CN107394078A - 一种车用电源风冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用电源风冷系统，涉及电动汽车领域，包括电池底座、固定在电池底座上且可拆卸的电池盖及固定在电池底座上的若干电池模块，所述若干电池模块位于电池盖内侧，所述电池底座前侧设有若干收风器，所述收风器呈内部贯通的喇叭状，收风器大口均朝向车辆行驶方向；所述电池底座上贯穿电池底座设有若干进风口，所述进风口上端连通至电池盖内侧，下端通过连接管与任一收风器后侧的小口相连，每个收风器与至少一个进风口连通；所述电池盖上设有散热口。本发明提出一种风源对于内部不同电池模块的作用较为对等、所有电池模块均能较好散热、保障电池性能的车用电源风冷系统。

Description

一种车用电源风冷系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车的车用电源风冷系统。
背景技术
随着人们的环保意识逐渐加强，电动汽车也逐渐流行起来，用于电动汽车等领域的电源模块及电源系统不断开发和改进。鉴于目前电动汽车的不断推广和使用，考虑到电源系统在高温或低温状态下使用的局限性及电芯使用的可靠性，电源的散热与加热功能越来越受到人们的重视。于是，人们通过改进一些电池Pack 设备试着去解决电源模块的散热与加热问题，如专利授权公告号为CN202009061U，授权公告日为2011年10月12日，专利名称是用于电动汽车的具有风冷机构的动力电池装置，包括电池箱体和电池，所述电池箱体内中部设有隔内板，使电池箱体内形成两个电池室；每个电池室内中部并排设有两台吹风方向相反、功率相同的风扇，所述电池均布排列在两台风扇两侧的电池室内。上述专利能够改善电动汽车电池模块的散热问题，但是这种电池装置的结构设计，风源对于内部不同电池模块的作用较不对等，部分电池模块散热效果差，也会因为不同的电池模块散热效果不同，造成整个电池组内散热不均匀，影响电池性能。
发明内容
本发明为了解决现有车用电源风冷系统的风源对于内部不同电池模块的作用较不对等、部分电池模块散热效果差、容易造成电池组内散热不均匀、影响电池性能的问题，提出一种风源对于内部不同电池模块的作用较为对等、所有电池模块均能较好散热、保障电池性能的车用电源风冷系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种车用电源风冷系统，包括电池底座、固定在电池底座上且可拆卸的电池盖及固定在电池底座上的若干电池模块，所述若干电池模块位于电池盖内侧，所述电池底座前侧设有若干收风器，所述收风器呈内部贯通的喇叭状，收风器大口均朝向车辆行驶方向；所述电池底座上贯穿电池底座设有若干进风口，所述进风口上端连通至电池盖内侧，下端通过连接管与任一收风器后侧的小口相连，每个收风器与至少一个进风口连通；所述电池盖上设有散热口。
作为优选，所述电池底座上设有用于支撑电池模块的电池支脚，电池模块固定在电池支脚上，与电池底座非贴合固定，电池模块下侧对应的电池底座上设有与任一收风器连接的进风口。
作为优选，所述收风器的小口上均设有过滤网。
作为优选，所述电池盖内部横向设有一隔离板，所述隔离板四周边缘与电池盖内壁密封固定，电池盖内部通过隔离板隔断，隔离板上方形成一隔离空腔；所述隔离空腔内横向设有一浮动板，所述浮动板与隔离板保持平行，浮动板四周边缘与电池盖内壁为可滑动密封配合，所述浮动板将隔离空腔隔断为驱动腔和加压腔，位于电池盖顶板与浮动板之间的腔体为驱动腔，位于浮动板与隔离板之间的腔体为加压腔；所述加压腔内设有若干气流开关，所述气流开关包括固定立柱和滑动套管，所述固定立柱竖直固定在隔离板上表面，所述滑动套管竖直固定在浮动板下表面，滑动套管与固定立柱一一对应；所述滑动套管为内部空心的管状，上端与浮动板下表面密封固定，下端口敞开，所述固定立柱呈圆柱体，固定立柱上段间隔套设有两个密封圈，所述固定立柱上端穿过滑动套管下端口可滑动地设于对应的滑动套管内，且两个密封圈与滑动套管内壁均为可滑动密封配合；所述隔离板与每个固定立柱之间均设有出气通道，每个出气通道的上端开口位于对应固定立柱两个密封圈之间的固定立柱侧壁，中间穿过固定立柱内部、固定立柱与隔离板连接处，再贯穿隔离板，下端开口位于隔离板下表面；所述滑动套管的侧壁上设有连通孔，当固定立柱的两个密封圈位于滑动套管内部下侧时，所述连通孔位于固定立柱两个密封圈的上方；当滑动套管相对于固定立柱下移时，所述连通孔可移至固定立柱两个密封圈之间；所述浮动板上设有连通驱动腔和加压腔的单向阀，所述单向阀的可流通方向为从驱动腔至加压腔方向。
作为优选，所述浮动板与隔离板之间设有若干回复弹簧。
作为优选，所述电池盖的顶板外侧设有一进风管，所述进风管一端固定在电池盖顶板外侧，另一端与任一收风器相连，所述的进风管内设有一叶轮，所述电池盖的顶板内侧设有一上位端面凸轮，所述叶轮与所述上位端面凸轮通过一贯穿电池盖顶板的转轴相连，所述转轴与电池盖顶板为转动连接，所述叶轮、上位端面凸轮及转轴的转动轴线共线；所述浮动板的上表面设有一与上位端面凸轮匹配的下位端面凸轮，所述下位端面凸轮位于上位端面凸轮下侧，且下位端面凸轮的凸轮曲面与上位端面凸轮的凸轮曲面相对。
作为优选，所述电池盖的顶板上设有若干散热口，所述散热口上设有散热风扇，所述散热风扇的风扇轴与电池盖顶板为转动连接，所述散热风扇的风扇轴上设有从动轮，所述转轴上设有主动轮，所述散热风扇上的从动轮通过皮带直接或间接与转轴上的主动轮相连。
作为优选，所述散热口上设有过滤网。
作为优选，所述电池盖上设有进风通道，所述进风通道一端连通至进风管的与电池盖顶板连接处，另一端连通至电池盖的下沿且开口朝向电池盖内部。
因此，本发明具有如下有益效果：1、电池底座上设有进风口，使得风向为由下往上，使得进风口可以均匀部分，使得不同电池模块所有风力均匀，从而散热均匀；2、电池模块下侧通过电池支脚支起定位，与电池底座非贴合固定，且电池模块下侧也设有进风口，使得电池模块散热效果更好；3、电池盖内能产生由上往下的风源，且电池盖内不同出气通道出去的风源风力均相同，只需将不同电源模块上侧的出气通道位置设置对等，即可保障不同电源模块上侧散热对等。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明电池底座的结构示意图。
图4是本发明电池盖的结构示意图。
图5是本发明电池盖另一角度的结构示意图。
图6是本发明电池盖的主视图。
图7是图6的左视图。
图8是图6的右视图。
图9是图6的俯视图。
图10是图6的仰视图。
图11是图6中A-A处的剖视图。
图12是图6中B-B处的剖视图。
图13是图7中C-C处的剖视图。
图14是图13中a处的放大示意图。
图15是本发明中隔离板的结构示意图。
图16是本发明中隔离板另一角度的结构示意图。
图17是本发明中浮动板的结构示意图。
图18是本发明中浮动板另一角度的结构示意图。
图19是本发明中浮动板与隔离板远离时气流开关的结构示意图。
图20是本发明中浮动板与隔离板靠近时气流开关的结构示意图。
图21是本发明中单向阀的结构示意图。
1：电池底座；2：电池盖；201：隔离板；202：浮动板；3：电池模块；301：电池支脚；4：收风器；5：进风口；6：连接管；7：散热口；8：隔离空腔；801：驱动腔；802：加压腔；9：气流开关；901：固定立柱；902：滑动套管；903：密封圈；904：出气通道；905：连通孔；10：单向阀；11：回复弹簧；12：进风管；13：叶轮；14：上位端面凸轮；15：转轴；16：下位端面凸轮；17：散热风扇；18：主动轮；19：从动轮；20：皮带；21：进风通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的描述。
一种车用电源风冷系统，参见图1至图21，包括一个方形电池底座1、固定在电池底座1上且可拆卸的电池盖2及固定在电池底座1上的四个电池模块3，所述四个电池模块3位于电池盖2内侧，四个电池模块3呈两行两列阵列布置在电池底座1上。以车辆的车头方向为前侧，所述电池底座1前侧设有四个收风器4，所述收风器4呈内部贯通的喇叭状，收风器4的小口上均设有过滤网，收风器4大口均朝向车辆行驶方向；所述电池底座1上贯穿电池底座1设有若干进风口5，所述进风口5上端连通至电池盖2内侧，下端通过连接管6与任一收风器4后侧的小口相连，每个收风器4与至少一个进风口5连通；所述电池盖2上设有散热口7。车辆在行驶过程中，收风器4能将开口前侧的风收集起来，通过连接管6，再从进风口5送至电池底座1上侧，达到给电池模块3散热的效果。收风器4小口处的过滤网用于防止灰尘或者水汽进入电池底座1上侧，影响电池模块3使用寿命。
所述电池底座1上设有用于支撑电池模块3的电池支脚301，电池模块3固定在电池支脚301上，与电池底座1非贴合固定，电池模块3下侧对应的电池底座1上设有与任一收风器4连接的进风口5。通过电池模块3与电池底座1之间留有缝隙，在电池模块3下侧设置进风口5，风能够直接对着电池模块3下侧吹，达到更好的冷却效果。
所述电池盖2内部横向设有一隔离板201，所述隔离板201四周边缘与电池盖2内壁密封固定，电池盖2内部通过隔离板201隔断，隔离板201上方形成一隔离空腔8；所述隔离空腔8内横向设有一浮动板202，所述浮动板202与隔离板201保持平行，浮动板202四周边缘与电池盖2内壁为可滑动密封配合，所述浮动板202将隔离空腔8隔断为驱动腔801和加压腔802，位于电池盖顶板与浮动板202之间的腔体为驱动腔801，位于浮动板202与隔离板201之间的腔体为加压腔802；所述加压腔802内设有八个气流开关9，所述八个气流开关9，每两个气流开关9下侧对应一个电池模块3，所述气流开关9包括固定立柱901和滑动套管902，所述固定立柱901竖直固定在隔离板201上表面，所述滑动套管902竖直固定在浮动板202下表面，滑动套管902与固定立柱901一一对应；所述滑动套管902为内部空心的管状，上端与浮动板202下表面密封固定，下端口敞开，所述固定立柱901呈圆柱体，固定立柱901上段间隔套设有两个密封圈903，所述固定立柱901上端穿过滑动套管902下端口可滑动地设于对应的滑动套管902内，且两个密封圈903与滑动套管902内壁均为可滑动密封配合；所述隔离板201与每个固定立柱901之间均设有出气通道904，每个出气通道904的上端开口位于对应固定立柱901两个密封圈903之间的固定立柱901侧壁，中间穿过固定立柱901内部、固定立柱901与隔离板201连接处，再贯穿隔离板201，下端开口位于隔离板201下表面；所述滑动套管902的侧壁上设有连通孔905，当固定立柱901的两个密封圈903位于滑动套管902内部下侧时，所述连通孔905位于固定立柱901两个密封圈903的上方，加压腔802与出气通道904断开；当滑动套管902相对于固定立柱901下移时，所述连通孔905可移至固定立柱901两个密封圈903之间，加压腔802与出气通道904连通；所述浮动板202上设有连通驱动腔801和加压腔802的单向阀10，所述单向阀10的可流通方向为从驱动腔801至加压腔802方向。所述浮动板202与隔离板201之间设有若干回复弹簧11。所述电池盖2的顶板外侧设有一进风管12，所述进风管12一端固定在电池盖2顶板外侧，另一端与任一收风器4相连，所述的进风管12内设有一叶轮13，所述电池盖2的顶板内侧设有一上位端面凸轮14，所述叶轮13与所述上位端面凸轮14通过一贯穿电池盖2顶板的转轴15相连，所述转轴15与电池盖2顶板为转动连接，所述叶轮13、上位端面凸轮14及转轴15的转动轴线共线；所述浮动板202的上表面设有一与上位端面凸轮14匹配的下位端面凸轮16，所述下位端面凸轮16位于上位端面凸轮14下侧，且下位端面凸轮16的凸轮曲面与上位端面凸轮14的凸轮曲面相对。
所述电池盖2的顶板上设有若干散热口7，所述散热口7上设有散热风扇17，所述散热风扇17的风扇轴与电池盖2顶板为转动连接，所述散热风扇17的风扇轴上设有从动轮19，所述转轴15上设有主动轮18，所述散热风扇17上的从动轮19通过皮带20直接或间接与转轴15上的主动轮18相连，所述散热口7上设有过滤网，过滤网用于防止灰尘或者水汽进入电池盖2内，影响电池模块3使用寿命。
所述电池盖2上设有进风通道21，所述进风通道21一端连通至进风管12的与电池盖2顶板连接处，另一端连通至电池盖2的下沿且开口朝向电池盖2内部。
车辆行驶过程中，收风器4能将开口前侧的风收集起来，部分收集进来的风通过连接管6，从电池底座1上的进风口5由下往上吹，达到给电池模块3底部及侧面充分散热的效果。
另一部分从收风器4收集进来的风进入进风管12，带动叶轮13旋转，而后，沿着进风通道21从电池盖2的下沿往电池盖2内部吹，再从电池盖2顶板上的散热口7散出，在电池盖2内部形成一个散热回流，也顺势利用了热气上浮的特性，达到了一个较好的散热效果。
同时，叶轮13的旋转会带动上位端面凸轮14的旋转，由于浮动板202的上表面设有一个与上位端面凸轮14匹配的下位端面凸轮16，下位端面凸轮16与浮动板202为相对固定，浮动板202与隔离板201之间设有回复弹簧11，使得上位端面凸轮14与下位端面凸轮16一直处于接触配合状态。在上位端面凸轮14旋转过程中，会推动下位端面凸轮16作上下往复运动，间接推动浮动板202作上下往复运动。当浮动板202相对于隔离板201下移时，浮动板202与隔离板201之间的加压腔802被压缩，内部气压增大，同时，滑动套管902相对于固定立柱901下移，当滑动套管902上的连通孔905移至固定立柱901两个密封圈903之间时，加压腔802与出气通道904连通，加压腔802内被压缩的气压便会从出气通道904挤出，从出气通道904下口吹向电池模块3上表面，且每个出气通道904出来的风力大小相等，使得每个电池模块3上表面的散热效果基本相同，进而使得电池组内散热均匀、提高电池性能；当浮动板202相对于隔离板201上移时，浮动板202与隔离板201之间的加压腔802扩张，加压腔802通过单向阀10从驱动腔801往加压腔802内吸气，同时，滑动套管902相对于固定立柱901上移，当滑动套管902的连通孔905移至固定立柱901两个密封圈903的上方时，加压腔802与出气通道904断开，加压腔802内气压不会流出，便于浮动板202下一次下移挤压加压腔802。如此往复，加压腔802便会周期性地通过出气通道904往电池盖2内的电池模块3吹风力相同的风，达到各电池模块3均匀散热的目的。
并且，叶轮13的旋转带动转轴15上的主动轮18旋转，主动轮18通过皮带20直接或间接带动各从动轮19旋转，进而带动各散热风扇17旋转工作，无需外接电源驱动，既节省能耗，又达到了散热效果。

Claims (9)

1.一种车用电源风冷系统，包括电池底座（1）、固定在电池底座（1）上且可拆卸的电池盖（2）及固定在电池底座（1）上的若干电池模块（3），所述若干电池模块（3）位于电池盖（2）内侧，其特征在于：所述电池底座（1）前侧设有若干收风器（4），所述收风器（4）呈内部贯通的喇叭状，收风器（4）大口均朝向车辆行驶方向；所述电池底座（1）上贯穿电池底座（1）设有若干进风口（5），所述进风口（5）上端连通至电池盖（2）内侧，下端通过连接管（6）与任一收风器（4）后侧的小口相连，每个收风器（4）与至少一个进风口（5）连通；所述电池盖（2）上设有散热口（7）。
2.根据权利要求1所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述电池底座（1）上设有用于支撑电池模块（3）的电池支脚（301），电池模块（3）固定在电池支脚（301）上，与电池底座（1）非贴合固定，电池模块（3）下侧对应的电池底座（1）上设有与任一收风器（4）连接的进风口（5）。
3.根据权利要求1所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述收风器（4）的小口上均设有过滤网。
4.根据权利要求1所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述电池盖（2）内部横向设有一隔离板（201），所述隔离板（201）四周边缘与电池盖（2）内壁密封固定，电池盖（2）内部通过隔离板（201）隔断，隔离板（201）上方形成一隔离空腔（8）；所述隔离空腔（8）内横向设有一浮动板（202），所述浮动板（202）与隔离板（201）保持平行，浮动板（202）四周边缘与电池盖（2）内壁为可滑动密封配合，所述浮动板（202）将隔离空腔（8）隔断为驱动腔（801）和加压腔（802），位于电池盖顶板与浮动板（202）之间的腔体为驱动腔（801），位于浮动板（202）与隔离板（201）之间的腔体为加压腔（802）；所述加压腔（802）内设有若干气流开关（9），所述气流开关（9）包括固定立柱（901）和滑动套管（902），所述固定立柱（901）竖直固定在隔离板（201）上表面，所述滑动套管（902）竖直固定在浮动板（202）下表面，滑动套管（902）与固定立柱（901）一一对应；所述滑动套管（902）为内部空心的管状，上端与浮动板（202）下表面密封固定，下端口敞开，所述固定立柱（901）呈圆柱体，固定立柱（901）上段间隔套设有两个密封圈（903），所述固定立柱（901）上端穿过滑动套管（902）下端口可滑动地设于对应的滑动套管（902）内，且两个密封圈（903）与滑动套管（902）内壁均为可滑动密封配合；所述隔离板（201）与每个固定立柱（901）之间均设有出气通道（904），每个出气通道（904）的上端开口位于对应固定立柱（901）两个密封圈（903）之间的固定立柱（901）侧壁，中间穿过固定立柱（901）内部、固定立柱（901）与隔离板（201）连接处，再贯穿隔离板（201），下端开口位于隔离板（201）下表面；所述滑动套管（902）的侧壁上设有连通孔（905），当固定立柱（901）的两个密封圈（903）位于滑动套管（902）内部下侧时，所述连通孔（905）位于固定立柱（901）两个密封圈（903）的上方；当滑动套管（902）相对于固定立柱（901）下移时，所述连通孔（905）可移至固定立柱（901）两个密封圈（903）之间；所述浮动板（202）上设有连通驱动腔（801）和加压腔（802）的单向阀（10），所述单向阀（10）的可流通方向为从驱动腔（801）至加压腔（802）方向。
5.根据权利要求4所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述浮动板（202）与隔离板（201）之间设有若干回复弹簧（11）。
6.根据权利要求4或5所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述电池盖（2）的顶板外侧设有一进风管（12），所述进风管（12）一端固定在电池盖（2）顶板外侧，另一端与任一收风器（4）相连，所述的进风管（12）内设有一叶轮（13），所述电池盖（2）的顶板内侧设有一上位端面凸轮（14），所述叶轮（13）与所述上位端面凸轮（14）通过一贯穿电池盖（2）顶板的转轴（15）相连，所述转轴（15）与电池盖（2）顶板为转动连接，所述叶轮（13）、上位端面凸轮（14）及转轴（15）的转动轴线共线；所述浮动板（202）的上表面设有一与上位端面凸轮（14）匹配的下位端面凸轮（16），所述下位端面凸轮（16）位于上位端面凸轮（14）下侧，且下位端面凸轮（16）的凸轮曲面与上位端面凸轮（14）的凸轮曲面相对。
7.根据权利要求6所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述电池盖（2）的顶板上设有若干散热口（7），所述散热口（7）上设有散热风扇（17），所述散热风扇（17）的风扇轴与电池盖（2）顶板为转动连接，所述散热风扇（17）的风扇轴上设有从动轮（19），所述转轴（15）上设有主动轮（18），所述散热风扇（17）上的从动轮（19）通过皮带（20）直接或间接与转轴（15）上的主动轮（18）相连。
8.根据权利要求7所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述散热口（7）上设有过滤网。
9.根据权利要求6所述的一种车用电源风冷系统，其特征在于：所述电池盖（2）上设有进风通道（21），所述进风通道（21）一端连通至进风管（12）的与电池盖（2）顶板连接处，另一端连通至电池盖（2）的下沿且开口朝向电池盖（2）内部。
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