CN113131069A - 一种具有防水散热的新能源汽车电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有防水散热的新能源汽车电池，属于新能源电池领域，一种具有防水散热的新能源汽车电池，包括侧盖、顶盖、连接框及电池包，电池包内嵌固定在连接框内，连接框内设温度检测单元，电池包的两侧设有冷却装置，冷却装置包括导热硅胶板、散热板和往复导热板，散热板一端等距均分设有若干散热翅板，两个散热翅板的凹槽内设膨胀囊体，往复导热板一侧设有多组吸附磁块，往复导热板间设有冷却包，侧盖外壁设有冷却仓，本发明无需额外的泵机运行，能避免额外的电力输出、有效控制的降温成本，同时利用电池包自主防呼吸式的降温方式，降温反应迅速有效，具有市场前景，适合推广运用。

Description

一种具有防水散热的新能源汽车电池
技术领域
本发明涉及新能源电池领域，更具体地说，涉及一种具有防水散热的新能源汽车电池。
背景技术
新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。
随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指太阳能、风能、地热能、氢能等，按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能、核能等。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
现有的新能源汽车电池模组因其本身为储存电量的装置，所以在汽车运行时易发生高温、爆炸等现象，常规的热交换散热方式反馈不及时、且需要额外泵组运行造成能源浪费、同时密闭性能差，内部进入水分时会导致新能源汽车电池模组短路，从而导致新能源汽车电池模组无法使用或引起火灾造成财产损失或者对使用者造成人身安全威胁的问题，为此我们提出一种具有防水散热的新能源汽车电池来解决以上问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有防水散热的新能源汽车电池，通过温度检测单元检测连接框内的电池包的运行温度，同时电池包在运行时将热量通过导热硅胶板依次传递至散热板、往复导热板及冷却包内，当膨胀囊体内的高热膨胀系数气体受热膨胀，迫使冷却包两侧的往复导热板克服吸附磁块对铁质贴片的磁力而相互靠近，此时控制单元根据温度检测单元检测的高温阀值，开启回流阀、闭合导流阀，冷却包内的受热冷却液回流至冷却仓，此时冷却包为负压状态，由控制单元闭合回流阀，开启导流阀，冷却仓内经过冷却风扇充分冷却的冷却液经过导流管分流进冷却包内，膨胀囊体受冷收缩，往复导热板利用吸附磁块和铁质贴片的吸附力归位，进行下一冷却循环，本发明无需额外的泵机运行，能避免额外的电力输出、有效控制的降温成本，同时利用电池包自主防呼吸式的降温方式，降温反应迅速有效，具有市场前景，适合推广运用。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种具有防水散热的新能源汽车电池，包括相邻排布形成电池组的连接框、内嵌在连接框内的电池包、连接在电池组左右两侧的侧盖和连接在电池组上端的顶盖，所述连接框内安装设有温度检测单元，所述电池包的左右两端均设置有冷却装置，所述冷却装置包括有分别胶接在电池包左右两端的导热硅胶板，所述导热硅胶板远离电池包的一侧设有散热板和往复导热板，所述散热板的一端等距均分设有若干散热翅板，所述散热翅板与往复导热板相对设置，相邻两个所述散热翅板的凹槽内设有膨胀囊体，所述往复导热板与散热板相对的一侧设有多组吸附磁块，所述吸附磁块与散热翅板的凹槽相匹配，所述散热翅板的凹槽内固定有两组与吸附磁块相匹配的铁质贴片，相邻两组所述连接框之间连接设有冷却包，且冷却包的左右两端分别与相对应的往复导热板连接，所述侧盖的外壁一端固定有冷却仓，所述冷却仓内填充设有冷却液，所述冷却仓的上下两端分别固定连接设有与其相接通的回流管和导流管，且回流管和导流管均与冷却包相接通，所述回流管和导流管上分别安装设有回流阀和导流阀，所述冷却仓的仓壁一端固定有冷却风扇，所述冷却仓顶部固定有控制单元，本发明通过温度检测单元检测连接框内的电池包的运行温度，同时电池包在运行时将热量通过导热硅胶板依次传递至散热板、往复导热板及冷却包内，当膨胀囊体内的高热膨胀系数气体受热膨胀，迫使冷却包两侧的往复导热板克服吸附磁块对铁质贴片的磁力而相互靠近，此时控制单元根据温度检测单元检测的高温阀值，开启回流阀、闭合导流阀，冷却包内的受热冷却液回流至冷却仓，此时冷却包为负压状态，由控制单元闭合回流阀，开启导流阀，冷却仓内经过冷却风扇充分冷却的冷却液经过导流管分流进冷却包内，膨胀囊体受冷收缩，往复导热板利用吸附磁块和铁质贴片的吸附力归位，进行下一冷却循环，本发明无需额外的泵机运行，能避免额外的电力输出、有效控制的降温成本，同时利用电池包自主防呼吸式的降温方式，降温反应迅速有效，具有市场前景，适合推广运用。
进一步的，所述控制单元为以单片机为核心的电路板，所述控制单元通过导线外接电源，所述回流阀和导流阀均为电磁阀门，所述回流阀、导流阀、冷却风扇及温度检测单元均通过导线与控制单元电性连接，由控制单元集成控制回流阀、导流阀、冷却风扇及温度检测单元，能自检电池运行温度，智能控制温度，反应迅速。
进一步的，所述膨胀囊体内密闭填充设有热膨胀系数高且不易燃气体，利用膨胀囊体内的气体的热胀冷缩原理，实现膨胀囊体的膨胀和收缩，控制冷却包两侧的往复导热板靠近或远离，实现自主泵吸效果，降低运行成本，提升使用安全性。
进一步的，所述侧盖、顶盖、连接框均为铝合金材质，所述连接框的边侧设有若干装配孔，多个所述连接框间通过所述装配孔及连接螺栓进行排列装配，所述侧盖、顶盖、连接框的连接节点间均胶接有密闭防水胶，通过密闭防水胶的整体密闭，实现连接框内部的密闭性，提升防水性能。
进一步的，所述冷却包为弹性硅胶包体，所述冷却包的两侧分别与往复导热板胶接，所述往复导热板通过吸附磁块活动连接在散热翅板的凹槽内，两组所述铁质贴片分别设置在膨胀囊体的上下两侧，利用吸附磁块的磁性实现往复导热板的复位，采用磁力复位，无需额外动力输入，运行稳定。
进一步的，所述冷却仓内通过两块隔板分隔成三个储液仓，三个所述储液仓的底部相连通设置，所述回流管及导流管分别与两侧储液仓的顶部及底部相连通设置，通过隔板使冷却仓内部形成曲折回路，使回流的冷却液能充分冷却，确保导流管流入的冷却液具有低温性。
进一步的，所述冷却仓内填充的冷却液为方棚油。
进一步的，所述电池包为聚合物电池模块。
进一步的，两个相邻的连接框间设有便于回流管及导流管通过的通孔，所述通孔的内壁与回流管及导流管的外壁连接节点间胶接设有密封套。
进一步的，所述连接框的数量为5-15个，所述顶盖根据连接框的数量设计成多种长度型号，通过不同数量的连接框和不同型号的顶盖的组装配合，能满足各个型号汽车电池仓的排布需求，适用性强，能提升使用装配的灵活性。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案在使用时，通过温度检测单元检测连接框内的电池包的运行温度，同时电池包在运行时将热量通过导热硅胶板依次传递至散热板、往复导热板及冷却包内，当膨胀囊体内的高热膨胀系数气体受热膨胀，迫使冷却包两侧的往复导热板克服吸附磁块对铁质贴片的磁力而相互靠近，此时控制单元根据温度检测单元检测的高温阀值，开启回流阀、闭合导流阀，冷却包内的受热冷却液回流至冷却仓，此时冷却包为负压状态，由控制单元闭合回流阀，开启导流阀，冷却仓内经过冷却风扇充分冷却的冷却液经过导流管分流进冷却包内，膨胀囊体受冷收缩，往复导热板利用吸附磁块和铁质贴片的吸附力归位，进行下一冷却循环，本发明无需额外的泵机运行，能避免额外的电力输出、有效控制的降温成本，同时利用电池包自主防呼吸式的降温方式，降温反应迅速有效，具有市场前景，适合推广运用。
(2)本方案由控制单元集成控制回流阀、导流阀、冷却风扇及温度检测单元，能自检电池运行温度，智能控制温度，反应迅速。
(3)本方案通过密闭防水胶的整体密闭，实现连接框内部的密闭性，提升防水性能。
(4)本方案利用膨胀囊体内的气体的热胀冷缩原理，实现膨胀囊体的膨胀和收缩，控制冷却包两侧的往复导热板靠近或远离，实现自主泵吸效果，降低运行成本，提升使用安全性。
(5)本方案利用吸附磁块的磁性实现往复导热板的复位，采用磁力复位，无需额外动力输入，运行稳定。
(6)通过隔板使冷却仓内部形成曲折回路，使回流的冷却液能充分冷却，确保导流管流入的冷却液具有低温性。
(7)本方案通过不同数量的连接框和不同型号的顶盖的组装配合，能满足各个型号汽车电池仓的排布需求，适用性强，能提升使用装配的灵活性。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的背面结构示意图；
图3为本发明的内部结构示意图；
图4为本发明的爆炸结构示意图；
图5为本发明中提出的连接框及冷却装置正面爆炸结构示意图；
图6为本发明中提出的连接框及冷却装置背面爆炸结构示意图；
图7为本发明中提出的冷却仓内部结构示意图。
图中标号说明：
1侧盖、2顶盖、3连接框、301温度检测单元、302装配孔、31电池包、32导热硅胶板、33散热板、331散热翅板、34膨胀囊体、35往复导热板、351吸附磁块、36冷却包、4冷却仓、41冷却风扇、42回流管、421回流阀、43控制单元、44导流管、441导流阀、45隔板。
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”、“顶/底端”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”、“套设/接”、“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。
实施例1：
请参阅图1-4，一种具有防水散热的新能源汽车电池，包括相邻排布形成电池组的连接框3、内嵌在连接框3内的电池包31、连接在电池组左右两侧的侧盖1和连接在电池组上端的顶盖2，电池包31为聚合物电池模块，连接框3的数量为5-15个，顶盖2根据连接框3的数量设计成多种长度型号，通过不同数量的连接框3和不同型号的顶盖2的组装配合，能满足各个型号汽车电池仓的排布需求，适用性强，能提升使用装配的灵活性，侧盖1、顶盖2、连接框3均为铝合金材质，连接框3的边侧设有若干装配孔302，多个连接框3间通过装配孔302及连接螺栓进行排列装配，侧盖1、顶盖2、连接框3的连接节点间均胶接有密闭防水胶，通过密闭防水胶的整体密闭，实现连接框3内部的密闭性，提升防水性能。
请参阅图3、图5和图6，连接框3内安装设有温度检测单元301，电池包31的左右两端均设置有冷却装置，冷却装置包括有分别胶接在电池包31左右两端的导热硅胶板32，导热硅胶板32远离电池包31的一侧设有散热板33和往复导热板35，散热板33的一端等距均分设有若干散热翅板331，散热翅板331与往复导热板35相对设置，相邻两个散热翅板331的凹槽内设有膨胀囊体34，膨胀囊体34内密闭填充设有热膨胀系数高且不易燃气体，往复导热板35与散热板33相对的一侧设有多组吸附磁块351，吸附磁块351与散热翅板331的凹槽相匹配，相邻两组连接框3之间连接设有冷却包36，且冷却包36的左右两端分别与相对应的往复导热板35连接，利用膨胀囊体34内的气体热胀冷缩原理，实现膨胀囊体34的膨胀和收缩，控制冷却包36两侧的往复导热板35靠近或远离，实现自主泵吸效果，降低运行成本，提升使用安全性。
请参阅图5和图6，冷却包36为弹性硅胶包体，冷却包36的两侧分别与往复导热板35胶接，往复导热板35通过吸附磁块351活动连接在散热翅板331的凹槽内，散热翅板331的凹槽内固定有两组与吸附磁块351相匹配的铁质贴片，两组铁质贴片分别设置在膨胀囊体34的上下两侧，利用吸附磁块351的磁性实现往复导热板35的复位，采用磁力复位，无需额外动力输入，运行稳定。
请参阅图7，侧盖1的外壁一端固定有冷却仓4，冷却仓4内填充设有冷却液，冷却仓4内填充的冷却液为方棚油，冷却仓4的上下两端分别固定连接设有与其相接通的回流管42和导流管44，且回流管42和导流管44均与冷却包36相接通，两个相邻的连接框3间设有便于回流管42及导流管44通过的通孔，通孔的内壁与回流管42及导流管44的外壁连接节点间胶接设有密封套，回流管42和导流管44上分别安装设有回流阀421和导流阀441，冷却仓4内通过两块隔板45分隔成三个储液仓，三个储液仓的底部相连通设置，回流管42及导流管44分别与两侧储液仓的顶部及底部相连通设置，冷却仓4的仓壁一端固定有冷却风扇41，通过隔板45使冷却仓4内部形成曲折回路，使回流的冷却液能充分冷却，确保导流管44流入的冷却液具有低温性。
请参阅图1和图3，冷却仓4顶部固定有控制单元43，控制单元43为以单片机为核心的电路板，控制单元43通过导线外接电源，回流阀421和导流阀441均为电磁阀门，回流阀421、导流阀441、冷却风扇41及温度检测单元301均通过导线与控制单元43电性连接，本方案由控制单元43集成控制回流阀421、导流阀441、冷却风扇41及温度检测单元301，能自检电池运行温度，智能控制温度，反应迅速。
本方案在使用时，通过温度检测单元301检测连接框3内的电池包31的运行温度，同时电池包31在运行时将热量通过导热硅胶板32依次传递至散热板33、往复导热板35及冷却包36内，当膨胀囊体34内的高热膨胀系数气体受热膨胀，迫使冷却包36两侧的往复导热板35克服吸附磁块351对铁质贴片的磁力而相互靠近，此时控制单元43根据温度检测单元301检测的高温阀值，开启回流阀421、闭合导流阀441，冷却包36内的受热冷却液回流至冷却仓4，此时冷却包36为负压状态，由控制单元43闭合回流阀421，开启导流阀441，冷却仓4内经过冷却风扇41充分冷却的冷却液经过导流管44分流进冷却包36内，膨胀囊体34受冷收缩，往复导热板35利用吸附磁块351和铁质贴片的吸附力归位，进行下一冷却循环，本发明无需额外的泵机运行，能避免额外的电力输出、有效控制的降温成本，同时利用电池包自主防呼吸式的降温方式，降温反应迅速有效，具有市场前景，适合推广运用。
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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有防水散热的新能源汽车电池，包括相邻排布形成电池组的连接框(3)、内嵌在连接框(3)内的电池包(31)、连接在电池组左右两侧的侧盖(1)和连接在电池组上端的顶盖(2)，其特征在于：所述连接框(3)内安装设有温度检测单元(301)，所述电池包(31)的左右两端均设置有冷却装置，所述冷却装置包括有分别胶接在电池包(31)左右两端的导热硅胶板(32)，所述导热硅胶板(32)远离电池包(31)的一侧设有散热板(33)和往复导热板(35)，所述散热板(33)的一端等距均分设有若干散热翅板(331)，所述散热翅板(331)与往复导热板(35)相对设置，相邻两个所述散热翅板(331)的凹槽内设有膨胀囊体(34)，所述往复导热板(35)与散热板(33)相对的一侧设有多组吸附磁块(351)，所述吸附磁块(351)与散热翅板(331)的凹槽相匹配，所述散热翅板(331)的凹槽内固定有两组与吸附磁块(351)相匹配的铁质贴片，相邻两组所述连接框(3)之间连接设有冷却包(36)，且冷却包(36)的左右两端分别与相对应的往复导热板(35)连接，所述侧盖(1)的外壁一端固定有冷却仓(4)，所述冷却仓(4)内填充设有冷却液，所述冷却仓(4)的上下两端分别固定连接设有与其相接通的回流管(42)和导流管(44)，且回流管(42)和导流管(44)均与冷却包(36)相接通，所述回流管(42)和导流管(44)上分别安装设有回流阀(421)和导流阀(441)，所述冷却仓(4)的仓壁一端固定有冷却风扇(41)，所述冷却仓(4)顶部固定有控制单元(43)。
2.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述控制单元(43)为以单片机为核心的电路板，所述控制单元(43)通过导线外接电源，所述回流阀(421)和导流阀(441)均为电磁阀门，所述回流阀(421)、导流阀(441)、冷却风扇(41)及温度检测单元(301)均通过导线与控制单元(43)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述膨胀囊体(34)内密闭填充设有热膨胀系数高且不易燃气体。
4.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述侧盖(1)、顶盖(2)、连接框(3)均为铝合金材质，所述连接框(3)的边侧设有若干装配孔(302)，多个所述连接框(3)间通过所述装配孔(302)及连接螺栓进行排列装配，所述侧盖(1)、顶盖(2)、连接框(3)的连接节点间均胶接有密闭防水胶。
5.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述冷却包(36)为弹性硅胶包体，所述冷却包(36)的两侧分别与往复导热板(35)胶接，所述往复导热板(35)通过吸附磁块(351)活动连接在散热翅板(331)的凹槽内，两组所述铁质贴片分别设置在膨胀囊体(34)的上下两侧。
6.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述冷却仓(4)内通过两块隔板(45)分隔成三个储液仓，三个所述储液仓的底部相连通设置，所述回流管(42)及导流管(44)分别与两侧储液仓的顶部及底部相连通设置。
7.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述冷却仓(4)内填充的冷却液为方棚油。
8.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述电池包(31)为聚合物电池模块。
9.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：两个相邻的连接框(3)间设有便于回流管(42)及导流管(44)通过的通孔，所述通孔的内壁与回流管(42)及导流管(44)的外壁连接节点间胶接设有密封套。
10.根据权利要求1所述的一种具有防水散热的新能源汽车电池，其特征在于：所述连接框(3)的数量为5-15个，所述顶盖(2)根据连接框(3)的数量设计成多种长度型号。
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