一种临近空间飞行器储能电池热管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种临近空间飞行器储能电池热管理系统，包括至少两个电池单元，其前后端分别通过前盖、后盖固定，相邻电池单元之间形成一个风道，多个电池单元外部包裹隔热材料，每个风道顶部的隔热材料设置开口盖，后盖对应风道入口位置安装风扇。同时，组成电池单元的每个电池单体均配有加热膜和温度传感器，电池管理系统根据监测到的电池单体温度可开启加热膜或风扇，控制储能电池的温度。本发明专利技术结构简单、具有可行性，不仅能够满足临近空间无人机的性能指标要求，还具有较好的热控能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种临近空间飞行器储能电池热管理系统


[0001]本专利技术属于航空航天能源系统
，尤其涉及一种临近空间飞行器储能电池热管理系统。

技术介绍

[0002]太阳能无人机主要以太阳能采集装置和储能电池构成能源系统，储能电池技术水平直接决定了太阳能无人机可以储存并加以利用的能量，是实现太阳能无人机昼夜持续飞行的关键技术。太阳能无人机以及其他采用储能电池的临近空间或高空飞行器必须考虑储能电池的环境适应性。
[0003]在储能电池的使用中，高能比储能电池的功率边界，很大程度上取决于热管理的控制能力。由于临近空间飞行器面临着地面和高空的巨大温差，且储能电池在使用过程中面临温度分布不均匀、局部温度过高、低温难以放电及散热困难等热管理问题，严重影响了储能电池的使用性能、寿命和安全。另外，由于长航时临近空间飞行器对能重比要求较高，传统的电池单体不能满足能重比需求，需要采用新型的高能比软包电池单体作为储能电池的单体，但是软包电池散热大，对储能电池热控能力提出了更高的要求。因此，为了应对储能电池的热问题，需要对储能电池进行热管理设计，以提升电池热特性。
[0004]储能电池热管理系统的设计，是保障储能电池能够安全运行的决定性外在因素，也是提升储能电池寿命等性能指标的关键所在，它直接关系到储能电池与目标使用环境的符合性。因此，亟需一种适用于临近空间飞行器储能电池的高效热管理系统。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的临近空间飞行器储能电池缺乏有效的热管理的技术问题，本专利技术提供了一种结构简单且具有较好的热控性和可靠性的临近空间飞行器储能电池热管理系统。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案如下：
[0007]一种临近空间飞行器储能电池热管理系统，包括电池单元、前盖、后盖、风扇、加热膜、温度传感器、隔热材料、顶部开口盖；所述电池单元至少有两个，其前后端分别通过前盖、后盖固定，且相邻电池单元之间形成一个风道，多个电池单元外部包裹隔热材料，每个风道顶部的隔热材料设置开口盖，所述后盖对应风道位置开孔安装风扇；所述电池单元是由多个电池单体排列成的长方体结构，每个电池单体一侧均配有加热膜和温度传感器；所述前盖内壁还安装有电池管理系统，所述风扇、加热膜、温度传感器均连接到电池管理系统上。
[0008]进一步的，所述电池单元由串联和/或并联多个电芯阵列组成。
[0009]进一步的，所述电芯阵列是由多个电池单体并联排列成的长方体，所述多个电池单体通过纤维胶带固定，且电池单体之间有支撑胶带。
[0010]进一步的，所述开口盖下方、两个电池单元之间设置支柱，用于支撑开口盖。
[0011]进一步的，所述隔热材料为气凝胶材料。
[0012]进一步的，所述隔热材料外面采用PVC热缩膜热缩成型。
[0013]进一步的，所述风扇通过安装支架安装在后盖上。
[0014]进一步的，所述储能电池热管理系统安装在飞行器的前舱、起落架前后位置。
[0015]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0016]本专利技术提供了一种临近空间飞行器储能电池热管理系统，设计简单便捷，具有较好的热控性和可靠性，满足长航时临近空间无人机飞行的散热保温要求，且不对飞行器做统一环控要求，降低了整个飞行器的重量。
附图说明
[0017]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术的具体实施例提供的储能电池结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的具体实施例提供的储能电池内部风道结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的具体实施例提供的电池单元电芯阵列结构示意图；
[0021]图4为本专利技术的具体实施例提供的隔热材料结构示意图。
[0022]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0023]1：后盖，2：风扇，3：开口盖，4：前盖，5：支柱，6：电池单元，7：风道，8：加热膜，9：温度传感器，10：支撑胶带，11：纤维胶带，12：隔热材料。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本专利技术。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本专利技术。
[0025]在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0026]本专利技术提供的一种临近空间飞行器储能电池热管理系统，如图1-4所示，包括电池单元6、前盖4、后盖1、风扇2、中间风道7、加热膜8、温度传感器9、隔热材料12、顶部开口盖3。电池单元6是由多个电池单体排列成的长方体结构，多个电池单元6前、后端通过前盖4、后盖1固定，且每两个相邻电池单元6之间形成的长方形镂空作为中间风道7，多个电池单元6外部包裹隔热材料12。每个风道7顶部的隔热材料12加工有开口盖3，且开口盖3下方、两个电池单元6之间设置支柱5，用于支撑开口盖3，防止开口盖3落入风道7内。后盖1对应风道7位置开孔安装风扇2，作为风道入口。前盖4内壁安装有BMS(Battery Management System，电池管理系统)。每个电池单体一侧均配有加热膜8及温度传感器9，风扇2、加热膜8、温度传感器9均连接到BMS上。
[0027]本实施例中，电池单元6有两个，与前后盖内壁、上下两侧的隔热材料、风扇及开口
盖形成一个中间风道。
[0028]电池单元6可以由串联和/或并联多个电芯阵列组成，通过不同的串联和并联来满足电压范围和能量需求，如图3所示，每个电芯阵列是由多个电池单体并联排列成的长方体。为了使结构紧凑，组装方便，电芯阵列的多个电池单体通过纤维胶带11固定，电池单体之间有支撑胶带10，形成预留膨胀空间。多个电芯阵列通过纤维胶带或支架等其他固定方式再组装成长方体电池单元6。每个电池单体一侧均粘贴加热膜8及温度传感器9，实时监测每个电池单体表面温度，通过BMS可控制加热膜的开关，控制加热膜8对每个电池进行均匀加热。另外，为了便于组装，风扇2、加热膜8、温度传感器9与BMS的连接线从储能电池热管理系统侧面通过，避开风道7。
[0029]如图1所示，后盖1开设容纳风扇的安装孔，风扇通过安装支架安装在后盖1上，可安装风扇，风扇个数、型号及对应风扇下盖上的开孔大小根据风量的需求确定，以满足散热需求。本实施例中，风扇2有两个。
[0030]如图4所示，热管理系统除前后盖外四周用柔性气凝胶隔热材料12包裹，用双面胶和胶带固定，然后在外面采用PVC热缩膜热缩成型，并将顶部开口盖3位置三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种临近空间飞行器储能电池热管理系统，其特征在于，包括电池单元、前盖、后盖、风扇、加热膜、温度传感器、隔热材料、顶部开口盖；所述电池单元至少有两个，其前后端分别通过前盖、后盖固定，且相邻电池单元之间形成一个风道，多个电池单元外部包裹隔热材料，每个风道顶部的隔热材料设置开口盖，所述后盖对应风道位置开孔安装风扇；所述电池单元是由多个电池单体排列成的长方体结构，每个电池单体一侧均配有加热膜和温度传感器；所述前盖内壁还安装有电池管理系统，所述风扇、加热膜、温度传感器均连接到电池管理系统上。2.根据权利要求1所述的临近空间飞行器储能电池热管理系统，其特征在于，所述电池单元由串联和/或并联多个电芯阵列组成。3.根据权利要求2所述的临近空间飞行器储能电池热管理系统，其特征在于，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾振南，张花，许冬冬，李凯，杨发友，李庆，张福亮，李敬，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：