CN111933842A - 一种具有水冷单元模块的新能源电池组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水冷单元模块的新能源电池组，包括电池组外壳、保护壳、水冷管、连接管、换气阀和电池包，所述电池组外壳安装在保护壳的内部，所述横轴水平转动安装在保护壳的右侧壁上，且横轴的右端安装有齿轮，并且齿轮和齿块相啮合，所述齿块等角度固定在摆锤板的下端面，摆锤板为弧形结构，且摆锤板安装在固定杆的底端，并且固定杆的顶端和转轴的右端固定连接，并且固定杆、摆锤板和齿轮均位于密封壳的内部，密封壳固定在保护壳的右侧，利用汽车行驶过程中的惯性作用力，驱动电池组中的散热结构相应运转，无需添加额外的电力设备，即可为水冷管以及电池组内部的电池包进行高效散热，成本大幅度降低且降温效果更好。

Description

一种具有水冷单元模块的新能源电池组

技术领域

本发明涉及新能源电池组技术领域，具体为一种具有水冷单元模块的新能源电池组。

背景技术

新能源电池组多用于新能源汽车中，与传动的内燃机/耗油发动机驱动的车辆不同，新能源汽车多为纯电驱动，相比较传统发动机的汽车，更加的节能环保，而新能源电池组则是由若干个电池组合形成电池包，再将电池包串联拼接形成电池组，由于使用了大量的电池，在电池持续充放电的过程中，会不可避免的发生发热现象，因此现有技术会在电池组中添加水冷模块，但是现有的具有水冷模块的新能源电池组在实际使用时存在以下问题：

水冷模块多为通行冷却液的管道结构和冷却液的供给机构构成，其中用于流动冷却液的水冷管缠绕在电池组外壳的外表面，内部冷却液在吸热后温度相应提升，为了给该部分热量进行散发，会额外使用到风扇等电力设备结构，导致电池组的能耗进一步增加，并且成本相应提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有水冷单元模块的新能源电池组，以解决上述背景技术中提出水冷模块多为通行冷却液的管道结构和冷却液的供给机构构成，其中用于流动冷却液的水冷管缠绕在电池组外壳的外表面，内部冷却液在吸热后温度相应提升，为了给该部分热量进行散发，会额外使用到风扇等电力设备结构，导致电池组的能耗进一步增加，并且成本相应提升问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有水冷单元模块的新能源电池组，包括电池组外壳、保护壳、水冷管、连接管、换气阀和电池包，所述电池组外壳安装在保护壳的内部，且电池组外壳的外表面设置有水冷管，所述水冷管呈螺旋状环绕在电池组外壳表面，且水冷管的输出端和输入端分别与1个连接管相连，并且连接管的端头处穿过保护壳侧壁延伸至外部，所述电池组外壳的顶端设置有换气阀，且换气阀安装在保护壳的左侧壁上，所述电池组外壳的右侧设置有扇叶，扇叶为垂直分布，且扇叶等角度固定在横轴的左端，所述横轴水平转动安装在保护壳的右侧壁上，且横轴的右端安装有齿轮，并且齿轮和齿块相啮合，所述齿块等角度固定在摆锤板的下端面，摆锤板为弧形结构，且摆锤板安装在固定杆的底端，并且固定杆的顶端和转轴的右端固定连接，并且固定杆、摆锤板和齿轮均位于密封壳的内部，密封壳固定在保护壳的右侧，所述电池包设置在电池组外壳的内部。

优选的，所述转轴为水平分布，且转轴的中段转动安装在动力盒的右侧壁上，并且动力盒的左侧壁上开设有气孔，同时动力盒的内部设置有阀板。

优选的，所述阀板为水平分布，其边缘处与动力盒的内壁紧密贴合且构成滑动连接结构，并且阀板的上端面边缘处和弹簧伸缩杆的底端固定连接，同时弹簧伸缩杆的顶端固定在动力盒的内部顶壁上。

优选的，所述阀板的上端面中心处和凸轮板侧边缘表面相接触，且凸轮板为垂直分布，并且凸轮板下方的动力盒内部空间和气管的顶端相连通。

优选的，所述气管的下半段位于保护壳的内部，且气管的底端安装在第一隔板的顶端边缘处。

优选的，所述第一隔板的边缘处安装有第二隔板，两者为相互垂直分布，且第一隔板和第二隔板均位于电池组外壳的内部，并且电池包位于第一隔板和第二隔板围成的空间中。

优选的，所述第二隔板的表面等间距安装有凸起条，且弹性材质的凸起条为垂直分布，并且凸起条和第二隔板表面开设的换热孔为交错分布，所述换热孔和第二隔板内部开设的第二空腔相连通，且第二空腔和第一隔板内部的第一空腔相连通，并且第一空腔和气管相连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有水冷单元模块的新能源电池组，利用汽车行驶过程中的惯性作用力，驱动电池组中的散热结构相应运转，无需添加额外的电力设备，即可为水冷管以及电池组内部的电池包进行高效散热，成本大幅度降低且降温效果更好；

1.齿轮齿块的结构设计，能够利用两者的啮合传动，在汽车行驶过程中，通过齿块驱动齿轮转动，并通过横轴带动保护壳内部的扇叶同步转动，利用扇叶高速转动产生的气流，对电池组外壳外部缠绕的水冷管进行高效散热，而摆锤板的结构使用，能够利用自身的重力和汽车行驶过程中产生的惯性来使摆锤板以及固定杆围绕转轴转动，从而使摆锤板相应运动，使齿块能够正常驱动齿轮转动，无需使用电风扇等其他通电的散热设备为水冷管降温；

2.第一隔板以及第二隔板的结构设计，一方面保证了电池组外壳内部电池包的码放规整，另一方面，第二隔板表面凸起条的结构使用，能够在电池包表面和隔板之间隔出一定间隙，方便电池包在充放电过程中的散热，避免电池包堆集区域温度过高；

进一步的，阀板以及凸轮的结构使用，使摆锤板在带动转轴转动的同时，能够带动凸轮同步转动，利用凸轮的转动和弹簧伸缩杆的伸缩引导阀板在动力盒中同步上下移动，从而在气管的连通作用下，使阀板移动下动力盒下半段内部气压的变化能够同步作用在各个隔板的各个空腔中，从而使换热孔中能够喷出气体或抽出气体，从而进一步提升电池组中紧密贴合的电池包的散热性能。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明右侧视结构示意图；

图3为本发明电池组外壳俯视结构示意图；

图4为本发明图3中A处剖面放大结构示意图；

图5为本发明第一隔板结构示意图；

图6为本发明第二隔板结构示意图。

图中：1、电池组外壳；2、保护壳；3、水冷管；4、连接管；5、换气阀；6、扇叶；7、横轴；8、齿轮；9、齿块；10、摆锤板；11、固定杆；12、转轴；13、密封壳；14、动力盒；15、气孔；16、阀板；17、凸轮板；18、弹簧伸缩杆；19、气管；20、第一隔板；21、电池包；22、第二隔板；23、第一空腔；24、第二空腔；25、凸起条；26、换热孔。

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1-6，本发明提供一种技术方案：一种具有水冷单元模块的新能源电池组，包括电池组外壳1、保护壳2、水冷管3、连接管4、换气阀5、扇叶6、横轴7、齿轮8、齿块9、摆锤板10、固定杆11、转轴12、密封壳13、动力盒14、气孔15、阀板16、凸轮板17、弹簧伸缩杆18、气管19、第一隔板20、电池包21、第二隔板22、第一空腔23、第二空腔24、凸起条25和换热孔26，电池组外壳1安装在保护壳2的内部，且电池组外壳1的外表面设置有水冷管3，水冷管3呈螺旋状环绕在电池组外壳1表面，且水冷管3的输出端和输入端分别与1个连接管4相连，并且连接管4的端头处穿过保护壳2侧壁延伸至外部，电池组外壳1的顶端设置有换气阀5，且换气阀5安装在保护壳2的左侧壁上，电池组外壳1的右侧设置有扇叶6，扇叶6为垂直分布，且扇叶6等角度固定在横轴7的左端，横轴7水平转动安装在保护壳2的右侧壁上，且横轴7的右端安装有齿轮8，并且齿轮8和齿块9相啮合，齿块9等角度固定在摆锤板10的下端面，摆锤板10为弧形结构，且摆锤板10安装在固定杆11的底端，并且固定杆11的顶端和转轴12的右端固定连接，并且固定杆11、摆锤板10和齿轮8均位于密封壳13的内部，密封壳13固定在保护壳2的右侧，电池包21设置在电池组外壳1的内部。

转轴12为水平分布，且转轴12的中段转动安装在动力盒14的右侧壁上，并且动力盒14的左侧壁上开设有气孔15，同时动力盒14的内部设置有阀板16，阀板16为水平分布，其边缘处与动力盒14的内壁紧密贴合且构成滑动连接结构，并且阀板16的上端面边缘处和弹簧伸缩杆18的底端固定连接，同时弹簧伸缩杆18的顶端固定在动力盒14的内部顶壁上，当摆锤板10通过固定杆11带动转轴12同步转动时，动力盒14中的凸轮板17会同步转动，并且转向与转轴12相同，都是前后循环转动，当凸轮板17处于转动状态时，凸轮板17自身结构的引导以及弹簧伸缩杆18的拉伸回弹会使阀板16同步上移或下移。

阀板16的上端面中心处和凸轮板17侧边缘表面相接触，且凸轮板17为垂直分布，并且凸轮板17下方的动力盒14内部空间和气管19的顶端相连通，气管19的下半段位于保护壳2的内部，且气管19的底端安装在第一隔板20的顶端边缘处，第一隔板20的边缘处安装有第二隔板22，两者为相互垂直分布，且第一隔板20和第二隔板22均位于电池组外壳1的内部，并且电池包21位于第一隔板20和第二隔板22围成的空间中，第二隔板22的表面等间距安装有凸起条25，且弹性材质的凸起条25为垂直分布，并且凸起条25和第二隔板22表面开设的换热孔26为交错分布，换热孔26和第二隔板22内部开设的第二空腔24相连通，且第二空腔24和第一隔板20内部的第一空腔23相连通，并且第一空腔23和气管19相连通，当阀板16下移时，阀板16下方的动力盒14的内部空间被压缩，因此其中的气体会进入到气管19中，并且在气管19的连通作用下，进入到图4以及图5中的第一空腔23内部，相应的会继续进入到第二空腔24中，最终从图6所示的换热孔26处喷出，因此，利用外界导入的气流对电池组内部进行散热，相应的当阀板16向上移动时，电池组内部的高温气体也会从换热孔26处抽出，并从气孔15处排出，从而实现利用汽车自身行驶过程中产生的惯性、对电池组进行高效散热的目的。

工作原理：首先需要说明的是，本技术方案中的水冷管3以及连接管4等其他构成水冷模块的组件均为现有技术，如何水冷以及水冷液如何流动均与现有技术相同，因此不作进一步描述，其中保护壳2为笼罩在电池组外侧的壳体结构，安装在新能源汽车中的指定位置，在实际运行充放电的过程中，水冷管3中循环流动水冷液，用于从电池组外壳1的外壁处进行吸收散热操作，之后水冷管3中的冷却液相应升温，由于电池组在长时间持续放电过程中必然是汽车行驶期间，汽车在行驶过程中，不可能一直保持绝对匀速的状态，并且安装后的电池组整体，转轴12的分布方向与汽车横梁的分布方向相互平行，所以在汽车行驶过程中，处于惯性作用力，转轴12下方重量较大的摆锤板10必然会处于前后摆动的状态（此处的前后方向描述以图1为准，如若在图2中则是左右摆动）；

摆锤板10在前后摆动的过程中，其下端面固定的齿块9必然会处于同步的运动状态，在齿块9和齿轮8的啮合传动作用下，齿轮8会同步处于转动状态，并且齿块9和齿轮8的啮合为变速啮合连接关系，因此齿轮8会带动图1中的横轴7同步在保护壳2右侧壁上转动，因此位于水冷管3边侧的扇叶6会同步转动，从而产生相应的气流对水冷管3中的冷却液进行散热操作，无需使用电风扇等其他电力驱动设备；

如图1所示，当摆锤板10通过固定杆11带动转轴12同步转动时，动力盒14中的凸轮板17会同步转动，并且转向与转轴12相同，都是前后循环转动，当凸轮板17处于转动状态时，凸轮板17自身结构的引导以及弹簧伸缩杆18的拉伸回弹会使阀板16同步上移或下移，当阀板16下移时，阀板16下方的动力盒14的内部空间被压缩，因此其中的气体会进入到气管19中，并且在气管19的连通作用下，进入到图4以及图5中的第一空腔23内部，相应的会继续进入到第二空腔24中，最终从图6所示的换热孔26处喷出，因此，利用外界导入的气流对电池组内部进行散热，相应的当阀板16向上移动时，电池组内部的高温气体也会从换热孔26处抽出，并从气孔15处排出，从而实现利用汽车自身行驶过程中产生的惯性、对电池组进行高效散热的目的。

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)

1.一种具有水冷单元模块的新能源电池组，包括电池组外壳（1）、保护壳（2）、水冷管（3）、连接管（4）、换气阀（5）和电池包（21），其特征在于：所述电池组外壳（1）安装在保护壳（2）的内部，且电池组外壳（1）的外表面设置有水冷管（3），所述水冷管（3）呈螺旋状环绕在电池组外壳（1）表面，且水冷管（3）的输出端和输入端分别与1个连接管（4）相连，并且连接管（4）的端头处穿过保护壳（2）侧壁延伸至外部，所述电池组外壳（1）的顶端设置有换气阀（5），且换气阀（5）安装在保护壳（2）的左侧壁上，所述电池组外壳（1）的右侧设置有扇叶（6），扇叶（6）为垂直分布，且扇叶（6）等角度固定在横轴（7）的左端，所述横轴（7）水平转动安装在保护壳（2）的右侧壁上，且横轴（7）的右端安装有齿轮（8），并且齿轮（8）和齿块（9）相啮合，所述齿块（9）等角度固定在摆锤板（10）的下端面，摆锤板（10）为弧形结构，且摆锤板（10）安装在固定杆（11）的底端，并且固定杆（11）的顶端和转轴（12）的右端固定连接，并且固定杆（11）、摆锤板（10）和齿轮（8）均位于密封壳（13）的内部，密封壳（13）固定在保护壳（2）的右侧，所述电池包（21）设置在电池组外壳（1）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述转轴（12）为水平分布，且转轴（12）的中段转动安装在动力盒（14）的右侧壁上，并且动力盒（14）的左侧壁上开设有气孔（15），同时动力盒（14）的内部设置有阀板（16）。

3.根据权利要求2所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述阀板（16）为水平分布，其边缘处与动力盒（14）的内壁紧密贴合且构成滑动连接结构，并且阀板（16）的上端面边缘处和弹簧伸缩杆（18）的底端固定连接，同时弹簧伸缩杆（18）的顶端固定在动力盒（14）的内部顶壁上。

4.根据权利要求2所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述阀板（16）的上端面中心处和凸轮板（17）侧边缘表面相接触，且凸轮板（17）为垂直分布，并且凸轮板（17）下方的动力盒（14）内部空间和气管（19）的顶端相连通。

5.根据权利要求4所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述气管（19）的下半段位于保护壳（2）的内部，且气管（19）的底端安装在第一隔板（20）的顶端边缘处。

6.根据权利要求5所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述第一隔板（20）的边缘处安装有第二隔板（22），两者为相互垂直分布，且第一隔板（20）和第二隔板（22）均位于电池组外壳（1）的内部，并且电池包（21）位于第一隔板（20）和第二隔板（22）围成的空间中。

7.根据权利要求6所述的一种具有水冷单元模块的新能源电池组，其特征在于：所述第二隔板（22）的表面等间距安装有凸起条（25），且弹性材质的凸起条（25）为垂直分布，并且凸起条（25）和第二隔板（22）表面开设的换热孔（26）为交错分布，所述换热孔（26）和第二隔板（22）内部开设的第二空腔（24）相连通，且第二空腔（24）和第一隔板（20）内部的第一空腔（23）相连通，并且第一空腔（23）和气管（19）相连通。

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