CN111354894A - 一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统 - Google Patents

一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，包括壳体、上端盖、下端盖和内腔，所述下端盖的顶部固定安装有上端盖，所述上端盖与下端盖的两侧接固定安装有固定台，所述下端盖与上端盖的内部设置有内腔，所述内腔的内部固定安装有绝缘板，绝缘板之间固定安装有相变材料本体，所述相变材料本体的内部通过固定槽固定安装有蓄电池组，所述相变材料本体的上端固定安装有汇流片。本发明通过设置有一系列的结构使本装置在使用的过程中能够根据相变材料的温度进行自动处理，避免动力电池在使用时因过热而出现损坏的现象，便于使用人员对装置进行安装以及散热效果好等优点，优化使用过程。

Description

一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，具体为一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统。
背景技术
能源与环境危机背景下，电动车及混动汽车及相应动力电源研发、应用得到迅速发展，动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池，放电过程中电池会产生热量，若温度过高将影响内部化学反应，降低电池使用寿命，同时引发漏液、放气等安全问题，电池热管理目的在于保证电池工作在在合适温度范围。
经检索，公告号为CN104167574A公开了一种电动汽车用动力电池的被动式相变材料冷却系统，该系统包括：一个或多个电池模块，每个电池模块包括若干个电池单体，电池单体通过金属连接片焊接连接；以及用于容纳一个或多个电池模块的电池箱；以及通过所含相变材料的可逆固液相变进行能量存储和释放的复合相变材料；以及高导热石墨片；以及用于紧固箱体的若干螺纹紧固件。
现有的动力电池的被动式相变材料温度调节系统存在的缺陷是：
1、现有的动力电池的被动式相变材料通常都是采用一种降温方式进行温度控制，从而存在效率低，降温速度慢的现象；
2、结构简单，不便于使用人员将动力电池与外部结构之间进行固定安装，从而降低装置的实用性；
3、防护效果一般，对动力电池只具有一个温度监测点，在监测点损坏时无法对温度进行检测，为此我们提出一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统来解决现有的问题。
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，如：现有的动力电池的被动式相变材料温度调节系统在使用时通常都是采用一种降温方式进行温度控制，从而存在效率低，降温速度慢的现象，不便于使用人员将动力电池与外部结构之间进行固定安装，对动力电池只具有一个温度监测点。
为实现上述目的，本实用发明提供如下技术方案：一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，包括壳体、上端盖、下端盖和内腔，所述下端盖的顶部固定安装有上端盖，所述上端盖与下端盖的两侧接固定安装有固定台，所述下端盖与上端盖的内部设置有内腔，所述内腔的内部固定安装有绝缘板，绝缘板之间固定安装有相变材料本体，所述相变材料本体的内部通过固定槽固定安装有蓄电池组，所述相变材料本体的上端固定安装有汇流片；
所述相变材料本体的外围固定安装有冷却管，所述冷却管两侧的内腔内部固定安装有散热装置，且散热装置的内部固定安装有风机，风机外侧的散热装置外部固定安装有过滤器，所述上端盖的顶部固定安装有壳体，所述壳体的内部固定安装有水泵，水泵的一侧固定安装有引流管；
所述壳体内部的水泵一端固定安装有控制器，所述控制器的一侧固定安装有温度传感器，所述温度传感器的一端固定安装有存储器，所述存储器的一侧固定安装高压接线端头，所述相变材料本体表面的冷却管表面固定安装有探头，且探头与温度传感器利用导线电性连接。
优选的，所述壳体内部的表面固定安装有加固层，且加固层的内侧固定安装有绝缘层。
优选的，所述相变材料本体的内部填充有膨胀石墨，且膨胀石墨的一侧填充石蜡。
优选的，所述散热装置的底部固定安装有安装台，所述安装台的内部滑动安装有安装栓，且安装栓贯穿安装台与下端盖相重合。
优选的，所述冷却管的顶部固定安装有分流管，且分流管分别与水泵和引流管通过导线连接。
优选的，所述固定台的内部滑动安装有固定栓，且固定栓的表面涂覆有防氧化层。
优选的，所述上端盖的表面固定安装有上连接台，下端盖的表面固定安装有下连接台，且上连接台与下连接台的内部滑动安装有连接栓。
优选的，所述过滤器的内部固定安装有初级过滤网，且初级过滤网的一侧固定安装有细微颗粒过滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在水泵的一侧固定安装有引流管，冷却管的输入端与外部冷却液管道进行连接，水泵通电后将外部冷却液引导至冷却管的内部，从而实现对相变材料本体进行降温，通过在冷却管两侧的内腔内部固定安装有散热装置，且散热装置的内部固定安装有风机，风机与水泵利用导线与控制器进行电性连接，散热装置的内部所安装的风机通电后开始运作，从而实现对内腔的内部进行风力散热，实现对蓄电池组进行降温。
2、本发明通过在散热装置的底部固定安装有安装台，安装台的内部滑动安装有安装栓，且安装栓贯穿安装台与下端盖相重合，利用安装栓与安装台可以在使用时将散热装置与下端盖进行固定安装，从而提高散热装置的稳定性，上端盖的表面固定安装有上连接台，下端盖的表面固定安装有下连接台，且上连接台与下连接台的内部滑动安装有连接栓，利用上连接台与下连接台可以增加上端盖与下端盖之间所接触的面积，利用连接栓可以对上连接台与下连接台之间进行连接，从而提高装置的稳定性，固定台的内部滑动安装有固定栓，利用固定栓可以在使用时将固定台与外部结构进行固定连接，从而提高装置的稳定性。
3、本发明通过在相变材料本体表面的冷却管表面固定安装有探头，且探头与温度传感器利用导线电性连接，温度传感器通电后利用探头对相变材料本体进行多点测温，避免一个探头出现损坏时无法对温度进行检测的现象，并将所检测的数据利用导线传输至控制器的内部进行处理，壳体内部的表面固定安装有加固层，在物体内部的表面加上一层金属材料或塑料，可以增加装置的坚固性，从而不易损坏，延长装置的使用寿命，且加固层的内侧固定安装有绝缘层，可以利用绝缘橡胶有效地防止装置在使用过程中出现漏电的现象，从而提高装置的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的散热装置局部结构示意图；
图4为本发明的内腔局部结构示意图；
图5为本发明的壳体局部结构示意图；
图6为本发明的变相材料本体与蓄电池组局部结构示意图；
图7为本发明的变相材料局部结构示意图。
图中：1、壳体；101、加固层；102、绝缘层；2、固定台；201、固定栓；3、上端盖；301、上连接台；4、下端盖；401、下连接台；5、散热装置；501、风机；502、安装栓；503、安装台；6、连接栓；7、过滤器；701、初级过滤网；702、细微颗粒过滤网；8、绝缘板；9、相变材料本体；901、汇流片；902、固定槽；903、石蜡；904、膨胀石墨；10、内腔；11、冷却管；1101、分流管；12、蓄电池组；13、控制器；14、水泵；15、引流管；16、温度传感器；1601、探头；17、高压接线端头；18、存储器。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，包括壳体1、上端盖3、下端盖4和内腔10，下端盖4的顶部固定安装有上端盖3，上端盖3与下端盖4的两侧接固定安装有固定台2，利用固定台2可以在使时将上端盖3与下端盖4与外部结构进行连接，从而实现对装置的位置进行固定，通过在下端盖4与上端盖3的内部设置有内腔10，内腔10的内部固定安装有绝缘板8，利用绝缘板8在使用时对电力进行阻隔，避免相变材料本体9在使用时出现电力泄露的情况，通过在绝缘板8之间固定安装有相变材料本体9，相变材料本体9的内部通过固定槽902固定安装有蓄电池组12，相变材料本体9的上端固定安装有汇流片901，利用汇流片901可以在使用时对蓄电池组12的电力进行连接，利用相变材料本体9可以在使用时对蓄电池组12使用时所产生热能进行吸收或释放，避免蓄电池组12在使用时出现过热而损坏的现象；
相变材料本体9的外围固定安装有冷却管11，上端盖3的顶部固定安装有壳体1，壳体1的内部固定安装有水泵14，水泵14的一侧固定安装有引流管15，冷却管11的输入端与外部冷却液管道进行连接，此水泵14的型号可采用BSP48180压力水泵，水泵14通电后将外部冷却液引导至冷却管11的内部，从而实现对相变材料本体9进行降温，通过在冷却管11两侧的内腔10内部固定安装有散热装置5，且散热装置5的内部固定安装有风机501，风机501与水泵14利用导线与控制器13进行电性连接，风机501外侧的散热装置5外部固定安装有过滤器7，散热装置5的内部所安装的风机501通电后开始运作，从而实现对内腔10的内部进行风力散热，实现对蓄电池组12进行降温，利用过滤器7可以在使用时对进入内腔10内部的气体进行过滤，避免气体中所携带的杂物进入内腔10的内部对装置造成损害，从而提高装置的实用性；
壳体1内部的水泵14一端固定安装有控制器13，控制器13的一侧固定安装有温度传感器16，温度传感器16的一端固定安装有存储器18，存储器18的一侧固定安装高压接线端头17，相变材料本体9表面的冷却管11表面固定安装有探头1601，且探头1601与温度传感器16利用导线电性连接，此控制器13的型号可采用FX2N-16EYR可编程控制器，此温度传感器16的型号可采用BTM-Sensor电池温度传感器，其中包括探头1601，此存储器18的型号的采用W25Q256FVFIG储存器，可以在使用时对装置所检测的数据进行储存，温度传感器16通电后利用探头1601对相变材料本体9进行多点测温，避免一个探头出现损坏时无法对温度进行检测的现象，并将所检测的数据利用导线传输至控制器13的内部进行处理，当温度传感器16检测到相变材料本体9的温度过高时，控制器13对风机501与水泵14进行控制，从而实现对相变材料本体9进行快速降温，提高装置的稳定性。
进一步，壳体1内部的表面固定安装有加固层101，在物体内部的表面加上一层金属材料或塑料，可以增加装置的坚固性，从而不易损坏，延长装置的使用寿命，且加固层101的内侧固定安装有绝缘层102，可以利用绝缘橡胶有效地防止装置在使用过程中出现漏电的现象，从而提高装置的安全性。
进一步，相变材料本体9的内部填充有膨胀石墨904，膨胀石墨904丰富的孔隙结构、高导热性能，可以很好的导热性与换热性，且膨胀石墨904的一侧填充石蜡903，石蜡903的相变潜热高、几乎没有过冷现象、熔化时蒸气压力低、不易发生化学反应且化学稳定性较好、在多次吸放热后相变温度和相变潜热变化很小、自成核、没有相分离和腐蚀性。
进一步，散热装置5的底部固定安装有安装台503，安装台503的内部滑动安装有安装栓502，且安装栓502贯穿安装台503与下端盖4相重合，利用安装栓502与安装台503可以在使用时将散热装置5与下端盖4进行固定安装，从而提高散热装置5的稳定性。
进一步，冷却管11的顶部固定安装有分流管1101，且分流管1101分别与水泵14和引流管15通过导线连接，连接后利用水泵14可以将冷却液导入冷却管11的内部，导入后在从引流管15的内部导出，从而实现对相变材料本体9进行冷却。
进一步，固定台2的内部滑动安装有固定栓201，利用固定栓201可以在使用时将固定台2与外部结构进行固定连接，从而提高装置的稳定性，且固定栓201的表面涂覆有防氧化层，涂覆后可以有效的防止空气中所含有的氧气对设备的表面进行氧化，从而延长设备的使用寿命。
进一步，上端盖3的表面固定安装有上连接台301，下端盖4的表面固定安装有下连接台401，且上连接台301与下连接台401的内部滑动安装有连接栓6，利用上连接台301与下连接台401可以增加上端盖3与下端盖4之间所接触的面积，利用连接栓6可以对上连接台301与下连接台401之间进行连接，从而提高装置的稳定性。
进一步，过滤器7的内部固定安装有初级过滤网701，可以在使用时对空气中所携带的大型漂浮物进行过滤，减少漂浮物进入内腔10的内部，且初级过滤网701的一侧固定安装有细微颗粒过滤网702，利用物理阻留的方法去除空气介质中的尘埃和飞虫，把含尘量低的空气净化处理后送入装置的内部，以保证工艺要求和空气洁净度。
工作原理：利用汇流片901可以在使用时对蓄电池组12的电力进行连接，利用相变材料本体9可以在使用时对蓄电池组12使用时所产生热能进行吸收或释放，避免蓄电池组12在使用时出现过热而损坏的现象，温度传感器16通电后利用探头1601对相变材料本体9进行多点测温，并将所检测的数据利用导线传输至控制器13的内部进行处理，当温度传感器16检测到相变材料本体9的温度过高时，控制器13对风机501与水泵14进行控制，风机501通电后开始运作，从而实现对内腔10的内部进行风力散热，实现对蓄电池组12进行降温，利用过滤器7可以在使用时对进入内腔10内部的气体进行过滤，避免气体中所携带的杂物进入内腔10的内部对装置造成损害。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，包括壳体(1)、上端盖(3)、下端盖(4)和内腔(10)，其特征在于：所述下端盖(4)的顶部固定安装有上端盖(3)，所述上端盖(3)与下端盖(4)的两侧接固定安装有固定台(2)，所述下端盖(4)与上端盖(3)的内部设置有内腔(10)，所述内腔(10)的内部固定安装有绝缘板(8)，绝缘板(8)之间固定安装有相变材料本体(9)，所述相变材料本体(9)的内部通过固定槽(902)固定安装有蓄电池组(12)，所述相变材料本体(9)的上端固定安装有汇流片(901)；
所述相变材料本体(9)的外围固定安装有冷却管(11)，所述冷却管(11)两侧的内腔(10)内部固定安装有散热装置(5)，且散热装置(5)的内部固定安装有风机(501)，风机(501)外侧的散热装置(5)外部固定安装有过滤器(7)，所述上端盖(3)的顶部固定安装有壳体(1)，所述壳体(1)的内部固定安装有水泵(14)，水泵(14)的一侧固定安装有引流管(15)；
所述壳体(1)内部的水泵(14)一端固定安装有控制器(13)，所述控制器(13)的一侧固定安装有温度传感器(16)，所述温度传感器(16)的一端固定安装有存储器(18)，所述存储器(18)的一侧固定安装高压接线端头(17)，所述相变材料本体(9)表面的冷却管(11)表面固定安装有探头(1601)，且探头(1601)与温度传感器(16)利用导线电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述壳体(1)内部的表面固定安装有加固层(101)，且加固层(101)的内侧固定安装有绝缘层(102)。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述相变材料本体(9)的内部填充有膨胀石墨(904)，且膨胀石墨(904)的一侧填充石蜡(903)。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述散热装置(5)的底部固定安装有安装台(503)，所述安装台(503)的内部滑动安装有安装栓(502)，且安装栓(502)贯穿安装台(503)与下端盖(4)相重合。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述冷却管(11)的顶部固定安装有分流管(1101)，且分流管(1101)分别与水泵(14)和引流管(15)通过导线连接。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述固定台(2)的内部滑动安装有固定栓(201)，且固定栓(201)的表面涂覆有防氧化层。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述上端盖(3)的表面固定安装有上连接台(301)，下端盖(4)的表面固定安装有下连接台(401)，且上连接台(301)与下连接台(401)的内部滑动安装有连接栓(6)。
8.根据权利要求1所述的一种动力电池的被动式相变材料温度调节系统，其特征在于：所述过滤器(7)的内部固定安装有初级过滤网(701)，且初级过滤网(701)的一侧固定安装有细微颗粒过滤网(702)。
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