CN110660941B - 一种新能源汽车用电池散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车用电池散热系统，包括安装有多个蓄电池的防护箱，所述防护箱的内壁上嵌设有冷凝管，所述冷凝管内填充有冷却液，所述防护箱的内底部转动连接有圆筒，所述圆筒的上端开设有与其同轴设置的圆槽，所述圆槽内密封转动连接有圆块，所述冷凝管的进水端与出水端均密封贯穿圆块，所述圆筒内嵌设有隔热板。本发明通过得圆筒内两侧腔室受热情况不同，在腔室内热膨胀液的作用下，使腔室内的滑塞不断的上下移动，进而推动冷凝管内的冷却液流动，从而快速的将电池组内的热量快速散发出去，同时通过电池组散发的热力驱动，既加快电池组的热量散发速度，同时减少电池的负载，可延长电池的使用寿命。

Description

一种新能源汽车用电池散热系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车设备技术领域，尤其涉及一种新能源汽车用电池散热系统。
背景技术
以电能作为动力驱动的新能源汽车又称为电动汽车，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池。
在电动汽车的行驶过程中，由于电流的热效应，汽车内电池会产生高温，而温度过高时会严重影响电池性能和寿命。现有的技术手段中，为解决此问题，大多是通过散热风扇吹风进行散热，如申请号为201821241403.5提出的“一种新能源汽车电池散热装置”，该方案通过将温度传感器检测所述汽车电池箱内的温度，当汽车电池箱内温度高于一设定值时开启风扇进行散热，风冷模式主要是强制冷风流经电池表面进行换热冷却，仅仅依靠自然风冷难以达到很好的散热效果；还有部分通过循环水泵驱动冷却液循环流动来进行散热，如申请号为201810139110.4提出的“新能源汽车电池散热装置”，该方案通过将固定电池的容纳筒置于水中，通过汽车电池内电能驱动循环水泵运转进行水循环散热，这种散热方式具有以下缺点：
1、水泵动力仍由电池供给，会加大电池的输出功率，进一步地造成电池升温，散热效果一般；
2、以电池的电能来驱动水泵运转，会降低电池对汽车动力输出功率，导致汽车一次性充满电后行驶的路程有限；
3、增加了蓄电池负载，使得蓄电池内部损耗增加，最终导致降低了蓄电池的使用寿命。
鉴于以上技术缺陷，本申请文件提出一种新能源汽车用电池散热系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新能源汽车用电池散热系统，其通过圆筒内两侧腔室受热情况不同，滑塞上下移动而推动冷凝管内冷却液流动，从而快速的将电池组内的热量快速散发出去；通过电池组散发的热力驱动，无需消耗蓄电池电能，既加快电池组的热量散发速度，散热效果好，同时减少电池的负载，可延长电池的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新能源汽车用电池散热系统，包括安装有多个蓄电池的防护箱，所述防护箱的内壁上嵌设有冷凝管，所述冷凝管内填充有冷却液，所述防护箱的内底部转动连接有圆筒，所述圆筒的上端开设有与其同轴设置的圆槽，所述圆槽内密封转动连接有圆块，所述冷凝管的进水端与出水端均密封贯穿圆块，所述圆筒内嵌设有隔热板，且所述隔热板将圆筒分成两个相同大小且隔热的腔室，所述圆筒上端开设有两个与圆槽连通的通孔，且两个所述通孔分别与冷凝管的进水端与出水端配合，所述圆筒内安装有驱动圆筒转动的驱动装置。
优选地，所述驱动装置包括两个分别密封滑动连接在隔热板两侧腔室内的滑塞，且所述滑塞与圆筒及隔热板形成的密闭空间内填充有热膨胀液，所述滑塞的侧壁上嵌设有铁块，所述防护箱的侧壁上嵌设有永磁铁，所述防护箱的两个相对侧壁上分别开设有通风孔与出风孔，所述圆筒及滑塞采用导热良好的铜材料制成。
优选地，所述隔热板两侧的腔室内均滑动连接有铁制的扰流板，且所述扰流板通过弹簧弹性连接在圆筒的内底部，所述防护箱的侧壁上安装有电磁铁，且所述电磁铁耦合在蓄电池组的充电电路中。
本发明具有以下有益效果：
1、通过得圆筒靠近蓄电池组一侧腔室内的热膨胀液吸收电池散发的热量，发生膨胀推动滑塞上移，而圆筒靠近通风孔一侧的腔室受风吹后温度逐渐降低，该腔室内的热膨胀液逐渐回缩，使得该腔室内的滑塞下移，可推动冷凝管内的冷却液流动，从而快速的将电池组内的热量快速散发出去；
2、通过受热侧腔室内的滑塞上移到与永磁体位置相对时，该滑塞上的铁块被永磁铁吸引，可使圆筒转动180度，使得圆筒受热侧腔室靠近通风孔进行散热，而原先散热侧腔室靠近电池组进行吸热，使得两侧腔室内的滑塞再次发生上下移动，在永磁铁的作用下，圆筒又再次转动180度，如此循环可使圆筒在汽车的行驶过程中持续转动，从而使得冷却液可以持续流动，从而可持续对电池组进行散热，且本装置无需消耗蓄电池电能，通过电池组散发的热力驱动，既加快电池组的热量散发速度，散热效果好，同时减少电池的负载，可延长电池的使用寿命；
3、通过在汽车行驶速度越快时，内部电池输出功率越大，电池的温度会升的更高，同时随着汽车行驶速度的加快，通风孔流入的空气速度很高，这样圆筒受热侧的腔室内吸热更快，圆筒散热侧的腔室散热也更快，会加速滑塞上下移动的频率，从而加快圆筒的转动速度，从而加快冷凝管内的水流速度，最终可提升效果，因此本装置的散热能力可根据汽车的运转情况进行自我调节；
4.通过在蓄电池充电电路中设置电磁铁，使电磁铁在充电时磁力，而充电器会将交流电变成方向不变但电流大小不断改变的直流电，从而使得电磁铁磁力大小也随之不断改变，在弹簧的作用下，使得圆筒靠近电磁铁的一侧腔室内的扰流板不断抖动，可对该腔室内的热膨胀液进行搅拌散热，使得该腔室内的滑塞在无风时也能快速下移，保证冷凝管内冷却液流动速度，使得本装置在充电时也具有很高的散热能力；
5、通过汽车在行驶时产生的高速气流吹向圆筒靠近通风孔的一侧，可对流入该侧腔室内的冷却液进行冷却散热，无需配制对冷凝管内的冷却液进行散热的相关设备，进一步减少了蓄电池的负担，提高汽车的续航，增加了蓄电池的使用寿命；
6、通过将通风孔只设置防护箱的侧壁下端，既实现了对圆筒靠近一侧腔室内的热膨胀液及冷却液的散热，同时也减少防护箱的通透面积，使防护箱的防护性能与蓄电池的散热性能均达到最佳效果。
附图说明
图1为本发明提出的实施例一中的结构示意图；
图2为本发明提出的实施例一中的A-A处结构示意图；
图3为本发明提出的实施例二中的结构示意图；
图4为本发明中圆筒的转动过程中滑塞、铁块及永磁铁的位置的变化示意图。
图中：1防护箱、2蓄电池、3冷凝管、4圆筒、5圆槽、6圆块、7隔热板、8通孔、9滑塞、10铁块、11永磁铁、12通风孔、13扰流板、14电磁铁、15弹簧、16出风孔。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
参照图1-2，一种新能源汽车用电池散热系统，包括安装有多个蓄电池2的防护箱1，防护箱1的内壁上嵌设有冷凝管3，需要说明的是，冷凝管3在防护箱1的内壁上呈蛇形分布，以增大与蓄电池组的接触面积，从而可高效的进行散热，冷凝管3内填充有冷却液，防护箱1的内底部转动连接有圆筒4，圆筒4的上端开设有与其同轴设置的圆槽5，圆槽5内密封转动连接有圆块6，冷凝管3的进水端与出水端均密封贯穿圆块6，圆筒4内嵌设有隔热板7，需要说明的是，隔热板7内填充有隔热性能良好的石棉，隔热板7竖直设置在位于圆筒4的中心线上，且隔热板7将圆筒4分成两个相同大小且隔热的腔室，圆筒4上端开设有两个与圆槽5连通的通孔8，且两个通孔8分别与冷凝管3的进水端与出水端配合，圆筒4内安装有驱动圆筒4转动的驱动装置。本装置在安装时，将通风孔12设置在汽车行驶时迎风的一侧。
驱动装置包括两个分别密封滑动连接在隔热板7两侧腔室内的滑塞9，且滑塞9与圆筒4及隔热板7形成的密闭空间内填充有热膨胀液，热膨胀液为热膨胀系数较高的乙醇，滑塞9的侧壁上嵌设有铁块10，防护箱1的侧壁上嵌设有永磁铁11，防护箱1的两个相对侧壁上分别开设有通风孔12与出风孔16，圆筒4及滑塞9采用导热良好的铜材料制成。
需要说明的是，铁块10设置在滑塞9的侧壁边缘处，且两个滑塞9上的铁块10沿圆筒4的轴心对称设置，可使吸热侧腔室内滑塞9在上移至与永磁铁11相对时，永磁铁11对该滑塞9上的铁块10的吸力能够使得圆筒4发生偏转，并使对该滑塞9上的铁块10被吸引至与永磁铁11贴合而使得圆筒4转动180度。
本实施例中，汽车在行驶过程中，高速流动的空气由通风孔12吹向圆筒4靠近通风孔12的一侧，圆筒4的另一侧靠近蓄电池组并吸收电池散发处的热量，由于隔热板7的隔热作用，将圆筒4分为吸热侧腔室与散热侧腔室；
吸热侧腔室内部温度逐渐升高，其内部的热膨胀液吸收热量后也膨胀并推动该腔室内的滑塞9上移；而散热侧内腔室受风吹后温度逐渐降低，其内部的热膨胀液也随温度改变而回缩相应距离使得该腔室内的滑塞9下移；这样圆筒4内一侧滑塞9上移，另一侧滑塞9下移，可推动冷凝管3内的冷却液流动。当吸热侧的滑塞9上移至靠近永磁铁11的同时，散热侧滑塞9下移并远离永磁铁11，吸热侧的滑塞9上的铁块10受永磁铁11吸引使得圆筒4转动180度(其变化过程如图4所示)，使得吸热侧腔室靠近通风孔12进行散热，而散热侧腔室靠近蓄电池组进行吸热，逐渐使圆筒4内的滑塞9位置再次发生改变，在永磁铁11的磁力作用下，再次使得圆筒4转动180度，如此循环，可使圆筒4持续转动，进而使得圆筒4内的两个滑塞9不断的上下移动，可以持续的使得冷凝管3内的冷却液循环流动，从而可对蓄电池组进行降温冷却。
当汽车行驶速度加快时，由通风孔12吹向圆筒4散热侧的空气流速也加快，可对圆筒4散热侧腔室进行更快的散热，同时汽车行驶速度的加快也会使得蓄电池2的输出功率加大，可以产生更高的温度，从而加大蓄电池2与圆筒4吸热侧的温度差，进而加快吸热侧腔室的吸热速度，这样圆筒4内两个滑塞9上下移动的频率也随之加快，同时也加快圆筒4的转动的速度，最终使得冷凝管3内的水流速度加快，从而提高本装置的散热效果。因此，本装置具有根据汽车行驶情况自行调节散热效果的功能。
实施例二：
参照图3，与实施例一不同的是，隔热板7两侧的腔室内均滑动连接有铁制的扰流板13，且扰流板13通过弹簧15弹性连接在圆筒4的内底部，防护箱1的侧壁上安装有电磁铁14，且电磁铁14耦合在蓄电池组的充电电路中。
需要说明的是，铁制的扰流板13的两侧带有翼板，形成罩状，圆筒4靠近通风孔12一侧腔室内的扰流板13罩设在电磁铁14的上方，可以屏蔽电磁铁14在充电时产生的磁力向外扩散，避免电磁铁14对滑塞9上的铁块10产生作用。
本实施例中，当汽车静止充电时，圆筒4散热侧的散热效果并不理想。但是，在汽车充电器的作用下，会将交流电改变为方向不变但大小不断变化的直流电，这样将使在充电时通电的永磁铁11随通过电流大小的变化也会产生磁力大小变化的磁场，在变化的磁力及弹簧的弹力作用下，使得扰流板13发生高频的抖动，从而可搅动散热侧腔室内的热膨胀液，使其快速冷却，进而使得该腔室内的滑塞9也能够较快的下移，从而保证冷凝管3内冷却液流动速度较快，这样在汽车充电时，也能对蓄电池组进行高效散热。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种新能源汽车用电池散热系统，包括安装有多个蓄电池(2)的防护箱(1)，其特征在于，所述防护箱(1)的内壁上嵌设有冷凝管(3)，所述冷凝管(3)内填充有冷却液，所述防护箱(1)的内底部转动连接有圆筒(4)，所述圆筒(4)的上端开设有与其同轴设置的圆槽(5)，所述圆槽(5)内密封转动连接有圆块(6)，所述冷凝管(3)的进水端与出水端均密封贯穿圆块(6)，所述圆筒(4)内嵌设有隔热板(7)，且所述隔热板(7)将圆筒(4)分成两个相同大小且隔热的腔室，所述圆筒(4)上端开设有两个与圆槽(5)连通的通孔(8)，且两个所述通孔(8)分别与冷凝管(3)的进水端与出水端配合，所述圆筒(4)内安装有驱动圆筒(4)转动的驱动装置；
所述驱动装置包括两个分别密封滑动连接在隔热板(7)两侧腔室内的滑塞(9)，且所述滑塞(9)与圆筒(4)及隔热板(7)形成的密闭空间内填充有热膨胀液，所述滑塞(9)的侧壁上嵌设有铁块(10)，所述防护箱(1)的侧壁上嵌设有永磁铁(11)，所述防护箱(1)的两个相对侧壁上分别开设有通风孔(12)与出风孔(16)，所述圆筒(4)及滑塞(9)采用导热良好的铜材料制成；
所述隔热板(7)两侧的腔室内均滑动连接有铁制的扰流板(13)，且所述扰流板(13)通过弹簧(15)弹性连接在圆筒(4)的内底部，所述防护箱(1)的侧壁上安装有电磁铁(14)，且所述电磁铁(14)耦合在蓄电池组的充电电路中。
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