[发明专利]一种深海大功率锂电池装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及深海水下工程装备和水下科考设备，具体涉及一种为深海环境下作业的水下设备进行大功率供电的充电电池装置。

背景技术

目前，在深海环境下进行海底工程施工和海底资源考察时，所采用的水下工程装备和水下科考设备，都需要进行水下供电，部分设备在母船支持下可以进行甲板远程供电，但是当水下设备需要被大功率供电时，通常需要在水下进行电池供电，或水下电池供电与甲板远程供电相结合的混合供电。特别是无缆水下设备只能使用水下电池进行供电，如AUV、载人潜器、深海观测站和潜标等设备只能使用水下电池进行供电。

目前国际国内使用的很多深水作业的工程设备和科考设备是水下电池直接供电的，水下供电电池被封装在耐压壳体内，随着设备水下作业深度的增加，耐压壳体为了承受海水压力，需要将壳体设计制造得很厚很重，目前壳体材料主要有不锈钢、铝合金和钛合金等。如果水下供电时要求大功率长时间，整个水下电池供电装置体积和重量都将非常大，严重降低了水下作业设备的有效载荷。

如何在提高水下电池供电装置能量密度的同时能大幅降低整个装置重量，并能在深海环境下高效可靠稳定地进行大功率供电，成为水下作业设备设计要解决的关键技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种深海大功率锂电池装置及其制作方法，提高了整套电池装置能量密度，同时降低了装置的整体重量。

本发明提供了一种深海大功率锂电池装置，包括耐腐蚀耐压不锈钢电池箱体、耐腐蚀耐压不锈钢电池箱盖板、大功率聚合物锂电池芯组，所述电池芯组设置在所述耐腐蚀耐压不锈钢电池箱体内部；所述装置还包括海水液压平衡皮囊、排气和充油口、总正极引线、总负极引线、信号引线以及第一单芯水密座、第二单芯水密座和一对16芯水密座，所述海水液压平衡皮囊设置在所述电池箱体内，所述海水液压平衡皮囊的端口设置在所述电池箱体的侧壁上，所述排气和充油口以及所述水密座分别设置在所述电池箱体的顶部；所述总正极引线的一端连接电池芯组的总正极，另一端固定于所述第一单芯水密座内的安装螺孔；所述总负极引线的一端连接电池芯组的总负极，另一端固定于所述第二单芯水密座内的安装螺孔；所述30根信号引线的一端连接所述电池芯组的信号端，另一端通过焊接与所述2个16芯水密座内部尾线相连接。

所述装置还包括电池芯固定架，所述固定架设置在所述电池箱体，所述电池芯组固定于所述电池芯固定架上。

所述电池箱体的内壁上敷设有耐油绝缘胶皮。

所述电池箱盖板通过紧固螺丝固定在所述电池箱体上。

所述电池箱体与电池箱盖板的连接处设置有密封圈。

所述一对16芯水密座上分别安装有水密堵头。

本发明同时还提供了一种制作深海大功率锂电池装置的方法，所述方法包括如下步骤；

步骤一：在耐腐蚀耐压不锈钢电池箱体内铺垫耐油绝缘胶皮；

步骤二：将大功率聚合物锂电池芯组通过电池芯固定架固定安装在所述电池箱体内；

步骤三：将电池芯组的总正极引线与位于电池箱体顶部的第一单芯水密座内部的安装螺孔连接并拧紧，将电池芯组的总负极引线与位于电池箱体顶部的第二单芯水密座内部的安装螺孔连接并拧紧；

步骤四：将电池芯组的信号引线分别焊接于位于电池箱体顶部的两个16芯水密座内部的尾线上；

步骤五：将海水液压平衡皮囊安装在电池箱体的内部，将海水液压平衡皮囊的囊口穿过位于电池箱体上的海水液压平衡皮囊端口，并从外部拧紧，使得海水液压平衡皮囊保持半吸气状态；

步骤六：拧紧位于电池箱体顶部的排气和充油孔，向电池箱体内灌满变压器油；

步骤七：在电池箱体的端口法兰处安装密封圈，并用紧固螺丝将耐腐蚀耐压不锈钢电池箱盖板紧密固定于电池箱体上；

步骤八：将电池箱体竖起，使安装有单芯水密座的一面朝上；

步骤九：打开排气和充油孔进行排气，并通过排气和充油孔向电池箱体内补充变压器油，同时摇晃电池箱体以充分排气，然后静置约5个小时，直至排气和充油孔处无气泡出现，补满变压器油，再将排气和充油孔拧紧及密封。

如果不需要检测或监控所述深海大功率锂电池装置内电池芯组参数，则所述方法还包括步骤十：将两个水密堵头安装在所述两个16芯水密座上以进行水密处理。

由上述技术方案可知，本发明提供的深海大功率锂电池装置采用海水液压平衡的箱体设计，选用能在高压力下高效可靠稳定大功率放电的聚合物锂电池芯组，使得整套电池装置能量密度有了质的提高，同时整套电池装置的重量也大大降低。

附图说明