[发明专利]低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池及控制方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是一种低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池，包括正极、负极和注液孔，还包括散热窗、状态显示仪、电池壳体、相变层、控制块、集线器、加热筒、卷绕组和风扇，散热窗和状态显示仪均设在电池壳体侧壁上，散热窗上设有温度感应器，状态显示仪上设有红色警报灯和绿色警报灯，集线器下端设有SOC感应器，加热筒内部设有卷绕组，加热筒两端均设有风扇，风扇两端设有集线器，风扇与电池壳体之间设有相变层。该锂电池可以适应各种温度条件，低温时可以自加热，高温时可以进行自散热，同时可以防止电池过充过放，保护电池使用性能，提高使用寿命，是一种功能强大的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是一种低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池及控制方法。

背景技术

随着科技的发展，电动汽车越来越普及，国家对此也有各种优惠政策。电池作为电动汽车的核心关键部件，其品质对电动汽车的行驶性能具有决定性的影响。传统的锂电池温度适应性比较差，而且没有过充过防保护装置，结构和功能都比较单一。

发明内容

为了克服现有的不足，本发明提供了一种低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池及控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池，包括正极、负极和注液孔，还包括散热窗、状态显示仪、电池壳体、相变层、控制块、集线器、加热筒、卷绕组和风扇，散热窗和状态显示仪均设在电池壳体侧壁上，且状态显示仪设在散热窗正下方，散热窗上设有温度感应器，状态显示仪上设有红色警报灯和绿色警报灯，集线器下端设有SOC感应器，状态显示仪与控制块相连，加热筒设在电池壳体内部，加热筒内部设有卷绕组，加热筒两端均设有风扇，风扇两端设有集线器，风扇与电池壳体之间设有相变层，集线器通过导线将加热筒、卷绕组、风扇和控制块连接在一起，状态显示仪实时显示电池荷电状态SOC。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，SOC感应器感应电池的荷电状态SOC，并将感应结果传给控制块，SOC感应器的感应范围为30%-99%以及10%和100%，控制块控制电路连接状态。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，温度感应器负责采集加热筒和相变层的温度，并将采集的加热筒和相变层的温度通过平均值算法将加热筒和相变层的温度平均值传递给控制块，温度感应器的温度感应范围为-35℃～65℃。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，相变层为80%石蜡和20%膨胀石墨融合物，导热系数为1.03 W.m-1.K-1，是普通石蜡导热系数的5倍，相变层厚度与相变层和电池壳体内壁之间的距离比值大于15%。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，加热筒为高电阻率高导热率的铝镍铁合金，电阻率为1.0 ×10-6Ω·m，导热系数为12.171 W/[m.K]，低温时作为电池内部电阻进行自加热。

一种低温自加热高温散热防过充过放卷绕式锂电池的控制方法，包括控制电路，控制电路包括开关S0、开关S1、开关S2、开关S3、开关S5、开关S4以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，开关S0与电阻R1串连，开关S1与电阻R2串连，开关S2与电阻R3串连，开关S3与电阻R4串连，电阻R2、电阻R3、电阻R4之间并联，电阻R1分别与电阻R2、电阻R3、电阻R4串联，开关S5与开关S0和电阻R1串联，开关S4分别与电阻R2、电阻R3、电阻R4串联，控制块控制线路连接，具体控制电池壳体内温度的方法为：

1）当加热筒和相变层的温度平均值低于-35℃时，散热窗上的温度感应器感应到，开关S4和开关S1闭合， 电阻R2连接加热筒并接入电路，电阻R4连接散热窗，此时散热窗关闭，电池壳体内部线路连通并进行自加热；