CN110808432A - 一种转动式自散热锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转动式自散热锂电池，包括壳体和安装在壳体内的多组锂电池本体，所述壳体的两侧壁上均固定连接有安装架，所述壳体上端侧壁内均设有滑腔，所述滑腔内密封滑动连接有第一滑塞。本发明通过设置蒸发液、冷却液、驱动机构和散热圆柱，可以利用蒸发液吸收锂电池本体工作时散发的热量，从而蒸发推动第一滑塞滑动，将气体推进装置腔，以气压为驱动力驱动转动柱转动，从而带动散热圆柱转动，并通过冷却液实现对锂电池的散热降温，同时蒸发液与第一导热板直接接触，降温液化，实现散热圆柱的复位，持续地对锂电池本体散热，还可以通过装置腔的排气吸气，实现对锂电池的辅助散热降温效果。

Description

一种转动式自散热锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种转动式自散热锂电池。

背景技术

锂电池的研究和发展起源于20世纪70年代，相较于传统电池来说，锂电池具有能量密度高、使用寿命长、额定电压高等多方面的优点，因此被广泛应用于各个领域。

但是锂电池也存在其自身的不足之处，那就是锂电池的稳定性比较差，在长期使用过程中，锂电池自身会散发较多的热量，如果不及时对其进行散热和降温处理，容易导致锂电池发生自燃和爆炸，而目前对与锂电池采取的散热方式多为加大风机流量，以此来增强锂电池的散热，但是这种散热方式不仅浪费资源，而且风机流量增大很多时候并不能有效的增强锂电池散热。

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，而提出的一种转动式自散热锂电池，其通过设置蒸发液、冷却液、驱动机构和散热圆柱，可以利用蒸发液吸收锂电池本体工作时散发的热量，从而蒸发推动第一滑塞滑动，将气体推进装置腔，以气压为驱动力驱动转动柱转动，从而带动散热圆柱转动，并通过冷却液实现对锂电池的散热降温，同时蒸发液与第一导热板直接接触，降温液化，实现散热圆柱的复位，持续地对锂电池本体散热，还可以通过装置腔的排气吸气，实现对锂电池的辅助散热降温效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种转动式自散热锂电池，包括壳体和安装在壳体内的多组锂电池本体，所述壳体的两侧壁上均固定连接有安装架，所述壳体上端侧壁内均设有滑腔，所述滑腔内密封滑动连接有第一滑塞，所述第一滑塞将滑腔分为两个腔体，其中一个所述腔体内填充有蒸发液，所述壳体上端位于另一个腔体端部所在位置嵌设有第一导热板，所述壳体下端均设有矩形的安装孔，所述安装孔相对内壁间通过转动柱转动连接有散热圆柱，所述散热圆柱侧壁内开设有环形腔，所述环形腔内填充有冷却液，所述散热圆柱上下端对应环形腔处均嵌设有第二导热板，且位于下方位置的所述第二导热板与冷却液接触，位于上方位置的所述第二导热板贴近锂电池本体，所述壳体下端侧壁内还开设有装置腔，所述装置腔通过导气腔与滑腔连通，所述转动柱贯穿至装置腔内且转动连接在装置腔内壁上，所述装置腔内安装有用于驱动转动柱往复转动的驱动机构，所述装置腔的下端开设有与装置腔连通的通气孔。

优选地，所述驱动机构包括套接在转动柱上的螺纹套和密封滑动连接在装置腔内壁间的第二滑塞，所述转动柱位于装置腔内侧壁上设有外螺纹，所述螺纹套螺纹连接在转动柱上，所述第二滑塞固定套接在螺纹套的外壁上。

优选地，所述壳体内底部开设有与装置腔连通的出气孔，且所述出气孔与通气孔内均安装有单向阀。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置散热圆柱、蒸发液、冷却液、第一导热板、第二导热板和驱动机构，利用蒸发液吸收锂电池本体工作时产生的热量，从而实现蒸发液的受热蒸发汽化，进而使得蒸发液所在腔体内气压增大，推动第一滑塞向右滑动，从而将滑腔内的空气挤入装置腔内，从而推动第二滑塞向左滑动，进而通过螺纹套驱动转动柱转动，转动柱带动散热圆柱转动，使得冷却液倒灌，对原先贴近锂电池本体的第二导热板进行降温，同时原先位于壳体外部的第二导热板转动至壳体内，吸收锂电池本体散发的热量，与此同时，蒸发液与第一导热板接触，遇冷液化，腔体内产生负压，从而使第一滑塞和第二滑塞复位，转动柱反向转动，能够持续地对锂电池本体进行散热；

2、通过设置驱动机构和通气孔，在第二滑塞向左滑动时，将装置腔内吸收壳体内部分热量的热空气从通气孔排出，在第二滑塞复位向右滑动时，将壳体外部的冷空气从通气孔中吸进装置腔，从而再次吸收壳体内的锂电池本体产生的热量，起到辅助散热的效果；

3、通过设置出气孔和安装在出气孔与通气孔内的单向阀，在第二滑塞向右滑动时，装置腔内产生负压，壳体内的热空气从出气孔处流进装置腔内，第二滑塞向左滑动时，将装置腔内热空气从通气孔处排出，随着第二滑塞持续的往复滑动，可以持续地将壳体内的热空气排出，相较于利用空气吸热并将热空气排出的方式具有更优异的散热效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种转动式自散热锂电池的结构示意图；

图2为图1的A处结构放大示意图；

图3为图2的C-C面剖视图；

图4为图1的B处结构放大示意图；

图5为实施例2的结构示意图。

图中：1壳体、2安装架、3锂电池本体、4滑腔、5第一滑塞、6第一导热板、7导气腔、8装置腔、9转动柱、10通气孔、11安装孔、12散热圆柱、13环形腔、14第二导热板、15第二滑塞、16螺纹套、17出气孔。

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1

参照图1-4，一种转动式自散热锂电池，包括壳体1和安装在壳体1内的多组锂电池本体3，壳体1的两侧壁上均固定连接有安装架2，壳体1上端侧壁内均设有滑腔4，滑腔4内密封滑动连接有第一滑塞5，第一滑塞5将滑腔4分为两个腔体，其中一个腔体内填充有蒸发液，壳体1上端位于另一个腔体端部所在位置嵌设有第一导热板6。

进一步地，蒸发液采用三氯甲烷，三氯甲烷的沸点温度为61℃-62℃，而锂电池常规的工作温度在-20℃-60℃，因此当壳体1内的温度过高，接近甚至超过60℃时，蒸发液开始蒸发。

壳体1下端均设有矩形的安装孔11，安装孔11相对内壁间通过转动柱9转动连接有散热圆柱12，散热圆柱12侧壁内开设有环形腔13，环形腔13内填充有冷却液，散热圆柱12上下端对应环形腔13处均嵌设有第二导热板14，且位于下方位置的第二导热板14与冷却液接触，位于上方位置的第二导热板14贴近锂电池本体3。

更进一步地，第一导热板6和第二导热板14均为导热性能良好的铜板，且环形腔13内填充的冷却液仅占据环形腔13下端部的一部分，并未没过环形腔13的中心线，因此上方的第二导热板14可以吸收锂电池本体3工作时产生的热量而温度大幅升高，而下方的第二导热板14可以将外界的热量传递至冷却液中，使冷却液保持较低的温度；并且当散热圆柱12发生转动，环形腔13倒置时，冷却液可以倒灌而下，与原先上方的第二导热板14直接接触，为其降温，减少其恢复至低温的时间。

壳体1下端侧壁内还开设有装置腔8，装置腔8通过导气腔7与滑腔4连通，转动柱9贯穿至装置腔8内且转动连接在装置腔8内壁上，装置腔8内安装有用于驱动转动柱9往复转动的驱动机构，装置腔8的下端开设有与装置腔8连通的通气孔10。

驱动机构包括套接在转动柱9上的螺纹套16和密封滑动连接在装置腔8内壁间的第二滑塞15，转动柱9位于装置腔8内侧壁上设有外螺纹，螺纹套16螺纹连接在转动柱9上，第二滑塞15固定套接在螺纹套16的外壁上。

需要说明的是，第二滑塞15从右极限端滑动至左极限端位置时，螺纹套16刚好可以驱动转动柱9转动半周，即可以驱动散热圆柱12转动半周，使得冷却液倒灌。

本实施例中，当锂电池本体3处于工作状态时，不断散发热量，因此壳体1内温度逐渐升高，热量通过壳体1传导至滑腔4内的蒸发液中，蒸发液吸热蒸发为气态，其所在腔体内气压增大，推动第一滑塞5向右滑动，从而将滑腔4内的空气挤入装置腔8内，从而推动第二滑塞15向左滑动，进而通过螺纹套16驱动转动柱9转动，转动柱9带动散热圆柱12转动，使得冷却液倒灌，对原先贴近锂电池本体3的第二导热板14进行降温，同时原先位于壳体1外部的第二导热板14转动至壳体1内，吸收锂电池本体3散发的热量；

与此同时，第一滑塞5的滑动使得蒸发液与第一导热板6接触，蒸发液一段时间后温度下降液化，其所在腔体内产生负压，从而使第一滑塞5和第二滑塞15复位，螺纹套16驱动转动柱9反向转动，使得散热圆柱12也复位，从而能够持续地对锂电池本体3进行散热。

并且在第二滑塞15向左滑动时，将装置腔8中吸收壳体1内部分热量的热空气从通气孔10排出，在第二滑塞15复位向右滑动时，将壳体1外部的冷空气从通气孔10中吸进装置腔8，从而再次吸收壳体1内的锂电池本体3产生的热量，起到辅助散热的效果。

实施例2

参照图5，与实施例1不同之处在于：壳体1内底部开设有与装置腔8连通的出气孔17，且出气孔17与通气孔10内均安装有单向阀，其中，出气孔17内的单向阀仅允许空气从壳体1内流向装置腔8内，通气孔10内的单向阀仅允许空气从装置腔8流向壳体1外部。

需要说明的是，各个散热圆柱12与安装孔11的内壁为非密封连接，当壳体1内的空气进入装置腔8时，壳体1外部的空气可通过散热圆柱12与安装孔11内壁缝隙处进入壳体1内。

本实施例中，在第二滑塞15向右滑动时，装置腔8内产生负压，壳体1内的热空气从出气孔17处流进装置腔内，第二滑塞15向左滑动时，将装置腔8内热空气从通气孔10处排出，随着第二滑塞15持续的往复滑动，可以持续地将壳体1内的热空气排出，相较于利用空气吸热并将热空气排出的方式，本实施例具有更优异的散热效果。

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 (3)

1.一种转动式自散热锂电池，包括壳体(1)和安装在壳体(1)内的多组锂电池本体(3)，所述壳体(1)的两侧壁上均固定连接有安装架(2)，其特征在于，所述壳体(1)上端侧壁内均设有滑腔(4)，所述滑腔(4)内密封滑动连接有第一滑塞(5)，所述第一滑塞(5)将滑腔(4)分为两个腔体，其中一个所述腔体内填充有蒸发液，所述壳体(1)上端位于另一个腔体端部所在位置嵌设有第一导热板(6)，所述壳体(1)下端均设有矩形的安装孔(11)，所述安装孔(11)相对内壁间通过转动柱(9)转动连接有散热圆柱(12)，所述散热圆柱(12)侧壁内开设有环形腔(13)，所述环形腔(13)内填充有冷却液，所述散热圆柱(12)上下端对应环形腔(13)处均嵌设有第二导热板(14)，且位于下方位置的所述第二导热板(14)与冷却液接触，位于上方位置的所述第二导热板(14)贴近锂电池本体(3)，所述壳体(1)下端侧壁内还开设有装置腔(8)，所述装置腔(8)通过导气腔(7)与滑腔(4)连通，所述转动柱(9)贯穿至装置腔(8)内且转动连接在装置腔(8)内壁上，所述装置腔(8)内安装有用于驱动转动柱(9)往复转动的驱动机构，所述装置腔(8)的下端开设有与装置腔(8)连通的通气孔(10)。

2.根据权利要求1所述的一种转动式自散热锂电池，其特征在于，所述驱动机构包括套接在转动柱(9)上的螺纹套(16)和密封滑动连接在装置腔(8)内壁间的第二滑塞(15)，所述转动柱(9)位于装置腔(8)内侧壁上设有外螺纹，所述螺纹套(16)螺纹连接在转动柱(9)上，所述第二滑塞(15)固定套接在螺纹套(16)的外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种转动式自散热锂电池，其特征在于，所述壳体(1)内底部开设有与装置腔(8)连通的出气孔(17)，且所述出气孔(17)与通气孔(10)内均安装有单向阀。

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