CN111490200B - 一种新能源汽车液冷式电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新能源汽车液冷式电池组，该新能源汽车液冷式电池组，包括液冷系统、动态泵系统和电池系统，所述液冷系统连接动态泵系统，电池系统连接液冷系统；液冷系统包括上箱体、下箱体、侧箱体和柔性箱，上箱体与下箱体之间设有间隙，该间隙内设有侧箱体和柔性箱，侧箱体固定连接上箱体和下箱体，柔性箱的上端固定连接上箱体和下箱体，柔性箱的材料为柔性材料；上箱体的内部设有上腔体，下箱体的内部设有下腔体，柔性箱内部构成可变腔体；本发明通过包覆式的柔性箱对电池单元进行包覆，柔性箱以及其内部冷却液对电池单元起到液冷作用的同时能够起到缓冲作用，克服汽车颠簸对电池单元的冲击损伤。

Description

一种新能源汽车液冷式电池组
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种新能源汽车液冷式电池组。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂电池的正极材料有钴酸锂LiCoO2、三元材料Ni+Mn+Co、锰酸锂LiMn2O4加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
1、制浆：用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。
2、涂膜：通过自动涂布机将正负极浆料分别均匀地涂覆在金属箔表面，经自动烘干后自动剪切制成正负极极片。
3、装配：按正极片—隔膜—负极片—隔膜自上而下的顺序经卷绕注入电解液、封口、正负极耳焊接等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。
4、化成：将成品电池放置测试柜进行充放电测试，筛选出合格的成品电池，待出厂。锂的化学性质非常活泼，很容易燃烧，当电池充放电时，电池内部持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀，使电池内压加大。压力达到一定程度，如外壳有伤痕，即会破裂，引起漏液、起火，甚至爆炸。
为了避免电池温度过高，新能源汽车所用电池组件多采用液冷式冷却方法，一般是通过冷却翅片填充电池间隙的液冷结构，为了考虑电池的热膨胀，冷却翅片需要保持与电池的间隙配合，这种配合容易导致在汽车颠簸过程中产生冷却结构与电池单元的碰撞，对于电池单元造成冲击损伤。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种避免对于电池单元造成冲击损伤的新能源汽车液冷式电池组。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种新能源汽车液冷式电池组，包括液冷系统、动态泵系统和电池系统，所述液冷系统连接动态泵系统，电池系统连接液冷系统；
液冷系统包括上箱体、下箱体、侧箱体和柔性箱，上箱体与下箱体之间设有间隙，该间隙内设有侧箱体和柔性箱，侧箱体固定连接上箱体和下箱体，柔性箱的上端固定连接上箱体和下箱体，柔性箱的材料为柔性材料；上箱体的内部设有上腔体，下箱体的内部设有下腔体，柔性箱内部构成可变腔体，上腔体通过进水孔连接可变腔体，下腔体通过出水孔连接可变腔体，进水孔和出水孔上均设有单向阀，进水孔的单向阀只允许冷却液从上腔体流入可变腔体，出水孔的单向阀只允许冷却液从可变腔体流入下腔体。
电池系统包括若干个电池单元，电池单元设于柔性箱内，柔性箱的中间设有与电池单元配合的一个凹位，柔性箱对电池单元构成包围，电池单元的上端伸出柔性箱。
动态泵系统包括隔板、驱动机构和连锁机构，隔板设于柔性箱的两侧，隔板的顶部和底部分别与上箱体和下箱体滑动连接，隔板之间通过连锁机构连接，隔板连接驱动机构。驱动机构通过连锁机构的传动带动若干个隔板相互靠拢或分离，缩小或增大隔板之间的间距，从而使隔板之间的柔性箱的容积动态的变化，柔性箱容积变小会挤压冷却液进入下箱体，容积变大会从上箱体内抽取冷却液。
作为本发明的进一步优化方案，所述侧箱体内设有冷却液散热器，该冷却液散热器通过风冷等方式对冷却液进行散热冷却，冷却降温后的冷却液再进入液冷系统进行吸热循环。
作为本发明的进一步优化方案，所述连锁机构包括若干个连锁单元，连锁单元设于相邻的两个隔板之间，连锁单元包括交叉设置的两个连锁杆，连锁杆的交叉点之间转动连接，连锁杆的下端转动连接隔板，上端与隔板转动滑动连接。
相邻的连锁单元之间相互连接，相邻的两个连锁单元的一个连锁杆的上端通过同一个销轴与滑块转动连接，相邻的两个连锁单元的一个连锁杆的下端通过同一个销轴与隔板转动连接。
一个隔板的移动会通过连锁单元传递，由于连锁单元的传递会使一个隔板的移动会带动其他隔板的联动移动
作为本发明的进一步优化方案，所述连锁杆与隔板的转动滑动连接是隔板的侧面上部设有竖直滑槽，竖直滑槽内设有与其间隙配合的滑块，滑块与连锁杆之间通过销轴转动连接。滑块与竖直滑槽的滑动配合实现连锁杆上端与隔板之间的滑动连接，销轴的配合实现转动的连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述驱动机构包括电机、第一连杆和第二连杆，电机通过电机座设置于下箱体上，电机的输出轴上固定设有第一连杆，第一连杆的另一端通过销轴与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过销轴与最右侧的隔板铰接。电机连接的第一连杆、第二连杆、隔板构成曲柄滑块机构，电机的转动能够转化为隔板的往复运动。
作为本发明的进一步优化方案，所述液冷系统的上箱体和下箱体分别通过管道连接冷却液散热器的进液口和出液口，冷却液循环通过冷却液散热器进行散热，散热后的冷却液再回到液冷系统吸热，形成外部循环，这种冷却循环方式能够使液冷系统能够连接到距离电池仓更远的冷却液散热器。
作为本发明的进一步优化方案，所述电池单元为长方体形状，相邻的隔板之间设置一个电池单元，上箱体上开有两个电极槽，电池单元的电极伸入电极槽内，连接外部引线。电极槽为电池单元的移动提供一定的空间，使其即使存在一定的位移量也不会影响电性连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述电池单元为圆柱形状，相邻的隔板之间设置多个电池单元，上箱体上开有与电池单元对应的电极槽，电池单元的电极伸入电极槽内，连接外部引线。电极槽为电池单元的移动提供一定的空间，使其即使存在一定的位移量也不会影响电性连接。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过包覆式的柔性箱对电池单元进行包覆，柔性箱以及其内部冷却液对电池单元起到液冷作用的同时能够起到缓冲作用，克服汽车颠簸对电池单元的冲击损伤；
2)本发明通过挤压柔性箱的方式实现冷却液的动力循环，解决冷却液内部无法设置折流机构的问题，以减小容积的方式使吸热后的冷却液能够尽可能的排出，提高冷却的效率。
附图说明
图1是实施例一中本发明的结构示意图；
图2是实施例一中本发明的连锁机构的结构示意图；
图3是实施例二中本发明的结构示意图；
图4是实施例三中本发明的上箱体的结构示意图；
图5是实施例三中本发明的柔性箱的结构示意图；
图6是实施例四中本发明的上箱体的结构示意图；
图7是实施例四中本发明的柔性箱的结构示意图。
图中：上箱体1、下箱体2、侧箱体3、柔性箱4、电池单元5、隔板6、驱动机构7、连锁机构8；
进液口11、电极槽12；
出液口21；
电机71、第一连杆72和第二连杆73；
连锁单元81、连锁杆811、竖直滑槽812。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例一
如图1-2所示，一种新能源汽车液冷式电池组，包括液冷系统、动态泵系统和电池系统，所述液冷系统连接动态泵系统，电池系统连接液冷系统；
液冷系统包括上箱体1、下箱体2、侧箱体3和柔性箱4，上箱体1与下箱体2之间设有间隙，该间隙内设有侧箱体3和柔性箱4，侧箱体3固定连接上箱体1和下箱体2，柔性箱4的上端固定连接上箱体1和下箱体2，柔性箱4的材料为柔性材料；上箱体1的内部设有上腔体，下箱体2的内部设有下腔体，柔性箱4内部构成可变腔体，上腔体通过进水孔连接可变腔体，下腔体通过出水孔连接可变腔体，进水孔和出水孔上均设有单向阀，进水孔的单向阀只允许冷却液从上腔体流入可变腔体，出水孔的单向阀只允许冷却液从可变腔体流入下腔体。
电池系统包括若干个电池单元5，电池单元5设于柔性箱4内，柔性箱4的中间设有与电池单元5配合的一个凹位，柔性箱4对电池单元5构成包围，电池单元5的上端伸出柔性箱4。
动态泵系统包括隔板6、驱动机构7和连锁机构8，隔板6设于柔性箱4的两侧，隔板6的顶部和底部分别与上箱体1和下箱体2滑动连接，隔板6之间通过连锁机构8连接，隔板6连接驱动机构7。驱动机构7通过连锁机构8的传动带动若干个隔板6相互靠拢或分离，缩小或增大隔板6之间的间距，从而使隔板6之间的柔性箱4的容积动态的变化，柔性箱4容积变小会挤压冷却液进入下箱体2，容积变大会从上箱体1内抽取冷却液。
侧箱体3内设有冷却液散热器，该冷却液散热器通过风冷等方式对冷却液进行散热冷却，冷却降温后的冷却液再进入液冷系统进行吸热循环。
优选的，柔性箱4的下端被电池单元5包围。使其底部不会接触下箱体2。
优选的，连锁机构8包括若干个连锁单元81，连锁单元81设于相邻的两个隔板6之间，连锁单元81包括交叉设置的两个连锁杆811，连锁杆811的交叉点之间转动连接，连锁杆811的下端转动连接隔板6，上端与隔板6转动滑动连接。
相邻的连锁单元81之间相互连接，相邻的两个连锁单元81的一个连锁杆811的上端通过同一个销轴与滑块转动连接，相邻的两个连锁单元81的一个连锁杆811的下端通过同一个销轴与隔板6转动连接。
一个隔板6的移动会通过连锁单元81传递，由于连锁单元81的传递会使一个隔板6的移动会带动其他隔板6的联动移动。
优选的，连锁杆811与隔板6的转动滑动连接是隔板6的侧面上部设有竖直滑槽812，竖直滑槽812内设有与其间隙配合的滑块，滑块与连锁杆811之间通过销轴转动连接。滑块与竖直滑槽812的滑动配合实现连锁杆811上端与隔板6之间的滑动连接，销轴的配合实现转动的连接。
优选的，隔板6与上箱体1和下箱体2之间通过滑块和滑轨滑动连接。
优选的，最左侧的隔板6与侧箱体3固定连接。
优选的，驱动机构7包括电机71、第一连杆72和第二连杆73，电机71通过电机71座设置于下箱体2上，电机71的输出轴上固定设有第一连杆72，第一连杆72的另一端通过销轴与第二连杆73的一端铰接，第二连杆73的另一端通过销轴与最右侧的隔板6铰接。电机71连接的第一连杆72、第二连杆73、隔板6构成曲柄滑块机构，电机71的转动能够转化为隔板6的往复运动。
本发明的原理：驱动机构7通过连锁机构8的传动同步带动若干个隔板6之间的间隙往复增大或缩小，使柔性箱4容积发生变化，从而带动冷却液从上腔体进入柔性箱4，从柔性箱4进入下腔体，从下腔体进入冷却液散热器，散热后再回到上箱体1，实现冷却液的循环。
实施例二
如图3所示，一种新能源汽车液冷式电池组，包括液冷系统、动态泵系统和电池系统，所述液冷系统连接动态泵系统，电池系统连接液冷系统；
液冷系统包括上箱体1、下箱体2、侧箱体3和柔性箱4，上箱体1与下箱体2之间设有间隙，该间隙内设有侧箱体3和柔性箱4，侧箱体3固定连接上箱体1和下箱体2，柔性箱4的上端固定连接上箱体1和下箱体2，柔性箱4的材料为柔性材料；上箱体1的内部设有上腔体，下箱体2的内部设有下腔体，柔性箱4内部构成可变腔体，上腔体通过进水孔连接可变腔体，下腔体通过出水孔连接可变腔体，进水孔和出水孔上均设有单向阀，进水孔的单向阀只允许冷却液从上腔体流入可变腔体，出水孔的单向阀只允许冷却液从可变腔体流入下腔体。
电池系统包括若干个电池单元5，电池单元5设于柔性箱4内，柔性箱4的中间设有与电池单元5配合的一个凹位，柔性箱4对电池单元5构成包围，电池单元5的上端伸出柔性箱4。
动态泵系统包括隔板6、驱动机构7和连锁机构8，隔板6设于柔性箱4的两侧，隔板6的顶部和底部分别与上箱体1和下箱体2滑动连接，隔板6之间通过连锁机构8连接，隔板6连接驱动机构7。驱动机构7通过连锁机构8的传动带动若干个隔板6相互靠拢或分离，缩小或增大隔板6之间的间距，从而使隔板6之间的柔性箱4的容积动态的变化，柔性箱4容积变小会挤压冷却液进入下箱体2，容积变大会从上箱体1内抽取冷却液。
液冷系统的上箱体1和下箱体2分别通过管道连接冷却液散热器的进液口11和出液口21，冷却液循环通过冷却液散热器进行散热，散热后的冷却液再回到液冷系统吸热，形成外部循环，这种冷却循环方式能够使液冷系统能够连接到距离电池仓更远的冷却液散热器。
实施例三
如图4-5所示，在实施例一或二的基础上，作为一种优选的实施方式，电池单元5优选为长方体形状，相邻的隔板6之间设置一个电池单元5，上箱体1上开有两个电极槽12，电池单元5的电极伸入电极槽12内，连接外部引线。电极槽12为电池单元5的移动提供一定的空间，使其即使存在一定的位移量也不会影响电性连接。
实施例四
如图6-7所示，在实施例一或二的基础上，作为一种优选的实施方式，电池单元5优选为圆柱形状，相邻的隔板6之间设置多个电池单元5，上箱体1上开有与电池单元5对应的电极槽12，电池单元5的电极伸入电极槽12内，连接外部引线。电极槽12为电池单元5的移动提供一定的空间，使其即使存在一定的位移量也不会影响电性连接。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：包括液冷系统、动态泵系统和电池系统，所述液冷系统连接动态泵系统，电池系统连接液冷系统；
液冷系统包括上箱体、下箱体、侧箱体和柔性箱，上箱体与下箱体之间设有间隙，该间隙内设有侧箱体和柔性箱，侧箱体固定连接上箱体和下箱体，柔性箱的上端固定连接上箱体，柔性箱的下端固定连接下箱体，柔性箱的材料为柔性材料；上箱体的内部设有上腔体，下箱体的内部设有下腔体，柔性箱内部构成可变腔体，上腔体通过进水孔连接可变腔体，下腔体通过出水孔连接可变腔体，进水孔和出水孔上均设有单向阀，进水孔的单向阀只允许冷却液从上腔体流入可变腔体，出水孔的单向阀只允许冷却液从可变腔体流入下腔体；
电池系统包括若干个电池单元，电池单元设于柔性箱内，柔性箱的中间设有与电池单元配合的一个凹位，柔性箱对电池单元构成包围，电池单元的上端伸出柔性箱；
动态泵系统包括隔板、驱动机构和连锁机构，隔板设于柔性箱的两侧，隔板的顶部和底部分别与上箱体和下箱体滑动连接，隔板之间通过连锁机构连接，隔板连接驱动机构；
其中，所述连锁机构包括若干个连锁单元，连锁单元设于相邻的两个隔板之间，连锁单元包括交叉设置的两个连锁杆，连锁杆的交叉点之间转动连接，连锁杆的下端转动连接隔板，上端与隔板转动滑动连接；
相邻的连锁单元之间相互连接，相邻的两个连锁单元的一个连锁杆的上端通过同一个销轴与滑块转动连接，相邻的两个连锁单元的一个连锁杆的下端通过同一个销轴与隔板转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述侧箱体内设有冷却液散热器，该冷却液散热器对冷却液进行散热冷却，冷却降温后的冷却液再进入液冷系统进行吸热循环。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述连锁杆与隔板的转动滑动连接是隔板的侧面上部设有竖直滑槽，竖直滑槽内设有与其间隙配合的滑块，滑块与连锁杆之间通过销轴转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述驱动机构包括电机、第一连杆和第二连杆，电机通过电机座设置于下箱体上，电机的输出轴上固定设有第一连杆，第一连杆的另一端通过销轴与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过销轴与最右侧的隔板铰接。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述液冷系统的上箱体和下箱体分别通过管道连接冷却液散热器的进液口和出液口，冷却液循环通过冷却液散热器进行散热，散热后的冷却液再回到液冷系统吸热，形成外部循环。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述电池单元为长方体形状，相邻的隔板之间设置一个电池单元，上箱体上开有两个电极槽，电池单元的电极伸入电极槽内，连接外部引线。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车液冷式电池组，其特征在于：所述电池单元为圆柱形状，相邻的隔板之间设置多个电池单元，上箱体上开有与电池单元对应的电极槽，电池单元的电极伸入电极槽内，连接外部引线。
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