电池包动态旋转充电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种电池包动态旋转充电装置。


背景技术：

2.随着新能源电动汽车对于续航里程要求的逐渐提升，对于电池的能量密度要求逐渐升高，为达到更高的能量密度，电动汽车需要使用体积更大的电芯，以提升电芯单体的能量密度。由于锂离子电池使用液态电解液，且电池在电动汽车中的固定方式保持不变，因此随着时间变长，电解液在重力的作用下会向下端沉积，造成电芯上部电解液不足，从而电芯上部的内阻增加，且电极材料在馈电解液的条件下充放电的过程中易发生析锂，导致容量衰减加速，甚至造成电池燃烧爆炸。
3.现有电动汽车的电池大多是不可拆卸电池，直接按原电池使用状态进行静态充电，或者即使取下电池，也是将电池静置充电。上述由于重力作用导致的电解液分布不均的问题仍然得不到解决。
4.有鉴于此，有必要设计一种改进的电池包动态旋转充电装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池包动态旋转充电装置。采用动态旋转充电装置使得电池包充电过程中以一定的速度旋转，旋转后电解液受重力及离心力作用，重新均匀回流至电芯各个部位，从而有效避免局部电解液匮乏造成的内阻升高、容量衰减加速、析锂、甚至燃烧爆炸等问题。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种电池包动态旋转充电装置，包括充电装置和电池固定装置，所述电池固定装置具有旋转功能，用于固定待充电的电池包，并带动所述电池包旋转，所述充电装置用于为所述电池包充电。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述充电装置具有旋转功能，且其内部设有与所述电池固定装置相同的旋转程序，用于与所述电池固定装置同步旋转，防止充电过程中的电线缠绕问题。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述电池固定装置内部设有若干种旋转程序，以供所述电池包进行多模式旋转。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述电池固定装置包括电池固定架和与所述电池固定架相连的旋转装置，所述电池固定架用于固定所述待充电的电池包。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转装置包括与所述电池固定架相连的旋转臂、设置于旋转臂端部的转动轮和供转动轮滑动的圆形转动轨道，所述转动轮沿所述圆形转动轨道滑动，并带动所述旋转臂进行圆周旋转运动。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述电池固定架具有收缩调节结构，以固定不同尺寸的电池包。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述预设旋转程序包括旋转方向和旋转速度。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转方向为持续顺时针旋转、持续逆时针旋转或者顺时针旋转和逆时针旋转交替旋转。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1.本实用新型提供的提供的电池包动态旋转充电装置，将电池包从电动汽车拆卸下后，将其按预设旋转程序进行旋转充电。如此操作，使得电池包中的电解液在充电过程中均匀的回流至电芯各个部位，从而减缓电芯各处由于电解液含量不一致导致的内阻升高、容量衰减和析锂、甚至燃烧爆炸问题。再者，由于充放电过程中，电池的电极材料会发生一定的膨胀
‑
收缩，此过程会协助电解液在电池卷绕/叠片结构中均匀分布。此外，还能够通过旋转，带动周围气流流动，从而加快电池充电过程中的热量散失。
16.2.本实用新型提供的提供的电池包动态旋转充电装置，优选将待充电的电池按在设备上使用时相反的方向放置，并以电池在设备上使用时与水平面平行的中心轴为旋转轴进行旋转，从而使得在使用时朝向水平面方向的电池部位在旋转过程中能够不断朝向或远离水平面运动，电解液在重力及离心力作用下能够更均匀的流向使用时导致的电解液不足的部位。
17.3.本实用新型提供的提供的电池包动态旋转充电装置，包括充电装置和具有旋转功能的电池固定装置，用于固定待充电的电池包，并带动所述电池包在充电过程中进行旋转。为电池包充放电提供了一种新途径，能够有效解决液态电解液类电池在使用过程中，由于重力作用导致的电解液局部沉积问题。
18.4.本实用新型提供的提供的电池包动态旋转充电装置，优选包括多种不同旋转方向、不同旋转轴及不同旋转速度等旋转模式，从而使得电解液能够在不同旋转模式下，分布更均匀。
附图说明
19.图1为本实用新型电池包动态旋转充电装置一个角度的结构示意图。
20.图2为本实用新型电池包动态旋转充电装置另一个角度的结构示意图。
21.图3为本实用新型电池包动态旋转充电装置又一个角度的结构示意图。
22.图4中左图为电池包使用时的安放状态示意图，右图为动态旋转充电时的安放状态示意图。
23.附图标记
24.10
‑
电池固定装置；11
‑
电池固定架；12
‑
旋转臂；13
‑
转动轮；14
‑
圆形转动轨道；20
‑
电池包；21
‑
充电端口。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。
26.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在具体实施例中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
27.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.请参阅图1至3所示，本实用新型提供的一种电池包20动态旋转充电装置，包括充电装置和电池固定装置10，所述电池固定装置10具有旋转功能，用于固定待充电的电池包20，并带动所述电池包20旋转，所述充电装置用于为所述电池包20充电。
29.具体地，所述电池固定装置10包括电池固定架11和与所述电池固定架11相连的旋转装置，所述电池固定架11用于固定所述待充电的电池包20，然后旋转装置旋转并带动与其相连的电池固定架11旋转。
30.特别地，所述电池固定架11具有收缩调节结构，以固定不同尺寸的电池包20。
31.在一些实施方式中，所述旋转装置包括与所述电池固定架11相连的旋转臂12、设置于旋转臂12端部的转动轮13和供转动轮13滑动的圆形转动轨道14，所述转动轮13沿所述圆形转动轨道14滑动，并带动所述旋转臂12进行圆周旋转运动，进而带动与其相连的电池固定架11作旋转运动。电池包20在电池固定架11固定时，按在设备上使用时相反的方向放置，优选以电池在设备上使用时与水平面平行的中心轴为旋转轴进行旋转。
32.特别地，所述旋转臂12的根数≥2，所述转动轨道14的个数≥2，分别设置于电池包20的两端。
33.所述电池固定装置10内部设有若干种旋转程序，以供所述电池包20进行多模式旋转。所述电池固定装置10相应地包括程序控制单元，使用者通过程序控制单元选择旋转程序。所述旋转程序包括持续顺时针旋转、持续逆时针旋转或者顺时针旋转和逆时针旋转交替旋转，还包括不同旋转平面的旋转，通过调整旋转平面，能够使得电池包20的不同部位朝向水平面。为了实现此目的，可以将电池固定架设置为多方位固定架，即旋转轴不变，通过调整电池固定方向，使得电池沿不同旋转轴旋转；也可以将旋转装置设置为多方位旋转轴旋转装置，即电池固定方向不变，通过调节旋转轴方向，使得电池沿不同旋转轴旋转。
34.所述旋转程序包括还包括旋转速度，旋转速度设置为1～60r/min。通过程序控制单元控制旋转速度。
35.在一些实施方式中，所述充电装置具有旋转功能，且其内部设有与所述电池固定装置相同的旋转程序，用于与所述电池固定装置同步旋转，防止充电过程中的电线缠绕问题。
36.本实用新型提供的电池包动态旋转充电装置的使用方法为：将电池包20固定在电池固定架上11，将电池包20充电端口21引出的正、负极引线与充电装置相连；然后通过电池固定装置10的程序控制单元选择好预设旋转程序，打开电池固定装置10的控制开关，电池包20开始边旋转边充电；充电完成后，关闭电池固定装置10的控制开关，并将充电端口21与充电装置断开，取下电池包20即可。
37.本实用新型提供的电池包动态旋转充电装置的旋转充电方法，在电池包充电过程中，将其按预设旋转程序进行旋转充电，以使电池包中的电解液在充电过程中均匀的回流至电芯各个部位，从而减缓电芯各处由于电解液含量不一致导致的内阻升高、容量衰减和析锂问题。另外，由于充放电过程中，电池的电极材料会发生一定的膨胀
‑
收缩，此过程会协助电解液在电池卷绕/叠片结构中均匀分布。此外，还能够通过旋转，带动周围气流流动，从
而加快电池充电过程中的热量散失。
38.本实用新型提供的电池包动态旋转充电方法主要适用于液态电解液类电池充电，因为液态电解液类电池在电动汽车等设备中使用时，其固定方式通常保持不变。随着时间变长，电解液在重力的作用下会向下端沉积，造成电芯上部电解液不足，从而电芯上部的内阻增加，且电极材料在充放电的过程中易发生析锂，导致容量衰减加速，甚至造成电池燃烧爆炸。因此，本实用新型采用旋转充电方式，将待充电的电池从相应设备上取下，然后利用一定的旋转装置，使电池在充电过程中，能够转动。请参阅图4所示，优选将待充电的电池按在设备上使用时相反的方向放置，即将原先朝向水平面方向的电池部位(b端)在充电时向上放置，以使电解液在重力作用下均匀分布。电池旋转方向优选以电池在设备上使用时与水平面平行的中心轴为旋转轴进行旋转，从而使得在使用时朝向水平面方向的电池部位在旋转过程中能够不断朝向或远离水平面运动，电解液在重力及离心力作用下能够更均匀的流向使用时导致的电解液不足的部位。更优选地，电池在旋转过程中还能够更换旋转方向以及旋转轴。
39.所述预设旋转程序为持续顺时针旋转、持续逆时针旋转或者顺时针旋转和逆时针旋转交替旋转。所述预设旋转程序优选为顺时针旋转和逆时针旋转交替旋转，例如为顺时针旋转360
°→
逆时针旋转720
°→
顺时针旋转720
°→
逆时针旋转720
°→
顺时针旋转360
°
，以此往复。通过交替旋转，一方面能防止电线缠绕问题，另一方面能够使得电解液更均匀的流动分布。
40.所述预设旋转程序的旋转速度为1～60r/min。
41.综上所述，本实用新型提供的提供的电池包动态旋转充电方法，将电池包从电动汽车拆卸下后，将其固定于动态旋转充电装置上，按预设旋转程序进行旋转充电。如此操作，使得电池包中的电解液在充电过程中均匀的回流至电芯各个部位，从而减缓电芯各处由于电解液含量不一致导致的内阻升高、容量衰减和析锂、甚至燃烧爆炸问题。再者，由于充放电过程中，电池的电极材料会发生一定的膨胀
‑
收缩，此过程会协助电解液在电池卷绕/叠片结构中均匀分布。此外，还能够通过旋转，带动周围气流流动，从而加快电池充电过程中的热量散失。
42.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。