CN111313126A - 一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置 - Google Patents

一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源技术领域，且公开了一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，包括外壳体，所述外壳体的表面开设有外通风孔，所述外壳体的内部活动连接有内壳体，所述内壳体的表面开设有内通风孔，所述内壳体的内部啮合连接有齿轮，所述齿轮的外部啮合连接有齿杆，所述齿杆的外部套接连接有第一弹簧，所述齿杆的外部固定连接有电磁铁，通过柱塞触块、固定触块和电磁铁的配合使用，在外壳体的内部温度低时，内壳体的内通风孔和外壳体的外通风孔错位封闭，从而有效减少外壳体内部的空气流动，有效防止温度散失，达到保温的作用，从而保证电池的工作温度，有效防止因低温延长电池充电时间，降低电池续航。

Description

一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体为一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置。
背景技术
在全球倡导低碳经济的背景下，为节约能源、减少温室气体排放，汽车工业发展的重心，正在发生转变，发展新能源汽车已成为主流发展趋势，新能源汽车具有零排放、高能效运行和维护成本低等特点，电动汽车的推广和普及能有效减轻人类发展对环境造成的压力，然而气温对新能源汽车电池的影响是制约新能汽车发展的一个重要问题。
然而现有的新能源汽车在电池的温度保护方面，并没有突出发展，从而导致新能源汽车的电磁温度保护欠缺，导致电池受温度影响较大，在低温环境下，使电池的续航能力差，充电速度慢，且严重影响电池的使用寿命，而在高温环境下电池的使用寿命依然下降，从而导致新能源汽车的发展受到限制。
为了解决上述问题，发明者提供了一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，具备在低温环境下具备良好的温度保护作用，有效防止温度散失，且通过水循环保持电池温度，有效防止因低温延长电池充电时间，降低电池续航，且利用惰性气体的热胀冷缩原理有效防止电池过高，达到及时散热，进而充分保证电池工作环境的理想温度，从而增加电池寿命的优点。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，包括外壳体、外通风孔、内壳体、内通风孔、齿轮、齿杆、第一弹簧、电磁铁、控制器、内固定网、感应器、柱塞触块、第二弹簧、固定触块、调节触块、保温触块、散热触块、储液箱、制冷半导体、循环泵、水管、散热扇、进风孔。
上述各结构的位置及连接关系如下：
所述外壳体的表面开设有外通风孔，所述外壳体的内部活动连接有内壳体，所述内壳体的表面开设有内通风孔，所述内壳体的内部啮合连接有齿轮，所述齿轮的外部啮合连接有齿杆，所述齿杆的外部套接连接有第一弹簧，所述齿杆的外部固定连接有电磁铁，所述第一弹簧的外部活动连接有控制器，所述控制器的外部固定连接有内固定网，所述内固定网的内部固定连接有感应器，所述感应器的内部活动连接有柱塞触块，所述柱塞触块的外部固定连接有第二弹簧，所述感应器的内部固定连接有固定触块，所述内壳体的内部固定连接有调节触块，所述外壳体的内部固定连接有保温触块和散热触块，所述外壳体内部的底部固定连接有储液箱，所述储液箱的内部固定连接有制冷半导体，所述储液箱的内部活动连接有循环泵，所述循环泵的外部固定连接有水管，所述储液箱的顶部固定连接有散热扇，所述外壳体内底部开设有进风孔。
优选的，所述内壳体为保温材质，内壳体的内圈设置有齿牙，且和齿轮啮合连接。
优选的，所述齿轮至少设置有两个，两个齿轮均和内壳体啮合连接，且关于内壳体的圆心对称分布。
优选的，所述齿杆和控制器至少设置有两个，两个齿杆分别和两个齿轮啮合连接，且两个齿杆活动连接在控制器的内部。
优选的，所述电磁铁位于控制器的内部，每个控制器的内部设置有两个电磁铁，分别分为固定部电磁铁和活动部电磁铁，且固定部电磁铁和活动部电磁铁绕线方式相反，固定部电磁铁固定连接在控制器的内部，活动部电磁铁活动连接在控制器的内部，活动部电磁铁分别和齿杆、第一弹簧固定连接。
优选的，所述内固定网固定连接在外壳体的内部，且内固定网的内部设置有电池固定槽和电池安装滑槽。
优选的，所述柱塞触块与感应器形成的密封空间内设置惰性气体，固定触块的中心开设有通孔，第二弹簧贯穿通孔和感应器固定连接，且柱塞触块和固定触块与电磁铁电性连接。
优选的，所述制冷半导体上下两面均设置有密封固定材料，制冷半导体将储液箱分隔成上下两部分，制冷半导体的制冷面朝下，制热面朝上，且储液箱的上下两部分均设置于循环液。
优选的，所述循环泵设置有两个，分别位于储液箱的上下两部分，且下部循环泵和散热触块、散热扇电性连接，上部循环泵和保温触块电性连接。
优选的，所述调节触块分别和保温触块、散热触块活动连接。
优选的，所述水管呈蛇形和内固定网固定连接。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，具备以下有益效果：
1、该利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，通过柱塞触块、固定触块和电磁铁的配合使用，在外壳体的内部温度低时，内壳体的内通风孔和外壳体的外通风孔错位封闭，从而有效减少外壳体内部的空气流动，有效防止温度散失，达到保温的作用，从而保证电池的工作温度，有效防止因低温延长电池充电时间，降低电池续航。
2、该利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，通过保温触块、调节触块、制冷半导体和循环泵的配合使用，利用制冷半导体单面制冷单面制热特性，且在调节触块与保温触块接触时，上部循环泵带动加热循环液体并通过水管在内固定网处循环，从而进一步起到主动保温的作用，防止外壳体的内部温度过低。
3、该利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，通过柱塞触块、固定触块、电磁铁、调节触块、散热触块、制冷半导体、循环泵和散热扇的配合使用，当外壳体内部温度过高时，由于气体的热胀冷缩原理，使柱塞触块和固定触块接触，从而使外通风孔和内通风孔连通，且下部循环泵和散热扇开始工作，有效保证外壳体内部的散热效果，有效利用热胀冷缩原理控制外壳体内部的温度，充分保证新能源汽车电池组的工作环境，从保证新能源汽车电池的使用效果和使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构整体连接示意图；
图2为本发明结构外壳体、储液箱、支撑半导体和散热扇连接示意图；
图3为本发明结构调节触块、保温触块、散热触块、外壳体和内壳体连接示意图；
图4为本发明结构控制器、电磁铁、齿杆、齿轮、内壳体和外壳体连接示意图；
图5为本发明结构感应器、柱塞触块、第二弹簧和固定触块连接示意图；
图6为本发明结构柱塞触块与固定粗快接触，外通风孔与内通风孔连通状态示意图；
图7为本发明结构柱塞触块、固定触块和电磁铁电性连接电路示意图；
图8为本发明结构循环泵、保温触块、调节触块、散热触块和散热扇电性连接电路示意图。
图中：1、外壳体；2、外通风孔；3、内壳体；4、内通风孔；5、齿轮；6、齿杆；7、第一弹簧；8、电磁铁；9、控制器；10、内固定网；11、感应器；12、柱塞触块；13、第二弹簧；14、固定触块；15、调节触块；16、保温触块；17、散热触块；18、储液箱；19、制冷半导体；20、循环泵；21、水管；22、散热扇；23、进风孔。
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。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。
请参阅图1-8，一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，包括外壳体1、外通风孔2、内壳体3、内通风孔4、齿轮5、齿杆6、第一弹簧7、电磁铁8、控制器9、内固定网10、感应器11、柱塞触块12、第二弹簧13、固定触块14、调节触块15、保温触块16、散热触块17、储液箱18、制冷半导体19、循环泵20、水管21、散热扇22、进风孔23。
上述各结构的位置及连接关系如下：
外壳体1的表面开设有外通风孔2，外壳体1的内部活动连接有内壳体3，内壳体3为保温材质，内壳体3的内圈设置有齿牙，且和齿轮5啮合连接，内壳体3的表面开设有内通风孔4，内壳体3的内部啮合连接有齿轮5，齿轮5至少设置有两个，两个齿轮5均和内壳体3啮合连接，且关于内壳体3的圆心对称分布，齿轮5的外部啮合连接有齿杆6，齿杆6的外部套接连接有第一弹簧7，齿杆6的外部固定连接有电磁铁8，电磁铁8位于控制器9的内部，每个控制器9的内部设置有两个电磁铁8，分别分为固定部电磁铁8和活动部电磁铁8，且固定部电磁铁8和活动部电磁铁8绕线方式相反，固定部电磁铁8固定连接在控制器9的内部，活动部电磁铁8活动连接在控制器9的内部，活动部电磁铁8分别和齿杆6、第一弹簧7固定连接，第一弹簧7的外部活动连接有控制器9，齿杆6和控制器9至少设置有两个，两个齿杆6分别和两个齿轮5啮合连接，且两个齿杆6活动连接在控制器9的内部。
控制器9的外部固定连接有内固定网10，内固定网10固定连接在外壳体1的内部，且内固定网10的内部设置有电池固定槽和电池安装滑槽，内固定网10的内部固定连接有感应器11，感应器11的内部活动连接有柱塞触块12，柱塞触块12的外部固定连接有第二弹簧13，感应器11的内部固定连接有固定触块14，柱塞触块12与感应器11形成的密封空间内设置惰性气体，固定触块14的中心开设有通孔，第二弹簧13贯穿通孔和感应器11固定连接，且柱塞触块12和固定触块14与电磁铁8电性连接，通过柱塞触块12、固定触块14和电磁铁8的配合使用，在外壳体1的内部温度低时，内壳体3的内通风孔4和外壳体1的外通风孔2错位封闭，从而有效减少外壳体1内部的空气流动，有效防止温度散失，达到保温的作用，从而保证电池的工作温度，有效防止因低温延长电池充电时间，降低电池续航，内壳体3的内部固定连接有调节触块15，外壳体1的内部固定连接有保温触块16和散热触块17，调节触块15分别和保温触块16、散热触块17活动连接。
外壳体1内部的底部固定连接有储液箱18，储液箱18的内部固定连接有制冷半导体19，制冷半导体19上下两面均设置有密封固定材料，制冷半导体19将储液箱18分隔成上下两部分，制冷半导体19的制冷面朝下，制热面朝上，且储液箱18的上下两部分均设置于循环液，储液箱18的内部活动连接有循环泵20，循环泵20设置有两个，分别位于储液箱18的上下两部分，且下部循环泵20和散热触块17、散热扇22电性连接，上部循环泵20和保温触块16电性连接，通过保温触块16、调节触块15、制冷半导体19和循环泵20的配合使用，利用制冷半导体19单面制冷单面制热特性，且在调节触块15与保温触块16接触时，上部循环泵20带动加热循环液体并通过水管21在内固定网10处循环，从而进一步起到主动保温的作用，防止外壳体1的内部温度过低，循环泵20的外部固定连接有水管21，水管21呈蛇形和内固定网10固定连接，储液箱18的顶部固定连接有散热扇22，外壳体1内底部开设有进风孔23，通过柱塞触块12、固定触块14、电磁铁8、调节触块15、散热触块17、制冷半导体19、循环泵20和散热扇22的配合使用，当外壳体1内部温度过高时，由于气体的热胀冷缩原理，使柱塞触块12和固定触块14接触，从而使外通风孔2和内通风孔4连通，且下部循环泵20和散热扇22开始工作，有效保证外壳体1内部的散热效果，有效利用热胀冷缩原理控制外壳体1内部的温度，充分保证新能源汽车电池组的工作环境，从保证新能源汽车电池的使用效果和使用寿命。
工作过程及原理:请参阅图6-8，使用时，新能源汽车电池组安装与内固定网10的电池固定槽内，当外壳体1的内部温度时，柱塞触块12与固定触块14断开状态，此时外壳体1的外通风孔2和内壳体3的内通风孔4处于错位封闭状态，同时调节触块15处于和保温触块16活动连接，且调节触块15和散热触块17处于断开连接状态，且在充电或者行驶时，外部电源连通，同时因为制冷半导体19固定连接在储液箱18的内部，循环泵20活动连接在储液箱18的内部，又由于制冷半导体19上下两面均设置有密封固定材料，制冷半导体19将储液箱18分隔成上下两部分，制冷半导体19的制冷面朝下，制热面朝上，且储液箱18的上下两部分均设置于循环液，循环泵20设置有两个，分别位于储液箱18的上下两部分，且下部循环泵20和散热触块17、散热扇22电性连接，上部循环泵20和保温触块16电性连接，循环泵20和水管21固定连接，水管21呈蛇形和内固定网10固定连接，所以制冷半导体19加热储液箱18上部循环液，同时上部循环泵20通过水管21使加热的循环液在内固定网10完成循环，保持外壳体1内部的温度，同时外通风孔2和内通风孔4错位封闭，有效减缓热量散失，从而达到保温控温的效果，避免外壳体1内部的温度过低而影响电池的使用性能，和使用寿命，同时避免电池因温度过低而充电缓慢的问题。
当外壳体1内部温度升高时，因为柱塞触块12和感应器11活动连接，柱塞触块12与感应器11形成的密封空间内设置惰性气体，固定触块14的中心开设有通孔，第二弹簧13贯穿通孔和感应器11固定连接，固定触块14和感应器11固定连接，且柱塞触块12和固定触块14与电磁铁8电性连接，所以惰性气体受热膨胀且压缩第二弹簧13使柱塞触块12和固定触块14接触，则电磁铁8通电，又因为电磁铁8位于控制器9的内部，每个控制器9的内部设置有两个电磁铁8，分别分为固定部电磁铁8和活动部电磁铁8，且固定部电磁铁8和活动部电磁铁8绕线方式相反，固定部电磁铁8固定连接在控制器9的内部，活动部电磁铁8活动连接在控制器9的内部，活动部电磁铁8分别和齿杆6、第一弹簧7固定连接，齿杆6和齿轮5啮合连接，齿轮5和内壳体3啮合连接，所以电磁铁8通电时，固定部电磁铁8与活动部电磁铁8产生斥力，并推动活动部电磁铁8，活动部电磁铁8压缩第一弹簧7推动齿杆6，齿杆6带动齿轮5转动，齿轮5带动内壳体3转动，从而使外通风孔2与内通风孔4重合，并连通外壳体1内部部分。
且由于内壳体3和调节触块15固定连接，外壳体1分别和保温触块16、散热触块17固定连接，从而内壳体3转动使调节触块15断开与保温触块16连接，并与散热触块17活动连接，因为循环泵20设置有两个，分别位于储液箱18的上下两部分，且下部循环泵20和散热触块17、散热扇22电性连接，上部循环泵20和保温触块16电性连接，制冷半导体19上下两面均设置有密封固定材料，制冷半导体19将储液箱18分隔成上下两部分，制冷半导体19的制冷面朝下，制热面朝上，且储液箱18的上下两部分均设置于循环液，下部循环泵20通过水管21带动制冷的循环液在内固定网10完成循环，且散热扇22开始工作，增加空气流动，提升散热效果，双重散热设置，有效保证电池的散热效果，且当温度下降时，惰性气体受冷收缩，柱塞触块12在大气压和第二弹簧13的作用下断开与固定触块14的连接，从而使电磁铁8断电，则在第一弹簧7的作用下，使活动部电磁铁8向固定部电磁铁8滑动，则活动部电磁铁8带动齿杆6滑动，齿杆6带动齿轮5反向转动，齿轮5带动内壳体3反向转动，同理，外通风孔2与内通风孔4错位封闭，调节触块15断开与散热触块17连接并且调节触块15与保温触块16活动连接，有效自动控制外壳体1的内部温度，使新能源汽车电池始终在有效工作温度范围内工作，从而增加性能汽车电池的使用寿命。
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)

1.一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，包括外壳体(1)，其特征在于：所述外壳体(1)的表面开设有外通风孔(2)，所述外壳体(1)的内部活动连接有内壳体(3)，所述内壳体(3)的表面开设有内通风孔(4)，所述内壳体(3)的内部啮合连接有齿轮(5)，所述齿轮(5)的外部啮合连接有齿杆(6)，所述齿杆(6)的外部套接连接有第一弹簧(7)，所述齿杆(6)的外部固定连接有电磁铁(8)，所述第一弹簧(7)的外部活动连接有控制器(9)，所述控制器(9)的外部固定连接有内固定网(10)，所述内固定网(10)的内部固定连接有感应器(11)，所述感应器(11)的内部活动连接有柱塞触块(12)，所述柱塞触块(12)的外部固定连接有第二弹簧(13)，所述感应器(11)的内部固定连接有固定触块(14)，所述内壳体(3)的内部固定连接有调节触块(15)，所述外壳体(1)的内部固定连接有保温触块(16)和散热触块(17)，所述外壳体(1)内部的底部固定连接有储液箱(18)，所述储液箱(18)的内部固定连接有制冷半导体(19)，所述储液箱(18)的内部活动连接有循环泵(20)，所述循环泵(20)的外部固定连接有水管(21)，所述储液箱(18)的顶部固定连接有散热扇(22)，所述外壳体(1)内底部开设有进风孔(23)。
2.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述内壳体(3)为保温材质，内壳体(3)的内圈设置有齿牙，且和齿轮(5)啮合连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述齿轮(5)至少设置有两个，两个齿轮(5)均和内壳体(3)啮合连接，且关于内壳体(3)的圆心对称分布。
4.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述齿杆(6)和控制器(9)至少设置有两个，两个齿杆(6)分别和两个齿轮(5)啮合连接，且两个齿杆(6)活动连接在控制器(9)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述电磁铁(8)位于控制器(9)的内部，每个控制器(9)的内部设置有两个电磁铁(8)，分别分为固定部电磁铁(8)和活动部电磁铁(8)，且固定部电磁铁(8)和活动部电磁铁(8)绕线方式相反，固定部电磁铁(8)固定连接在控制器(9)的内部，活动部电磁铁(8)活动连接在控制器(9)的内部，活动部电磁铁(8)分别和齿杆(6)、第一弹簧(7)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述内固定网(10)固定连接在外壳体(1)的内部，且内固定网(10)的内部设置有电池固定槽和电池安装滑槽。
7.根据权利要求1所述的一种利用热胀冷缩原理的新能源汽车电池保温装置，其特征在于：所述柱塞触块(12)与感应器(11)形成的密封空间内设置惰性气体，固定触块(14)的中心开设有通孔，第二弹簧(13)贯穿通孔和感应器(11)固定连接，且柱塞触块(12)和固定触块(14)与电磁铁(8)电性连接。
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