一种风扇协同电加热的快速均匀升温电池加热系统的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种风扇协同电加热的快速均匀升温电池加热系统。

背景技术：

自动导引车(AGV)主要应用于各种智能仓储系统，如大型物流库、烟草库、商超中转库等，是工业4.0的重要组成部分。AGV锂离子动力电池系统作为能量系统驱动AGV车在仓库中正常运作，而随着冷链仓储物流行业的发展，超低温AGV使用量也越来越大。

国内目前AGV用电池系统，只能在常温下使用，当外界气温过低时候，电池内部的电解液很容易结冰，造成电池在零下10～20℃的温度条件下无法正常充放电，在零下20℃环境下充放电只能达到60％，这样就会造成电池衰减速度加快。另外，超低温环境下，在电池充放电的过程中电池内部容易产生化学晶块，导致电池瞬间短路而引起着火,导致出现安全事故。因此，在超低温环境下，AGV用锂离子电池系统需配备加热系统来保证电池系统正常工作。

对于液体加热系统，因其结构较为复杂以及成本较高很难应用于 AGV用锂离子电池系统。而对于单纯的电加热系统，其容易造成加热不均匀，导致电池系统温度一致性差，寿命缩短；而且单纯的电加热系统仅依靠热传导作用，升温效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于超低温环境(低于-20℃) 中自动导引车用动力锂离子电池系统的加热装置,通过风扇协同电加热达到电池系统在超低温环境中的快速均匀升温。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种风扇协同电加热的快速均匀升温电池加热系统，其特征在于：包括设置在电池箱内的电加热系统、热传导系统和热扩散系统；所述电加热系统主要由内部有多重电阻丝的电加热棒组成，设置在电池箱内底层；所述热传导系统主要由开有不同大小通气孔的铝板组成，设置在电加热系统上方，将电加热系统与电芯隔开；所述热扩散系统主要由风扇及风道隔板组成，所述风扇设置在箱体内一侧的底层，所述风道隔板与箱体内侧同宽，底部连接热传导系统，上方留有通道，形成侧面及上方风道。

优选的，还包括保温系统，所述保温系统主要是在箱体内侧贴上一层保温棉。

本实用新型系统地利用了电加热棒的产热作用、风扇的热扩散促进作用以及铝板的热传导作用，实现电池系统的快速均匀升温，从而保证超低温环境下AGV电池系统的正常工作。

附图说明

图1是本实用新型的正视结构示意图。

图2为本实用新型的A-A剖面俯视示意图。

图中，①为电芯，②为电加热棒，③为铝板，④为通气孔，⑤为电池箱体，⑥为保温棉，⑦为电池管理系统，⑧为风道隔板，⑨为风扇。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1、2为本实用新型的优选方案，包括电加热系统、热传导系统、热扩散系统和保温系统。图中箭头表示系统内部气体的流动方向。

所述电加热系统主要由内部有多重电阻丝的电加热棒2组成，设置在电池箱体5内部的底层中部，电加热棒2数量根据电芯1的组数和箱体宽度确定，本实施例中，电芯1分为三组，设置了两根电加热棒2，分别安装在三组电芯1之间的通道下方。电加热棒2可定制不同的发热功率，主要作用为快速产热。

所述热传导系统主要由开有不同大小通气孔4的铝板3组成，铝板3设置在电加热棒2的上方，将电加热棒2与电芯1隔开，铝板3 上对着电芯1的位置上设置有通气孔4，其主要作用为将电加热棒2 产生的热量迅速传导开来，增加热传递面积，提高热传递效率。

所述热扩散系统主要由风扇9及相应的风道设计组成，其主要作用为将电加热棒产生的热量迅速扩散开来，保证温度场的均匀性。本实施例中，热扩散系统设置在电池箱体5内部的一侧，由风扇9和风道隔板8组成，风道隔板8垂直设置，与电池箱体5内部同宽，将电池管理系统7与电芯1隔开，顶端留有通风道供气流通过，电池管理系统7置于风道内，风扇9在电池箱体内一侧底层，根据电芯1排放的列数设置风扇9的数量，主要作用是将电加热棒2产生的热量向上吹，在风道内形成向上的气流，再通过风道隔板上方的通道流向电芯 1。

所述保温系统主要是在电池箱体5内侧贴上一层保温棉6，用于阻挡电池系统内部热量向外界环境传递。

本实用新型根据电池系统内部材料的比热容、质量及温升确定电加热棒2的功率，考虑到AGV电池系统尺寸较小，横向温差可小于 3℃，通过调整铝板上的通气孔4的孔径大小，保证流过每个电芯1 的气流流量一致。考虑到热对流的效率是从上到下增加，热传导的效率是从下往上增加。热传导效率基本确定，通过调整风扇9的流量来调整热对流效率，从而保证从上到下的热传递效率基本一致，确保纵向温差也小于3℃。

因此，通过合理设计电加热棒2的功率、通气孔4的孔径、风扇 9的流量，实现AGV电池系统的快速均匀温升，从而保证AGV的正常工作。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本实用新型的保护范围。