的充放电温度，温度低的情况下，锂电池电解液的离子电导率降低，从而导致锂电池在低温下的放电容量和和平均电压下降较快，严重影响锂电池的使用性能。

技术实现要素：

本实用新型的技术方案针对现有技术中存在的：“温度低的情况下，锂电池电解液的离子电导率降低，从而导致锂电池在低温下的放电容量和和平均电压下降较快，严重影响锂电池的使用性能”的不足，提供一种带有充放电低温补偿的锂电池装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是，一种带有充放电低温补偿的锂电池装置，包括电池盒体和上盖，上盖设置于电池盒体上部并与电池盒体扣接；所述电池盒体内设置有若干电池仓，每个电池仓内分别设置有一个单体锂电池，所有电池仓内的单体锂电池串联为一个电池组；所述电池盒的内部两侧设置有两个平行设置的感温腔体，电池仓设置于两个感温腔体之间，两个感温腔体内分别设置有一个感温棒；所述电池盒体内端部设置有控制器腔体，控制器腔体内设置有充放电控制器，充放电控制器连接充电电源；所述电池盒体内还设置有加温腔体，加温腔体内设置有电热片；所述控制器腔体内设置有电热片开关控制电路和感温棒测温电路，电热片开关控制电路与电热片电连接，感温棒测温电路与感温棒电连接；所述电热片开关控制电路和感温棒测温电路与充放电控制器电连接。

本申请的技术方案中，将若干单体锂电池串联后放置于电池盒体内的电池仓内，相对于大容量的单个锂电池，本申请中的锂电池损坏可以直接更换单个的单体锂电池而不需要整体更换大容量的单个锂电池。本申请中，通过感温腔体内的感温棒检测电池盒体的温度，感温棒分别设置于电池盒体内的两侧，可以较均匀的对电池温度进行检测，感温棒可以采用pt-100型感温棒或者感温线，感温棒与感温棒测温电路连接，降温度信号传递至感温棒测温电路、充放电控制器，充放电控制器控制电热片开关控制电路使得电热片升温加热，提高电池盒体的温度，进而提高单体锂电池的温度，实现对单体锂电池的加热，使得单体锂电池能够有较好的充放电温度。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，相邻的两个电池仓连通，感温腔体与电池仓连通，加温腔体与电池仓连通。

本申请中，电池仓、感温腔体、加温腔体均互相连通，这样可以使得感温棒能够较准确的检测电池仓的温度，并且能够使得电热片的热量快速的传递至电热片对单体锂电池进行加温。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述电池仓呈两排均匀分布，加温腔体设置于两排电池仓之间。

加温腔体设置于两排电池仓之间，这样电热片向外扩散的热量能够均匀的散发至每个电池仓，加快电池仓的加热速度，并且能够均匀加热。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述电热片开关控制电路和感温棒测温电路集成于充放电控制器的电路板上。

将电热片开关控制电路和感温棒测温电路在制造时就集成于充放电控制器的电路板上，方便安装。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述感温棒测温电路包括单片机、电容一、电容二、电阻一、电阻二，单片机的其中一个ADC-NTC端通过其中一个感温棒连接5V电源，电容一和电阻一并联后串联于单片机的第一ADC-NTC端与接地端之间，单片机的另一个ADC-NTC端通过另一个感温棒连接5V电源，电容二、电阻二通过并联后串联于单片机的另一个ADC-NTC端与接地端之间。

本申请中，感温棒接入单片机的ADC-NTC端并通过电容和电阻的并联电路接地，电容和电阻的并联电路能够防止接地端对单片机信号接入的杂波影响，提高感温棒传递至单片机的信号的准确性。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述电热片开关控制电路包括二极管、电阻三、电阻四和一个N沟道MOS管，电阻四串联于N沟道MOS管的G极，二极管串联于N沟道MOS管的S极，N沟道MOS管的D极接地，N沟道MOS管的G极通过电阻四接地，二极管的的负极连接电源电压，电阻三串联于N沟道MOS管的G极与单片机的PWM端之间；所述电热片串联于电阻四与电源电压之间。

本申请中采用N沟道MOS管作为开关电路的开关控制器件，开关动作准确可靠，二极管保证了电流的单向传递，防止电热片损坏时MOS管和单片机同时损坏。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述单片机为充放电控制器内集成的MCU单片机。

优化的，上述带有充放电低温补偿的锂电池装置，所述电池盒体外包裹有泡沫保温层。

本申请中，泡沫保温层能够保证电池盒体内在加热后能够有足够的保温型，防止单体锂电池迅速降温。

本实用新型的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。本申请的技术方案中，将若干单体锂电池串联后放置于电池盒体内的电池仓内，相对于大容量的单个锂电池，本申请中的锂电池损坏可以直接更换单个的单体锂电池而不需要整体更换大容量的单个锂电池。本申请中，通过感温腔体内的感温棒检测电池盒体的温度，感温棒分别设置于电池盒体内的两侧，可以较均匀的对电池温度进行检测，感温棒可以采用pt-100型感温棒或者感温线，感温棒与感温棒测温电路连接，降温度信号传递至感温棒测温电路、充放电控制器，充放电控制器控制电热片开关控制电路使得电热片升温加热，提高电池盒体的温度，进而提高单体锂电池的温度，实现对单体锂电池的加热，使得单体锂电池能够有较好的充放电温度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本实用新型中感温棒测温电路的连接结构示意图；

图4为本实用新型中电热片开关控制电路的连接结构示意图；

图5为本实用新型中单片机连接电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的技术特点。

如图1-图5所示，本实用新型为一种带有充放电低温补偿的锂电池装置，包括电池盒体1和上盖8，上盖8设置于电池盒体1上部并与电池盒体1扣接；所述电池盒体1内设置有若干电池仓2，每个电池仓2内分别设置有一个单体锂电池3，所有电池仓2内的单体锂电池3串联为一个电池组；所述电池盒1的内部两侧设置有两个平行设置的感温腔体4，电池仓2设置于两个感温腔体4之间，两个感温腔体4内分别设置有一个感温棒5；所述电池盒体1内端部设置有控制器腔体6，控制器腔体6内设置有充放电控制器7，充放电控制器7连接充电电源；所述电池盒体1内还设置有加温腔体9，加温腔体9内设置有电热片10；所述控制器腔体6内设置有电热片开关控制电路和感温棒测温电路，电热片开关控制电路与电热片10电连接，感温棒测温电路与感温棒5电连接；所述电热片开关控制电路和感温棒测温电路与充放电控制器7电连接。

本申请的技术方案中，将若干单体锂电池3串联后放置于电池盒体1内的电池仓2内，相对于大容量的单个锂电池，本申请中的锂电池损坏可以直接更换单个的单体锂电池3而不需要整体更换大容量的单个锂电池。本申请中，通过感温腔体4内的感温棒5检测电池盒体1的温度，感温棒5分别设置于电池盒体1内的两侧，可以较均匀的对电池温度进行检测，感温棒5可以采用pt-100型感温棒或者感温线，感温棒5与感温棒测温电路连接，降温度信号传递至感温棒测温电路、充放电控制器7，充放电控制器7控制电热片开关控制电路使得电热片10升温加热，提高电池盒体1的温度，进而提高单体锂电池3的温度，实现对单体锂电池3的加热，使得单体锂电池3能够有较好的充放电温度。

相邻的两个电池仓2连通，感温腔体4与电池仓2连通，加温腔体9与电池仓2连通。

本申请中，电池仓2、感温腔体4、加温腔体9均互相连通，这样可以使得感温棒5能够较准确的检测电池仓2的温度，并且能够使得电热片10的热量快速的传递至电热片10对单体锂电池3进行加温。

所述电池仓2呈两排均匀分布，加温腔体9设置于两排电池仓2之间。

加温腔体9设置于两排电池仓2之间，这样电热片10向外扩散的热量能够均匀的散发至每个电池仓2，加快电池仓2的加热速度，并且能够均匀加热。

所述电热片开关控制电路和感温棒测温电路集成于充放电控制器7的电路板上。

将电热片开关控制电路和感温棒测温电路在制造时就集成于充放电控制器7的电路板上，方便安装。

所述感温棒测温电路包括单片机19、电容一11、电容二12、电阻一13、电阻二14，单片机19的其中一个ADC-NTC端通过其中一个感温棒5连接5V电源，电容一11和电阻一13并联后串联于单片机19的第一ADC-NTC端与接地端之间，单片机19的另一个ADC-NTC端通过另一个感温棒5连接5V电源，电容二12、电阻二14通过并联后串联于单片机19的另一个ADC-NTC端与接地端之间。

本申请中，感温棒5接入单片机19的ADC-NTC端并通过电容和电阻的并联电路接地，电容和电阻的并联电路能够防止接地端对单片机19信号接入的杂波影响，提高感温棒5传递至单片机19的信号的准确性。ADC-NTC端即单片机的模拟量输入端，本申请中以G80F903A型单片机为例，其AN5-AN7均为模拟量输入端。如果单片机没有模拟量输入端，只需使用一个ANC模拟数字转换新片即可实现模拟量转换为数字量，其为现有技术的公知常识，在此不再赘述。

所述电热片开关控制电路包括二极管15、电阻三16、电阻四17和一个N沟道MOS管18，电阻四17串联于N沟道MOS管18的G极，二极管15串联于N沟道MOS管18的S极，N沟道MOS管18的D极接地，N沟道MOS管18的G极通过电阻四17接地，二极管15的的负极连接电源电压，电阻三16串联于N沟道MOS管18的G极与单片机19的PWM端之间；所述电热片10串联于电阻四17与电源电压之间。

本申请中采用N沟道MOS管18作为开关电路的开关控制器件，开关动作准确可靠，二极管15保证了电流的单向传递，防止电热片10损坏时MOS管和单片机19同时损坏。

所述单片机19为充放电控制器7内集成的MCU单片机。

所述电池盒体1外包裹有泡沫保温层20。

本申请中，泡沫保温层20能够保证电池盒体1内在加热后能够有足够的保温型，防止单体锂电池3迅速降温。

本申请中的充放电控制器7使用现有技术中使用的锂电池通用型充放电控制器即可，在此不再赘述。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。