CN102751451B - 一种辅助恒温电池盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辅助恒温电池盒，该电池盒包括外壳、内壳、极柱盖、低沸点介质、加热板和冷却板，所述的内壳设置在外壳内部，外壳与内壳之间形成密封腔体，所述的极柱盖设置在内壳外部，所述的低沸点介质设置在所述密封腔体内，所述的加热板和冷却板分别设置在外壳的底部和顶部；当电池盒内的电池组需降温或升温时，电池盒通过加热板或冷却板使低沸点介质相变，达到使电池盒内的电池组维持恒定温度的目的。与现有技术相比，本发明具有效率高、能有效调节电池组工作温度、结构简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池盒，尤其是涉及一种辅助恒温电池盒。
背景技术
传统电池系统工作温度调节方式多以风冷或液冷为主，主要是由电池组外设置的风道通过气体(空气)对流或通有冷却(加热)液的水冷板通过其与电池包的接触面进行热交换，从而达到调节电池工作温度的目的。
采用风冷方式调节电池工作温度：系统结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低。然而，气体与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低，且由于电池包自身产热、传热特性以及引入环境空气的温度的不一致性，会使电池组整体温度具有较大的不均匀性；采用液冷方式调节电池工作温度：液冷板与电池壁面之间换热系数高，冷却、加热速度快。然而，水冷系统需要水套、换热器等部件，重量大，结构复杂，维修保养成本高，且由于电池自身传热性能差，使得与水冷板接触的电池壁面热量交换速度大于电池其他部位，从而使电池组整体温度成梯度分布，具有一定不均匀性。传统电池系统工作温度调节方式存在效率低且容易引发电池温度不均匀等缺陷。而研究得知，电池组工作温度的不均匀性会对电池寿命、安全性等方面带来影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高换热系数、高效率、低功耗并且能够有效降低电池组工作温度差异的辅助恒温电池盒。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种辅助恒温电池盒，该电池盒包括外壳、内壳、极柱盖、低沸点介质、加热板和冷却板，所述的内壳设置在外壳内部，外壳与内壳之间形成密封腔体，所述的极柱盖设置在内壳外部，所述的低沸点介质设置在所述密封腔体内，所述的加热板和冷却板分别设置在外壳的底部和顶部；当电池盒内的电池组需降温或升温时，电池盒通过加热板或冷却板使低沸点介质相变，达到使电池盒内的电池组维持恒定温度的目的。
所述的内壳上设有内壳焊接台，所述的内壳通过内壳焊接台与外壳焊接固定。
所述的内壳上设有加强筋凸台，在电池组受挤压力的工作状态下起到电池盒加强筋的作用。
所述的极柱盖上设有极柱盖焊接台，所述的极柱盖通过柱盖焊接台与内壳配合固定。
所述的低沸点介质为甲醇、丙酮或石油醚。
所述的外壳、内壳、极柱盖的制作材料均为金属。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1)本发明是利用腔体中压强减小，低沸点介质沸点也减小的特性，使热量由汽化或凝结潜热的形式实现转移；而传统方式通过外部装置输送或吸取热量，靠电池金属壳壁来传递热量，相比之下，本发明的效率更高；
2)本发明由于在内壳上设置数道加强筋，使本电池盒有较强的抗挤压性，以适应工程中电池组的夹紧环境；
3)本发明辅助恒温电池盒中腔体内的低沸点介质为相变介质，其相变取决于温度，因而可防止局部热量积聚，并且可将电池工作温度控制在理想的范围内，与传统方式相比，本发明能有效的减小电池组内部的温度差异；
4)本辅助恒温电池盒中腔体内的低沸点介质的相变过程是自然启动，且在工作时能量也是自然转移，不会耗费其他能源，与传统方式相比，本发明的能耗更小；
5)本发明能够有效的转移电池盒内部热量，等效于大大增加了电池的换热面积，与传统方式相比，本发明结构简单，节省空间，简化电池热管理系统设计，降低电池热管理系统成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为本发明内壳的主视图；
图4为本发明内壳的侧视图；
图5为本发明极柱盖的主视图；
图6为本发明极柱盖的侧视图；
图7为本发明外壳的主视图；
图8为本发明外壳的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1-8所示，一种辅助恒温电池盒，该电池盒包括外壳3、内壳1、极柱盖2、低沸点介质4、加热板5和冷却板6，外壳3与内壳1之间形成三面导通的密封腔体，极柱盖2设置在内壳1外部，低沸点介质4设置在所述密封腔体内，加热板5和冷却板6分别设置在外壳3的底部和顶部。内壳1上设有用于焊接的内壳焊接台7以及加强筋凸台8。
组装上述辅助恒温电池盒步骤如下：首先将所述的外壳3放置在负压环境中，向其内充入适量低沸点介质4，再将电池的内壳1安置在外壳3内，在内壳焊接台7处与外壳焊接密封，使低沸点介质密封在腔体中。为了保证电池盒的抗挤压性能，在电池内壳上设有若干加强筋凸台8，在电池组受挤压力的工作状态下起到电池盒加强筋的作用。腔体中的低沸点介质4可以是甲醇、丙酮、石油醚等。在将电池电芯安置在电池壳体后，将所述极柱盖2与电池盒的内壳1相配合，通过焊接密封，完成本辅助恒温电池盒。该电池盒的外壳3、内壳1、极柱盖2均可由金属制成，在本发明中采用铝金属制作。
以甲醇作为低沸点介质为例描述上述辅助恒温电池盒的工作原理：当电池组工作温度较低，需要加热时：加热板5加热，温度升高，外壳3与加热板5接触面吸收加热板传递的热量，使腔体内低沸点介质4即甲醇温度不断升高，当达到甲醇沸点时，液态甲醇汽化变成甲醇蒸汽，并且向上输往电池壳腔体的其他各处；当达到腔体的其他壁面时，由于其他壁面比甲醇蒸汽沸点温度低，蒸汽冷凝，释放热量，热量被温度较低的腔体壁面吸收，则腔体温度升高，从而达到加热电池的目的，同时冷凝后的液态甲醇由于重力作用流回腔体底部，如此循环，直到电池被加热至理想工作温度；当电池组工作温度较高，需要冷却时：冷却板6通入低温液体，外壳3上的热量被其与冷却板的接触面传递到冷却板6上，被冷却液吸收，由此，腔体顶部温度不断降低，当降低到甲醇沸点时，甲醇蒸汽凝结变成液态甲醇，并且于重力作用向腔体底部流动，到达其它壁面，由于壳体温度较高，液态甲醇吸收能量汽化为甲醇蒸汽，从而实现对腔体降温的目的，而甲醇蒸汽继续上升遇腔体顶部冷凝，如此循环，直到电池被冷却至理想工作温度。
Claims (3)
1.一种辅助恒温电池盒，其特征在于，该电池盒包括外壳、内壳、极柱盖、低沸点介质、加热板和冷却板，所述的内壳设置在外壳内部，外壳与内壳之间形成密封腔体，所述的极柱盖设置在内壳外部，所述的低沸点介质设置在密封腔体内，所述的加热板和冷却板分别设置在外壳的底部和顶部；当电池盒内的电池组需降温或升温时，电池盒通过加热板或冷却板使低沸点介质相变，达到使电池盒内的电池组维持恒定温度的目的；
所述的内壳上设有内壳焊接台，所述的内壳通过内壳焊接台与外壳焊接固定；
所述的内壳上设有加强筋凸台，在电池组受挤压力的工作状态下起到电池盒加强筋的作用；
所述的极柱盖上设有极柱盖焊接台，所述的极柱盖通过柱盖焊接台与内壳配合固定。
2.根据权利要求1所述的一种辅助恒温电池盒，其特征在于，所述的低沸点介质为甲醇、丙酮或石油醚。
3.根据权利要求1所述的一种辅助恒温电池盒，其特征在于，所述的外壳、内壳、极柱盖的制作材料均为金属。
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