CN112677824B - 一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，涉及电池热失控保护系统技术领域；为了提升散热能力；具体包括保护壳和安装电池主体的定位座，所述保护壳呈圆筒状结构，保护壳的圆周外壁开设有均匀分布的透气口；所述电池主体底部安装于定位座内，所述定位座底部外壁通过螺丝固定于保护壳底部内壁；所述电池主体外侧壁设置有等距分布的散热槽；所述保护壳底部内壁通过支撑柱安装有环形水箱。本发明通过设置环形水箱、循环泵、传热水盒等结构，当电池主体工作发热时，利用传热板与电池主体进行热交换，且循环泵能够将环形水箱内冷却液抽出，并通过循环管和传热板循环，从而利于热量的散发。

Description

一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统

技术领域

本发明涉及电池热失控保护系统技术领域，尤其涉及一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统。

背景技术

电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏，为了保障使用的安全性，电动汽车的电池应用中，往往需要配备电池热失控保护系统；目前的电池热失控保护系统，虽能够满足一定的使用需求，但是其一般仅通过风冷或水冷散热，散热能力还有待改善。

经检索，中国专利申请号为CN201820853152.X的专利，公开了一种燃料电池汽车及其散热系统，散热系统包括用于对燃料电池汽车的热源进行散热的散热装置(1)，以及用于对散热装置进行散热的鼓风风扇(2)和抽风风扇(3)，所述鼓风风扇和抽风风扇分别通过安装支架(4)固定在散热装置的两侧，鼓风风扇产生的气流流经散热装置并在抽风风扇的作用下排出至大气。上述专利中的散热系统存在以下不足：仅通过风冷的方式进行散热，散热能力还有待改善。

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，而提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，包括保护壳和安装电池主体的定位座，所述保护壳呈圆筒状结构，保护壳的圆周外壁开设有均匀分布的透气口；所述电池主体底部安装于定位座内，所述定位座底部外壁通过螺丝固定于保护壳底部内壁；所述电池主体外侧壁设置有等距分布的散热槽；所述保护壳底部内壁通过支撑柱安装有环形水箱，环形水箱设置于定位座外侧，所述环形水箱顶部外壁安装有循环泵，循环泵的输出端接有循环管，循环管一端设置有带传热板的传热水盒；所述传热板一侧外壁紧密贴附于电池主体一侧外壁；所述支撑柱一侧外壁通过螺丝固定有下安装架，下安装架顶部外壁通过螺丝固定有电机，电机的输出端转动连接有空心转轴，空心转轴圆周外壁设置有均匀分布的转动叶，转动叶一端固定有与散热槽适配的传热刷头，且环形水箱圆周内侧壁设置有与传热刷头适配的环形传热肋。

优选的：所述环形水箱顶部外壁通过螺丝固定有安装板；所述循环管上设置有膨胀气囊，膨胀气囊呈环形结构，且膨胀气囊一侧外壁紧密贴附于循环管底部外壁，所述安装板一侧底部外壁设置有触发开关，膨胀气囊顶部外壁设置有与触发开关位置适配的挤压片；触发开关接入电机的控制电路。

进一步的：各所述循环管上安装有同一个固定架，膨胀气囊底部安装于固定架内侧。

进一步优选的：所述安装板底部外壁嵌入式安装有两个金属头，膨胀气囊顶部外壁粘接有两个与金属头适配的磁吸块。

作为本发明一种优选的：所述膨胀气囊两侧均设置有折皱。

作为本发明进一步优选的：所述环形水箱顶部外壁设置有供液泵，环形水箱顶部外壁通过螺丝固定有上安装架，空心转轴顶部外壁通过供液滑环可转动的安装于上安装架的底部外壁，供液泵通过输送管与供液滑环导通连接；所述空心转轴圆周外壁设置有均匀分布的出液管，出液管通过空心转轴和供液滑环与输送管相导通，出液管一端固定于传热刷头的一侧外壁；所述出液管一端外表面开设有渗液缝，渗液缝正常状态处于密闭状态。

作为本发明再进一步的方案：所述传热水盒一侧外壁通过支架安装有温度传感器；安装板顶部外壁通过螺丝固定有蜂鸣器，保护壳一侧设置有控制单元，蜂鸣器、温度传感器、电机、触发开关、供液泵、循环泵均与控制单元电性连接。

在前述方案的基础上：所述保护壳底部内壁通过螺丝固定有两个以上的散热风机。

在前述方案的基础上优选的：所述定位座与电池主体底部外壁之间设置有同一个减震气垫。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置环形水箱、循环泵、传热水盒等结构，当电池主体工作发热时，利用传热板与电池主体进行热交换，且循环泵能够将环形水箱内冷却液抽出，并通过循环管和传热板循环，从而利于热量的散发，且由于设置了传热刷头、电机等结构，能够在电机工作时带动传热刷头不断转动于散热槽和环形传热肋之间，从而提升了热交换效果，此外，转动叶能够起到搅动周围气流的效果，提升了散热能力，有效的避免热失控带来的危害。

2.通过设置膨胀气囊、挤压片和触发开关，能够在循环管进行循环散热时，利用膨胀气囊与循环管进行热交换，膨胀气囊受热膨胀，当循环管过热时，膨胀气囊膨胀到一定程度，使得顶部的挤压片接触并挤压触发开关，从而导通电机的控制电路，电机工作，带动传热刷头在散热槽和环形传热肋之间进行热传递，对电池主体进一步降温；通过设置固定架，能够便于对膨胀气囊进行可靠的定位，避免了膨胀气囊偏移而影响触发开关的触发效果；通过设置折皱，能够提升膨胀气囊的形变能力，并促使膨胀气囊在竖直方向上形变，提升了可靠性。

3.通过设置金属头和磁吸块，能够在膨胀气囊膨胀后使磁吸块吸附于金属头上，对膨胀气囊进行一定的固定，当膨胀气囊温度下降时，磁吸块能够基于磁吸力维持与金属头的接触状态，从而使得触发开关持续被触发，当膨胀气囊温度下降至一定程度时，膨胀气囊的回弹力大于磁吸块的吸力，从而使得磁吸块脱离金属头，进而中断电机的工作，该设计能够在电池主体温度过热时，利用电机对其降温到一定程度后再停止工作，有效避免触发开关因温度小幅波动而被频繁触发，提升了稳定性和可靠性。

4.通过设置出液管、供液滑环、供液泵等结构，能够在电机控制空心转轴转动时，供液泵工作通过输送管和供液滑环向空心转轴内供给冷却液，进而使冷却液充盈于出液管内，传热刷头刷动于散热槽内时，出液管一端接触散热槽内壁并被挤压发生形变，进而使渗液缝扩张，使出液管内的冷却液得以排出并作用于电池主体表面，以达到对电池主体散热的效果，进一步提升了散热能力；通过设置温度传感器，能够对电池主体的温度进行实时监测，当温度到达一定高度时，控制单元控制蜂鸣器工作进行报警，避免电池热失控带来的严重后果，以保障使用安全。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统整体的结构示意图；

图2为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统保护壳剖视的结构示意图；

图3为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统定位座剖视的结构示意图；

图4为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统膨胀气囊的结构示意图；

图5为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统转动叶的结构示意图；

图6为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统出液管的结构示意图；

图7为本发明提出的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统的电路流程图。

图中：1保护壳、2循环泵、3安装板、4蜂鸣器、5电池主体、6环形水箱、7透气口、8膨胀气囊、9输送管、10供液泵、11上安装架、12散热风机、13支撑柱、14循环管、15散热槽、16减震气垫、17定位座、18温度传感器、19传热板、20传热水盒、21固定架、22金属头、23触发开关、24挤压片、25磁吸块、26折皱、27环形传热肋、28出液管、29传热刷头、30转动叶、31空心转轴、32电机、33下安装架、34供液滑环、35渗液缝。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，如图1-7所示，包括保护壳1和安装电池主体5的定位座17，所述保护壳1呈圆筒状结构，保护壳1的圆周外壁开设有均匀分布的透气口7；所述电池主体5底部安装于定位座17内，所述定位座17底部外壁通过螺丝固定于保护壳1底部内壁；所述电池主体5外侧壁设置有等距分布的散热槽15；所述保护壳1底部内壁通过支撑柱13安装有环形水箱6，环形水箱6设置于定位座17外侧，所述环形水箱6顶部外壁安装有循环泵2，循环泵2的输出端接有循环管14，循环管14一端设置有带传热板19的传热水盒20；所述传热板19一侧外壁紧密贴附于电池主体5一侧外壁；所述支撑柱13一侧外壁通过螺丝固定有下安装架33，下安装架33顶部外壁通过螺丝固定有电机32，电机32的输出端转动连接有空心转轴31，空心转轴31圆周外壁设置有均匀分布的转动叶30，转动叶30一端固定有与散热槽15适配的传热刷头29，且环形水箱6圆周内侧壁设置有与传热刷头29适配的环形传热肋27；通过设置环形水箱6、循环泵2、传热水盒20等结构，当电池主体5工作发热时，利用传热板19与电池主体5进行热交换，且循环泵2能够将环形水箱6内冷却液抽出，并通过循环管14和传热板19循环，从而利于热量的散发，且由于设置了传热刷头29、电机32等结构，能够在电机32工作时带动传热刷头29不断转动于散热槽15和环形传热肋27之间，从而提升了热交换效果，此外，转动叶30能够起到搅动周围气流的效果，提升了散热能力，有效的避免热失控带来的危害。

为了便于控制电机32工作；如图4所示，所述环形水箱6顶部外壁通过螺丝固定有安装板3；所述循环管14上设置有膨胀气囊8，膨胀气囊8呈环形结构，且膨胀气囊8一侧外壁紧密贴附于循环管14底部外壁，所述安装板3一侧底部外壁设置有触发开关23，膨胀气囊8顶部外壁设置有与触发开关23位置适配的挤压片24；触发开关23接入电机32的控制电路；通过设置膨胀气囊8、挤压片24和触发开关23，能够在循环管14进行循环散热时，利用膨胀气囊8与循环管14进行热交换，膨胀气囊8受热膨胀，当循环管14过热时，膨胀气囊8膨胀到一定程度，使得顶部的挤压片24接触并挤压触发开关23，从而导通电机32的控制电路，电机32工作，带动传热刷头29在散热槽15和环形传热肋27之间进行热传递，对电池主体5进一步降温。

为了提升可靠性；如图4所示，各所述循环管14上安装有同一个固定架21，膨胀气囊8底部安装于固定架21内侧；通过设置固定架21，能够便于对膨胀气囊8进行可靠的定位，避免了膨胀气囊8偏移而影响触发开关23的触发效果。

为了避免频繁触发触发开关23；如图4所示，所述安装板3底部外壁嵌入式安装有两个金属头22，膨胀气囊8顶部外壁粘接有两个与金属头22适配的磁吸块25；通过设置金属头22和磁吸块25，能够在膨胀气囊8膨胀后使磁吸块25吸附于金属头22上，对膨胀气囊8进行一定的固定，当膨胀气囊8温度下降时，磁吸块25能够基于磁吸力维持与金属头22的接触状态，从而使得触发开关23持续被触发，当膨胀气囊8温度下降至一定程度时，膨胀气囊8的回弹力大于磁吸块25的吸力，从而使得磁吸块25脱离金属头22，进而中断电机32的工作，该设计能够在电池主体5温度过热时，利用电机32对其降温到一定程度后再停止工作，有效避免触发开关23因温度小幅波动而被频繁触发，提升了稳定性和可靠性。

为了提升膨胀气囊8的形变能力；如图4所示，所述膨胀气囊8两侧均设置有折皱26；通过设置折皱26，能够提升膨胀气囊8的形变能力，并促使膨胀气囊8在竖直方向上形变，提升了可靠性。

为了提升散热效果；如图5、图6所示，所述环形水箱6顶部外壁设置有供液泵10，环形水箱6顶部外壁通过螺丝固定有上安装架11，空心转轴31顶部外壁通过供液滑环34可转动的安装于上安装架11的底部外壁，供液泵10通过输送管9与供液滑环34导通连接；所述空心转轴31圆周外壁设置有均匀分布的出液管28，出液管28通过空心转轴31和供液滑环34与输送管9相导通，出液管28一端固定于传热刷头29的一侧外壁；所述出液管28一端外表面开设有渗液缝35，渗液缝35正常状态处于密闭状态；通过设置出液管28、供液滑环34、供液泵10等结构，能够在电机32控制空心转轴31转动时，供液泵10工作通过输送管9和供液滑环34向空心转轴31内供给冷却液，进而使冷却液充盈于出液管28内，传热刷头29刷动于散热槽15内时，出液管28一端接触散热槽15内壁并被挤压发生形变，进而使渗液缝35扩张，使出液管28内的冷却液得以排出并作用于电池主体5表面，以达到对电池主体5散热的效果，进一步提升了散热能力。

为了便于检测保护壳1温度，并及时报警；如图3、图4所示，所述传热水盒20一侧外壁通过支架安装有温度传感器18；安装板3顶部外壁通过螺丝固定有蜂鸣器4，保护壳1一侧设置有控制单元，蜂鸣器4、温度传感器18、电机32、触发开关23、供液泵10、循环泵2均与控制单元电性连接；通过设置温度传感器18，能够对电池主体5的温度进行实时监测，当温度到达一定高度时，控制单元控制蜂鸣器4工作进行报警，避免电池热失控带来的严重后果，以保障使用安全。

为了提升散热能力；如图2所示，所述保护壳1底部内壁通过螺丝固定有两个以上的散热风机12；通过设置散热风机12，能够进一步提升散热能力。

为了提升对电池主体5的保护性；如图3所示，所述定位座17与电池主体5底部外壁之间设置有同一个减震气垫16；通过设置减震气垫16，能够对电池主体5起到减震保护的效果，提升了实用性。

本实施例在使用时，当电池主体5工作发热时，利用传热板19与电池主体5进行热交换，且循环泵2能够将环形水箱6内冷却液抽出，并通过循环管14和传热板19循环，从而利于热量的散发，且由于设置了传热刷头29、电机32等结构，能够在电机32工作时带动传热刷头29不断转动于散热槽15和环形传热肋27之间，从而提升了热交换效果，此外，转动叶30能够起到搅动周围气流的效果，提升了散热能力，有效的避免热失控带来的危害；由于设置了膨胀气囊8、挤压片24和触发开关23，能够在循环管14进行循环散热时，利用膨胀气囊8与循环管14进行热交换，膨胀气囊8受热膨胀，当循环管14过热时，膨胀气囊8膨胀到一定程度，使得顶部的挤压片24接触并挤压触发开关23，从而导通电机32的控制电路，电机32工作，带动传热刷头29在散热槽15和环形传热肋27之间进行热传递，对电池主体5进一步降温；通过设置金属头22和磁吸块25，能够在膨胀气囊8膨胀后使磁吸块25吸附于金属头22上，对膨胀气囊8进行一定的固定，当膨胀气囊8温度下降时，磁吸块25能够基于磁吸力维持与金属头22的接触状态，从而使得触发开关23持续被触发，当膨胀气囊8温度下降至一定程度时，膨胀气囊8的回弹力大于磁吸块25的吸力，从而使得磁吸块25脱离金属头22，进而中断电机32的工作，该设计能够在电池主体5温度过热时，利用电机32对其降温到一定程度后再停止工作，有效避免触发开关23因温度小幅波动而被频繁触发，提升了稳定性和可靠性；此外，通过设置出液管28、供液滑环34、供液泵10等结构，能够在电机32控制空心转轴31转动时，供液泵10工作通过输送管9和供液滑环34向空心转轴31内供给冷却液，进而使冷却液充盈于出液管28内，传热刷头29刷动于散热槽15内时，出液管28一端接触散热槽15内壁并被挤压发生形变，进而使渗液缝35扩张，使出液管28内的冷却液得以排出并作用于电池主体5表面，以达到对电池主体5散热的效果，进一步提升了散热能力；电池主体5工作期间，温度传感器18能够对电池主体5的温度进行实时监测，当温度到达一定高度时，控制单元控制蜂鸣器4工作进行报警，避免电池热失控带来的严重后果，以保障使用安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范

围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，包括保护壳（1）和安装电池主体（5）的定位座（17），其特征在于，所述保护壳（1）呈圆筒状结构，保护壳（1）的圆周外壁开设有均匀分布的透气口（7）；所述电池主体（5）底部安装于定位座（17）内，所述定位座（17）底部外壁通过螺丝固定于保护壳（1）底部内壁；所述电池主体（5）外侧壁设置有等距分布的散热槽（15）；所述保护壳（1）底部内壁通过支撑柱（13）安装有环形水箱（6），环形水箱（6）设置于定位座（17）外侧，所述环形水箱（6）顶部外壁安装有循环泵（2），循环泵（2）的输出端接有循环管（14），循环管（14）一端设置有带传热板（19）的传热水盒（20）；所述传热板（19）一侧外壁紧密贴附于电池主体（5）一侧外壁；所述支撑柱（13）一侧外壁通过螺丝固定有下安装架（33），下安装架（33）顶部外壁通过螺丝固定有电机（32），电机（32）的输出端转动连接有空心转轴（31），空心转轴（31）圆周外壁设置有均匀分布的转动叶（30），转动叶（30）一端固定有与散热槽（15）适配的传热刷头（29），且环形水箱（6）圆周内侧壁设置有与传热刷头（29）适配的环形传热肋（27）；

所述环形水箱（6）顶部外壁设置有供液泵（10），环形水箱（6）顶部外壁通过螺丝固定有上安装架（11），空心转轴（31）顶部外壁通过供液滑环（34）可转动的安装于上安装架（11）的底部外壁，供液泵（10）通过输送管（9）与供液滑环（34）导通连接；所述空心转轴（31）圆周外壁设置有均匀分布的出液管（28），出液管（28）通过空心转轴（31）和供液滑环（34）与输送管（9）相导通，出液管（28）一端固定于传热刷头（29）的一侧外壁；所述出液管（28）一端外表面开设有渗液缝（35），渗液缝（35）正常状态处于密闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，所述环形水箱（6）顶部外壁通过螺丝固定有安装板（3）；所述循环管（14）上设置有膨胀气囊（8），膨胀气囊（8）呈环形结构，且膨胀气囊（8）一侧外壁紧密贴附于循环管（14）底部外壁，所述安装板（3）一侧底部外壁设置有触发开关（23），膨胀气囊（8）顶部外壁设置有与触发开关（23）位置适配的挤压片（24）；触发开关（23）接入电机（32）的控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，各所述循环管（14）上安装有同一个固定架（21），膨胀气囊（8）底部安装于固定架（21）内侧。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，所述安装板（3）底部外壁嵌入式安装有两个金属头（22），膨胀气囊（8）顶部外壁粘接有两个与金属头（22）适配的磁吸块（25）。

5.根据权利要求4所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，所述膨胀气囊（8）两侧均设置有折皱（26）。

6.根据权利要求1所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，所述传热水盒（20）一侧外壁通过支架安装有温度传感器（18）；安装板（3）顶部外壁通过螺丝固定有蜂鸣器（4），保护壳（1）一侧设置有控制单元，蜂鸣器（4）、温度传感器（18）、电机（32）、触发开关（23）、供液泵（10）、循环泵（2）均与控制单元电性连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种具有自动报警功能的电动汽车电池热失控的保护系统，其特征在于，所述定位座（17）与电池主体（5）底部外壁之间设置有同一个减震气垫（16）。

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