一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置的制作方法

1.本实用新型涉及控温设备技术领域，具体涉及一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置。


背景技术：

2.相变蓄热是近期发展起来的一项新型储热技术，具有较高的储热量，单位储热密度为相同条件下水储热密度的3至5倍。相变蓄热时空转移的技术特征使其可以有效的谷电峰用、提高资源利用效率，降低设备运行成本。
3.普通的电池正常使用温度在0～40℃，而在我国北方地区冬季气温经常在零下几度或者零下十几度，在温度如此低的情况下电池经常会出现启动困难的问题，且低温条件下的频繁打火会使其使用寿命大大缩短。移动通信基站、铁塔基站大多分布在气候、环境复杂且较为偏远寒冷的高寒地区。为了保证设备的正常运行，应对各种突发情况，备用电源是必不可少的。作为基站备用电源，如果长时间处于低温环境下，若在紧急情况下需要使用必然不能正常启动，这对于应急电源来说其作用受到很大限制。目前的解决方案包括配置空调保持基站温度的恒定或直接对备用电源进行加热保温，但这些方案都存在高耗电量，能耗浪费严重，运费费用大，管理成本高等问题。针对高寒地区通信基站由于环境温度过低，备用电源存在着启动难、效率低、寿命短等问题，我们提出了通过相变储热材料进行电源微环境热量的调控，进而实现最佳的电源启动温度，实现电源的即时启动及高效放电。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置，以解决现有技术中的上述问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.根据本实用新型的第一方面，一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置，包括壳体、保温层和调温组件，所述保温层和所述调温组件均设置在所述壳体内，所述保温层设置在所述壳体和所述调温组件之间，所述调温组件设有加热机构和蓄热结构，所述调温组件内设有电池安装腔，电池本体设置在所述电池安装腔内。
7.进一步地，所述调温组件包括电加热层和相变蓄热层，所述保温层、所述电加热层、所述相变蓄热层依次设置，所述相变蓄热层合围形成所述电池安装腔。
8.进一步地，还包括控温模块，所述电加热层通过所述控温模块与电源连接。
9.进一步地，所述电加热层设置在所述保温层和所述相变蓄热层之间，或者，所述电加热层设置在所述相变蓄热层内。
10.进一步地，所述电加热层为电加热膜。
11.进一步地，所述电加热层为碳基油墨电热膜、金属基电热膜、碳纤维电热膜、高分子电热膜其中的一种。
12.进一步地，所述相变蓄热层采用相变点为3℃的无机有机复合相变材料，相变蓄热
层外部采用铝箔密封。
13.进一步地，还包括第一接线柱和第二接线柱，所述第一接线柱和所述第二接线柱均设置在所述壳体的外壁上，所述第一接线柱和所述第二接线柱分别用于与所述电池本体的正极和负极连接。
14.进一步地，还包括把手，所述把手设置在所述壳体的顶部。
15.进一步地，所述把手的数量为两个，两个所述把手对称设置。
16.本实用新型具有如下优点：保温层和调温组件均设置在壳体内，保温层设置在壳体和调温组件之间，调温组件内设有电池安装腔，调温组件设有加热机构和蓄热结构，电池本体设置在电池安装腔内，加热机构和蓄热机构互相配合使用，可实现热量的即时存储和缓慢释放，并且结合保温层能够有效延长对电池的热保护时间，从而保障了基站备用电池在高寒地区气温过低的情况下的正常启动，并保障电池的使用寿命；蓄热结构可利用夜间谷电进行蓄热，白天进行放热，错峰用电，能够有效降低能耗成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
18.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
19.图1为本实用新型一些实施例提供的一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置的局部剖视图。
20.图2为本实用新型一些实施例提供的一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置的外部结构示意图。
21.图中：1、壳体，2、保温层，3、电加热层，4、相变蓄热层，5、电池本体，6、第一接线柱，7、第二接线柱，8、把手。
具体实施方式
22.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1和图2所示，本实用新型第一方面实施例中的一种通信基站备用电池相变蓄热调温装置，包括壳体1、保温层2和调温组件，保温层2和调温组件均设置在壳体1内，保温层2设置在壳体1和调温组件之间，调温组件设有加热机构和蓄热结构，调温组件内设有电
池安装腔，电池本体5设置在电池安装腔内。
24.在上述实施例中，需要说明的是，加热机构采用电热结构，蓄热结构主体采用相变蓄热材料制成；壳体1上设有电池安装口，安装口处可拆卸的设有盖板。
25.上述实施例达到的技术效果为：加热机构和蓄热结构互相配合使用，可实现热量的即时存储和缓慢释放，并且结合保温层2能够有效延长对电池的热保护时间，从而保障了基站备用电池在高寒地区气温过低的情况下的正常启动，并保障电池的使用寿命；蓄热结构可利用夜间谷电进行蓄热，白天进行放热，错峰用电，能够有效降低能耗成本。
26.可选的，如图1和图2所示，在一些实施例中，调温组件包括电加热层3和相变蓄热层4，保温层2、电加热层3、相变蓄热层4依次设置，相变蓄热层4合围形成电池安装腔。
27.在上述可选的实施例中，需要说明的是，相变蓄热层4包括多个利用铝箔袋将相变蓄热材料一体封装的相变蓄热调温包，使用时，多个相变蓄热调温包分别贴附在电池本体5的外部，电加热层3相变蓄热层4和保温层之间。
28.进一步地，相变蓄热调温包尺寸大小依据备用电源电池包尺度而定，利用铝箔进行一体封装，铝箔封装的相变蓄热调温包紧贴于电池包表面，通过包覆于其外侧的电加热膜完成蓄热过程；电加热膜的形状、大小与相变蓄热调温包一致，起到外加电源对相变材料蓄热的功效；加热膜外侧为四周全包型保温层。
29.进一步地，保温层2的厚度为1至3cm，保温层2采用保温材料制成，保温材料选用高发泡聚乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等其中的一种，保温层2起到隔热保温、减少热量损失的作用。
30.上述可选的实施例的有益效果为：利用相变蓄热材料相变调温的特性实现了备用电池电源微环境热量的调控，使其能够长期保温并处于适宜工作温度范围内，进而实现最佳的电源启动温度，保障了电池的即时启动和高效放电；相变蓄热调温包生产工艺简单，可实现预封装，批量化生产。
31.可选的，如图1和图2所示，在一些实施例中，还包括控温模块，电加热层3通过控温模块与电源连接。
32.在上述可选的实施例中，需要说明的是，控温模块用于控制电加热层3的加热功率和加热时间。
33.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置控温模块，能够控制加热层3利用夜间谷电加热相变蓄热层4，使其蓄热，然后白天停止加热，利用热相变蓄热层4夜间所存储的热量对电池进行保温，实现了热量的时空转移，能够错峰用电，降低能耗成本。
34.可选的，如图1和图2所示，在一些实施例中，电加热层3设置在保温层2和相变蓄热层4之间，或者，电加热层3设置在相变蓄热层4内。
35.在上述可选的实施例中，需要说明的是，电加热层3为电加热膜。
36.进一步地，电加热层3为碳基油墨电热膜、金属基电热膜、碳纤维电热膜、高分子电热膜其中的一种。
37.上述可选的实施例的有益效果为：电热层2采用电加热膜，热能转换效率高，更加节能，安全稳定，同时使用寿命长。
38.可选的，如图1和图2所示，在一些实施例中，相变蓄热层4采用相变点为3℃的无机有机复合相变材料，峰值相变温度在5.6℃，相变潜热为294kj/kg，相变蓄热层4外部采用铝
箔密封。
39.在上述可选的实施例中，需要说明的是，整个装置的工作原理如下：
40.蓄热过程：利用夜间谷电时段进行热量充蓄，具体为通过外置的电加热膜控制模块开启电热膜加热功能，电加热膜发出的热量作为相变蓄热材料的加热源对相变蓄热材料进行加热，待相变蓄热材料的温度超过3℃相变点后即可视为相变过程结束。为了充分利用热量，通常可以将相变蓄热材料的温度加热到10℃至15℃。电热膜加热功率和加热时间均是可控调节的，以确保蓄热过程完全是在8小时谷电时段(晚上11点至次日早上7点)完成，以达到削峰填谷，节约用能成本的目的。
41.放热过程：相变蓄热材料完全蓄热后，关闭电热膜加热功能，切断电源，进入相变蓄热材料的保温缓慢释热的过程；此时电池的保温效果是通过紧密贴合于其四周的相变蓄热调温包来保证的，平电或者峰电时段(早上7点至夜间11点)相变蓄热调温包中的相变蓄热材料放热对电池进行保暖，以便于满足即时启动的要求。
42.上述可选的实施例的有益效果为：能够实现对基站备用电源的过冷保护，在加装相变蓄热结构的条件下，可以使备用电源的电池在零下16℃的外界环境中长时间保持在零度以上，保温时效是同等条件下裸电池的二十倍以上。
43.可选的，如图1和图2所示，在一些实施例中，还包括第一接线柱6和第二接线柱7，第一接线柱6和第二接线柱7均设置在壳体1的外壁上，第一接线柱6和第二接线柱7分别用于与电池本体5的正极和负极连接。
44.在上述可选的实施例中，需要说明的是，还包括把手8，把手8设置在壳体1的顶部。
45.进一步地，把手8为u形，把手8的数量为两个，两个把手8对称设置。
46.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置把手8，能够方便地搬运或者移动整个装置。
47.以上实施例中需要说明的是，整个装置可在备用电池的现有结构的基础上改造后获得，具体改造方式为，拆解电池组外壳后，利用电池组固定架一正面、两侧面的空隙进行相变材料的填装。正面空隙的体积为4.6升，侧面空隙的体积为0.85升，总的空隙体积约为6.3升。填装相变材料后重新组装好电池组外壳，之后在电池组外壳包覆一层电热膜(利用谷电对相变材料进行蓄热)，最后在电热膜外包覆保温层(可将电热膜粘在保温材料内壁使之成为一个整体，将电池组外壳置于其中并贴合紧密)，保温材料层对电热膜进行全包裹，并根据电池外部尺寸设计贴合紧密，同时预留线路及面板操作孔。因此，整套相变蓄热调温装置可与现有备用电源实现无缝对接，改造难度小，便于推广应用。
48.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
49.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。