CN111952501A - 一种新能源电池散热模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源电池散热模组，所述散热模组包括电池模组组件、循环加压泵、散热组件和振动发生组件；所述电池模组组件包括盖板、提手、电池安装箱体、进液接头、回液接头、温度传感器及扩展接头；所述电池安装箱体包括外箱体、内箱体及中空层；外箱体和内箱体之间形成的四周中空层内填充有非牛顿流体，内部流动的非牛顿流体冷却液带走新能源电池产生热量同时起到防爆抗冲击效果，达到快速散热效果，极大的提高新能源电池本体散热效率，有利于电机本体使用。

Description

一种新能源电池散热模组
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池散热技术领域，具体为一种新能源电池散热模组。
背景技术
新能源汽车电池是汽车输出动力的核心部件，汽车电池在汽车运行过程中输出的电能同时发出大量热能，如果不及时的对其进行散热降温会影响电池使用寿命，甚至出现电池爆炸自燃，目前现有技术对新能源汽车电池采用风冷式散热，通过散热风扇的快速转动产生的空气流动带走热量，以进行散热，风冷式冷却效果差，不能有效的快速降温；
另外采用的是水冷式散热，授权公告号CN207602730U水冷模组包括：水冷模组主体、水冷板、导热胶层和发热装置；水冷模组主体为中空结构，发热装置设置在水冷模组主体的内部；水冷板的散热面面向发热装置设置；导热胶层设置在水冷板与发热装置的底端之间，水冷式散热需要存储大量的冷水进行冷却循环，增加重量的同时体积大，不适用使得原本有限汽车内部安装空间，另外汽车受到意外冲击的时候水冷模组无法给予电池组件有效的保护，针对这些缺陷，设计一种新能源电池散热模组是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源电池散热模组，以解决上述背景技术中提出的问题：1、体积大、2、冷却效果差、3、无法提供抗冲击保护。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新能源电池散热模组，所述散热模组包括电池模组组件、循环加压泵、散热组件和振动发生组件；
所述电池模组组件包括盖板、提手、电池安装箱体、进液接头、回液接头、温度传感器及扩展接头；所述电池安装箱体包括外箱体、内箱体及中空层；外箱体的内部套装有内箱体，内箱体的顶面高度比外箱体的顶面高度低，形成的高度差的安装台阶，安装台阶的高度为盖板的厚度；盖板套装在安装台阶上，四周通过螺栓固定，盖板的下表面设置有弹性密封硅胶，上表面安装有振动发生组件；所述外箱体的两侧面开设有与中空层相通的进液接头和回液接头，外箱体的一侧面还安装有温度传感器及压力传感器；外箱体和内箱体之间形成的四周中空层内填充有非牛顿流体；
所述进液接头通过管道与循环加压泵连接，循环加压泵另一端和散热组件的储液箱体相通，所述回液接头和储液箱体底部通过管道连接；
所述散热组件包括储液箱体、冷却箱体、散热装置；所述储液箱体通过顶部和底部的安装座和电池安装箱体的侧面固定连接，所述储液箱体的侧面和冷却箱体连接，非牛顿流体冷却液通过循环加压泵从储液箱体抽出通过进液接头压入到电池安装箱体的中空层，所述冷却箱体内部设置有制冷片，所述制冷片的外侧安装有铝制的散热翅片，冷却箱体的外侧安装有散热装置；所述散热装置包括冷却电机、冷却罩和冷却扇叶、冷却电机输出轴，所述冷却罩安装在冷却箱体外壳上，冷却罩固定在电机支撑管架上，电机支撑管架中心位置出设置有冷却电机安装座，冷却罩的中心位置处安装有冷却电机，冷却电机和冷却电机安装座通过螺栓固定连接，冷却电机的冷却电机输出轴上安装有冷却扇叶和搅拌叶轮，所述冷却扇叶位于散热翅片外侧，搅拌叶轮位于冷却电机输出轴的尾端，安装在储液箱体内部，冷却电机输出轴和储液箱体的安装处设置有密封套；冷却箱体外壳上安装有电源接头用于电连冷却电机、制冷片、循环加压泵及振动输出源。
进一步：所述散热翅片包括导热基板、螺旋冷却管、垂直翅片；导热基板和制冷片的热端贴合；所述导热基板的上表面设置有数排垂直翅片，垂直翅片之间安装有螺旋冷却管，螺旋冷却管及冷却罩采用中空的紫铜管制成，螺旋冷却管和冷却罩相通，螺旋冷却管内填充有易挥发冷却液。
进一步：所述振动输出源为压电陶瓷片，压电陶瓷片和输入电源连接。
进一步：所述盖板的下表面开设有凹槽，凹槽内放置有振动输出转换座，所述振动输出转换座上表面和振动输出源贴合，振动输出转换座的下表面四周设置有振动片，振动片插装在电池安装箱体的中空层内部，所述振动片的表面两侧均分布有斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔；所述盖板的上表面通过螺栓固定安装有振动源安装座，振动源安装座通过螺栓和振动输出源、振动输出转换座固定连接；盖板通过螺栓和电池安装箱体固定连接；所述斜翼片和水平线的角度a为45度，将电池安装箱体的中空层内部分割成若干个隔离的空腔。
进一步：所述内箱体和振动输出转换座通过螺栓固定连接，内箱体的外表面上设置有均匀分布的斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔，所述斜翼片和水平线的角度a为45度，将电池安装箱体的中空层内部分割成若干个隔离的空腔。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：缩小传统水冷模组的体积，减轻重量；通过输入电流的大小改变模组的温度，做到电池模组组件温度调节精确，节约散热能量输出；电池模组组件受到冲击时，非牛顿流体冷却液内呈悬浮状态的微粒便会骤然聚集成微粒簇，随压力的增大瞬间产生较大粘度，起到防爆抗冲击效果，有利于保护电池本体，确保使用安全。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的整体结构俯视图；
图3是本发明的整体结构的左视图；
图4是本发明的整体结构剖视图；
图5是本发明的散热组件的立体视图；
图6是本发明的散热组件的剖视图；
图7是本发明的散热组件的左视图；
图8是本发明的电池模组组件的结构示意图；
图9是本发明的电池安装箱体的结构示意图；
图10是本发明的实施例二的结构示意图；
图中：电池模组组件1、循环加压泵2、散热组件3、振动发生组件4、盖板101、提手102、电池安装箱体103、进液接头104、回液接头105、温度传感器106、压力传感器107、外箱体1031、内箱体1032；储液箱体301、冷却箱体302、散热装置303、冷却电机304、冷却罩305、冷却扇叶306、散热翅片307、制冷片308、搅拌叶轮309、冷却电机输出轴310、密封套311、电机支撑管架312；导热基板3071、螺旋冷却管3072、垂直翅片3073；振动源安装座401、振动输出源402、振动输出转换座403、振动片404。
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。
实施例一：
如图1-9所示；一种新能源电池散热模组，所述散热模组包括电池模组组件1、循环加压泵2、散热组件3和振动发生组件4；
所述电池模组组件1包括盖板101、提手102、电池安装箱体103、进液接头104、回液接头105、温度传感器106及扩展接头107；所述电池安装箱体103包括外箱体1031、内箱体1032及中空层；外箱体1031的内部套装有内箱体1032，内箱体1032放置电池组件，内箱体1032的顶面高度比外箱体1031的顶面高度低，形成有高度差的安装台阶，安装台阶的高度为盖板101的厚度；盖板101套装在安装台阶上，四周通过螺栓固定，盖板101的下表面设置有弹性密封硅胶，上表面安装有振动发生组件4；所述盖板101的两端安装有提手102，所述外箱体1031的两侧面开设有与中空层相通的进液接头104和回液接头105，外箱体1031的一侧面还安装有温度传感器106及压力传感器107；外箱体1031和内箱体1032之间形成的四周中空层内填充有非牛顿流体；
所述盖板101的下表面开设有凹槽，凹槽内放置有振动输出转换座403，所述振动输出转换座403上表面和振动输出源402贴合，振动输出转换座403的下表面四周设置有振动片404，振动片404插装在电池安装箱体103的中空层内部，所述振动片404的表面两侧均分布有斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔；所述盖板101的上表面通过螺栓固定安装有振动源安装座401，振动源安装座401通过螺栓和振动输出源402、振动输出转换座403固定连接；盖板101通过螺栓和电池安装箱体103固定连接。
振动输出转换座403固定安装在盖板101，使得振动输出转换座403在输出振动波时，振动波辐射到电池安装箱体103内壁，这时非牛顿流体冷却液在电池安装箱体的内壁的流动性能会得到加强，振动片404在内部振动使得非牛顿流体冷却液分子之间的对流加快，从而可以有效的克服了其粘度高、传热边界层厚、流动性差的缺点。
所述斜翼片和水平线的角度a为45度，从而将电池安装箱体103的中空层内部分割成若干个隔离的空腔，非牛顿流体冷却液通过循环加压泵2从储液箱体301抽出通过进液接头104压入到电池安装箱体103的中空层，非牛顿流体冷却液压力输入方向流动，穿过振动片404斜翼片上流通孔，穿过流通孔的过程中出现多次二次流动，加速热导交换，避免回流现象出现，而45度夹角散热效果最佳，a夹角角度过大不利于二次流动的产生，a夹角角度过小容易出现压降不利于非牛顿流体冷却液流动。有效的解决了非牛顿流体冷却液着粘度高、传热边界层厚、流动性差、受粘性作用力影响大，在其冷却过程中交换热量同时流阻也显著增加的问题。振动输出源402为压电陶瓷片，压电陶瓷片和输入电源连接；压电陶瓷片可以大大缩小本发明的体积，使得能够更加广泛的应用在原本空间有限的汽车安装空间内。
所述非牛顿流体冷却液是由按质量比1～5％羧甲基纤维素纳、30～50%无机盐、1～5％纳米颗粒、其余为去离子水组成；所述纳米颗粒为Al2O3、Cu、石墨烯的其中一种或多种组合；所述无机盐为氯化钙、氯化镁其中的一种或结合。
羧甲基纤维素纳属阴离子型纤维素醚类作为非牛顿流体的基液；易溶于水，形成具有一定粘度的溶液，冷容量大、无毒、无味；无机盐为氯化钙、氯化镁其中的一种或结合，降低冰点，防止非牛顿流体冷却液结冰。纳米颗粒为Al2O3、Cu、石墨烯等具有优良导热性能的金属或非金属纳米颗粒，纳米颗粒的制备为非常成熟的现有技术，纳米颗粒的加入可以快速吸收热量并进行传递，可以有效的规避非牛顿流体冷却液粘度高、传热边界层厚的问题，纳米颗粒作为中间导热媒介可以充分的吸收热量，并传递给内层纳米颗粒和非牛顿流体冷却液液体分子。非牛顿流体冷却液储冷量大，可以缩小散热体积、抗冲击，受到冲击时，非牛顿流体冷却液内呈悬浮状态的微粒便会骤然聚集成微粒簇，随压力的增大瞬间产生较大粘度，起到抗冲击效果，有利于保护电池本体，延长电池本体使用寿命。
所述进液接头104通过管道与循环加压泵2连接，循环加压泵2另一端和散热组件3的储液箱体301相通，所述回液接头105和储液箱体301底部通过管道连接；
所述散热组件3包括储液箱体301、冷却箱体302、散热装置303；所述储液箱体301通过顶部和底部的安装座和电池安装箱体103的侧面固定连接，所述储液箱体301的侧面和冷却箱体302连接，所述冷却箱体302内部设置有制冷片308，所述制冷片308的外侧安装有铝制的散热翅片307，冷却箱体302的外侧安装有散热装置303；所述散热装置303包括冷却电机304、冷却罩305和冷却扇叶306、冷却电机输出轴310，所述冷却罩305安装在冷却箱体302外壳上，冷却罩305固定在电机支撑管架312上，电机支撑管架312中心位置出设置有冷却电机安装座，冷却罩305的中心位置处安装有冷却电机304，冷却电机304和冷却电机安装座通过螺栓固定连接，冷却电机304的冷却电机输出轴310上安装有冷却扇叶306和搅拌叶轮309，所述冷却扇叶306位于散热翅片307外侧，搅拌叶轮309位于冷却电机输出轴310的尾端，安装在储液箱体301内部，冷却电机输出轴310和储液箱体301的安装处设置有密封套；所述冷却箱体302外壳上安装有电源接头用于电连冷却电机304、制冷片308、循环加压泵2及振动输出源402；
散热翅片307包括导热基板3071、螺旋冷却管3072、垂直翅片3073；导热基板3071和制冷片的热端贴合，接触面积大，有利于导热；所述导热基板3071的上表面设置有数排垂直翅片3073，垂直翅片3073之间安装有螺旋冷却管3072，螺旋冷却管3072及冷却罩305采用中空的紫铜管制成，螺旋冷却管3072和冷却罩305相通，螺旋冷却管3072内填充有液态二氧化碳、液态氨等易挥发介质；
导热基板3071吸收热量后传递到垂直翅片3073，垂直翅片3073之间的螺旋冷却管3072吸收热量后其内部的易挥发中间介质吸热变气体上升到冷却罩305内，冷却扇叶306将散热翅片307的热量排除的同时使冷却罩305出现上下温差，位于冷却扇叶306外侧的冷却罩305降温，易挥发中间介质由气态变成液态回流到螺旋冷却管3072内，可实现快速吸收制冷片热端的热量，有效提高散热效率，可进一步缩小体积。
制冷片308为半导体制冷片，温度调节精确，可以通过输入电流的大小改变温度，在电池安装箱体103上安装温度传感器106、压力传感器107及温控系统即可实现电池组件的精准散热，可节约源电池散热的能源输出。
压力传感器107用于监测电池安装箱体103内压力，压力传感器107安装在进液接头104、回液接头105管道相通处，如果压力下降的太多，通过控制系统，加大振动输出源402、循环加压泵2输入功率。
冷却扇叶306的设计有利于制冷片308的热端快速散热，使得制冷片308的冷端产生平稳的温度快速降低。
搅拌叶轮309的设计有利于非牛顿流体冷却液14在储液箱3的中快速冷却，同时防止非牛顿流体冷却液中的纳米颗粒沉淀导致分布不均影响热传递效果。
储液箱体301、冷却箱体302、外箱体1031的外壳设置有保温层，保温层可以有效防止制冷片308产生的冷量泄露，保温层的结构和材料及安装方式均是现有技术不再详细说明。
实施例二、
如图10所示；其他与实施例一相同，不同的是，取消振动片404，将内箱体1032和振动输出转换座403通过螺栓固定连接，内箱体1032的外表面上设置有斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔；用内箱体1032代替插装在电池安装箱体103的中空层内部的振动片404，振动输出源402通过内箱体1032输出振动波，使得在外箱体1031、内箱体1032之间的非牛顿流体冷却液在循环过程中分子之间的对流加快，从而可以有效的克服了其粘度高、传热边界层厚、流动性差的缺点，另外拆装安装方便，便于检修。
使用时，将储液箱体301内部注满非牛顿流体冷却液，温度传感器106监测到电池模组组件1工作发热时，开启冷却电机304、制冷片308,冷却电机304带动冷却扇叶306对制冷片308的热端散热降温，冷端将冷量传递给非牛顿流体冷却液，非牛顿流体冷却液带动通过循环加压泵2在电池安装箱体103循环吸收热量，本发明不仅大大的缩小了电池模组组件1散热体积，还可以通过输入电流的大小改变温度，做到电池模组组件1温度调节精确，节约散热能量输出，同时如果出现意外情况，如意外撞车，电池模组组件1受到冲击时，非牛顿流体冷却液内呈悬浮状态的微粒便会骤然聚集成微粒簇，随压力的增大瞬间产生较大粘度，起到防爆抗冲击效果，有利于保护电池本体，确保使用安全。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新能源电池散热模组，其特征在于：所述散热模组包括电池模组组件、循环加压泵、散热组件和振动发生组件；
所述电池模组组件包括盖板、提手、电池安装箱体、进液接头、回液接头、温度传感器及扩展接头；所述电池安装箱体包括外箱体、内箱体及中空层；外箱体的内部套装有内箱体，内箱体的顶面高度比外箱体的顶面高度低，形成的高度差的安装台阶，安装台阶的高度为盖板的厚度；盖板套装在安装台阶上，四周通过螺栓固定，盖板的下表面设置有弹性密封硅胶，上表面安装有振动发生组件；所述外箱体的两侧面开设有与中空层相通的进液接头和回液接头，外箱体的一侧面还安装有温度传感器及压力传感器；外箱体和内箱体之间形成的四周中空层内填充有非牛顿流体；
所述进液接头通过管道与循环加压泵连接，循环加压泵另一端和散热组件的储液箱体相通，所述回液接头和储液箱体底部通过管道连接；
所述散热组件包括储液箱体、冷却箱体、散热装置；所述储液箱体通过顶部和底部的安装座和电池安装箱体的侧面固定连接，所述储液箱体的侧面和冷却箱体连接，非牛顿流体冷却液通过循环加压泵从储液箱体抽出通过进液接头压入到电池安装箱体的中空层，所述冷却箱体内部设置有制冷片，所述制冷片的外侧安装有铝制的散热翅片，冷却箱体的外侧安装有散热装置；所述散热装置包括冷却电机、冷却罩和冷却扇叶、冷却电机输出轴，所述冷却罩安装在冷却箱体外壳上，冷却罩固定在电机支撑管架上，电机支撑管架中心位置出设置有冷却电机安装座，冷却罩的中心位置处安装有冷却电机，冷却电机和冷却电机安装座通过螺栓固定连接，冷却电机的冷却电机输出轴上安装有冷却扇叶和搅拌叶轮，所述冷却扇叶位于散热翅片外侧，搅拌叶轮位于冷却电机输出轴的尾端，安装在储液箱体内部，冷却电机输出轴和储液箱体的安装处设置有密封套；冷却箱体外壳上安装有电源接头用于电连冷却电机、制冷片、循环加压泵及振动输出源。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电池散热模组，其特征在于：所述散热翅片包括导热基板、螺旋冷却管、垂直翅片；导热基板和制冷片的热端贴合；所述导热基板的上表面设置有数排垂直翅片，垂直翅片之间安装有螺旋冷却管，螺旋冷却管及冷却罩采用中空的紫铜管制成，螺旋冷却管和冷却罩相通，螺旋冷却管内填充有易挥发冷却液。
3.根据权利要求1所述的一种新能源电池散热模组，其特征在于：所述振动输出源为压电陶瓷片，压电陶瓷片和输入电源连接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源电池散热模组，其特征在于：所述盖板的下表面开设有凹槽，凹槽内放置有振动输出转换座，所述振动输出转换座上表面和振动输出源贴合，振动输出转换座的下表面四周设置有振动片，振动片插装在电池安装箱体的中空层内部，所述振动片的表面两侧均分布有斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔；所述盖板的上表面通过螺栓固定安装有振动源安装座，振动源安装座通过螺栓和振动输出源、振动输出转换座固定连接；盖板通过螺栓和电池安装箱体固定连接；所述斜翼片和水平线的角度a为45度，将电池安装箱体的中空层内部分割成若干个隔离的空腔。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电池散热模组，其特征在于：所述内箱体和振动输出转换座通过螺栓固定连接，内箱体的外表面上设置有均匀分布的斜翼片，斜翼片上均匀分布有流通孔，所述斜翼片和水平线的角度a为45度，将电池安装箱体的中空层内部分割成若干个隔离的空腔。
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CN114465329A (zh) * 2022-04-08 2022-05-10 深圳市盾创科技有限公司 一种更换式锂电池快接充电装置
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