大型水下潜航器锂电池组的制作方法
【专利摘要】大型水下潜航器锂电池组，其特征在于,包括：电池舱、电池模块、汇流排、电池架、紧固压板、电池管理系统与锁紧机构等；所述电池舱为圆柱形，舱头、舱尾为半球形，上部设有两个出入口，两侧对称设有两个电池架,中间为维护通道；所述电池架的截面形状为“弓形”，由两条直边和一段圆弧构成，圆弧半径与电池舱的内壁半径相等。每个电池架分为上下两层；每层设有多个隔间，在每个隔间里设有锁紧机构，电池模块呈对称方式安装在其隔间里。本发明提供一种体积比能量高、安全性能好、环境适应性强、维护方便的大型水下潜航器锂电池组。
【专利说明】大型水下潜航器锂电池组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大型水下潜航器用锂电池组。
【背景技术】
[0002]锂离子电池以其较高的能量和功率密度、高电压平台、长使用寿命、无记忆效应、对环境相对友好等优点，被多国研究人员应用到水下潜器上，如:AUV、SDV、R0V、小型潜艇和未来的大型潜艇上，执行科学考察、资源调查以及军事用途等，是最有前途的技术之一，具备广阔的市场前景和发展空间。
[0003]潜航器在航行过程中，存在纵摇与横摇方向的运动，包括颠震等，联接与固定部位很容易松动或松脱，引起接触不良，对电池组的使用造成严重困扰。
[0004]在电池组在充放电使用过程中，各个电池都会产生热量，在密闭的环境里，如果热量不能适当散发，过高的温度引起不均匀的热量聚集，影响电池性能、寿命与充放电效率。严重时，会引发热失控，引起潜在的安全问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种体积比能量高、安全性能好、环境适应性强、维护方便的大型水下潜航器锂电池组。
[0006]本发明通过以下技术方案实现:大型水下潜航器锂电池组，其特征在于，包括:电池舱、电池模块、汇流排、电池架、紧固压板、电池管理系统与锁紧机构；所述电池舱为圆柱形，舱头、舱尾为半球形，上部设有两个出入口，两侧对称设有两个电池架，中间为维护通道；
[0007]所述电池架的截面外形为“弓形”，所述“弓形”由两条直边和一段圆弧构成，圆弧半径与电池舱的内壁半径相等；每个电池架分为上下两层；每层设有多个隔间，在每个隔间里设有锁紧机构；所述电池模块呈对称方式安装在其隔间里。
[0008]进一步，所述电池模块实行双重紧固模式:即压板固定与锁紧机构紧固；所述压板固定是通过固定压板将电池模块固定在电池架上；所述锁紧机构包括导杆、螺杆和组合在螺杆上的楔形块及设在楔形块上方的顶板；两根导杆和螺杆平行放置，并且放置在螺杆的两侧；所述顶板下方设有两个与楔形块相配合的楔形面；当旋转螺杆时，通过螺杆的外螺纹与楔形块所设内螺纹的啮合传动，带动楔形块在导杆上作直线运动，推动楔形块上方的顶板产生升降动作，由此实现电池模块的锁紧与松开。
[0009]进一步，所述电池模块的形状为异形，由四条直边和一段圆弧及二段过渡圆弧构成，与电池舱外形高度匹配。
[0010]更进一步，所述电池管理系统采用主从控分散模式，从控模块设在电池模块内，主控模块安装在电池架上。
[0011]本发明的优点是:
[0012]I)电池组具有高比能、大功率与长寿命的使用特点；[0013]2)固定可靠，能满足潜航器在航行过程中纵摇、横摇与颠震等极端情况下的工作要求，环境适应性强。
[0014]3)采用智能化电池管理系统，能有效保证电池组高效、安全和稳定运行与使用；
[0015]4)结构新颖，维护方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为电池舱外形构造示意图
[0017]图2为电池舱截面示意图；
[0018]图3为电池架结构示意图；
[0019]图4为电池模块外形示意图；
[0020]图5为电池模块安装结构示意图；
[0021]图6为锁紧机构结构原理示意图；
[0022]图7为电池管理系统(主控模块)外形示意图。
[0023]图示:1-电池舱，2-电池架，3-电池模块，4-固定压板，5-锁紧机构，6_汇流排，7-电池管理系统。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
[0025]1.如图1、图2所示,所述电池舱I为圆柱形,舱头、舱尾为半球形,为压水舱,上部设有两个出入口 la，方便设备吊装与人员进出。两侧安装架2上设置电池组3，中间为维护通道lb。舱体由金属材料焊接而成。
[0026]2.如图3所示，所述电池架2的外形为“弓形”，由两条直边(2a、2b)和一段圆弧构成2c，圆弧半径与电池舱I的内壁半径相等。分为上下两层，每层设成间隔相等的隔间，在每个隔间里设有一个锁紧机构5 ;电池模块3呈对称方式安装在电池架2的上层与下层的隔间里。所述电池架2由金属材料焊接而成形，表面喷涂绝缘漆，采用焊接方式固定在电池舱I的内壁上。
[0027]3.如图4所示，所述电池模块3的形状为异形，由方形上盖与异形下壳体组成；所述异形由四条直边(3a、3b、3c、3d)和一段圆弧3g及二段过渡圆弧(3f、3h)构成,与电池舱I外形高度匹配。内设置若干异形单体电池，所述单体电池为聚合物锂电池，在其折弯边的四周灌封树脂胶。所述异形下壳体由高分子复合材料制成，其两个侧面设有散热片3e。所述方形上盖内部设有监测板(又称从控模块)，两端设有两处固定螺母3i，所述固定螺母3i采用注塑方式镶嵌在上盖内。
[0028]4.如图5所示，将电池模块3按串联连接顺序要求安放在所述电池架2上后，在模块之间放一片中间镂空的防震片，防震片的作用:一方面使模块之间形成间隙，便于空气流动；另一方面起防松作用。旋转锁紧机构5的螺杆5c将电池组中的电池模块3锁紧。然后，将固定压板4的一端与电池模块3所设固定螺母3i固定，另一端与电池架2所设螺钉固定，即完成电池组的安装与固定。通过将汇流排6固定在相邻两个电池模块3的输出正、负极柱座上，完成电池组的串并联电路连接。所述汇流排6采用防震效果不错的“ Ω ”外形结构。[0029]5.如图6所不,所述锁紧机构5,由两个楔形块5a、一个螺杆5c、两根导杆5e和一个顶板5b组成。所述锁紧机构5通过螺杆5c上所设螺丝与两个楔形块5a内螺纹的啮合传动，带动两个楔形块5a沿着导杆5e作直线运动，使两个楔形面5a_l之间产生相对运动，由此推动顶板5b产生升降动作，实现电池模块3的锁紧与松开。所述顶板5b的锁紧距离根据要求设定，一般取IOmm?20mm)。所述锁紧机构5采用金属材料制成，用螺钉固定在电池架2上。
[0030]6.如图7所示，所述电池管理系统7采用主从控分散模式，监测板(从控模块)设在电池模块3内，所述从控模块负责监测电池模块3的电压与温度数据，并将所监测的数据传回到管理系统的主控模块，由主控模块进行分析、判断与处理。所述电池管理系统主控模块安装在电池架的后部，壳体由金属材料制成。电池管理系统7通过所设接线端口 7a与电池组连接。
[0031]尽管上述实施例中对本发明已出示并进行了描述，但是本领域的技术人员应可以理解，在不脱离本发明总体构思的前提下，对本发明做出的修改及改型，应属本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.大型水下潜航器锂电池组，其特征在于，包括:电池舱、电池模块、汇流排、电池架、紧固压板、电池管理系统与锁紧机构；所述电池舱为圆柱形，舱头、舱尾为半球形，上部设有两个出入口，两侧对称设有两个电池架，中间为维护通道； 所述电池架的截面外形为“弓形”，所述“弓形”由两条直边和一段圆弧构成，圆弧半径与电池舱的内壁半径相等；每个电池架分为上下两层；每层设有多个隔间，在每个隔间里设有锁紧机构；所述电池模块呈对称方式安装在其隔间里。
2.如权利要求1所述大型水下潜航器锂电池组，其特征在于:所述电池模块实行双重紧固模式:即压板固定与锁紧机构紧固；所述压板固定是通过固定压板将电池模块固定在电池架上；所述锁紧机构包括导杆、螺杆和组合在螺杆上的楔形块及设在楔形块上方的顶板；两根导杆和螺杆平行放置，并且放置在螺杆的两侧；所述顶板下方设有两个与楔形块相配合的楔形面；当旋转螺杆时，通过螺杆的外螺纹与楔形块所设内螺纹的啮合传动，带动楔形块在导杆上作直线运动，推动楔形块上方的顶板产生升降动作，由此实现电池模块的锁紧与松开。
3.如权利要求1所述大型水下潜航器锂电池组，其特征在于:所述电池模块的形状为异形，由四条直边和一段圆弧及二段过渡圆弧构成，与电池舱外形高度匹配。
【文档编号】H01M10/058GK103700794SQ201310729579
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】戴国群 申请人:北京神州远望科技有限公司