一种全海深的模块化高能电池装置制造方法及图纸

一种全海深的模块化高能电池装置，包括舱体外壳，所述舱体外壳内充满绝缘油体，还包括弹性膜、压板、放气阀、电池模块、保护电路板，所述舱体外壳顶端开口，所述弹性膜封盖所述舱体外壳的顶端，所述压板压盖所述弹性膜，所述放气阀设置在所述弹性膜顶部，所述电池模块设置在所述舱体外壳内，所述保护电路板设置在所述电池模块上方。本申请的电池装置无需额外的压力补偿装置，比能量高、结构简单、易扩展。

【技术实现步骤摘要】
一种全海深的模块化高能电池装置
本申请涉及海洋工程和水下装备领域，尤指一种全海深的模块化高能电池装置。
技术介绍
深海装备水下作业需要能源支持，一般来源于母船或者装备自身携带，但随着深度的增加，母船供电方式难度和成本也随之增加。对于一些深海装备，尤其是作业深度超过万米的，自身携带电池几乎成了唯一选择。世界上海洋最大的深度超过万米，巨大的深海环境压力是深海能源设计的面临的最主要困难。常规电池需要封装后才能应用于深海，一般有两种方式，一种是直接将电池安装于金属舱体外壳内，通过金属舱体外壳承受深海环境压力。另一种方式是选用本身可承压的电池，并将其浸泡于绝缘的液体介质中，比如变压器油、液压油或硅油等，整体通过一个非承压的金属壳体封装，通过压力补偿装置实现内外压力的平衡。第一种为干舱封装方式，简单有效，但随着深度的增加，金属舱体外壳的尺寸重量也随着增大，这将导致电池的体积及重量无比庞大，极大降低了深海电池的比能量，同时也会严重影响深海装备的搭载能力。第二种为油压补偿的封装方式，受深度的影响较小，金属壳体提供外壳保护及机械安装连接接口，但随着电池容量的增加，封装壳体的尺寸、重量也随着增加，制造成本较高，也会降低电池的比能量，同时，金属外壳也增加了电池接线端子短路及漏电腐蚀等风险。除此之外，深海装备的电池装置一般是采用定制化设计，设计周期长，扩展性和通用性极差。要增加电池容量往往需要增加电池输入接口或者重新设计电池，改动量大，研制成本高、效率低。深海装备携带载荷的能力十分重要，直接关系到装备的探测能力。因此尽可能降低电池装置的重量，提高其比能量及安全性，同时兼具良好的扩展性和通用性，将成为水下电池装置研究的主要方向。
技术实现思路
鉴于此，实有必要提供一种全海深的模块化高能电池装置。为解决上述技术问题，本申请提供了一种全海深的模块化高能电池装置，包括舱体外壳，所述舱体外壳内充满绝缘油体，还包括弹性膜、压板、放气阀、电池模块、保护电路板，所述舱体外壳顶端开口，所述弹性膜封盖所述舱体外壳的顶端，所述压板压盖所述弹性膜，所述放气阀设置在所述弹性膜顶部，所述电池模块设置在所述舱体外壳内，所述保护电路板设置在所述电池模块上方。优选地，所述电池模块包括锂电池组和锂电池组连接外壳，所述锂电池组连接外壳固定在所述锂电池组外部。优选地，所述保护电路板包括过压过流保护模块、单向保护器、充电均衡模块，所述单向保护器连接所述过压过流保护模块，所述过压过流保护模块连接所述电池模块，所述充电均衡模块连接所述电池模块。优选地，所述电池装置还包括启动/充电接口、输入接口、输出接口，所述启动/充电接口连接所述充电均衡模块；所述输入接口一端连接所述单向保护器，另一端连接其他电池装置；所述输出接口一端连接所述单向保护器，另一端对外输出能源。优选地，所述相连的两组电池装置通过电池装置扩展水密电缆连接，由电池装置输出电缆输出能源。优选地，所述舱体外壳的材料选为非金属材料。优选地，所述舱体外壳的材料选为聚乙烯材料、聚丙烯材料或聚甲醛材料。优选地，所述舱体外壳通过开模注塑加工而成。优选地，所述舱体外壳两端设置把手。优选地，所述弹性膜为橡胶膜、硅胶膜或聚氨酯膜。相较于现有技术，本申请的有益效果在于：1)、本申请采用局部弹性外壳封装技术，将锂电池封装于局部弹性外壳中，内部充油，利用自补偿形式平衡深海压力，无需额外压力补偿装置，减少电池装置整体重量及复杂度，可应用于全海深。2)、本申请舱体外壳选用非金属材料加工而成，密度接近于海水，水中不产生重力，能够有效减少电池装置整体水下重量，提高了比能量；另外，舱体外壳选用非金属材料外壳，绝缘性和耐腐蚀性好，提高了电池的使用安全性与可靠性。3)、本申请采用采用模块化设计理念，统一电池装置输入输出接口设计，在不改变系统能源接口的前提下，高效扩充能源容量，达到任意扩展的能力，同时具有良好的通用性，提高了电池装置的水下易扩展性，无需系统任何改变即可实现深海装备能源扩展。4)本申请舱体外壳优选为聚乙烯材料，通过开模注塑加工而成，成本低廉，加工快速。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请电池装置的立体图；图2为本申请电池装置的剖视图；图3为本申请电池装置的电池模块示意图；图4为本申请电池装置的保护电路板功能示意图；图5为本申请电池装置的电池容量扩展示意图。附图标记：1-舱体外壳、2-弹性模、3-压板、4-放气阀、5-把手、6-启动/充电接口、7-输入接口、8-输出接口、9-保护电路板、10-电池模块、11-单体锂电池、12-电极端子、13-锂电池模块连接外壳、14-锂电池模块正极、15-锂电池模块负极、16-电池装置扩展水密电缆、17-电池装置输出电缆。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。请参照图1，本申请提供一种全海深的模块化高能电池装置，包括舱体外壳1，还包括弹性膜2、压板3、放气阀4、电池模块10、保护电路板9。所述舱体外壳1选择非金属材料，密度接近于海水，舱体外壳1在水中接近于零重力状态，有效降低所述电池装置整体重量。所述舱体外壳1的材料优选为聚乙烯材料(PE)，通过开模注塑加工而成，成本低廉，加工快速。也可通过机加工而成。所述舱体外壳的材料并不局限于上述限定，也可以选择聚丙烯材料(PP)、聚甲醛(POM)等材料。请一并参照图2及图3，所述电池模块10安装于所述舱体外壳1内部，舱体外壳1内部充满绝缘油体，所述绝缘油体可以选择液压油、变压器油或硅油等。所述电池模块10包括锂电池组和锂电池组连接外壳13，所述锂电池组连接外壳13固定在所述锂电池组外。所述锂电池组由若干个单体锂电池11组成，所述单体锂电池的电压为3.7V，在本实施例中，一共有16节串联，通过电极端子两两相连，达到总电压59.2V。所述电池模块10可以根据容量及对容量的不同需求，选择不同的单体锂电池数量及串并联连接形式，并不局限于本实施例的锂电池数量和连接形式。所述舱体外壳1的顶端开口，所述弹性膜2封盖所述舱体外壳1的顶端，本实施例中所述弹性膜2为橡胶膜，也可以为硅胶膜、聚氨酯膜等。所述压板3压盖在所述弹性膜2上方，所述压板3通过螺钉固定在所述舱体外壳1上，实现密封。所述放气阀4设置在所述弹性膜2顶部，用于向舱体外壳1充油时排尽舱内空气。所述舱体外壳1密封后，在舱体外壳的两端安装把手5，便于电池装置搬运及安装。请参照图4，所述保护电路板9设置在所述电池模块上方。所述保护电路板9包括过压过流保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全海深的模块化高能电池装置，包括舱体外壳(1)，所述舱体外壳(1)内充满绝缘油体，其特征在于，还包括弹性膜(2)、压板(3)、放气阀(4)、电池模块(10)、保护电路板(9)，所述舱体外壳(1)顶端开口，所述弹性膜(2)封盖所述舱体外壳(1)的顶端，所述压板(3)压盖所述弹性膜(2)，所述放气阀(4)设置在所述弹性膜(2)顶部，所述电池模块(10)设置在所述舱体外壳(1)内，所述保护电路板(9)设置在所述电池模块(10)上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种全海深的模块化高能电池装置，包括舱体外壳(1)，所述舱体外壳(1)内充满绝缘油体，其特征在于，还包括弹性膜(2)、压板(3)、放气阀(4)、电池模块(10)、保护电路板(9)，所述舱体外壳(1)顶端开口，所述弹性膜(2)封盖所述舱体外壳(1)的顶端，所述压板(3)压盖所述弹性膜(2)，所述放气阀(4)设置在所述弹性膜(2)顶部，所述电池模块(10)设置在所述舱体外壳(1)内，所述保护电路板(9)设置在所述电池模块(10)上方。


2.如权利要求1所述的全海深的模块化高能电池装置，其特征在于，所述电池模块(10)包括锂电池组和锂电池组连接外壳(13)，所述锂电池组连接外壳(13)固定在所述锂电池组外部。


3.如权利要求2所述的全海深的模块化高能电池装置，其特征在于，所述保护电路板(9)包括过压过流保护模块、单向保护器、充电均衡模块，所述单向保护器连接所述过压过流保护模块，所述过压过流保护模块连接所述电池模块(10)，所述充电均衡模块连接所述电池模块(10)。


4.如权利要求3所述的全海深的模块化高能电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括启动/充电接口(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，蔡笃思，陈俊，王瑞星，
申请(专利权)人：中国科学院深海科学与工程研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46