本发明涉及锂离子电池，具体为低温环境下的锂离子电池自加热装置。
背景技术：
1、锂离子电池（lithium-ion battery, lib）作为一种二次电池，锂离子电池的核心工作原理是基于锂离子在正负极之间的可逆嵌入与脱嵌过程来实现能量的储存与释放，具体来说，充电时，锂离子从正极材料中脱出，经过电解液移动到负极并嵌入其中，而在放电过程中，则相反地从负极返回正极，这种“摇椅式”设计使得锂离子电池相比传统电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命以及更好的安全性。
2、随着全球对环境保护意识的增强和技术进步，电动汽车逐渐成为汽车行业发展的新趋势，在这个背景下，锂离子电池因其优异的性能而成为了驱动电动车辆的理想选择。
3、尽管锂离子电池在常温条件下表现出色，但在低温环境中却面临着一系列挑战，当温度下降时，电解液黏度增大甚至部分凝固，导致锂离子传导速度减慢，进而影响整个电池系统的反应速率，更重要的是，低温会加剧负极表面析锂现象的发生，即锂离子无法顺利嵌入石墨层间而直接沉积为金属锂单质，这不仅降低了可用容量，还可能引发内部短路的风险，严重威胁到电池的安全性，因此，设计实用性强和为电池提供适宜温度的低温环境下的锂离子电池自加热装置是很有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供低温环境下的锂离子电池自加热装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：低温环境下的锂离子电池自加热装置，包括防护壳和锂离子电池，所述防护壳内部设有若干电池腔，所述锂离子电池位于对应的所述电池腔内，所述锂离子电池外壁面设置有加热膜，用于低温条件下对所述锂离子电池进行快速升温，所述电池腔内顶部嵌入安装有温度传感器，用于对所述电池腔内温度检测，所述防护壳内且位于所述电池腔外设有温控腔，所述温控腔内设有温控组件，用于对所述电池腔进行温控调节，所述防护壳中间位置开设有空气流通区，用于对所述锂离子电池进行自然散热，所述空气流通区贯穿设置在所述电池腔之间且和外部连通，所述空气流通区沿所述防护壳高度方向线性阵列设置，所述防护壳上端设有bms控制器，所述bms控制器分别和所述加热膜、所述温度传感器及所述温控组件电连接，所述防护壳一侧设有电源插口。
3、根据上述技术方案，所述温控组件包括储液腔、加热板、制冷板、循环管路以及输送泵，所述储液腔开设在所述防护壳内底部，所述储液腔用于储存循环液，所述加热板和所述制冷板分别设置在所述储液腔内，所述加热板和所述制冷板分别对循环液进行加热和制冷，所述储液腔上方设有循环管路，所述循环管路呈波纹状设置在所述温控腔内，所述循环管路两端均连接至所述储液腔内，所述循环管路上设有输送泵，所述加热板、所述制冷板及所述输送泵分别与所述bms控制器电连接。
4、根据上述技术方案，所述防护壳横截面呈等边三角形设置，所述防护壳外壁棱角位置均进行倒圆角设置，所述电池腔的数量设置为三个且圆周阵列设置在所述防护壳内。
5、根据上述技术方案，所述防护壳包括防护底壳和防护顶壳，所述防护底壳设置在所述防护顶壳下端，所述防护底壳和所述防护顶壳之间通过快速连接件进行固定连接。
6、根据上述技术方案，所述快速连接件包括连接柱和连接槽，所述连接柱固定安装在所述防护顶壳下端中间位置，所述连接槽开设在所述防护底壳上端中间位置，所述连接柱内设有内腔且所述内腔内设有锁定件，所述连接柱通过锁定件固定安装在所述连接槽内。
7、根据上述技术方案，所述锁定件包括伺服电机、旋转杆、固定环、弧形连接杆以及锁定柱，所述伺服电机固定安装在所述内腔内顶部且所述伺服电机输出端固定安装有所述旋转杆，所述旋转杆末端活动安装在所述内腔内，所述固定环固定安装在所述旋转杆上，所述锁定柱呈圆周阵列设置在所述固定环外壁，所述连接柱侧壁呈圆周阵列设置有进出通道，所述锁定柱和所述进出通道一一对应设置，所述锁定柱和所述固定环之间通过所述弧形连接杆活动连接，所述连接槽内壁呈圆周阵列设置有与所述锁定柱对应的锁定槽，所述伺服电机和所述bms控制器电连接。
8、根据上述技术方案，所述防护顶壳上端安装有内沿板，所述内沿板上通过螺栓固定安装有顶盖，所述bms控制器位于所述顶盖内，所述顶盖上端通过连接柄固定安装有提手环，所述提手环设置在所述顶盖上方中间位置，所述连接柄呈圆周阵列设置在所述提手环侧壁。
9、根据上述技术方案，所述防护底壳和所述防护顶壳相邻的一端边缘位置设有密封垫，所述密封垫沿所述防护底壳和所述防护顶壳周壁方向进行设置。
10、根据上述技术方案，所述锁定柱末端呈圆台状设置且固定安装有触碰传感器，所述触碰传感器和所述bms控制器电连接。
11、根据上述技术方案，所述防护底壳下端固定安装有卡座，所述卡座呈圆周阵列设置在所述防护底壳下端。
12、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
13、（1）高效稳定的温度管理：本装置集成了加热膜、温控组件和空气流通区等关键部件，确保了锂离子电池在各种温度条件下都能保持最佳性能，特别是在低温环境中，加热膜能够快速升温，使锂离子电池迅速达到适宜的工作温度，加热膜关闭，而温控组件则提供了后续的保温效果，减少不必要的能量消耗，防止频繁的加热-冷却循环可能带来的损害，这种方式不仅节省了能源，也延长了锂离子电池的使用寿命，同时在锂离子温度过高时，可进行锂离子电池的辅助降温，实现了精确的温度控制，给锂离子电池提供了适宜工作温度，空气流通区的设计不仅促进了自然散热，还在高温环境下通过混合冷热空气实现了更有效的降温，相比单纯依赖自然散热更加高效，同时有效地分隔了各个电池腔，保证了每块锂离子电池都可以在其专属的电池腔内进行高效的散热，避免不同锂离子电池之间相互影响；
14、（2）结构稳定：防护壳的横截面设计为等边三角形，这种形状能够在相同材料用量的情况下提供更好的抗压性能，增强了对内部组件的保护能力，减少了局部应力集中，提高了整体结构的稳定性，电池腔呈圆周阵列设置在防护壳内部，这样的布局不仅有利于均匀分布热量，还便于管理和维护各个电池单元，同时有助于减少不同电池之间的相互影响；
15、（3）便捷的安装与维护：由连接柱和连接槽组成的快速连接件使得防护顶壳和防护底壳之间的固定既快速又可靠，缩短了装配时间，同时也方便了后期的检修和维护，锁定件的设计确保了连接的紧密性和安全性，避免了因紧固件引起的应力点，降低了开裂或变形的风险；
16、（4）智能管控系统：bms控制器位于防护壳顶部，除了协调和管理加热膜、温度传感器及温控组件的工作外，还具备复杂的算法来优化加热策略，并承担电池状态监测、故障诊断等功能，保障整个系统的安全可靠运行，更重要的是，bms可以通过与加热膜、温度传感器及温控组件的电连接，实现智能化的温度调控，确保锂离子电池始终处于最佳工作状态。
1.低温环境下的锂离子电池自加热装置，包括防护壳（1）和锂离子电池（2），其特征在于：所述防护壳（1）内部设有若干电池腔（3），所述锂离子电池（2）位于对应的所述电池腔（3）内，所述锂离子电池（2）外壁面设置有加热膜（4），用于低温条件下对所述锂离子电池（2）进行快速升温，所述电池腔（3）内顶部嵌入安装有温度传感器（5），用于对所述电池腔（3）内温度检测，所述防护壳（1）内且位于所述电池腔（3）外设有温控腔（31），所述温控腔（31）内设有温控组件（6），用于对所述电池腔（3）进行温控调节，所述防护壳（1）中间位置开设有空气流通区（7），用于对所述锂离子电池（2）进行自然散热，所述空气流通区（7）贯穿设置在所述电池腔（3）之间且和外部连通，所述空气流通区（7）沿所述防护壳（1）高度方向线性阵列设置，所述防护壳（1）上端设有bms控制器（8），所述bms控制器（8）分别和所述加热膜（4）、所述温度传感器（5）及所述温控组件（6）电连接，所述防护壳（1）一侧设有电源插口。
2.根据权利要求1所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述温控组件（6）包括储液腔（61）、加热板（62）、制冷板（63）、循环管路（64）以及输送泵（65），所述储液腔（61）开设在所述防护壳（1）内底部，所述储液腔（61）用于储存循环液，所述加热板（62）和所述制冷板（63）分别设置在所述储液腔（61）内，所述加热板（62）和所述制冷板（63）分别对循环液进行加热和制冷，所述储液腔（61）上方设有循环管路（64），所述循环管路（64）呈波纹状设置在所述温控腔（31）内，所述循环管路（64）两端均连接至所述储液腔（61）内，所述循环管路（64）上设有输送泵（65），所述加热板（62）、所述制冷板（63）及所述输送泵（65）分别与所述bms控制器（8）电连接。
3.根据权利要求1所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述防护壳（1）横截面呈等边三角形设置，所述防护壳（1）外壁棱角位置均进行倒圆角设置，所述电池腔（3）的数量设置为三个且圆周阵列设置在所述防护壳（1）内。
4.根据权利要求3所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述防护壳（1）包括防护底壳（11）和防护顶壳（12），所述防护底壳（11）设置在所述防护顶壳（12）下端，所述防护底壳（11）和所述防护顶壳（12）之间通过快速连接件（13）进行固定连接。
5.根据权利要求4所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述快速连接件（13）包括连接柱（131）和连接槽（132），所述连接柱（131）固定安装在所述防护顶壳（12）下端中间位置，所述连接槽（132）开设在所述防护底壳（11）上端中间位置，所述连接柱（131）内设有内腔且所述内腔内设有锁定件（9），所述连接柱（131）通过锁定件（9）固定安装在所述连接槽（132）内。
6.根据权利要求5所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述锁定件（9）包括伺服电机（91）、旋转杆（92）、固定环（93）、弧形连接杆（94）以及锁定柱（95），所述伺服电机（91）固定安装在所述内腔内顶部且所述伺服电机（91）输出端固定安装有所述旋转杆（92），所述旋转杆（92）末端活动安装在所述内腔内，所述固定环（93）固定安装在所述旋转杆（92）上，所述锁定柱（95）呈圆周阵列设置在所述固定环（93）外壁，所述连接柱（131）侧壁呈圆周阵列设置有进出通道，所述锁定柱（95）和所述进出通道一一对应设置，所述锁定柱（95）和所述固定环（93）之间通过所述弧形连接杆（94）活动连接，所述连接槽（132）内壁呈圆周阵列设置有与所述锁定柱（95）对应的锁定槽，所述伺服电机（91）和所述bms控制器（8）电连接。
7.根据权利要求4所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述防护顶壳（12）上端安装有内沿板（121），所述内沿板（121）上通过螺栓固定安装有顶盖（14），所述bms控制器（8）位于所述顶盖（14）内，所述顶盖（14）上端通过连接柄（15）固定安装有提手环（16），所述提手环（16）设置在所述顶盖（14）上方中间位置，所述连接柄（15）呈圆周阵列设置在所述提手环（16）侧壁。
8.根据权利要求4所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述防护底壳（11）和所述防护顶壳（12）相邻的一端边缘位置设有密封垫（17），所述密封垫（17）沿所述防护底壳（11）和所述防护顶壳（12）周壁方向进行设置。
9.根据权利要求6所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述锁定柱（95）末端呈圆台状设置且固定安装有触碰传感器（951），所述触碰传感器（951）和所述bms控制器（8）电连接。
10.根据权利要求4所述的低温环境下的锂离子电池自加热装置，其特征在于：所述防护底壳（11）下端固定安装有卡座（18），所述卡座（18）呈圆周阵列设置在所述防护底壳（11）下端。