一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置，包括由内外两层结构组成的倒置桶形的透明外壳，内层结构为硬质透明高分子层，硬质透明高分子层外表面涂覆有超疏水涂层；透明外壳下部有光‑热转化内壳，光‑热转化内壳顶部与硬质透明高分子层顶部之间为真空腔体；光‑热转化内壳由依次设置的太阳能光‑热转化涂层、基底层和电池集成板构成；电池集成板由多个配有温度检测探头及检测电池正常工作的其它检测探头的模块组成，模块下端面有凹槽；模块之间绝缘，模块通过输电线路通道进行串、并联。该太阳能吸收保温装置利用其对太阳光的集热特性，在低温光照环境中提升电池组平均工作温度、延长工作时间。

A New Type of Solar Energy Absorption and Insulation Device for Protecting Battery Group Working at Low Temperature

The utility model discloses a new type of solar energy absorption and thermal insulation device for protecting the low temperature operation of battery packs, which comprises an inverted barrel-shaped transparent shell composed of an inner and outer layer structure, a hard transparent polymer layer with super hydrophobic coating on the outer surface, a light-heat conversion inner shell on the lower part of the transparent shell, and a light-heat conversion inner shell on the top and a hard permeability. The top of the polymer layer is a vacuum chamber; the inner shell of the photothermal conversion consists of a solar photothermal conversion coating, a substrate layer and a battery integrated board arranged in turn; the battery integrated board consists of several modules equipped with temperature detection probes and other detection probes to detect the normal operation of the battery, with grooves at the bottom of the module; the insulation between the modules, and the module enters through the transmission line channel. Lines in series and in parallel. The solar energy absorption and heat preservation device utilizes its heat collection characteristics to raise the average working temperature and prolong the working time of the battery pack in the low temperature illumination environment.

【技术实现步骤摘要】
一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置
本技术属于保护电池低温正常工作
，涉及一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置。
技术介绍
随着化石资源的不断枯竭，电能是现代社会人类生活、生产中必不可缺的二次能源。为了满足人们生产、生活对于电能的迫切需求，电化学储能技术成为当下日益关注的焦点。电化学储能是利用化学反应，将电能以化学能进行储存和再释放的过程，它包括铅酸蓄电池、锂离子电池、液流电池、锂空气电池、超级电容器等。电化学储能能量和功率配置灵活、易实现大规模利用，例如电池组。电池组通过并联或者串联的方式将单个电池集成起来作为高功率、高比能的电源而应用在交通动力、电力储能、移动通信、新能源储能动力、航天军工等领域。尽管以电池组为电源，可以为用电设备的正常工作提供有效保障，但在户外低温环境中，较低的温度使得电池中电解质的流动性变差、电导率降低，电解质中导电离子的传输速率下降，电极表面的电化学反应减慢，致使电池的比能量、比功率及循环寿命等电化学性能下降，最终会造成电池组停止工作及使用寿命缩短的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置，能避免户外工作时，低温导致电池组停止工作及使用寿命缩短的问题。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置，包括倒置的桶形透明外壳，透明外壳由内外两层结构组成，该内层结构为硬质透明高分子层，硬质透明高分子层外表面涂覆有超疏水涂层；透明外壳下部设有光-热转化内壳，光-热转化内壳顶部与硬质透明高分子层顶部之间为真空腔体；光-热转化内壳由依次设置的太阳能光-热转化涂层、基底层和电池集成板构成，太阳能光-热转化涂层朝向硬质透明高分子层顶部；电池集成板由多个模块组成，模块上配有温度检测探头及检测电池正常工作的其它检测探头，模块背离基底层的端面上设有凹槽；多个模块之间相互绝缘，模块通过输电线路通道将电池进行串、并联。本技术太阳能吸收保温装置利用其内壳的太阳能光-热转化涂层将太阳光吸收后直接转化成热能，并且能有效降低热耗散。同时，将转化的热能传导到工作电池组内部，提升电池组的工作温度，即利用其特殊的光-热转化特性将电池组的平均工作温度提升50～60℃、低温工作时间延长4～7h，改善电池组的低温工作状况，实现电池组在户外低温环境中正常工作。此外，该太阳能吸收保温装置外壳具备较好的透光性、保温特性、自清洁性和疏水疏冰特性进一步增强了它作为保障电池组在户外低温环境中正常工作的实用性。附图说明图1是本技术太阳能吸收保温装置的结构示意图。图2是图1的剖视图。图3是本技术太阳能吸收保温装置中串、并联电池模块的结构示意图。图4是本技术太阳能吸收保温装置在光照、低温环境中的工作机制示意图。图中：1.透明外壳，2.真空腔体，3.光-热转化内壳，4.电池；101.超疏水涂层，102.硬质透明高分子层，301.太阳能光-热转化涂层，302.基底层，303.电池集成板，304.模块，305.输电线路通道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1、图2和图3所示，本技术太阳能吸收保温装置，包括倒置的桶形透明外壳1，透明外壳1由内外两层结构组成，该内层结构为硬质透明高分子层102，硬质透明高分子层102的外表面涂覆有超疏水涂层101；透明外壳1下部设有光-热转化内壳3，光-热转化内壳3顶部与硬质透明高分子层102顶部之间为真空腔体2；真空腔体2的厚度为2～3cm、真空度为1.0×102～1.0×103Pa；超疏水涂层101的厚度为200～300nm，透光率为92%～95%，水的接触角为150～160°，滚动角<5°。光-热转化内壳3由依次设置的太阳能光-热转化涂层301、基底层302和电池集成板303构成，太阳能光-热转化涂层301朝向硬质透明高分子层102顶部。电池集成板303由多个模块304组成，用于串、并联电池；模块304上配有温度检测探头及检测电池正常工作的其它检测探头，模块304背离基底层302的端面上设有凹槽。多个模块304之间相互绝缘，主要是防止电池组之间存在短路及其它安全问题。模块304通过厚度为2~4mm的导热性较好的导热硅胶绝缘子与基底层302连接。根据电池4体积大小、电池数量、电池组的串、并联方式，设计模块304的体积大小、数量和集成方式，通过绝缘的输电线路通道305将单个电池4进行串、并联组成工作电池组。超疏水涂层101采用氧化铝@硅氧烷涂层、氧化铝@氟硅烷涂层、氧化铝@聚二甲基硅氧烷、氧化钛@硅氧烷涂层、氧化钛@氟硅烷涂层、氧化钛@聚二甲基硅氧烷、氧化硅@硅氧烷涂层、氧化硅@氟硅烷涂层或氧化硅@聚二甲基硅氧烷涂层中的一种。上述几种超疏水涂层的性能参数，如表1所示。表1所采用涂层的性能参数太阳能光-热转化涂层301的厚度为4～8μm；采用CuCoMnOx@石墨烯涂层、NiCoMnO4@石墨烯涂层、CuFeMnO4@石墨烯涂层、Cu1.5Mn1.5O4@石墨烯涂层、CuMn2O4@石墨烯涂层、CuCr2O4@石墨烯涂层、CuCo2O4@石墨烯涂层、CoMn2O4@石墨烯涂层、Co3O4@石墨烯涂层、CoFe2O4@石墨烯涂层、NiFe2O4@石墨烯涂层、CoCr2O4@石墨烯涂层或CoAl2O4@石墨烯涂层中的一种。上述几种光-热转化涂层的性能参数，见表2。表2几种光-热转化涂层的性能参数基底层302采用铝板、铜板、钼板、钛板或不锈钢板，经过试验优化验证，选择成本廉价、红外反射值较高、导热性能优异、厚度为3mm的铜板。超疏水涂层101具有良好的太阳光通透性、自清洁性和疏水疏冰特性。硬质透明高分子层102的厚度为5～8mm、透光率为90%～93%。硬质透明高分子层102采用有机硅、硬质聚氨酯、硬质聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯制成。有机硅的主要成分为二氧化硅。有机硅无色透明、化学性能稳定、耐高低温性能好，耐候性强、抗冲击、机械性能强、无臭无味对人体无危害，能进一步增强本技术太阳能吸收保温装置在户外环境中的实用性。太阳能光-热转化涂层301能够有效捕获太阳光将其转化为热能，并且将热能传导到工作电池组内部，提升工作电池组在低温环境中的工作温度，维持电池组正常的电化学性能及工作状态。将电池4固定在模块304背面的凹槽内，在太阳光辐照的条件下，太阳光穿透透明外壳1和真空腔体2照射到进入太阳能光-热转化涂层301上，太阳能光-热转化涂层301利用其光-热转化特性将入射的太阳光转化为热能，同时，将转化的热能通过基底层302和绝缘子迅速传导到工作电池4的内部，提升低温环境中电池组的工作温度，保证电池组在户外低温环境中的正常运行，如图4所示。太阳能光-热转化涂层301主要组成为尖晶石型太阳能吸光颜料、石墨烯和粘结剂。通过涂料涂覆的方法制备到高红外反射和导热性较好的金属基材上。这种制备技术可以根据技术装置的尺寸大小灵活的制备相应涂层的尺寸大小。本技术太阳能吸收保温装置中透明外壳1的主要作用：a、光照低温户外环境中提升装置内部太阳光的透过性；b、减少装置内部热量向外散失；c、保持装置在特殊低温度环境中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置，其特征在于，包括倒置的桶形透明外壳（1），透明外壳（1）由内外两层结构组成，该内层结构为硬质透明高分子层（102），硬质透明高分子层（102）外表面涂覆有超疏水涂层（101）；透明外壳（1）下部设有光‑热转化内壳（3），光‑热转化内壳（3）顶部与硬质透明高分子层（102）顶部之间为真空腔体（2）；光‑热转化内壳（3）由依次设置的太阳能光‑热转化涂层（301）、基底层（302）和电池集成板（303）构成，太阳能光‑热转化涂层（301）朝向硬质透明高分子层（102）顶部；电池集成板（303）由多个模块（304）组成，模块（304）上配有温度检测探头及检测电池正常工作的其它检测探头，模块（304）背离基底层（302）的端面上设有凹槽；多个模块（304）之间相互绝缘，模块（304）通过输电线路通道（305）进行串、并联。

【技术特征摘要】
1.一种保护电池组低温工作的新型太阳能吸收保温装置，其特征在于，包括倒置的桶形透明外壳（1），透明外壳（1）由内外两层结构组成，该内层结构为硬质透明高分子层（102），硬质透明高分子层（102）外表面涂覆有超疏水涂层（101）；透明外壳（1）下部设有光-热转化内壳（3），光-热转化内壳（3）顶部与硬质透明高分子层（102）顶部之间为真空腔体（2）；光-热转化内壳（3）由依次设置的太阳能光-热转化涂层（301）、基底层（302）和电池集成板（303）构成，太阳能光-热转化涂层（301）朝向硬质透明高分子层（102）顶部；电池集成板（303）由多个模块（304）组成，模块（304）上配有温度检测探头及检测电池正常工作的其它检测探头，模块（304）背离基底层（302）的端面上设有凹槽；多个模块（304）之间相互绝缘，模块（304）通过输电线路通道（305）进行串、并联。2.根据权利要求1所述的保护电池组低温工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎兴斌，马鹏军，张旭，赵云，杨娟，郎俊伟，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：新型
国别省市：甘肃,62