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CN113904048A - 一种应急助航灯电池包 - Google Patents

一种应急助航灯电池包 Download PDF

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CN113904048A CN202111370593.7A CN202111370593A CN113904048A CN 113904048 A CN113904048 A CN 113904048A CN 202111370593 A CN202111370593 A CN 202111370593A CN 113904048 A CN113904048 A CN 113904048A
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谭姣
熊志高
汪帅
龚云天
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Abstract

本申请涉及一种应急助航灯电池包，包括：电池组、控制组件和壳体；壳体内部形成电池舱；电池组和控制组件均固定设在电池舱中；电池组包括多节电芯，多节电芯的侧部相邻布置，且多节电芯的正负极均连接到控制组件的底部；控制组件上设有连接外部负载的电气接口。控制组件包括电路板和保护板；电路板固定设在电池组和保护板之间；电路板连接多节电芯的正负极，形成多个电芯串，并形成电池组正极和电池组负极；电池组正极和电池组负极连接到保护板，保护板上设有连接外部负载的电气接口。控制组件还包括绝缘板，绝缘板固定设在电路板和保护板之间。本申请空间紧凑，结构稳固，特别适合于应急助航灯电池系统。

Description

一种应急助航灯电池包
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种应急助航灯电池包。
背景技术
应急助航灯主要用于在特殊环境下引导飞机的起飞或降落，一般安装于灯光车上，使用时直接使用人工或者机械臂将灯具抛于机场航道地面。
应急助航灯电池包安装于灯具内部，为灯具提供移动供电。由于灯具的尺寸空间限制，对电池包的结构提出了较高的要求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种应急助航灯电池包，空间紧凑，结构稳固，特别适合于应急助航灯电池系统。
一种应急助航灯电池包，包括：电池组、控制组件和壳体；所述壳体内部形成电池舱；所述电池组和所述控制组件均固定设在所述电池舱中；
所述电池组包括多节电芯，多节所述电芯的侧部相邻布置，且多节所述电芯的正负极均连接到所述控制组件的底部；所述控制组件上设有连接外部设备的电气接口。
在其中一个实施例中，所述控制组件包括电路板和保护板；所述电路板固定设在所述电池组和所述保护板之间；
所述电路板连接多节所述电芯的正负极，形成多个电芯串，并形成电池组正极和电池组负极；所述电池组正极和所述电池组负极连接到所述保护板，所述保护板上设有连接外部设备的电气接口。
在其中一个实施例中，所述控制组件还包括绝缘板，所述绝缘板固定设在所述电路板和所述保护板之间。
在其中一个实施例中，所述电路板上还设有多个电压采集点，各所述电压采集点与各所述电芯串一一对应，并连接到所述电池组负极和对应所述电芯串的正极，各所述电压采集点分别通过电压采集线连接到所述保护板。
在其中一个实施例中，所述保护板上还设有多个温度采集点，多个所述温度采集点通过多个温度采集线连接到所述电池组，多个所述温度采集线穿过所述电路板上的线孔。
在其中一个实施例中，所述保护板上还设有电压插座和温度插座，所述电压采集线、所述温度采集线分别使用连接器连接到所述电压插座、所述温度插座上。
在其中一个实施例中，还包括：导热支架；
所述导热支架包括固定设在所述壳体底部的底板以及若干设在所述底板上的嵌入槽，各所述嵌入槽与所述电芯一一对应，所述电芯嵌入对应所述嵌入槽，以填充相邻所述电芯之间的间隙；
所述底板与所述嵌入槽由导热材料一体成型制得。
在其中一个实施例中，当所述电路板上的电芯未满配时，所述电路板的底部还设置有配重柱，以使得电池包配重均匀。
在其中一个实施例中，各所述电芯均采用PET热缩套管，且各所述电芯的底部均设有减震软垫。
在其中一个实施例中，所述壳体包括上盖和底盒，所述底盒的内部形成所述电池舱且顶部开口，所述上盖可拆卸地连接在所述电池舱顶部。
上述应急助航灯电池包，电池组和控制组件均设置在壳体内部形成的电池舱中，构成电池组的多节电芯的侧部相邻布置，使得电池组整体的尺寸较小，节省了空间；且电芯的正负极均连接到控制组件的底部，由控制组件完成电芯之间的串并联，节省了线束和空间；整个电池包的空间紧凑，结构稳固，特别适合于应急助航灯电池系统。
附图说明
图1为一个实施例中应急助航灯电池包的整体结构示意图；
图2为一个实施例中应急助航灯电池包满电池的爆炸图；
图3为一个实施例中应急助航灯电池包满电池的导热支架的示意图；
图4为一个实施例中应急助航灯电池包满电池的导热支架的立体图；
图5为一个实施例中应急助航灯电池包非满电池的爆炸图；
图6为一个实施例中应急助航灯电池包非满电池的导热支架的示意图；
图7为一个实施例中应急助航灯电池包非满电池的导热支架的立体图；
图8为一个实施例中应急助航灯电池包的上盖的示意图；
图9为一个实施例中应急助航灯电池包的底盒的示意图。
附图编号：
电池组1，控制组件2，电路板21，保护板22，电气接口221，绝缘板23，壳体3，上盖31，底盒32，导热支架4，配重柱5。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1至图9所示，本申请提供的一种应急助航灯电池包，在一个实施例中，包括：电池组1、控制组件2和壳体3；壳体3内部形成电池舱；电池组1和控制组件2均固定设在电池舱中；电池组1包括多节电芯，多节电芯的侧部相邻布置，且多节电芯的正负极均连接到控制组件2的底部；控制组件2上设有连接外部设备的电气接口221。
根据电池包规格参数要求，电池组1可以选择合适的电芯数，例如：选用40个18650的钛酸锂电芯。电芯的正负极在一端，并同时连接到控制组件2的底部。电芯的底部可以选用减震性较好的软垫。
电气接口221与外界设备相连，具体可以是应急助航灯(负载)、充电机、上位机等。电气接口包括：通讯接口、充电接口、放电接口等。
上述应急助航灯电池包，电池组和控制组件均设置在壳体内部形成的电池舱中，构成电池组的多节电芯的侧部相邻布置，使得电池组整体的尺寸较小，节省了空间；且电芯的正负极均连接到控制组件的底部，由控制组件完成电芯之间的串并联，节省了线束和空间；整个电池包的空间紧凑，结构稳固，特别适合于应急助航灯电池系统。电芯底部设置的软垫可以防止跌落损伤，避免灯具抛落过程中产生的冲击和振动，从而减少电池损伤。
在一个实施例中，控制组件2包括电路板21和保护板22；电路板21固定设在电池组和保护板21之间；电路板21连接多节所述电芯的正负极，形成多个电芯串，并形成电池组正极和电池组负极；电池组正极和电池组负极连接到保护板22，保护板22上设有连接外部设备的电气接口221。控制组件2还包括绝缘板23，绝缘板23固定设在电路板21和保护板22之间。
电路板21采用PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)。电芯分别焊接于PCB印制电路板上，由PCB印制电路板实现对电芯的串并联，具体可以根据需要选择先串再并、先并再串或者其他的连接方式，进而形成电池组1并引出电池组1的正极和负极。具体的，可以选择多个电芯并联形成电芯串，多个电芯串串联形成一定规格要求的电池组。例如，由40颗电芯以10串4并的方式通过PCB印制电路板焊接形成24V 5.2Ah的电池组。PCB印制电路板上焊接有电池组正极引出线和电池组负极引出线，并将电池组正极连接线和负极连接线焊接于2pin的连接器，具体可以选择公头或母头。
电池组1的正极和负极连接到保护板22，给保护板22供电。保护板22，用于对电池组1的管理及保护。保护板22上包括与外界负载和充电机连接的电气接口221，该接口包括通讯接口、充电接口、放电接口等。电气接口221包括多根信号线和电源线，使用连接器或者接插件汇总接口，例如，电气接口221包括12根线束，汇集在12pin连接器的插头上。电气接口221的插件经过涂胶处理，以防电池包插拔、跌落时线束松动，元器件断裂等损伤。
PCB印制电路板与保护板22之间包括绝缘层23。绝缘层23可选用环氧树脂板，青稞纸，聚酰亚胺膜等。优选地，采用青稞纸。绝缘层23，可以有效防止电池以及电池保护板短路。
在一个实施例中，电路板21上还设有多个电压采集点，各电压采集点与各电芯串一一对应，并连接到电池组负极和对应电芯串的正极，各电压采集点分别通过电压采集线连接到保护板。
电路板21上焊接有电压采集点，连接到电压采集线，电压采集线以排线的形式汇集在连接端子上，例如，10串电芯串焊接有11根电压采集线，11根电压采集线汇集在11pin连接端子的公头。电路板21上的电压焊点，需要综合考虑焊点到同一电芯串内每个电芯的距离尽量一样长，同一串电芯尽量排布紧密，有效减少采样误差对单体一致性的影响。
在计算电芯串的电压时，可以采用作差法。例如：电池组由40节电芯以10串4并的方式形成，则电池组含有10个电芯串，每个电芯串由4节电芯并联组成，将电池组负极作为第一个电芯串的负极，将电池组正极作为第十个电芯串的正极，则第一个电芯串的电压为电池组负极与第一个电芯串的正极之间的压差，第二个电芯串的电压为第二个电芯串的正极与第一个电芯串正极之间的压差，第三个电芯串的电压为第三个电芯串的正极与第二个电芯串正极之间的压差，以此类推。
在一个实施例中，保护板22上还设有多个温度采集点，多个温度采集点通过多个温度采集线连接到电池组，温度采集线的温度探头直接贴于单体电芯表面，用于实时采集电池的温度，多个温度采集线穿过电路板上的线孔。
电路板21上的穿线孔位可以根据温度采集线的数量进行具体选择，例如，选用2路温度采集线，印制电路板上含有2个穿线孔位。
在一个实施例中，保护板22上还设有电压插座和温度插座，具体可以选用卧式电压采集插座和卧式温度采集插座。电压插座，用于连接电压采集线的端子。温度插座，用于连接温度采集线的端子。
电压采集线、温度采集线分别使用连接器连接到电压插座、温度插座上。电压插座和温度插座可以选择母头插座，以与电压采集线和温度采集线的公头插件相对应。
保护板22上的电源正极、电源负极与电池组的正极、负极之间以连接器对接。保护板上为2pin连接器的母头，以与电池组的正极、负极焊接的2pin连接器的公头相对接。
连接器的形式，有利于电池包的上下电和安装维护。
电压插座、温度插座有涂胶处理，以防电池包插拔、跌落时线束松动，元器件断裂等损伤。
在一个实施例中，当电路板21上的电芯未满配时，电路板的底部还设置有配重柱5，以使得电池包配重均匀。
当根据电池包容量要求，不能满足电池包重心稳定的重量要求时，需要配重处理，即电芯没有布满时，每一串电池均匀分布在壳体内，电芯之间的部分空位选用与电芯尺寸相同的配重柱5进行配重，具体可以选择钢柱，钢柱外面包裹绝缘层以防导电，钢柱的数量根据电池包的配重重量要求确定，例如，配备的是由20颗单体电芯以10串2并的方式通过PCB印制电路板焊接形成24V2.6Ah的电池组，选择8颗钢柱。
电芯没有布满时做有配重处理，有助于电池包的重心平衡，还可以防止电池包的跌落损伤。
在一个实施例中，还包括：导热支架4；导热支架4包括固定设在壳体底部的底板以及若干设在底板上的嵌入槽，各嵌入槽与电芯一一对应，电芯嵌入对应嵌入槽，以填充相邻电芯之间的间隙；底板与所述嵌入槽由导热材料一体成型制得。
根据电池包规格参数要求，电芯有布满和不布满两种布局模式。
当根据电池包容量要求，配备的是满电池结构时，电芯间隙及电池组底部，嵌入导热支架4，导热支架4选用导热材料一体成型，导热支架4底部与壳体3底部的内侧尺寸吻合。
当根据电池包容量要求，配备的是非满电池结构时，除钢柱和电池以外的空位以及电池组底部嵌入固定导热支架4。
导热支架4上侧嵌套于电芯与电芯之间，有利于电池的散热和温度的均匀，并固定各个电芯，具有减振和缓冲的作用，有效保护电池，防止跌落损伤。导热支架4选用导热材料一体成型，有效减少在运输和使用过程中出现电池移位、电池保护板变形、断裂等问题，并利于热量的传导，确保电池包的电气安全和功能安全，保护电池和保护板。电芯间隙及电池组底部，嵌有导热支架，使整个电池包更加的稳固，防止在运输和使用过程中电池移位导致电池包故障。
优选地，各电芯均采用PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸类)热缩套管。
由于助航灯需要在低温-41℃及高温65℃下能正常工作，因此电芯可以选用PET热缩套管，PET热缩套管具有优良的耐热耐寒性，在-60℃～120℃下仍能正常工作，有效解决PVC热缩套在高温下易收缩变形的问题。
在一个实施例中，壳体3包括上盖31和底盒32，底盒32的内部形成电池舱且顶部开口，上盖31可拆卸地连接在电池舱顶部。
上盖31与底盒32之间通过螺栓紧固连接，上盖31正面含有安装孔位，通过该安装孔位固定螺栓连接底盒32，本实施例中含有4个安装孔位。
上盖31内侧设有扎线孔位，扎带通过该扎线孔位，用于固定保护板22的电气接口引出线束。上盖31内侧含有内丝螺栓孔位，用于固定电池保护板，本实施例中上盖31内侧含有6个内丝螺栓孔位。
上盖31还设有出线孔位，保护板22的电气接口引出线束以线束带插件的形式穿过上盖的出线孔位，通过该孔位与外部连接，并通过扎带固定该电气接口线束。
上盖31内侧含有加强筋结构，以增加壳体的强度和刚性，有效保护电池的保护板21。
底盒32设有内丝螺栓孔位，用于固定PCB印制电路板，在本实施例中，包括6个内丝螺栓孔位。
本申请提供的应急助航灯电池包，采用上下分层结构，将保护板安装于壳体上盖31的内侧，将电池组安装于壳体底盒32内，拆装灵活、尺寸紧凑、方便安装和维护。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应急助航灯电池包，其特征在于，包括：电池组、控制组件和壳体；所述壳体内部形成电池舱；所述电池组和所述控制组件均固定设在所述电池舱中；
所述电池组包括多节电芯，多节所述电芯的侧部相邻布置，且多节所述电芯的正负极均连接到所述控制组件的底部；所述控制组件上设有连接外部设备的电气接口。
2.根据权利要求1所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述控制组件包括电路板和保护板；所述电路板固定设在所述电池组和所述保护板之间；
所述电路板连接多节所述电芯的正负极，形成多个电芯串，并形成电池组正极和电池组负极；所述电池组正极和所述电池组负极连接到所述保护板，所述保护板上设有连接外部设备的电气接口。
3.根据权利要求2所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述控制组件还包括绝缘板，所述绝缘板固定设在所述电路板和所述保护板之间。
4.根据权利要求3所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述电路板上还设有多个电压采集点，各所述电压采集点与各所述电芯串一一对应，并连接到所述电池组负极和对应所述电芯串的正极，各所述电压采集点分别通过电压采集线连接到所述保护板。
5.根据权利要求4所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述保护板上还设有多个温度采集点，多个所述温度采集点通过多个温度采集线连接到所述电池组，多个所述温度采集线穿过所述电路板上的线孔。
6.根据权利要求5所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述保护板上还设有电压插座和温度插座，所述电压采集线、所述温度采集线分别使用连接器连接到所述电压插座、所述温度插座上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的应急助航灯电池包，其特征在于，还包括：导热支架；
所述导热支架包括固定设在所述壳体底部的底板以及若干设在所述底板上的嵌入槽，各所述嵌入槽与所述电芯一一对应，所述电芯嵌入对应所述嵌入槽，以填充相邻所述电芯之间的间隙；
所述底板与所述嵌入槽由导热材料一体成型制得。
8.根据权利要求2至6任一项所述的应急助航灯电池包，其特征在于，当所述电路板上的电芯未满配时，所述电路板的底部还设置有配重柱，以使得电池包配重均匀。
9.根据权利要求1至6任一项所述的应急助航灯电池包，其特征在于，各所述电芯均采用PET热缩套管，且各所述电芯的底部均设有减震软垫。
10.根据权利要求1至6任一项所述的应急助航灯电池包，其特征在于，所述壳体包括上盖和底盒，所述底盒的内部形成所述电池舱且顶部开口，所述上盖可拆卸地连接在所述电池舱顶部。
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