一种单人穿戴的便携式高比能电池包

本技术涉及电池包的，具体而言，尤其涉及一种单人穿戴的便携式高比能电池包。

背景技术：

1、便携式电池包是当下储能电池技术中必不可少的一部分。便携式电池包一方面可以对手电筒、对讲机或便携式电台等用电器在工作过程中进行供电，维持各用电器的正常工作；或是对手机、平板电脑等设备进行充电，保证其持续工作。另一方面作为单人穿戴的便携式的储能设备，可以随时对电池包进行更换，便于对电池包进行充电和维护，进一步保证单人行进过程中随身携带的电子设备的续航。

2、锂硫电池与其他电池相比，其优势在于比能量高，关键材料储量丰富，成本低廉。现有的便携式电池包或充电宝，往往基于日常使用的考虑，选用能量密度较低但技术相对成熟，产业化程度较高的锂离子电池，比如圆柱形的18650电池等。但作为单人穿戴的便携式电池包，对电池系统的减重提出了极高的要求。在单人长时间处于户外工作过程中，电池包的重量和能量都决定了单人可在户外行进过程中的工作能力。为了提高单人的工作时长，并增加单人可携带的用电设备，单人穿戴的便携式电池包应当尽可能在减轻自身重量的同时，提高电池包自身的容量。相比便携式电池包或充电宝常用的锂离子电池，锂硫电池具有更高的能量密度，即在锂硫电池重量更轻的前提下，电池包具有更高的能量。

3、并且当单人户外的工作环境处于极低温环境下时，常见的用电设备或充电设备中的储能电池放电性能往往会受到环境温度的影响，比如生活中常见的在冬季户外使用手机或平板电脑的过程中，可能会出现设备突然“掉电”或自动关机的现象。而在某些更为极端的条件下，户外环境温度能够达到-40℃，常用的锂离子电池在此温度下完全无法满足单人户外作业需求。而锂硫电池在此温度下的能量密度仍能达到300wh/kg，在满足各项用电设备的正常工作的前提下，能够为单人提供约10小时以上的续航时间。

技术实现思路

1、根据上述背景技术中提到的技术问题，而提供一种单人穿戴的便携式高比能电池包。本实用新型采用的技术手段如下：

2、一种单人穿戴的便携式高比能电池包，包括：锂硫电池组、电池包壳体以及电池管理系统；所述电池包壳体为封闭的中空外壳，包括：壳体主体和前端面板；所述锂硫电池组与电池管理系统均设于所述电池包壳体内，且所述壳体主体与所述前端面板通过插槽固定连接；在所述壳体主体和所述前端面板上还设置有安装零件的通孔。

3、进一步地，所述壳体主体包括：多个侧面和底面；所述底面与所述前端面板大小相等；相对的侧面的尺寸相等，且所述侧面与底面固定连接。

4、更进一步地，所述壳体主体为碳纤维复合材料，所述壳体主体的内部与电池组接触的一侧贴附绝缘的青稞纸。

5、进一步地，所述前端面板材料为尼龙，通过3d打印技术成型。

6、更进一步地，所述锂硫电池组包括：多个串联的电池单体。

7、进一步地，所述电池管理系统，包括：控制电路板、开关、输入\输出接口、通讯接口以及电量显示灯。

8、更进一步地，所述电池管理系统中的开关以及通讯接口设置并固定在壳体主体上。

9、进一步地，所述电池管理系统中的控制电路板、输入\输出接口及电量显示灯设置并固定在前端面板上。

10、更进一步地，所述锂硫电池组的重量占电池包重量的85％。

11、较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

12、1、本实用新型壳体结构简单，便于加工和组装；采用了密度较轻的碳纤维复合材料作为电池包的壳体主体材料，在保证了结构强度的同时，最大程度的降低了壳体重量，提高了电池组的成组效率。

13、2、本实用新型采用的尼龙材料，通过3d打印的工艺制成电池包的前端面板，3d打印技术能够在较低成本的前提下加工制作具有较为复杂和精细结构的零件，在满足前端面板各项功能的前提下，减小面板重量，提高电池组的成组效率。

14、3、本实用新型单人穿戴的便携式电池包设置壳体主体的材料为导热性能较好的碳纤维材料，便于对电池组的温度进行控制和管理，有利于电池组内部的热量及时通过扩散至壳体表面，提高了电池组内部温度的均匀性。

15、4、本实用新型电池包的结构精简轻便，整体重量不超过1kg，整体体积不超过1l，便于单人将电池包放进随身衣服进行穿戴。

16、5、本实用新型应用于极低温条件下，锂硫电池在此温度下的能量密度仍能达到300wh/kg，在单人户外作业的过程中，能够为各项用电设备的正常工作提供约10小时以上的续航时间。

技术特征：

1.一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，包括：锂硫电池组、电池包壳体以及电池管理系统；所述电池包壳体为封闭的中空外壳，包括：壳体主体和前端面板；

2.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述壳体主体包括：多个侧面和底面；所述底面与所述前端面板大小相等；相对的侧面的尺寸相等，且所述侧面与底面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述壳体主体为碳纤维复合材料，所述壳体主体的内部与电池组接触的一侧贴附绝缘的青稞纸。

4.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述前端面板材料为尼龙，通过3d打印技术成型。

5.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述锂硫电池组包括：多个串联的电池单体，以嵌入的方式安装在电池包壳体内，通过自身体积膨胀使配合锂硫电池组固定再电池包壳体内。

6.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述电池管理系统，包括：控制电路板、开关、输入\输出接口、通讯接口以及电量显示灯。

7.根据权利要求6所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述电池管理系统中的开关以及通讯接口设置并固定在壳体主体上。

8.根据权利要求6所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述电池管理系统中的控制电路板、输入\输出接口及电量显示灯设置并固定在前端面板上。

9.根据权利要求1所述的一种单人穿戴的便携式高比能电池包，其特征在于，所述锂硫电池组的重量占电池包重量的85％。

技术总结
本技术提供一种单人穿戴的便携式高比能电池包，包括：锂硫电池组、电池包壳体以及电池管理系统；所述电池包壳体为封闭的中空外壳，包括：壳体主体和前端面板；所述锂硫电池组与电池管理系统均设于所述电池包壳体内，且所述壳体主体与所述前端面板通过插槽固定连接；在所述壳体主体和所述前端面板上还设置有安装零件的通孔。本技术壳体结构简单，便于加工和组装；采用了密度较轻的碳纤维复合材料作为电池包的壳体主体材料，在保证了结构强度的同时，最大程度的降低了壳体重量，提高了电池组的成组效率。

技术研发人员：陈剑,周天舒
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/11