大型水下潛航器鋰電池組的制作方法
【專利摘要】大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于,包括：電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機構等；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設有兩個出入口，兩側對稱設有兩個電池架,中間為維護通道；所述電池架的截面形狀為“弓形”，由兩條直邊和一段圓弧構成，圓弧半徑與電池艙的內壁半徑相等。每個電池架分為上下兩層；每層設有多個隔間，在每個隔間里設有鎖緊機構，電池模塊呈對稱方式安裝在其隔間里。本實用新型提供一種體積比能量高、安全性能好、環(huán)境適應性強、維護方便的大型水下潛航器鋰電池組。
【專利說明】大型水下潛航器鋰電池組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種大型水下潛航器用鋰電池組。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池以其較高的能量和功率密度、高電壓平臺、長使用壽命、無記憶效應、對環(huán)境相對友好等優(yōu)點，被多國研究人員應用到水下潛器上，如:AUV、SDV、R0V、小型潛艇和未來的大型潛艇上，執(zhí)行科學考察、資源調查以及軍事用途等，是最有前途的技術之一，具備廣闊的市場前景和發(fā)展空間。
[0003]潛航器在航行過程中，存在縱搖與橫搖方向的運動，包括顛震等，聯(lián)接與固定部位很容易松動或松脫，引起接觸不良，對電池組的使用造成嚴重困擾。
[0004]在電池組在充放電使用過程中，各個電池都會產(chǎn)生熱量，在密閉的環(huán)境里，如果熱量不能適當散發(fā)，過高的溫度引起不均勻的熱量聚集，影響電池性能、壽命與充放電效率。嚴重時，會引發(fā)熱失控，引起潛在的安全問題。
實用新型內容
[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種體積比能量高、安全性能好、環(huán)境適應性強、維護方便的大型水下潛航器鋰電池組。
[0006]本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于，包括:電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機構；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設有兩個出入口，兩側對稱設有兩個電池架，中間為維護通道；
[0007]所述電池架的截面外形為“弓形”，所述“弓形”由兩條直邊和一段圓弧構成，圓弧半徑與電池艙的內壁半徑相等；每個電池架分為上下兩層；每層設有多個隔間，在每個隔間里設有鎖緊機構；所述電池模塊呈對稱方式安裝在其隔間里。
[0008]進一步，所述電池模塊實行雙重緊固模式:即壓板固定與鎖緊機構緊固；所述壓板固定是通過固定壓板將電池模塊固定在電池架上；所述鎖緊機構包括導桿、螺桿和組合在螺桿上的楔形塊及設在楔形塊上方的頂板；兩根導桿和螺桿平行放置，并且放置在螺桿的兩側；所述頂板下方設有兩個與楔形塊相配合的楔形面；當旋轉螺桿時，通過螺桿的外螺紋與楔形塊所設內螺紋的嚙合傳動，帶動楔形塊在導桿上作直線運動，推動楔形塊上方的頂板產(chǎn)生升降動作，由此實現(xiàn)電池模塊的鎖緊與松開。
[0009]進一步，所述電池模塊的形狀為異形，由四條直邊和一段圓弧及二段過渡圓弧構成，與電池艙外形高度匹配。
[0010]更進一步，所述電池管理系統(tǒng)采用主從控分散模式，從控模塊設在電池模塊內，主控模塊安裝在電池架上。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0012]I)電池組具有高比能、大功率與長壽命的使用特點；[0013]2)固定可靠，能滿足潛航器在航行過程中縱搖、橫搖與顛震等極端情況下的工作要求，環(huán)境適應性強。
[0014]3)采用智能化電池管理系統(tǒng)，能有效保證電池組高效、安全和穩(wěn)定運行與使用；
[0015]4)結構新穎，維護方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為電池艙外形構造示意圖
[0017]圖2為電池艙截面示意圖；
[0018]圖3為電池架結構示意圖；
[0019]圖4為電池模塊外形示意圖；
[0020]圖5為電池模塊安裝結構示意圖；
[0021]圖6a為鎖緊機構結構原理示意圖之一；
[0022]圖6b為鎖緊機構結構原理示意圖之二 ；
[0023]圖7為電池管理系統(tǒng)(主控模塊)外形示意圖。
[0024]圖示:1-電池艙，2-電池架，3-電池模塊，4-固定壓板，5-鎖緊機構，6-匯流排，
7-電池管理系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明:
[0026]1.如圖1、圖2所示,所述電池艙I為圓柱形,艙頭、艙尾為半球形,為壓水艙,上部設有兩個出入口 la，方便設備吊裝與人員進出。兩側安裝架2上設置電池組3，中間為維護通道lb。艙體由金屬材料焊接而成。
[0027]2.如圖3所示，所述電池架2的外形為“弓形”，由兩條直邊(2a、2b)和一段圓弧構成2c，圓弧半徑與電池艙I的內壁半徑相等。分為上下兩層，每層設成間隔相等的隔間，在每個隔間里設有一個鎖緊機構5 ;電池模塊3呈對稱方式安裝在電池架2的上層與下層的隔間里。所述電池架2由金屬材料焊接而成形，表面噴涂絕緣漆，采用焊接方式固定在電池艙I的內壁上。
[0028]3.如圖4所示，所述電池模塊3的形狀為異形，由方形上蓋與異形下殼體組成；所述異形由四條直邊(3a、3b、3c、3d)和一段圓弧3g及二段過渡圓弧(3f、3h)構成,與電池艙I外形高度匹配。內設置若干異形單體電池，所述單體電池為聚合物鋰電池，在其折彎邊的四周灌封樹脂膠。所述異形下殼體由高分子復合材料制成，其兩個側面設有散熱片3e。所述方形上蓋內部設有監(jiān)測板(又稱從控模塊)，兩端設有兩處固定螺母3i，所述固定螺母3i采用注塑方式鑲嵌在上蓋內。
[0029]4.如圖5所示，將電池模塊3按串聯(lián)連接順序要求安放在所述電池架2上后，在模塊之間放一片中間鏤空的防震片，防震片的作用:一方面使模塊之間形成間隙，便于空氣流動；另一方面起防松作用。旋轉鎖緊機構5的螺桿5c將電池組中的電池模塊3鎖緊。然后，將固定壓板4的一端與電池模塊3所設固定螺母3i固定，另一端與電池架2所設螺釘固定，即完成電池組的安裝與固定。通過將匯流排6固定在相鄰兩個電池模塊3的輸出正、負極柱座上，完成電池組的串并聯(lián)電路連接。所述匯流排6采用防震效果不錯的“ Ω ”外形結構。
[0030]5.如圖6a、圖6b所不,所述鎖緊機構5,由兩個楔形塊5a、一個螺桿5c、兩根導桿5e和一個頂板5b組成。所述鎖緊機構5通過螺桿5c上所設螺絲與兩個楔形塊5a內螺紋的嚙合傳動，帶動兩個楔形塊5a沿著導桿5e作直線運動，使兩個楔形面5a_l之間產(chǎn)生相對運動，由此推動頂板5b產(chǎn)生升降動作，實現(xiàn)電池模塊3的鎖緊與松開。所述頂板5b的鎖緊距離根據(jù)要求設定，一般取IOmm?20mm)。所述鎖緊機構5采用金屬材料制成，用螺釘固定在電池架2上。圖6a為鎖緊機構結構原理示意圖之一，是個剖視圖；圖613為鎖緊機構結構原理示意圖之二，是個三維圖。
[0031]6.如圖7所示，所述電池管理系統(tǒng)7采用主從控分散模式，監(jiān)測板(從控模塊)設在電池模塊3內，所述從控模塊負責監(jiān)測電池模塊3的電壓與溫度數(shù)據(jù)，并將所監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳回到管理系統(tǒng)的主控模塊，由主控模塊進行分析、判斷與處理。所述電池管理系統(tǒng)主控模塊安裝在電池架的后部，殼體由金屬材料制成。電池管理系統(tǒng)7通過所設接線端口 7a與電池組連接。
[0032]盡管上述實施例中對本發(fā)明已出示并進行了描述，但是本領域的技術人員應可以理解，在不脫離本發(fā)明總體構思的前提下，對本發(fā)明做出的修改及改型，應屬本發(fā)明保護范圍之內。
【權利要求】
1.大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于，包括:電池艙、電池模塊、匯流排、電池架、緊固壓板、電池管理系統(tǒng)與鎖緊機構；所述電池艙為圓柱形，艙頭、艙尾為半球形，上部設有兩個出入口，兩側對稱設有兩個電池架，中間為維護通道； 所述電池架的截面外形為“弓形”，所述“弓形”由兩條直邊和一段圓弧構成，圓弧半徑與電池艙的內壁半徑相等；每個電池架分為上下兩層；每層設有多個隔間，在每個隔間里設有鎖緊機構；所述電池模塊呈對稱方式安裝在其隔間里。
2.如權利要求1所述大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于:所述電池模塊實行雙重緊固模式:即壓板固定與鎖緊機構緊固；所述壓板固定是通過固定壓板將電池模塊固定在電池架上；所述鎖緊機構包括導桿、螺桿和組合在螺桿上的楔形塊及設在楔形塊上方的頂板；兩根導桿和螺桿平行放置，并且放置在螺桿的兩側；所述頂板下方設有兩個與楔形塊相配合的楔形面；當旋轉螺桿時，通過螺桿的外螺紋與楔形塊所設內螺紋的嚙合傳動，帶動楔形塊在導桿上作直線運動，推動楔形塊上方的頂板產(chǎn)生升降動作，由此實現(xiàn)電池模塊的鎖緊與松開。
3.如權利要求1所述大型水下潛航器鋰電池組，其特征在于:所述電池模塊的形狀為異形，由四條直邊和一段圓弧及二段過渡圓弧構成，與電池艙外形高度匹配。
【文檔編號】H01M10/058GK203674292SQ201320865920
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】戴國群 申請人:北京神州遠望科技有限公司