CN110767860A - 一种带散热结构的电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带散热结构的电池箱，包括外壳体、电池组件，外壳体上部一侧设有单向进风口结构，外壳体的底部设有单向出风口结构；电池组件设置外壳体内的连接板上，电池组件包括若干个电芯，相邻两个电芯之间设有通风散热板，电芯上端安装在连接板上，电芯的下端支撑于通风板上，通风板上设有多个通风孔；单向进风口结构包括进风接头、进风垫，进风垫仅允许风由外壳体的外部进入其内部，进风接头用于与供风机构连接；单向出风口结构包括出风垫，出风垫仅允许外壳体内部的风流向外壳体的外部。该电池箱，可以解决高温电池充电过程中的散热问题，能够显著提高电池充电速度，延长电池寿命。

Description

一种带散热结构的电池箱
技术领域
本发明涉及可充电电池技术领域，具体涉及一种带散热结构的电池箱。
背景技术
植保无人机，又名无人飞行器，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。如授权公告号CN206367594U的实用新型专利公开的一种植保无人机。植保无人机多是采用可更换的、可充电电池作为电源，一块电池的续航能力有限，在无人机工作一段时间后，要更换一块充满电的电池然后再继续工作。电池在放电过程中发热量非常大，刚放完电的电池，由于其温度较高，不能直接进行充电，否则对电池寿命影响极大，有安全隐患。需要冷却后才行，然而一块温度较高的植保无人机用电池，自然降温的过程漫长，会延长电池的整个充电周期。在植保无人机作业中，就需要多备用几块提前充好电的电池，避免现场充电的等待。另外，电池在充电的过程中，也会发热，在一定程度也会影响电池充满电所需时间。
由于电池的特殊工作场合，需要防水、防尘等，因此电池箱体结构设计的相对比较封闭，导致散热不好。
为提高散热，如申请公布号CN107026489A的发明专利公开的一种电池包快速充电装置，该充电装置在电池包的侧面设置了散热风扇及散热口，这也只能在一定程度上进行散热，比如常用的锂电池组件的电池单体之间是并排叠设在一起的，不容易进行散热；另外，开设较多的散热口，导致对使用环境的适应能力可能降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种带散热结构的电池箱，以解决现有技术中电池的散热问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带散热结构的电池箱，包括外壳体、电池组件，外壳体上部一侧设有单向进风口结构，外壳体的底部设有单向出风口结构；电池组件设置外壳体内的连接板上，电池组件包括若干个电芯，相邻两个电芯或两组电芯之间设有通风散热板，电芯上端安装在连接板上，电芯的下端支撑于通风板上，通风板上设有多个通风孔；
单向进风口结构包括进风接头、进风垫，进风垫仅允许风由外壳体的外部进入其内部，进风接头用于与供风机构连接；
单向出风口结构包括出风垫，出风垫仅允许外壳体内部的风流向外壳体的外部。
进一步地，所述通风散热板采用具有通风孔或通风槽结构的导热材质制成。
进一步地，通风散热板采用瓦楞板，瓦楞板的槽的长度方向沿上下方向，以与邻侧的电芯表面之间形成风道。
进一步地，相邻两个电芯之间均设有一个通风散热板。
进一步地，单向进风口结构设置在外壳体的左右侧的一侧，单向进风口结构包括进风腔体，进风腔体具有连通外壳体内部的进风口，所述进风垫设置在进风腔体内，进风垫采用软垫，进风垫设有用于在压力下可以进风的缝隙。
进一步地，所述进风接头包括用于连接在进风腔体上的主体及设置在主体上的气动快速接头，所述主体内具有条形腔，所述进风垫位于进风腔体与条形腔之间，所述缝隙的长度方向与条形腔的长度方向一致。
进一步地，所述外壳体的底部设有单向风板，单向风板上设有单向风孔，单向风板位于通风板的下方，通风板与单向风板之间形成流动风腔，所述出风垫设置在单向风板的下侧，出风垫在受到向下的风压时可变形以使所述单向风孔打开并向外排风。
进一步地，所述单向风板设置在外壳体底部的中部区域，外壳体底部内于单向风板的边缘设有导流风槽，导流风槽将通风散热板处的风导流至所述流动风腔。
进一步地，所述出风垫的中部固定在单向风板上，出风垫的除固定以外的部分可弹性变形以打开。
进一步地，所述单向风板为外壳体底部内凹形成，外壳体底部于单向风板的下侧形成凹腔，凹腔内设有底部挡板，底部挡板上设有多个通风孔，底部挡板与单向风板之间具有间隔，以形成供出风垫变形的空间。
本发明的有益效果：
对于刚更换下来的温度比较高的电池在充电时，充电设备的充电插头与上壳体一侧的充电插口插接开始充电，同时，将气泵或其他供风机构中的气管与上壳体另一侧的进风接头连接，进行供气。在气压作用下，空气由进风垫的缝隙进入，并流向上壳体内部，空气可以顺利地流向各电芯上部，对电芯上部散热，空气经由各通风散热板的多个风道向下流动，经通风板流向单向出风口结构。在空气压力下，出风垫向下翻开，进而空气可以继续向下流动并排出。在电池充电过程中，利用外壳体内的通风散热板形成的多个风道，可以形成很好的风冷效果，使得电池可以快速降温，无需自然降温过程的等待，可以直接对其充电，边充电边降温；还可以将充电过程中产生的热量带走，解决了散热问题，提高了充电速度，延长了电池使用寿命。另外，由于本发明设计的通风结构，进风、出风结构均是单向的，在达到通风散热目的的同时，还能保证良好的防水、防尘性能。
附图说明
图1是本发明带散热结构的电池箱的外形示意图；
图2是上壳体的结构示意图；
图3是图2的剖开示意图；
图4是图3中进风垫的结构示意图；
图5是本发明带散热结构的电池箱的除去上壳体、中壳体后的示意图；
图6是本发明带散热结构的电池箱的剖视图；
图7是图6中下部的局部示意图；
图8是下壳体的结构示意图；
图9是图8的分解示意图；
图10是下壳体的另一角度的结构示意图。
图中各标记对应的名称：
1、上壳体，11、充电插口，12、上密封圈，2、中壳体，3、下壳体，30、下密封圈，31、单向风板，311、单向风孔，32、导流风槽，33、汇流槽口，34、凸起，35、凹腔，36、支脚，37、橡胶脚垫，4、单向进风口结构，41、进风腔体，411、进风口，42、气动快速接头，43、主体，431、条形腔，44、进风垫，441、缝隙，45、进风垫下压板，46、进风垫上压板，5、电芯，6、连接板，7、通风板，8、单向出风口结构，81、出风垫，82、底部挡板，821、通风孔，83、出风垫压板，831、螺钉通孔。
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。
本发明一种带散热结构的电池箱实施例：
如图1-图10所示，带散热结构的电池箱，包括外壳体、电池组件，外壳体包括上壳体1、中壳体2、下壳体3，三者通过螺钉固定，上壳体1与中壳体2的连接处及中壳体2与下壳体3的连接处均环设有密封圈，分别记为上密封圈12、下密封圈30。上壳体1的左侧设有充电插口11，充电时，与充电插头插接配合。上壳体1的右侧设有单向进风口结构4，为通风散热时提供风的入口。
单向进风口结构4包括进风接头、进风垫44、进风腔体41，进风腔体41具有连通外壳体内部的进风口411，进风腔体41在上壳体1右侧，与上壳体1一体成型。进风垫44采用硅胶垫，设置在进风腔体41内的底部，通过进风垫压板压设在进风腔体41底部内的台阶处。进风垫压板包括进风垫上压板46和进风垫下压板45，进风垫44被夹持在进风垫上压板46和进风垫下压板45之间。
图4所示，进风垫44设有用于在压力下可以进风的缝隙441，缝隙441比较窄，在正常情况下，进风垫44基本不通风，依靠外界压力，该缝隙441可以通风。进风垫上压板46和进风垫下压板45中部也即与该缝隙441位置相对应处设有通孔，以对缝隙让位，不能将缝隙堵上。
进风接头包括用于连接在进风腔体41上的主体43及设置在主体43上的气动快速接头42。主体43与进风腔体41的连接处设有O型密封圈，保证连接的密封性。主体43内具有条形腔431，进风垫44位于进风腔体41与条形腔431之间的位置，缝隙441的长度方向与条形腔431的长度方向一致，从气动快速接头42进来的风经过条形腔431、进风垫44的缝隙441进入进风腔体41，然后在进风腔体41的导流斜面的导流下，经进风口411流入上壳体1内部。
进风垫44仅允许风由外壳体的外部进入其内部，类似单向阀的功能。气动快速接头42用于与供风机构连接，如气泵，气泵设置在充电装置处，电池充电时使用。
电池组件设置外壳体内的连接板6上，电池组件包括若干个电芯5，各电芯5并排布置。电芯5上端安装在连接板6上，电芯5的下端支撑于通风板7上，通风板7上设有多个通风孔821。各电芯5的具体串并联方式，这部分属于现有技术，不是本发明的创新点。
相邻两个电芯5之间均设有一个通风散热板(图中未示出)，通风散热板采用具有通风孔或通风槽结构的导热材质制成。本实施例中，通风散热板采用铝合金的瓦楞板，瓦楞板的矩形槽的长度方向沿上下方向，以与邻侧的电芯5表面之间形成多个风道。
外壳体的底部设有单向出风口结构8，单向出风口结构8包括出风垫81，出风垫81仅允许外壳体内部的风流向外壳体的外部。
具体地，下壳体3的底部设有单向风板31，单向风板31为下壳体底部的中部区域内凹形成，下壳体底部于单向风板31的下侧形成凹腔35。单向风板31位于通风板7的下方，单向风板31上设有多个单向风孔311，通风板7与单向风板31之间形成流动风腔。
出风垫81采用硅胶垫，记为下硅胶垫，设置在单向风板31的下侧，出风垫81在受到向下的风压时可变形以使所述单向风孔311打开并向外排风，不受风压作用时，出风垫将各单向风孔遮挡。出风垫81的中部通过出风垫压板83压在单向风板31上，出风垫压板83的为沿左右方向延伸的长条板，长条板上设有螺钉通孔831。出风垫压板83采用窄板，起到只对出风垫中部区域压设作用，以保证出风垫81的大部分区域在风压作用下是能够变形的，以打开单向风孔311。该处的下硅胶垫，不同于进风口结构处的硅胶垫，下硅胶垫并不是设置供风通过的缝隙，而是依靠下硅胶垫的除固定处以外的大部分区域在风压作用下的变形翻开实现通风目的。
下壳体3的底部内于单向风板31的边缘设有若干个导流风槽32，导流风槽32将对应的通风散热板处的风导流至上述的流动风腔，汇集于此，再通过单向风板31排风。单向风板31的上侧设有汇流槽口33，以实现流动风腔与导流风槽32的连通。也即，单向风板31的前后两侧分别设有若干个凸起34，凸起34上端面用于支撑通风板7，两个凸起34之间的槽口形成所述的汇流槽口33。
下壳体3的凹腔35内设有底部挡板82，底部挡板82上设有多个通风孔821，底部挡板82与单向风板31之间具有间隔，以形成供出风垫81安装及变形的空间，这个间隔必须设置，否则出风垫81不能被打开。
底部挡板82是位于下壳体3的凹腔35内的，并不向下突出，这样设计也便于将风排出。当然，下壳体3底部的四角设有支脚36，支脚36的下侧设有橡胶脚垫37，支脚36部分的支撑，不仅使得电池箱放置更稳定，也使下壳体3的底部空间更利于通风。
本发明的带散热结构的电池箱的散热原理如下：
本实施例中的电池组件以常用的锂电池为例，在充电时，充电设备的充电插头与上壳体1一侧的充电插口11插接开始充电，同时，将气泵组件中的气管与上壳体1另一侧的气动快速接头42连接，利用气泵供气。在气压作用下，空气由进风垫44的缝隙进入，并流向上壳体1内部，由于各电芯5周围是与中壳体2有间隙的，因此，空气可以顺利地流向各电芯5上部，对电芯5上部散热，空气经由各通风散热板的多个风道向下流动，可以将电芯5间的热量带走。处于单向风板31上方的风道，空气直接经由通风板7进入单向风板31，而边缘的风道需经由通风板7及各导流风槽32将空气汇集至单向风板31上侧的流动风腔。在空气压力下，出风垫81向下翻开，以使得单向风板31上的单向风孔311打开通风，进而空气可以继续向下流动，经由底部挡板82的通风孔821排出。
本实施例中，在电池充电过程中，利用外壳体内设置的多个风道，可以形成很好的风冷效果，将充电过程中产生的热量带走，从而解决了散热问题，可以提高充电速度。由于本发明的通风结构，对于刚更换下来的待充电电池，也无需自然降温的等待，可以直接对其充电，边充电边降温。当然，也可先启动气泵通风1分钟左右，然后再接通电源进行充电。根据实测，利用气泵向本发明电池箱内部通风，3分钟的时间即能达到现有技术中电池自然降温1小时的效果，节约等待时间。
本实施例中的进风、出风结构均是单向的，在达到通风散热目的的同时，还能保证良好的防水、防尘性能。
上述实施例中，利用通风结构对电池充电时进行散热，这适用于大部分场合，当然对于北方较冷地区，或者温度较低的冬季使用时，还可利用本发明通风结构，通入一定温度的热风，对电池箱内部升温，使电池保持较好的充电效率，因为环境温度较低时影响电池的性能。
其他实施例中，也可每隔两个电芯设置一个通风散热板，或若干个几个电芯并列成一组，相邻两组之间设置一个通风散热板。通风散热板也可采用蜂窝板，或者其他带有上下通风孔的散热板。
其他实施例中，单向进风口结构也可设置在上壳体的其他侧位置。
其他实施例中，单向进风口结构也可采用如下结构，如在进风接头的主体内设置硅胶片，硅胶片上部固定在主体内的气动快速接头的位置，而省去上硅胶垫。充电需要散热时，从气动快速接头进来的有一定压力的空气可以将硅胶片翻开进而通风，不充电时，硅胶片吸附在主体内壁，堵上气动快速接头与主体连通的通道。
其他实施例中，也可采用其他类型供风机构，如采用气罐，气罐出口端连接带有阀门的管路，管路一端具有与进风接头相配的接头。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带散热结构的电池箱，其特征在于：包括外壳体、电池组件，外壳体上部一侧设有单向进风口结构，外壳体的底部设有单向出风口结构；电池组件设置外壳体内的连接板上，电池组件包括若干个电芯，相邻两个电芯或两组电芯之间设有通风散热板，电芯上端安装在连接板上，电芯的下端支撑于通风板上，通风板上设有多个通风孔；
单向进风口结构包括进风接头、进风垫，进风垫仅允许风由外壳体的外部进入其内部，进风接头用于与供风机构连接；
单向出风口结构包括出风垫，出风垫仅允许外壳体内部的风流向外壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述通风散热板采用具有通风孔或通风槽结构的导热材质制成。
3.根据权利要求1或2所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：通风散热板采用瓦楞板，瓦楞板的槽的长度方向沿上下方向，以与邻侧的电芯表面之间形成风道。
4.根据权利要求3所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：相邻两个电芯之间均设有一个通风散热板。
5.根据权利要求1所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：单向进风口结构设置在外壳体的左右侧的一侧，单向进风口结构包括进风腔体，进风腔体具有连通外壳体内部的进风口，所述进风垫设置在进风腔体内，进风垫采用软垫，进风垫设有用于在压力下可以进风的缝隙。
6.根据权利要求5所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述进风接头包括用于连接在进风腔体上的主体及设置在主体上的气动快速接头，所述主体内具有条形腔，所述进风垫位于进风腔体与条形腔之间，所述缝隙的长度方向与条形腔的长度方向一致。
7.根据权利要求1所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述外壳体的底部设有单向风板，单向风板上设有单向风孔，单向风板位于通风板的下方，通风板与单向风板之间形成流动风腔，所述出风垫设置在单向风板的下侧，出风垫在受到向下的风压时可变形以使所述单向风孔打开并向外排风。
8.根据权利要求7所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述单向风板设置在外壳体底部的中部区域，外壳体底部内于单向风板的边缘设有导流风槽，导流风槽将通风散热板处的风导流至所述流动风腔。
9.根据权利要求8所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述出风垫的中部固定在单向风板上，出风垫的除固定以外的部分可弹性变形以打开。
10.根据权利要求8或9所述的带散热结构的电池箱，其特征在于：所述单向风板为外壳体底部内凹形成，外壳体底部于单向风板的下侧形成凹腔，凹腔内设有底部挡板，底部挡板上设有多个通风孔，底部挡板与单向风板之间具有间隔，以形成供出风垫变形的空间。
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