一种带有翅片散热结构的锂电池装置的制作方法

1.本发明属于锂电池设备技术领域，具体涉及一种带有翅片散热结构的锂电池装置。


背景技术：

2.锂电池作为一种蓄电池供电设备，会随着使用时间的延长而电量不足，现有技术中的锂电池由于缺乏智能监测设备或手段，极易造成在使用者不知情的情况下的突然断电，或者由于长期使用，充放电不规范，导致锂电池内部短路或锂电池寿命减少，或者锂电池出现内部隐患故障的情况下继续在长时间使用过程中放热量过大，不能及时散发至外界环境中，其内部的有机材料体系达到起火温度点，而造成起火爆炸等事故。锂电池在使用或储存过程中会出现一定概率的失效，包括容量衰减(跳水)、循环寿命短、内阻增大、电压异常、析锂、产气、漏液、短路、变形、热失控等，严重降低了锂电池的使用性能、一致性、可靠性、安全性。
3.因此，急需一种能够有效提高锂电池的散热效率，同时智能监控锂电池的各项工作参数，对锂电池的供电量进行有效预测，在其不能够达到正常供电的锂电池组供电电压门限值时，能够避免使用锂电池的使用者面对突然断电带来的工作、生产或安全事故隐患，并能够有效地避免替代锂电池供电的设备过早老化，降低不会突然断电的智能锂电池使用寿命的锂电池装置。


技术实现要素：

4.本发明针对上述缺陷，提供一种带有翅片散热结构的锂电池装置。本发明能够以最优的等效串联电阻工作时长配合最优的电容工作时长加权计算值作为电解电容器的最小的工作时长作为辅助电源供电，避免电解电容器的老化故障，延长电解电容器作为辅助电源维持锂电池装置供电稳定的寿命；并且通过实时监测锂电池组的工作电压是否在锂电池组供电初期被启动时，产生过大电流，在瞬间产生低压脉冲，而跌落至锂电池组供电电压门限值，选择关闭锂电池组供电，而选择开启电解电容器作为辅助电源供电，保证了锂电池组装置的不间断供电。
5.本发明提供如下技术方案：一种带有翅片散热结构的锂电池装置，所述装置包括锂电池组，所述装置还包括与所述锂电池组并联的电解电容器、与所述锂电池组串联的锂电池场效应晶体管、与所述电解电容器串联的电容器场效应晶体管以及基于dsp模块的隔离开关电源，所述锂电池组的正极和负极以及所述电解电容器的正极和负极均分别与所述隔离开关电源的正极和负极连接；所述电解电容器用于作为辅助备份电源，其与状态监测器通信连接，所述dsp模块控制所述电解电容器是否开启以及工作时长，进而维持所述锂电池装置供电稳定；
6.所述锂电池组包括锂电池组外壳，所述锂电池组外壳内容纳有并排排列的单数个锂电池片容纳腔，每个所述锂电池片容纳腔内均设置有一片锂电池片，多个并列排列的锂
电池片的正极和负极交替设置；所述锂电池片容纳腔内设置有相变材料；多个所述锂电池片容纳腔之间设置有垂直于所述锂电池片长边方向的翅形散热板。
7.作为本发明的进一步限定，所述锂电池片容纳腔于所述锂电池片长边所在平面上设置有水平中央气流道和垂直中央气流道，以及以垂直中央气流道为对称轴设置的多条由上至下间隔排列的v型气流道，所述v型气流道的广口均设置于所述锂电池片容纳腔的所述锂电池片短边所在平面上，所述v型气流道的窄口均设置于所述垂直中央气流道上。
8.作为本发明的进一步限定，所述垂直中央气流道上端部截止于最上部相对的v型气流道窄口对接处，下端部截止于最下部相对的v型气流道窄口对接处。
9.作为本发明的进一步限定，所述锂电池组外壳于所述锂电池片长边方向上的一侧设置有进气口，另一侧设置有出气口，所述进气口上设置有进气离心风机，所述出气口上设置有出气离心风机。
10.作为本发明的进一步限定，所述相变材料为石蜡、季戊四醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇酯、三乙酸甘油酯、棕榈酸甲酯或硬脂酸甲酯中的一种或多种。
11.作为本发明的进一步限定，所述石蜡为正四烷、正戊烷、正二十二烷。
12.作为本发明的进一步限定，所述dsp模块控制所述电解电容器是否开启以及工作时长维持所述锂电池装置供电稳定的方法，包括以下步骤：
13.s1：实时监测所述锂电池组的工作电压，当所述隔离开关电源监测到锂电池电压跌落至锂电池组供电电压门限值8v时，关闭锂电池场效应晶体管并开启电容器场效应晶体管，切换至电解电容器供电维持锂电池装置供电稳定；
14.s2：实时监测所述电解电容器工作的环境温度ta、老化温度点t
′
、电解电容器等效串联电阻老化第一参数a1、电解电容器等效串联电阻老化第二参数b1、电解电容器电容老化第一参数e和电解电容器电容老化第二参数f、环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态时间点环境温度下电解电容器电容达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器电容达到老化状态时间点
15.s3：构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型，迭代优化得到最优电解电容器等效串联电阻和电容的工作时长，以使电解电容器以在老化前最小的工作时长作为辅助电源向外保证供电，避免电解电容器的老化故障，延长电解电容器作为辅助电源维持锂电池装置供电稳定的寿命。
16.作为本发明的进一步限定，所述s3步骤中构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型，包括以下步骤：
17.s31：根据所述s2步骤测量得到的环境温度ta、老化温度点t
′
、环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态时间点环境温度下电解电容器电容达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器电容达到老化状态时间点分别计算电解电容器于老化温度点的等效串联电阻老化失效时间点t
′
esr
和电解电容器于老化温度点的电容老化失效时间点t
′c；
18.s32：根据所述s2步骤测量得到的电解电容器等效串联电阻老化第一参数a1、电解电容器等效串联电阻老化第二参数b1、电解电容器电容老化第一参数e和电解电容器电容
老化第二参数f，分别计算电解电容器的等效串联电阻实时工作时间点t
esr
和电解电容器的电容实时工作时间点tc；
19.s33：根据所述s31步骤和s32步骤计算得到的结果，构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型。
20.作为本发明的进一步限定，所述s31步骤中计算电解电容器于老化温度点的等效串联电阻老化失效时间点t
′
esr
的公式如下：
[0021][0022]
计算电解电容器于老化温度点的电容老化失效时间点t
′c的公式如下：
[0023][0024]
其中，k为玻尔兹曼常数。
[0025]
作为本发明的进一步限定，所述s32步骤中计算电解电容器的等效串联电阻实时工作时间点t
esr
的公式如下：
[0026][0027]
计算电解电容器的电容实时工作时间点tc的公式如下：
[0028][0029]
其中，esr(ta,0)为等效串联电阻随环境温度变化起始值，c(ta,0)为电容随环境温度变化起始值。
[0030]
作为本发明的进一步限定，esr(ta,0)的计算公式如下：
[0031][0032]
c(ta,0)的计算公式如下：
[0033][0034]
其中，ta(t)为t时刻的电解电容器工作环境温度，α为电解电容器固有等效串联电阻参数，β为电解电容器等效串联电阻随温度变化值计算系数，θ为电解电容器固有电容参数，λ为电解电容器电容随温度变化值计算系数，γ为电解电容器工作环境温度基数参数。
[0035]
作为本发明的进一步限定，所述s33步骤构建的最小化电解电容器失效老化工作时长模型如下：
[0036][0037]
t
failure
(esr)＝t
′
esr-t
esr
；
[0038]
t
failure
(c)＝t
′
c-tc；
[0039]
其中，t
failure
(esr)为等效串联电阻老化失效时长，t
failure
(c)为电容老化失效时
长，为等效串联电阻老化失效时长计算权重系数，为电容老化失效时长计算权重系数；所述最小化电解电容器失效老化工作时长模型中的和为基于最小二乘法迭代优化得到。
[0040]
本发明的有益效果为：
[0041]
1、本技术通过将锂电池与电解电容器分别通过场效应晶体管与隔离开关电源连接，隔离开关电源为基于dsp模块的，其采用具有最小化电解电容器失效老化工作时长模型的锂电池装置供电稳定方法，通过实时监测锂电池组的工作电压是否在锂电池组供电初期被启动时，产生过大电流，在瞬间产生低压脉冲，而跌落至锂电池组供电电压门限值，选择关闭锂电池组供电，而选择开启电解电容器作为辅助电源供电，保证了锂电池组装置的不间断供电，不会因为锂电池组的瞬时电流过大且内阻较大，而造成的瞬间锂电池组断电重启，用电设备陷入混乱的情况的发生。
[0042]
2、本技术的dsp模块通过实时监测等效串联电阻和电容的工作参数和活化能，分别计算出电解电容器以等效串联电阻为老化监测指标时的电解电容器开启工作至工作老化的寿命极限时的等效串联电阻老化失效时长t
failure
(esr)，和以电容为老化监测指标时的电解电容器开启工作至工作老化的寿命极限时的电容老化失效时长t
failure
(c)，采用最小二乘法计算等效串联电阻老化失效时长t
failure
(esr)与电容老化失效时长t
failure
(c)的最佳函数匹配系数和以最优的等效串联电阻工作时长配合最优的电容工作时长加权计算值作为电解电容器的最小的工作时长作为辅助电源供电，避免电解电容器的老化故障，延长电解电容器作为辅助电源维持锂电池装置供电稳定的寿命。
[0043]
3、本技术的锂电池装置通过在锂电池片容纳腔内设置有垂直于所述锂电池片长边方向的翅形散热板，可以有效地增加锂电池片容纳腔之间的散热循环通道，避免每个锂电池片容纳腔内的相变材料吸附贮存的热量无法向外界释放，而降低了相变材料的吸附贮存热量以缓解锂电池片工作产生的热量的效果，翅形散热板的翅片结构作为一种高效的传热装置，具有增强换热面积、简化结构和易于制造等优良特性。
[0044]
4、本技术的锂电池装置通过在锂电池组外壳的锂电池片长边方向上的一侧设置有进气口，另一侧设置有出气口，辅助水平中央气道6连接进气口1-01和出气口1-02，以及以垂直中央气流道7为对称轴设置的多条由上至下间隔排列的v型气流道8形成对流散热，进气口一侧进入的气体通过垂直中央气流道7进气口一侧的水平中央气道6-1进入后，再进入出气口一侧的多条由上至下间隔排列的v型气流道8排出，汇集至出气口1-02；出气口一侧；
[0045]
5、本技术的v型气流道的结构设计利于气体随着行走扩散方向而逐步增加与锂电池容纳腔的锂电池片长边所在平面的气体交流面积，一方面增加了气体的扩散速率，另一方面增加了气体交流面积会提高锂电池片容纳腔内部的相变材料与v型气流道内的气体的热量交换面积，增加相变材料储存的热量与外部低温气体的热量交换效率，使相变材料储存的热量快速随着v型气流道内的气体释放，避免热量累积于锂电池片容纳腔内。
[0046]
6、本发明提供的锂电池装置的锂电池组可以根据实际需要设置单数个锂电池片容纳腔，每个容纳腔内的锂电池片交替排列，形成满足不同供电需求的锂电池组。
[0047]
7、本发明提供的锂电池装置的锂电池片容纳腔可以设置为铝材质或铜材质，有利于锂电池容纳腔内的相变材料与外界的热交换传递，便于相变材料吸附储存的热量快速释
放至外界。
附图说明
[0048]
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
[0049]
图1为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置整体示意图；
[0050]
图2为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置中锂电池组俯视图；
[0051]
图3为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置的模块结构示意图；
[0052]
图4为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置中电解电容器的内部结构示意图；
[0053]
图5为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置中电解电容器的立体图；
[0054]
图6为本发明提供的带有翅片散热结构的锂电池装置中锂电池容纳腔侧壁结构示意图；
[0055]
图7为本发明提供的优选的锂电池容纳腔侧壁结构示意图；
[0056]
图8为本发明提供的锂电池组右侧作为进气口时形成的气流道气体流通图；
[0057]
图9为本发明提供的锂电池组外壳结构示意图；
[0058]
图10为本发明提供的dsp模块控制维持所述锂电池装置供电稳定的方法流程示意图；
[0059]
图11为本发明dsp模块构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型方法流程示意图；
[0060]
图12为本发明对比测试例1中采用本发明dsp模块的装置中电解电容器纹波电压监测图；
[0061]
图13为本发明对比测试例1中对照样例的电解电容器纹波电压监测图；
[0062]
图14为本发明对比测试例1中采用本发明dsp模块的装置中电解电容器电流监测图；
[0063]
图15为本发明对比测试例1中对照样例的电解电容器电流监测图；
[0064]
图16为本发明对比测试例2中本发明装置以及对照样例装置电池表面的最高温度t
max
(实线)和液相率(虚线)对比图。
具体实施方式
[0065]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0066]
实施例1
[0067]
如图1所示，为本实施例提供的一种带有翅片散热结构的锂电池装置，装置包括锂电池组1，装置还包括与锂电池组1并联的电解电容器2、与锂电池组串联的锂电池场效应晶体管3、与电解电容器2串联的电容器场效应晶体管4以及基于dsp模块的隔离开关电源5，如图1-2所示，锂电池组1包括锂电池组外壳1-0，锂电池组外壳1-0内容纳有由上至下并排排列的单数个锂电池片容纳腔1-1，每个锂电池片容纳腔1-1内均设置有一片锂电池片1-2，多
个并列排列的锂电池片的正极和负极交替设置；锂电池片容纳腔1-1内设置有相变材料；多个锂电池片容纳腔1-1之间设置有垂直于锂电池片长边方向的翅形散热板1-3；锂电池组的正极和负极分别与隔离开关电源的正极和负极连接，同时电解电容器的正极和负极分别与隔离开关电源的正极和负极连接，形成闭合回路，如图3所示，电解电容器2用于作为辅助备份电源，其与状态监测器2-1通信连接，状态监测器2-1实时监测电解电容器的各项参数，并传输至dsp模块，dsp模块控制电解电容器是否开启以及工作时长，进而维持锂电池装置供电稳定。
[0068]
优选地，锂电池片容纳腔为铝结构，铝材质具有优异的导热性能，可以有效提高锂电池片容纳腔内的相变材料储存的热量散发至外界的效率。
[0069]
实施例2
[0070]
作为本发明提供的一个优选实施例，在实施例1的基础上，如图1-2所示，锂电池片容纳腔的数量为5个：第一锂电池片容纳腔1-11、第二锂电池片容纳腔1-12、第三锂电池片容纳腔1-13、第四锂电池片容纳腔1-14、第五锂电池片容纳腔1-15，第一锂电池片容纳腔1-11内容纳有第一锂电池片1-21，第一锂电池片包括有位于第一锂电池片容纳腔1-11左部的第一正极1-211和右部的第二负极1-212，第二锂电池片容纳腔1-12内容纳有第二锂电池片1-22，第二锂电池片1-22包括有位于第二锂电池片容纳腔1-12左部的第二负极1-221和右部的第二正极1-222，第三锂电池片容纳腔1-13内容纳有第三锂电池片1-23，第三锂电池片1-23包括有位于第三锂电池片容纳腔1-13左部的第三正极1-231和右部的第三负极1-232，第四锂电池片容纳腔1-14内容纳有第四锂电池片1-24，第四锂电池片1-24包括有位于第四锂电池片容纳腔1-14左部的第四负极1-241和右部的第四正极1-242，第五锂电池片容纳腔1-15内容纳有第五锂电池片1-25，第五锂电池片1-25包括有位于第五锂电池片容纳腔1-15左部的第五正极1-251和右部的第五负极1-252，；第一锂电池片容纳腔1-11至第五锂电池片容纳腔1-15内均设置有相变材料；相变材料包裹置于锂电池片容纳腔内的锂电池片，对锂电池片工作产生的热量进行吸附储存，降低锂电池组产生的热量对锂电池组老化和热管理不善带来的损害；第一锂电池片容纳腔1-11至第五锂电池片容纳腔内分别设置有垂直于锂电池片长边方向的第一翅形散热板1-31、第二翅形散热板1-32、第三翅形散热板1-33和第四翅形散热板1-34。
[0071]
锂电池组1中的第一锂电池片容纳腔1-11内第一锂电池片1-21的右部负极1-212与锂电池场效应晶体管3、基于dsp模块的隔离开关电源5的负极依次串联相连接，第五电池片容纳腔1-15内的第五锂电池片1-25的右部正极1-251与基于dsp模块的隔离开关电源5的正极相连，电解电容器2的正极与电容器场效应晶体管4、基于dsp模块的隔离开关电源5的正极依次串联相连接形成锂电池组1和电解电容器2并联的闭合回路，
[0072]
如图3所示，电解电容器2用于作为辅助备份电源，其与状态监测器2-1通信连接，状态监测器2-1实时监测电解电容器的各项参数，并传输至隔离开关电源5内的dsp模块，dsp模块控制电解电容器是否开启以及工作时长，进而维持锂电池装置供电稳定。
[0073]
如图4、图5所示，电解电容器2包括设置于顶部密封盘2-5上的电容器正极2-10、电容器负极2-20，底部密封盘2-6，与顶部密封盘2-5和底部密封盘2-6固定连接的电容器外壳2-7，电容器外壳内包裹有电容器外壳选用铝材质。电容器外壳内部设置有阴极金属箔2-1、阳极金属箔2-2、作为负极的电解纸卷绕薄膜层2-3，电解纸卷绕薄膜层2-3夹于阴极金属箔
2-1和阳极金属箔2-2中间卷绕后形成芯子容纳于电容器外壳2-7内，阴极金属箔2-1和阳极金属箔2-2分别引出负极引脚2-11和正极引脚2-21至顶部密封盘的电容器负极2-10和电容器正极2-20，阴极金属箔2-1和阳极金属箔2-2可以采用铝材质。
[0074]
实施例3
[0075]
在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，作为本发明的另一个优选实施例，如图1、图6所示，各个锂电池片容纳腔(第一锂电池片容纳腔1-11至第五锂电池片容纳腔1-15)于锂电池片长边所在平面1-4上设置有水平中央气流道6和垂直中央气流道7，以及以垂直中央气流道7为对称轴设置的多条由上至下间隔排列的v型气流道8，以第一锂电池片容纳腔1-11为例，第一锂电池片容纳腔1-11于锂电池片长边所在平面1-4上设置有水平中央气流道6和与水平中央气流道6相垂直的垂直中央气流道7；v型气流道8的广口均设置于锂电池片容纳腔1-1的锂电池片短边所在平面上，v型气流道8的窄口均设置于垂直中央气流道7上。
[0076]
如图1所示，以锂电池片容纳腔1-1为例，v型气流道8的广口均设置于锂电池片容纳腔1-1的左侧棱边1-6和右侧棱边1-5上，v型气流道8的窄口均设置于垂直中央气流道7上。
[0077]
在本发明的一个优选实施例中，由上至下间隔排列的v型气流道8为4条，位于垂直中央气流道7左侧的由上至下的第一左侧v型气流道8-11、第二左侧v型气流道8-12、第三左侧v型气流道8-13和第四左侧v型气流道8-14以及位于垂直中央气流道8右侧由上至下的第一右侧v型气流道8-21、第二右侧v型气流道8-22、第三右侧v型气流道8-23和第四右侧v型气流道8-24；
[0078]
在自然通风的情况下，如图6所示，可以通过水平中央通道6的棱边1-6左侧进入外界相较于已经储存第一锂电池容纳腔1-11内的第一锂电池片1-21工作散发热量的相变材料的温度较低的自然风，然后分别进入至位于垂直中央气流道7右侧的第一右侧v型气流道8-21、第二右侧v型气流道8-22、第三右侧v型气流道8-23和第四右侧v型气流道8-24，最终通过位于锂电池容纳腔1-11右侧棱边1-5上的较宽出口气体散发出去，通过从左侧流入然后逐渐由左至右外界温度较低的气体流动逐渐带走第一锂电池容纳腔1-11内的相变材料储存的第一锂电池片1-21工作所散发的热量，进而加快了锂电池组的散热效率，提高了相变材料的储存热量循环利用时间间隔。
[0079]
在本发明的一个优选实施例中，垂直中央气流道7上端部截止于最上部相对的v型气流道窄口对接处，下端部截止于最下部相对的v型气流道窄口对接处，即如图7所示，垂直中央气流道7上端部截止于最上部第一左侧v型气流道8-11和第一右侧v型气流道8-21相对的v型气流道窄口对接处，下端部截止于最下部第四左侧v型气流道8-14和第四右侧v型气流道8-24相对的v型气流道窄口对接处。
[0080]
或者也可以如图8所示，外界温度较低温度的自然风也可以由第一锂电池容纳腔1-11的右侧水平中央气流道6于右侧棱边1-5上的开口作为气体入口进入第一锂电池容纳腔1-11的侧壁，然后又右至左依次通过左侧的第一左侧v型气流道8-11、第二左侧v型气流道8-12、第三左侧v型气流道8-13和第四左侧v型气流道8-14的较宽广口分别通过左侧的v型气流道进行分散开，进而提高了锂电池组片所在的壳体内多个锂电池片容纳腔的散热，利用外部的空气对流将各个锂电池容纳腔内相变材料所储存的热量快速通过外界进入的
冷气流而带走，是相变材料的储热能力得以恢复，继续储存锂电池片工作所释放出的热量。
[0081]
实施例4
[0082]
在实施例1、实施例2的基础上，作为本发明的另一个优选实施例，如图9所示，锂电池组外壳1-0于锂电池片长边方向上的一侧，例如左侧1-6设置有进气口1-01，另一侧设置有出气口1-02，进气口1-01上设置有进气离心风机1-011，出气口1-02上设置有出气离心风机1-021，进气口1-01与水平中央气流道6与锂电池侧面的气口相连通，进行气流的交换，出气口1-02与与水平中央气流道6与锂电池另一个侧面的气口相连通，进行气流的交换。
[0083]
可以在进气口1-01处设置有鼓风机，或者出气口1-02处设置有负压吸风机，或者进气口1-01设置鼓风机的同时于出气口1-02处也设置负压吸风机，进而形成图7所示的于锂电池组的右侧水平中央气流道6的气口形成负压，进而于左侧水平中央气流道6的气口进气，并流经第一右侧v型气流道8-21、第二右侧v型气流道8-22、第三右侧v型气流道8-23和第四右侧v型气流道8-24；同时，于左侧水平中央气流道6的气口由于设置有鼓风机，进一步形成正压进气，同样流经第一右侧v型气流道8-21、第二右侧v型气流道8-22、第三右侧v型气流道8-23和第四右侧v型气流道8-24。进气口1-01与出气口1-02分别设置于锂电池容纳腔的左右两侧，左侧的水平中央气流道的气口既可以作为与进气口1-01对接的气口也可以作为与出气口1-02对接的气口，当右侧作为与进气口1-01对接的气口时，形成如图7所示的气流道气体流通图，进一步增加气体交换效率以及气体与锂电池片容纳腔侧壁的热交换面积。
[0084]
实施例5
[0085]
作为本发明的一个优选实施例，本发明所采用的相变材料为石蜡、季戊四醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇酯、三乙酸甘油酯、棕榈酸甲酯或硬脂酸甲酯中的一种或多种。
[0086]
优选地，石蜡为正四烷、正戊烷、正二十二烷。
[0087]
实施例6
[0088]
在实施例1-5的基础上，作为本发明的一个优选实施例，如图10所示，本发明提供的dsp模块控制电解电容器是否开启以及工作时长，进而维持锂电池装置供电稳定的方法，包括以下步骤：
[0089]
s1：实时监测锂电池组1的工作电压，当隔离开关电源5监测到锂电池电压跌落至锂电池组供电电压门限值8v时，关闭锂电池场效应晶体管3并开启电容器场效应晶体管4，切换至电解电容器供电维持锂电池装置供电稳定；
[0090]
s2：实时监测电解电容器工作的环境温度ta、老化温度点t
′
、电解电容器等效串联电阻老化第一参数a1、电解电容器等效串联电阻老化第二参数b1、电解电容器电容老化第一参数e和电解电容器电容老化第二参数f、环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态时间点环境温度下电解电容器电容达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器电容达到老化状态时间点
[0091]
s3：构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型，迭代优化得到最优电解电容器等效串联电阻和电容的工作时长，以使电解电容器以在老化前最小的工作时长作为辅助电源向外保证供电，避免电解电容器的老化故障，延长电解电容器作为辅助电源维持锂电池装置供电稳定的寿命。
[0092]
实施例7
[0093]
在实施例1提供的技术方案的基础上，如图11所示，s3步骤中构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型，包括以下步骤：
[0094]
s31：根据s2步骤测量得到的环境温度ta、老化温度点t
′
、环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器等效串联电阻达到老化状态时间点环境温度下电解电容器电容达到老化状态的活化能环境温度下电解电容器电容达到老化状态时间点分别计算电解电容器于老化温度点的等效串联电阻老化失效时间点t
′
esr
和电解电容器于老化温度点的电容老化失效时间点t
′c：
[0095][0096][0097]
其中，k为玻尔兹曼常数，优选地，k＝8.617
×
10-5
ev/k。
[0098]
s32：根据s2步骤测量得到的电解电容器等效串联电阻老化第一参数a1、电解电容器等效串联电阻老化第二参数b1、电解电容器电容老化第一参数e和电解电容器电容老化第二参数f，分别计算电解电容器的等效串联电阻实时工作时间点t
esr
和电解电容器的电容实时工作时间点tc：
[0099][0100][0101]
其中，esr(ta,0)为等效串联电阻随环境温度变化起始值，c(ta,0)为电容随环境温度变化起始值；
[0102][0103]
c(ta,0)的计算公式如下：
[0104][0105]
其中，ta(t)为t时刻的电解电容器工作环境温度，α为电解电容器固有等效串联电阻参数，β为电解电容器等效串联电阻随温度变化值计算系数，θ为电解电容器固有电容参数，λ为电解电容器电容随温度变化值计算系数，γ为电解电容器工作环境温度基数参数；优选地，α＝0.013055ω，β＝0.75844ω，γ＝14.888386℃，θ＝0.000812f，λ＝4.600790
×
10-0.007
f/℃。
[0106]
s33：根据s31步骤和s32步骤计算得到的结果，构建最小化电解电容器失效老化工作时长模型：
[0107]
[0108]
t
failure
(esr)＝t
′
esr-t
esr
；
[0109]
t
failure
(c)＝t
′
c-tc；
[0110]
其中，t
failure
(esr)为等效串联电阻老化失效时长，t
failure
(c)为电容老化失效时长，为等效串联电阻老化失效时长计算权重系数，为电容老化失效时长计算权重系数；最小化电解电容器失效老化工作时长模型中的和为基于最小二乘法迭代优化得到。
[0111]
对比测试例1
[0112]
随着温度的升高，电解电容器的等效串联电阻值是逐步下降的，电容值逐步上升；随着时间的增加，电解电容器的等效串联电阻值是逐步上升的，电容值逐步下降。
[0113]
分别监测采用本发明提供的具有构建的最小化电解电容器失效老化工作时长模型dsp模块，并采用dsp模块控制电解电容器是否开启以及工作时长维持锂电池装置供电稳定的方法的锂电池装置的电容器纹波电压和电容器电流，对照样例为具有本发明提供的结构装置的电解电容器，但是该对照样例中的电解电容器的dsp模块未采用本发明提供的具有构建的最小化电解电容器失效老化工作时长模型算法，如图12和图13所示，分别为本发明提供的dsp模块的电容器纹波电压监测图和对照样例的电容器纹波电压监测图，如图14和图15所示，分别为本发明提供的dsp模块的电容器电流监测图和对照样例的电容器电流监测图。
[0114]
由图12与图13、图14与图15所示的对比可知，采用本发明的具有最小化电解电容器失效老化工作时长模型的dsp模块的隔离开关电源的锂电池装置，可以有效地实时监测电解电容器的工作参数，进而通过dsp模块控制电解电容器在锂电池供电初期电压跌落至某一阈值时，有效开启电解电容器，并采用最小的老化失效工作时长工作，采用电解电容器内部储存的电能作为辅助电源或备用电源，作为锂电池无法初期供电情况下的替补为需电设备供电，减少锂电池设备输出电流和电压的震颤变化，稳定输出电能。
[0115]
对比测试例2
[0116]
为了进一步验证本发明提供的带有翅形结构和相变材料以及锂电池组容纳腔侧面的气流道结构的锂电池组工作散热效率，分别采用本发明提供的具有的最小化电解电容器失效老化工作时长模型的dsp模块的带有翅形结构和相变材料以及锂电池组容纳腔侧面的气流道结构的锂电池组装置以及对照样例2的电池表面的最高温度t
max
(图16中的实线)和液相率(图16中的虚线)；对照样例2仅仅采用锂电池容纳腔内装有相变材料，各个锂电池容纳腔并列紧挨设置，不设置翅形结构，也不设置锂电池组容纳腔侧面的气流道结构。
[0117]
由图16的实线比较可见，本发明增加翅形结构和锂电池组容纳腔侧面的气流道结构可以有效降低锂电池装置表面的最高温度，辅助相变材料进一步快速降低锂电池装置的温度，避免过热导致锂电池装置损坏。a时间点、b时间点、c时间点
[0118]
由图16的虚线比较可见，增加翅形结构和锂电池组容纳腔侧面的气流道结构，可以有效保证相变材料的液体存在形式，有效增加了多个锂电池片容纳腔的热交换，保证了相变材料以较多的液体形式存在，进而可以吸附储存更多的热量，并以液体形式，增加了相变材料以液体形式通过翅形结构和锂电池片容纳腔在锂电池片长边侧壁上的v型气流道上的气流进行物理热交换而散发出去热量。
[0119]
可以理解的是，以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明创作所作的进一
步详细说明，不能认定本发明创作的具体实施只局限于这些说明。对于本发明创作所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创作构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本专利的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。
[0120]
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
[0121]
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明创作的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
[0122]
此外，本发明创作的范围不只在限于说明书中的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域普通技术人员将容易理解，可以利用执行与本文相应实施例基本相同功能或获得与本文实施例基本相同结果的目前存在的或稍后要开发的上述披露、过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其范围内。