CN110539624B - 一种新能源汽车的动力电池防护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座、浮板、盖板，所述底座的四周设置有凸起的延边，所述延边的上端设置有浮板，所述防水膜的下端与凹槽底部密封连接，所述防水膜的上端与浮板的下表面密封连接，所述浮板的上方设置有盖板，所述盖板上安装有散热机构，所述盖板的下表面边缘处与浮板上表面贴合接触，所述盖板与浮板接触处设置有密封件；当水位高度达到一端程度后浮板与上侧的盖板密封贴合，防止水流入内部，通过设置的排水口以及单向阀，有效的排出底座上溅入的液体，且通过设置的支撑网板对液体进行过滤，避免堵塞排水口，同时用以支撑动力电池，避免液体侵入造成短路以及威胁人身安全，从而有效保障安全。

Description

一种新能源汽车的动力电池防护装置
技术领域
本发明属于能源汽车用的电池防护技术领域，具体为一种新能源汽车的动力电池防护装置。
背景技术
随着石化能源的日益枯竭，已经地球环境的不断恶化，传统动力汽车逐渐向电动汽车过度。德国、瑞士，比利时计划从2030年后将禁售燃油车，英国已确定从2040年后将禁售汽油和柴油车，电动汽车的高速发展黄金时期已经到来。
动力电池作为电动汽车的核心部件之一，是电动汽车的能源中枢，对整车起着无可替代的作用。为了载荷分布均匀、拆装方便，现有的动力电池通常布置在驾驶室的后部、车架的两侧，该种布置动力电池之间需要较长的高压线连接，高压线与动力电池的接头通常设置在动力电池的前部(前部指朝向车头的方向)。
现有的动力电池又缺少防护装置，车辆行驶过程中，特别是积水路段，电动电池一旦浸水，动力电池将在水下形成一个远远超过人体安全电压的电场，造成短路或将直接威胁人身安全。因此，我们需要提供一种新能源汽车的动力电池防护装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车的动力电池防护装置，避免液体侵入造成短路以及威胁人身安全，从而有效保障人身安全，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座、浮板、盖板，所述底座的四周设置有凸起的延边，所述延边上表面开设有凹槽，所述凹槽内设置有防水膜，所述延边的上端设置有浮板，所述防水膜的下端与凹槽底部密封连接，所述防水膜的上端与浮板的下表面密封连接，所述防水膜折叠卷收在凹槽内，所述防水膜呈环形筒状设置，所述浮板的上方设置有盖板，所述盖板上安装有散热机构，所述盖板的下表面边缘处与浮板上表面贴合接触，所述盖板与浮板接触处设置有密封件，所述延边的内壁上固定有支撑网板，所述底座底部开设有排水口，所述排水口上连接有单向阀。
优选的，所述支撑网板的上表面设置有支撑架，所述盖板通过螺栓固定在支撑架的上端。
优选的，所述防水膜为PU膜、TPU膜、聚四氟乙烯膜中的一种；所述防水膜的厚度d1为0.15-0.42mm。
优选的，所述底座的两侧对称设置有安装耳，所述安装耳上开设有安装孔。
优选的，所述浮板的上表面嵌装有条形铁片，所述盖板的边缘处嵌装有磁铁，所述条形铁片与磁铁上下竖直对应。
优选的，所述条形磁铁为电磁铁或永久磁铁；所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈与动力电池防护装置中的电池连接，以保证电磁铁在工作时具有磁性，提供足够的电磁吸附力。
优选的，所述线圈和电池之间还设置有开关和电流调节器；所述动力电池防护装置还包括处理器和速度传感器，所述速度传感器检测新能源汽车的行驶速度V，并将所述速度信息传送至处理器，所述处理器根据新能源汽车的速度控制电流调节器以控制线圈内的电流I大小。进一步的，所述行驶速度V越大，所述线圈内的电流I越大。
优选的，为了保证新能源汽车动力电池的安全性，尤其是是汽车行驶过程中的安全性，所述线圈内的电流I和汽车的行驶速度V满足以下关系：
I＝α·V1/3+I0；
其中，α为速度系数，取值范围为0.25-1.75；I0为基本电流值，取值范围为2.6-4.5安培。
优选的，所述密封件包括第一密封垫和第二密封垫，所述第一密封垫贴合在浮板的上表面，所述第二密封垫贴合在盖板下表面的边缘处。所述第一密封垫和第二密封垫的材质均为阻燃橡胶等阻燃密封材料。为了提高密封性能，所述第一密封垫和第二密封垫的上下表面均设置有凸起；所述凸起的截面呈三角形、梯形或者扇形。所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y为20-75，回弹率W为0.65-0.78，拉伸强度Q为25-34.5MPa；特别是，所述回弹率W与拉伸强度Q之间满足W·Q大于等于16.3小于等于25.4。
优选的，为了提高密封性能，进而保证新能源汽车的动力电池的安全性，所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足以下关系：
Q/Y＝β·W2；
其中，β为平衡系数，取值范围为0.67-3.46。
优选的，为了更好的保证新能源汽车的动力电池的安全性，使防水和密封整体达到最优的效果，所述防水膜的厚度d1与第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足以下关系：
Y/Q＝λ·(W/d1)；
其中，λ为关系因子，取值范围为0.26-1.72。
优选的，所述散热机构包括散热翅片和半导体制冷片，所述散热翅片嵌装在盖板的上表面，所述半导体制冷片嵌装在盖板的下表面，所述半导体制冷片的制热面与散热翅片连接。
优选的，所述支撑架为设置在底座四个拐角处的伸缩杆，且所述伸缩杆包括支撑杆、套管和紧固旋钮，所述支撑杆的一端滑动插接在套管内，所述紧固旋钮螺纹连接在套管上端的侧壁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的新能源汽车的动力电池防护装置，车体侵水时，通过设置浮板，当水位上升后推动浮板上移，并拉出收缩在凹槽内的防水膜，将底座四周包围，防止液体与安装在支撑网板上的动力电池接触，当水位高度达到一端程度后浮板与上侧的盖板密封贴合，防止水流入内部，通过设置的排水口以及单向阀，有效的排出底座上溅入的液体。
2、本发明的新能源汽车的动力电池防护装置，通过设置的支撑网板对液体进行过滤，避免堵塞排水口，同时用以支撑动力电池，避免液体侵入造成短路以及威胁人身安全，从而有效保障人身安全。
3、本发明的新能源汽车的动力电池防护装置，通过设置电磁吸附，以及电磁吸附与车速的关系，保证新能源汽车动力电池的安全性，尤其是是汽车行驶过程中的安全性。
4、本发明的新能源汽车的动力电池防护装置，通过设置第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q的范围和满足的关系，提高密封性能，进而保证新能源汽车的动力电池的安全性。
5、本发明的新能源汽车的动力电池防护装置，通过设置防水膜的厚度d1与第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足的关系，更好的保证新能源汽车的动力电池的安全性，使防水和密封整体达到最优的效果。
附图说明
图1为本发明的新能源汽车的动力电池防护装置结构示意图。
图2为本发明的新能源汽车的动力电池防护装置侧视结构示意图。
图3为本发明的新能源汽车的动力电池防护装置中支撑架的结构示意图。
图中：1、底座；2、延边；3、凹槽；4、防水膜；5、浮板；6、盖板；7、散热机构；8、密封件；9、支撑网板；10、排水口；11、单向阀；12、支撑架；13、安装耳；14、条形铁片；15、磁铁；16、第一密封垫；17、第二密封垫；18、散热翅片；19、半导体制冷片；20、支撑杆；21、套管；22、紧固旋钮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座1、浮板5、盖板6。所述底座1的四周设置有凸起的延边2，所述延边2上表面开设有凹槽3，所述凹槽3内设置有防水膜4，所述延边2的上端设置有浮板5，所述防水膜4的下端与凹槽3底部密封连接，所述防水膜4的上端与浮板5的下表面密封连接，所述防水膜4折叠卷收在凹槽3内，所述防水膜4环形筒状设置，所述浮板5的上方固定有盖板6，所述盖板6上安装有散热机构7，所述盖板6的下表面边缘处与浮板5上表面贴合接触，所述盖板6与浮板5接触处设置有密封件8。
所述延边2的内壁上固定有支撑网板9，所述底座1底部开设有排水口10，所述排水口10上连接有单向阀11，所述密封件8包括第一密封垫16和第二密封垫17，所述第一密封垫16贴合在浮板5的上表面，所述第二密封垫17贴合在盖板6下表面的边缘处，起到密封的作用，防止液体进入内部。所述浮板5的上表面嵌装有条形铁片14，所述盖板6的边缘处嵌装有磁铁15，所述条形铁片14与磁铁15上下竖直对应，通过条形铁片14于磁铁15相互吸引，使得浮板5与盖板6紧密贴合。
所述散热机构7包括散热翅片18和半导体制冷片19，所述散热翅片18嵌装在盖板6的上表面，所述半导体制冷片19嵌装在盖板6的下表面，所述半导体制冷片19的制热面与散热翅片18连接，便于对动力电机进行降温散热处理，避免动力电池温度过高而损坏。所述底座1的两侧对称焊接有安装耳13，所述安装耳13上开设有安装孔，通过设置的安装耳13，便于底座1的安装固定。
所述支撑网板9的上表面固定有支撑架12，所述盖板6通过螺栓固定在支撑架12的上端，所述支撑架12为设置在底座1四个拐角处的伸缩杆，且所述伸缩杆包括支撑杆20、套管21和紧固旋钮22，所述支撑杆20的一端滑动插接在套管21内，所述紧固旋钮22螺纹连接在套管21上端的侧壁。
工作原理：在使用时，车体侵水时，通过设置浮板5，当水位上升后推动浮板5上移，并拉出收缩在凹槽3内的防水膜4，将底座1四周包围，防止液体与安装在支撑网板9上的动力电池接触，当水位高度达到一端程度后浮板5与上侧的盖板6密封贴合，防止水流入内部，通过设置的排水口10以及单向阀11，有效的排出底座1上溅入的液体，且通过设置的支撑网板9对液体进行过滤，避免堵塞排水口10，同时用以支撑动力电池，避免液体侵入造成短路以及威胁人身安全，从而有效保障人身安全。
实施例2
一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座1、浮板5、盖板6。所述底座1的四周设置有凸起的延边2，所述延边2上表面开设有凹槽3，所述凹槽3内设置有防水膜4，所述延边2的上端设置有浮板5，所述防水膜4的下端与凹槽3底部密封连接，所述防水膜4的上端与浮板5的下表面密封连接，所述防水膜4折叠卷收在凹槽3内，所述防水膜4环形筒状设置，所述浮板5的上方固定有盖板6，所述盖板6上安装有散热机构7，所述盖板6的下表面边缘处与浮板5上表面贴合接触，所述盖板6与浮板5接触处设置有密封件8。
所述延边2的内壁上固定有支撑网板9，所述底座1底部开设有排水口10，所述排水口10上连接有单向阀11，所述密封件8包括第一密封垫16和第二密封垫17，所述第一密封垫16贴合在浮板5的上表面，所述第二密封垫17贴合在盖板6下表面的边缘处，起到密封的作用，防止液体进入内部。所述浮板5的上表面嵌装有条形铁片14，所述盖板6的边缘处嵌装有磁铁15，所述条形铁片14与磁铁15上下竖直对应，通过条形铁片14于磁铁15相互吸引，使得浮板5与盖板6紧密贴合。
所述散热机构7包括散热翅片18和半导体制冷片19，所述散热翅片18嵌装在盖板6的上表面，所述半导体制冷片19嵌装在盖板6的下表面，所述半导体制冷片19的制热面与散热翅片18连接，便于对动力电机进行降温散热处理，避免动力电池温度过高而损坏。所述底座1的两侧对称焊接有安装耳13，所述安装耳13上开设有安装孔，通过设置的安装耳13，便于底座1的安装固定。
所述支撑网板9的上表面固定有支撑架12，所述盖板6通过螺栓固定在支撑架12的上端，所述支撑架12为设置在底座1四个拐角处的伸缩杆，且所述伸缩杆包括支撑杆20、套管21和紧固旋钮22，所述支撑杆20的一端滑动插接在套管21内，所述紧固旋钮22螺纹连接在套管21上端的侧壁。
所述防水膜为PU膜、TPU膜、聚四氟乙烯膜中的一种；所述防水膜的厚度d1为0.15-0.42mm。
所述条形磁铁为电磁铁；所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈与动力电池防护装置中的电池连接，以保证电磁铁在工作时具有磁性，提供足够的电磁吸附力。
所述线圈和电池之间还设置有开关和电流调节器；所述动力电池防护装置还包括处理器和速度传感器，所述速度传感器检测新能源汽车的行驶速度V，并将所述速度信息传送至处理器，所述处理器根据新能源汽车的速度控制电流调节器以控制线圈内的电流I大小。进一步的，所述行驶速度V越大，所述线圈内的电流I越大。
为了保证新能源汽车动力电池的安全性，尤其是是汽车行驶过程中的安全性，所述线圈内的电流I和汽车的行驶速度V满足以下关系：
I＝α·V1/3+I0；
其中，α为速度系数，取值范围为0.25-1.75；I0为基本电流值，取值范围为2.6-4.5安培。
所述密封件包括第一密封垫和第二密封垫，所述第一密封垫贴合在浮板的上表面，所述第二密封垫贴合在盖板下表面的边缘处。所述第一密封垫和第二密封垫的材质均为阻燃橡胶等阻燃密封材料。为了提高密封性能，所述第一密封垫和第二密封垫的上下表面均设置有凸起；所述凸起的截面呈三角形、梯形或者扇形。所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y为20-75，回弹率W为0.65-0.78，拉伸强度Q为25-34.5MPa；特别是，所述回弹率W与拉伸强度Q之间满足W·Q大于等于16.3小于等于25.4。
为了提高密封性能，进而保证新能源汽车的动力电池的安全性，所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足以下关系：
Q/Y＝β·W2；
其中，β为平衡系数，取值范围为0.67-3.46。
实施例3
一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座1、浮板5、盖板6。所述底座1的四周设置有凸起的延边2，所述延边2上表面开设有凹槽3，所述凹槽3内设置有防水膜4，所述延边2的上端设置有浮板5，所述防水膜4的下端与凹槽3底部密封连接，所述防水膜4的上端与浮板5的下表面密封连接，所述防水膜4折叠卷收在凹槽3内，所述防水膜4环形筒状设置，所述浮板5的上方固定有盖板6，所述盖板6上安装有散热机构7，所述盖板6的下表面边缘处与浮板5上表面贴合接触，所述盖板6与浮板5接触处设置有密封件8。
所述延边2的内壁上固定有支撑网板9，所述底座1底部开设有排水口10，所述排水口10上连接有单向阀11，所述密封件8包括第一密封垫16和第二密封垫17，所述第一密封垫16贴合在浮板5的上表面，所述第二密封垫17贴合在盖板6下表面的边缘处，起到密封的作用，防止液体进入内部。所述浮板5的上表面嵌装有条形铁片14，所述盖板6的边缘处嵌装有磁铁15，所述条形铁片14与磁铁15上下竖直对应，通过条形铁片14于磁铁15相互吸引，使得浮板5与盖板6紧密贴合。
所述散热机构7包括散热翅片18和半导体制冷片19，所述散热翅片18嵌装在盖板6的上表面，所述半导体制冷片19嵌装在盖板6的下表面，所述半导体制冷片19的制热面与散热翅片18连接，便于对动力电机进行降温散热处理，避免动力电池温度过高而损坏。所述底座1的两侧对称焊接有安装耳13，所述安装耳13上开设有安装孔，通过设置的安装耳13，便于底座1的安装固定。
所述支撑网板9的上表面固定有支撑架12，所述盖板6通过螺栓固定在支撑架12的上端，所述支撑架12为设置在底座1四个拐角处的伸缩杆，且所述伸缩杆包括支撑杆20、套管21和紧固旋钮22，所述支撑杆20的一端滑动插接在套管21内，所述紧固旋钮22螺纹连接在套管21上端的侧壁。
所述防水膜为PU膜、TPU膜、聚四氟乙烯膜中的一种；所述防水膜的厚度d1为0.15-0.42mm。
所述条形磁铁为电磁铁；所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈与动力电池防护装置中的电池连接，以保证电磁铁在工作时具有磁性，提供足够的电磁吸附力。
所述线圈和电池之间还设置有开关和电流调节器；所述动力电池防护装置还包括处理器和速度传感器，所述速度传感器检测新能源汽车的行驶速度V，并将所述速度信息传送至处理器，所述处理器根据新能源汽车的速度控制电流调节器以控制线圈内的电流I大小。进一步的，所述行驶速度V越大，所述线圈内的电流I越大。
为了保证新能源汽车动力电池的安全性，尤其是是汽车行驶过程中的安全性，所述线圈内的电流I和汽车的行驶速度V满足以下关系：
I＝α·V1/3+I0；
其中，α为速度系数，取值范围为0.25-1.75；I0为基本电流值，取值范围为2.6-4.5安培。
所述密封件包括第一密封垫和第二密封垫，所述第一密封垫贴合在浮板的上表面，所述第二密封垫贴合在盖板下表面的边缘处。所述第一密封垫和第二密封垫的材质均为阻燃橡胶等阻燃密封材料。为了提高密封性能，所述第一密封垫和第二密封垫的上下表面均设置有凸起；所述凸起的截面呈三角形、梯形或者扇形。所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y为20-75，回弹率W为0.65-0.78，拉伸强度Q为25-34.5MPa；特别是，所述回弹率W与拉伸强度Q之间满足W·Q大于等于16.3小于等于25.4。
为了提高密封性能，进而保证新能源汽车的动力电池的安全性，所述第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足以下关系：
Q/Y＝β·W2；
其中，β为平衡系数，取值范围为0.67-3.46。
为了更好的保证新能源汽车的动力电池的安全性，使防水和密封整体达到最优的效果，所述防水膜的厚度d1与第一密封垫和第二密封垫的邵氏硬度Y回弹率W与拉伸强度Q之间满足以下关系：
Y/Q＝λ·(W/d1)；
其中，λ为关系因子，取值范围为0.26-1.72。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新能源汽车的动力电池防护装置，包括底座（1）、浮板（5）、盖板（6），其特征在于：所述底座（1）的四周设置有凸起的延边（2），所述延边（2）上表面开设有凹槽（3），所述凹槽（3）内设置有防水膜（4），所述延边（2）的上端设置有浮板（5），所述防水膜（4）的下端与凹槽（3）底部密封连接，所述防水膜（4）的上端与浮板（5）的下表面密封连接，所述防水膜（4）折叠卷收在凹槽（3）内，所述防水膜（4）环形筒状设置，所述浮板（5）的上方固定有盖板（6），所述盖板（6）上安装有散热机构（7），所述盖板（6）的下表面边缘处与浮板（5）上表面贴合接触，所述盖板（6）与浮板（5）接触处设置有密封件（8），所述延边（2）的内壁上固定有支撑网板（9），所述底座（1）底部开设有排水口（10），所述排水口（10）上连接有单向阀（11）。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述支撑网板（9）的上表面设置有支撑架（12），所述盖板（6）设置在支撑架（12）的上端。
3.根据权利要求1或2所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述底座（1）的两侧对称设置有安装耳（13），所述安装耳（13）上开设有安装孔。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述浮板（5）的上表面嵌装有条形铁片（14），所述盖板（6）的边缘处嵌装有磁铁（15），所述条形铁片（14）与磁铁（15）上下竖直对应。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述密封件（8）包括第一密封垫（16）和第二密封垫（17），所述第一密封垫（16）贴合在浮板（5）的上表面，所述第二密封垫（17）贴合在盖板（6）下表面的边缘处。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述散热机构（7）包括散热翅片（18）和半导体制冷片（19），所述散热翅片（18）嵌装在盖板（6）的上表面。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车的动力电池防护装置，其特征在于：所述半导体制冷片（19）嵌装在盖板（6）的下表面，所述半导体制冷片（19）的制热面与散热翅片（18）连接。
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