电池包、电池热管理系统及电池热管理控制方法与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种电池包、电池热管理系统及电池热管理控制方法。

背景技术：

1、高功率和快速充放电是目前电池发展的方向，为了得到较高的功率，需要将若干个单体电池模块串联成电池组，经串联产生高压直流电。当充放电倍率越高时，电池组的温度上升得越快。但是，温度对电池有双重影响，具体来讲，随着温度上升，电池的内阻减小，从而提高电池效率，但是，较高的温度会加速有害化学反应速率，对电池结构产生永久损坏。因此，需要对电池组的温度进行实时监控和散热。

2、目前，针对高功率输出电池包，为了保证其放电功率，一般只顾及到了散热要求，而无法同时满足防水要求，使得电池包的使用场景受到了一定的限制。

3、有鉴于此，确有必要对现有的电池包提出改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电池包，该电池包不仅具有主动散热功能，还能同时满足防水要求。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种电池包，包括壳体、支架和电芯，所述壳体具有容纳空间，所述支架设置在所述容纳空间内，与所述容纳空间形成至少一收容腔，所述电芯设置在所述收容腔内，且至少一散热风道开设于所述收容腔；至少一个风扇设置于所述散热风道的一侧，对所述散热风道进行吸气或吹气。

3、作为本发明进一步地改进，所述支架上设有安装部，所述安装部上设有上下贯穿的通孔，所述电芯固定安装在所述安装部上，在所述安装部背离所述电芯的一侧设有电连接件，所述电连接件透过所述通孔与所述电芯电性连接。

4、作为本发明进一步地改进，所述电池包包括至少一个电芯组，设置在所述收容腔，所述电芯组由所述电芯通过所述电连接件串联连接和/或并联连接形成。

5、作为本发明进一步地改进，所述电芯组包括一个电芯串，所述电芯串包括多个平行设置且并联连接的电芯；和/或，所述电芯组包括至少两个所述电芯串，至少两个所述电芯串平行设置且串联连接，每个所述电芯串包括多个平行设置且并联连接的电芯。

6、作为本发明进一步地改进，所述散热风道设置相邻所述电芯组。

7、作为本发明进一步地改进，所述安装部朝向所述电芯的一侧设有凸壁，所述电芯固定在所述凸壁围设成的安装位内，且相邻所述电芯被所述凸壁间隔开，以使相邻所述电芯间具有散热间隙。

8、作为本发明进一步地改进，所述电连接件包括固定端和自所述固定端朝向所述电芯方向突出的自由端，所述固定端设置在所述支架背离所述电芯的一侧，所述自由端伸入所述通孔并与所述电芯电性连接。

9、作为本发明进一步地改进，所述支架朝远离所述安装部的方向延伸形成第一密封结构，所述壳体的内壁对应所述第一密封结构的位置设有第二密封结构，所述第一密封结构与所述第二密封结构密封连接以形成密封空间，所述电连接件设置在所述密封空间内。

10、作为本发明进一步地改进，所述支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架上围设形成至少两个槽体，所述收容腔由所述第二支架遮盖所述槽体后形成，所述第一支架朝向所述第二支架的一侧设有第三密封结构，所述第二支架对应设有第四密封结构，所述第三密封结构与所述第四密封结构密封连接以将所述电芯密封包裹在所述收容腔内。

11、作为本发明进一步地改进，每个所述电芯的电压为3.6v～4.2v，所述电池包的电压为54v～60v。

12、作为本发明进一步地改进，所述风扇设置在所述散热风道的两侧。

13、作为本发明进一步地改进，所述散热风道的中心与所述风扇的中心位于同一轴线上；或者，一个所述风扇对应多个所述散热风道。

14、作为本发明进一步地改进，所述散热风道的宽度大于等于所述电芯的宽度；和/或，所述散热风道的宽度小于所述电芯的宽度。

15、作为本发明进一步地改进，所述电池包还包括至少一个数据采集模块，所述数据采集模块为板状结构，设置在所述支架与所述壳体之间，与所述电芯组垂直设置且电性连接。

16、作为本发明进一步地改进，所述电池包还包括pcb板，所述pcb板密封设置在电控盒内，且与所述风扇及所述电芯电性连接。

17、作为本发明进一步地改进，所述壳体对应所述散热风道的位置设有进风口和出风口，所述风扇设置在所述进风口和/或所述出风口，且位于所述壳体与所述支架之间。

18、作为本发明进一步地改进，所述壳体的外侧对应所述进风口和所述出风口的位置还设有过滤件，所述过滤件配置为防止异物进入所述壳体内。

19、作为本发明进一步地改进，所述支架开设有至少一孔洞,所述孔洞设置至少一温度检测模块,且导热胶灌入所述孔洞。

20、作为本发明进一步地改进，所述电芯组可插拔连接设置在所述收容腔。

21、为了实现上述目的，本发明提供了一种电池包，包括：壳体、支架和电芯组，所述壳体具有容纳空间，所述支架设置在所述容纳空间内，与所述容纳空间形成若干收容腔，所述电芯组设置在所述收容腔内，且散热风道设置在相邻所述收容腔之间；所述壳体设有进风口和出风口对应所述散热风道；所述进风口和/或所述出风口的位置设有至少一个风扇，对所述散热风道进行吸气或吹气。

22、本发明的目的在于提供一种电池热管理系统，使电池包在允许的温度范围内进行充放电，并且尽量保证各电芯组之间的热均衡性。

23、为实现上述目的，本发明提供了一种电池热管理系统，包括：

24、至少一电池包,所述电池包包括至少一电芯组,所述电芯组具有若干个电芯；

25、温度检测模块，与所述电芯组相连，检测所述电芯组的温度值；

26、控制单元，分别与温度检测模块及电芯组相连，接收所述温度值，产生温度控制信号；以及

27、散热模块，与所述控制单元相连，接收所述温度控制信号启动散热，其中,

28、所述温度值高于第一预设温度值，所述散热模块启动散热，所述电芯充电或放电；以及

29、所述温度值高于第二预设温度值，所述散热模块启动散热，所述电芯停止充电或放电。

30、作为本发明的进一步改进，所述温度值高于第三预设温度值，且低于所述第二预设温度值，所述散热模块启动散热，所述电芯降功率充电。

31、作为本发明的进一步改进，所述电池包设有与所述电芯组相连的放电接口和充电接口，所述电池热管理系统还包括充电控制模块，所述充电控制模块的输入端分别与所述充电接口和所述控制单元相连，所述充电控制模块的输出端与所述电芯组的正极相连，所述控制单元产生的控制信号以使所述充电控制模块导通或关断。

32、作为本发明的进一步改进，所述电池热管理系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块分别连接所述电芯组和所述控制单元，检测所述电芯组的电压值，并传送至所述控制单元产生所述控制信号。

33、作为本发明的进一步改进，所述电芯组包含至少一电芯串，所述电芯串包含所述电芯，其中，所述电压值为所述电芯串的电压值，或每一所述电芯的电压值。

34、作为本发明的进一步改进，所述数据采集模块为模拟前端afe，所述模拟前端afe为软板结构，垂直设置于所述电芯组且电性连接。

35、作为本发明的进一步改进，所述电池热管理系统还包括与所述电芯组的负极相连的分流器，所述分流器的输出端与所述数据采集模块相连，检测充电电流或放电电流，并转换为电压信号传送至所述数据采集模块。

36、作为本发明的进一步改进，所述电池热管理系统还包括通信模块，所述电池包上设置有通信接口，所述通信接口与电动工具或充电器对接，所述通信模块的一端与所述通信接口连接、另一端与所述控制单元连接。

37、作为本发明的进一步改进，所述散热模块为设于所述电池包内的风扇。

38、作为本发明的进一步改进，所述温度检测模块为热敏电阻，所述热敏电阻设置于所述电芯组的侧边，且所述热敏电阻的数量与所述电芯组的数量或所述电芯的数量相同。

39、作为本发明的进一步改进，所述温度值低于所述第一预设温度值，所述控制单元控制所述散热模块关闭，所述电芯充电或放电。

40、作为本发明的进一步改进，所述温度值介于所述第一预设温度值与所述第二预设温度之间，所述控制单元控制所述散热模块启动散热，所述电芯充电或放电。

41、本发明的目的在于提供一种电池热管理控制方法，使电池包在允许的温度范围内进行充放电，并且尽量保证各电芯组之间的热均衡性。

42、为实现上述目的，本发明提供了一种电池热管理控制方法，包括：

43、连接充电器或电动工具与电池包通信；

44、检测所述电池包的电芯组的温度值；

45、比较所述温度值与第一预设温度值,其中,所述温度值高于第一预设温度值，启动散热，所述电芯充电或放电；以及

46、所述温度值高于第二预设温度值，所述电芯停止充电或放电。

47、作为本发明的进一步改进，所述电池包通过通信模块与所述充电器通信进行充电模式；以及

48、所述电池包通过通信模块与电动工具通信进行放电模式。

49、作为本发明的进一步改进，所述充电模式下，所述第一预设温度值介于40℃～50℃之间；以及

50、所述放电模式下，所述第一预设温度值介于62℃～72℃之间。

51、作为本发明的进一步改进，所述充电模式下，所述第二预设温度值介于45℃～55℃之间；以及

52、所述放电模式下，所述第二预设温度值介于65℃～77℃之间。

53、作为本发明的进一步改进，所述充电模式，检测所述温度值高于第三预设温度值，且低于所述第二预设温度值，启动散热，降功率充电，其中，所述第三预设温度值介于第一预设温度值与第二预设温度值之间。

54、作为本发明的进一步改进，所述第三预设温度值介于43℃～53℃之间，所述电池包内的所述电芯组以降低40％～55％的功率进行充电。

55、作为本发明的进一步改进，所述检测所述电池包的电芯组的温度值的步骤中，包括计算温度系数补偿，位于所述电池包的边缘位置的所述电芯组与所述电池包的中心位置的所述电芯组之间的所述温度系数补偿为2～10℃。

56、作为本发明的进一步改进，其中，温度检测模块检测所述温度值，控制单元接收所述温度值并产生温度控制信号控制散热模块启动散热。

57、本发明的有益效果是：本发明通过在支架与壳体的容纳空间形成至少一收容腔，将电芯设置在收容腔内，以在周向方向上将电芯密封，通过将支架设置在壳体的容纳空间内，以在上下方向实现电芯的密封，最终实现将电芯完全密封在电池包内，使得电池包整体防水。另外，通过在收容腔设置散热风道，在散热风道的一侧设置至少一个风扇，以对电池包进行主动散热，使得电池包在满足防水的同时具有主动散热功能。