CN114069095B - 一种自调温式钛酸锂电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自调温式钛酸锂电池模组，包括外置的外柜体及其内部安装的内柜体，且外柜体的内部边角位置与内柜体的外部边角位置之间固定连接有弹性绳；电池模组本体，设置于所述内柜体的内部等间距均匀分布；其特征在于，还包括：流通孔，设置于所述内柜体上；调温组件，固定于所述外柜体的底部；温控组件和电机，分别固定于所述外柜体的右侧外壁顶部及底部；进气管，其下端贯通连接于所述调温组件的顶部边缘位置。该自调温式钛酸锂电池模组，极大的提高恶劣环境下的电池模组抗冲击防护效果，并且在利用液体的流动性进行防护同时，进行工作环境温度的调控改变。

Description

一种自调温式钛酸锂电池模组

技术领域

本发明涉及钛酸锂电池相关技术领域，具体为一种自调温式钛酸锂电池模组。

背景技术

钛酸锂电池是一种具有高安全性、高稳定性、使用寿命长且绿色环保特性的新型锂离子电池，为了满足极限天气环境中的常规化电能使用供给，其也会应用于如低温的极寒环境中，为低温作业者提供生活需要的电能；

然而现有的低温作业钛酸锂电池模组在使用时存在以下问题：

1、仅常规化的满足其低温环境下作业时的条件，在使用时，容易因温度过低导致其开启功能限制，不能够对其所处环境温度进行实时的监控调节，调整温度的高低变化，易导致电池模组热损或低温冻损；

2、在使用或存放状态下，电池模组保护性能低下，易因外界环境中的外力作用，出现动能传递导致的震荡，出现内部结构的碰撞损坏，对外力的卸载削弱效果不足，不能够降低恶劣环境的势能影响。

针对上述问题，急需在原有钛酸锂电池模组的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自调温式钛酸锂电池模组，以解决上述背景技术提出现有的钛酸锂电池模组仅常规化的满足其低温环境下作业时的条件，在使用时，容易因温度过低导致其开启功能限制，不能够对其所处环境温度进行实时的监控调节，调整温度的高低变化，易导致电池模组热损或低温冻损，电池模组保护性能低下，易因外界环境中的外力作用，出现动能传递导致的震荡，出现内部结构的碰撞损坏，对外力卸载削弱效果不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自调温式钛酸锂电池模组，包括外置的外柜体及其内部安装的内柜体，且外柜体的内部边角位置与内柜体的外部边角位置之间固定连接有弹性绳；

电池模组本体，设置于所述内柜体的内部等间距均匀分布，且内柜体的顶部与所述外柜体的顶部之间贯通连接有螺纹管，并且螺纹管的内部设置有与电池模组本体连接的导体；

其特征在于，还包括：

流通孔，设置于所述内柜体上，且流通孔的上下出口与内柜体的顶部和底部贯通；

调温组件，固定于所述外柜体的底部，且调温组件和外柜体的连接处最左侧和最右边均开设有贯通孔，并且调温组件和外柜体的内部设置有防冻液，而且外柜体的外侧壁上嵌入式固定有散热板；

温控组件和电机，分别固定于所述外柜体的右侧外壁顶部及底部，且电机边侧的调温组件边缘顶部固定有涡轮扇和涡旋管，并且涡轮扇的出风口与涡旋管的进气口相连，而且涡轮扇的转动中轴与电机的输出轴端固定连接；

进气管，其下端贯通连接于所述调温组件的顶部边缘位置，且进气管的另一端连接有连通阀，并且连通阀与涡旋管的出气口贯通，而且进气管的顶部最高处位于外柜体之上。

采用上述技术方案，利用液体的流通，改变电池模组所处的环境温度，高热散热，低温加热维持电池模组工作的所需最近温度，并且能够利用斜体的流通性能，实现电池模组的外力势能卸载削弱防护，提高其使用防护效果。

优选的，所述内柜体的外壁与外柜体的内壁之间填充满防冻液，且外柜体的顶部设置有出气阀，并且内柜体与外柜体之间的各对应侧之间的间距设置相同。

采用上述技术方案，利用防冻液的液体流通性，达到外力的缓冲削弱保护效果。

优选的，所述流通孔与电池模组本体内的电池本体竖向平行设置，且流通孔与电池之间为等间距的错位分布，并且电池模组本体密封安装于内柜体的内部。

采用上述技术方案，提高电池模组本体的使用升温和降温效果，利用液体流动，达到热能的快速传递。

优选的，所述温控组件和外柜体的连接处还设置有：

接触腔，固定于所述外柜体的右侧内壁，且接触腔的顶部与温控组件的内部贯通，并且接触腔的中部活动安装有伸缩轴，而且伸缩轴下方的接触腔内部设置有水银，同时伸缩轴的上端固定连接有推动力臂的一端。

采用上述技术方案，通过外柜体内的温度变化，利用热胀冷缩效应调整水银的体积膨胀改变，从而达到伸缩轴和推动力臂的推动位移目的。

优选的，所述推动力臂的另一端贯穿至温控组件的内部，且温控组件的内部铰接有导电杆的一端，并且导电杆的外壁与推动力臂的另一端之间竖向平面错位设置；

推动力臂靠向导电杆的外壁设置有平行的凸起状结构，且导电杆位于推动力臂的右侧杆长小于其左侧杆长。

采用上述技术方案，利用推动力臂的位置移动，在杠杆作用下，有效推动改变导电杆的翻转状态。

优选的，所述涡旋管的冷热两组出气口通过第一导气管和第二导气管与连通阀的内部贯通，且第一导气管和第二导气管及进气管三者与连通阀贯通连接处呈三等分结构分布。

采用上述技术方案，便于第一导气管和第二导气管及进气管三者之间的不同连接，进行有效气体的导通和无效气体的排废。

优选的，所述连通阀的内部转动安装有气封板，且连通阀的底部中心位置开设有排废口，并且气封板贯穿至连通阀外侧的中轴端固定有齿轮本体，而且连通阀的背面外壁固定有外壳，同时外壳之间活动安装有推动杆。

采用上述技术方案，通过气封板的转动调节，实现排废口对无效气体的直接排放，并将有效气体导入进气管内。

优选的，所述推动杆与外壳构成同轴分布的相对伸缩结构，且推动杆的中部外壁设置为条形锯齿状结构，并且推动杆的锯齿外壁与齿轮本体之间啮合连接，而且推动杆的末端设置有磁铁，同时推动杆的末端与外壳的内壁之间固定有弹性件。

采用上述技术方案，利用推动杆的伸缩运动，能够有效的调整齿轮本体和推动杆之间啮合连接状态，从而改变气封板的转动角度。

优选的，所述外壳关于连通阀的竖向中心轴线对称设置有2个，且2个外壳内均固定有电磁铁，并且2个电磁铁与通电板一一对应设置，而且2个通电板均设置有温控组件内，位于导电杆末端的上方及下方；

导电杆与通电板内设置有导线，2个通电板及电磁铁并联设置，导电杆与电机电气连接。

采用上述技术方案，在液体的热胀冷缩作用下，改变导电杆与不同通电板之间的接触式电气连接关系，从而使得电机启动工作，并且不同的电磁铁通电产生与磁块相互排斥的磁力。

优选的，所述调温组件的内部转动安装有绞龙轴，且绞龙轴的末端与电机的输出轴外壁之间连接有降速齿轮链带组件。

采用上述技术方案，在利用气流带动防冻液进行温度改变以及流动的同时，利用该结构，提高防冻液的流动速率，从而使得温度的传导更加快速且均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该自调温式钛酸锂电池模组，极大的提高恶劣环境下的电池模组抗冲击防护效果，并且在利用液体的流动性进行防护同时，进行工作环境温度的调控改变；

1、在外柜体和内柜体之间的填充防冻液，其液体的流动性及弹性绳的弹性作用，使得内柜体在稳定安装时，能够利用两者的物质性能，使得外柜体在恶劣环境下受到外界的强烈冲击时，内柜体能够维持良好的安装稳定性及内部缓冲性防护效果，有效避免内柜体出现内部结构的冲击破坏；

2、而在防冻液进行内柜体的内部电池模组进行缓冲防护时，其本体会进行温度的传导，使其与其密切接触的水银，感受其温度的变化，在其本体的热胀冷缩效应作用下，推动与其配套安装的伸缩轴和推动力臂进行同步的升降运动，在改变导电杆翻转运动，使得导电杆与不同的通电板接触，连通不同的电磁铁所在电路，达到进气管与不同的导气管进行连通的同时，电机同步工作启动，使得电池模组所在环境温度过低时，防冻液内会导入高温气体，而电池模组所在环境温度过高时，防冻液内会导入低温气体，实现所在环境温度的自动调节控制，保护电池模组并且维持其使用的高效性。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明流通孔分布结构示意图；

图3为本发明温控组件结构示意图；

图4为本发明推动力臂和导电杆连接结构示意图；

图5为本发明电磁所在电路简易示意图；

图6为本发明连通阀背面结构示意图；

图7为本发明连通阀内部结构示意图；

图8为本发明推动杆安装结构示意图。

图中：1、外柜体；2、内柜体；3、弹性绳；4、电池模组本体；5、流通孔；6、调温组件；7、防冻液；8、螺纹管；9、散热板；10、温控组件；1001、接触腔；1002、伸缩轴；1003、推动力臂；1004、导电杆；11、电机；12、涡轮扇；13、涡旋管；1301、第一导气管；1302、第二导气管；14、进气管；1401、绞龙轴；1402、降速齿轮链带组件；15、连通阀；1501、气封板；1502、排废口；1503、齿轮本体；1504、外壳；1505、推动杆；1506、电磁铁；1507、通电板。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种自调温式钛酸锂电池模组，包括外置的外柜体1及其内部安装的内柜体2，且外柜体1的内部边角位置与内柜体2的外部边角位置之间固定连接有弹性绳3，实现内柜体2的安装定位，并且利用其软连接作用，使得内柜体2在安装后能够以晃动的方式实现外力荷载削弱；

电池模组本体4，设置于内柜体2的内部等间距均匀分布，且内柜体2的顶部与外柜体1的顶部之间贯通连接有螺纹管8，并且螺纹管8的内部设置有与电池模组本体4连接的导体，不会影响电池模组本体4的蓄电及电力释放；

其特征在于，还包括：

采用如图1-2所示的该技术方案，流通孔5，设置于内柜体2上，且流通孔5的上下出口与内柜体2的顶部和底部贯通，内柜体2的外壁与外柜体1的内壁之间填充满防冻液7，且外柜体1的顶部设置有出气阀，并且内柜体2与外柜体1之间的各对应侧之间的间距设置相同，使得防冻液7填充至内柜体2和外柜体1之间，能够利用液体的缓冲作用实现内柜体2及其内部结构的防护，降低冲击、震荡导致的内部结构损坏，并且流通孔5与电池模组本体4内的电池本体竖向平行设置，且流通孔5与电池之间为等间距的错位分布，并且电池模组本体4密封安装于内柜体2的内部，流通孔5和其内部流通的防冻液7作用，能够利用液体的流动及导热效果，提高内柜体2的温度调控效率及温度调控分布的均匀性；

调温组件6，固定于外柜体1的底部，且调温组件6和外柜体1的连接处最左侧和最右边均开设有贯通孔，并且调温组件6和外柜体1的内部设置有防冻液7，而且外柜体1的外侧壁上嵌入式固定有散热板9，防冻液7在对内柜体2缓冲防护及导热的同时，能够利用散热板9的高效散热效率，使得防冻液7的散热量提高，在内柜体2进行工作产热时，带走防冻液7内部的蓄留温度，防止内柜体2出现工作时的热损。

采用如图1和图3-8所示的该技术方案，温控组件10和电机11，分别固定于外柜体1的右侧外壁顶部及底部，且电机11边侧的调温组件6边缘顶部固定有涡轮扇12和涡旋管13，并且涡轮扇12的出风口与涡旋管13的进气口相连，而且涡轮扇12的转动中轴与电机11的输出轴端固定连接，利用电机11的启动，带动涡轮扇12启动，产生足量的高压气流导入涡旋管13中，利用涡旋管13的作用产生冷、热两种不同的气流，对两种气流中的温度进行利用回收；

温控组件10和外柜体1的连接处还设置有：

接触腔1001，固定于外柜体1的右侧内壁，且接触腔1001的顶部与温控组件10的内部贯通，并且接触腔1001的中部活动安装有伸缩轴1002，而且伸缩轴1002下方的接触腔1001内部设置有水银，同时伸缩轴1002的上端固定连接有推动力臂1003的一端，在上述中防冻液7的内部温度出现过低或过高影响电池模组的常规应用时，过高或过低的温度直接使得接触腔1001内的温度出现显著变化，利用水银的良好热胀冷缩效应，导致温度过高时伸缩轴1002向上运动，温度过低时伸缩轴1002向下运动，达到精确的带动伸缩轴1002移动目的，并且推动力臂1003的另一端贯穿至温控组件10的内部，且温控组件10的内部铰接有导电杆1004的一端，并且导电杆1004的外壁与推动力臂1003的另一端之间竖向平面错位设置；推动力臂1003靠向导电杆1004的外壁设置有平行的凸起状结构，且导电杆1004位于推动力臂1003的右侧杆长小于其左侧杆长，在上述的伸缩轴1002的升降运动时，伸缩轴1002带动推动力臂1003同步移动，在外力作用下推动铰接安装的导电杆1004向上翻转或向下翻转，与伸缩轴1002的升降运动一一对应，使得温度过高时导电杆1004向上翻转与顶部的通电板1507接触，而温度过低时导电杆1004向下翻转与底部的通电板1507接触；

进气管14，其下端贯通连接于调温组件6的顶部边缘位置，且进气管14的另一端连接有连通阀15，并且连通阀15与涡旋管13的出气口贯通，而且进气管14的顶部最高处位于外柜体1之上，使得涡旋管13在产生冷热气流时，能够将气流导入连通阀15内，在其内部进行选择性的连通导向或废气单独排放，此处涡旋管13的冷热两组出气口通过第一导气管1301和第二导气管1302与连通阀15的内部贯通，且第一导气管1301和第二导气管1302及进气管14三者与连通阀15贯通连接处呈三等分结构分布，使得三等分的第一导气管1301和第二导气管1302及进气管14因连通阀15内部的气封板1501旋转改变朝向角度时，进气管14选择性的与第一导气管1301或第二导气管1302内部贯通连接更加高效与精确；

连通阀15的内部转动安装有气封板1501，且连通阀15的底部中心位置开设有排废口1502，并且气封板1501贯穿至连通阀15外侧的中轴端固定有齿轮本体1503，而且连通阀15的背面外壁固定有外壳1504，同时外壳1504之间活动安装有推动杆1505，推动杆1505与外壳1504构成同轴分布的相对伸缩结构，且推动杆1505的中部外壁设置为条形锯齿状结构，并且推动杆1505的锯齿外壁与齿轮本体1503之间啮合连接，而且推动杆1505的末端设置有磁铁，同时推动杆1505的末端与外壳1504的内壁之间固定有弹性件，在上述的温度变化使得导电杆1004上下翻转同时，当温度过高时导电杆1004向上翻转与顶部的通电板1507接触，导电杆1004和顶部的通电板1507连通左侧外壳1504内部的电磁铁1506及电机11所在电路，电磁铁1506产生与磁铁同极的磁力，使得推动杆1505向右移动并且与齿轮本体1503啮合导致其和气封板1501转动，实现进气管14和第一导气管1301的内部连通，并且电机11带动涡轮扇12启动气流进入涡旋管13内，而且涡旋管13产生的低温气流通过进气管14导入调温组件6和外柜体1内，热气流通过排废口1502排出，实现两者内部的防冻液7制冷，对内柜体2进行工作时的高效降温，并且当上述温度过低时导电杆1004向下翻转与低部的通电板1507接触，同理进气管14和第二导气管1302的内部连通，涡旋管13产生的热气流通过进气管14导入调温组件6和外柜体1内，低温气流通过排废口1502排出，实现两者内部的防冻液7升温，维持内柜体2启动时的温度需求；调温组件6的内部转动安装有绞龙轴1401，且绞龙轴1401的末端与电机11的输出轴外壁之间连接有降速齿轮链带组件1402，使得电机11能够启动时同步带动绞龙轴1401工作，使得防冻液7流动，能够更加高效的进行热交换，温度交换更加均匀。

工作原理：在使用该自调温式钛酸锂电池模组时，首先外柜体1和内柜体2之间的防冻液7填充，在外柜体1收到外界碰撞和势能冲撞时，防冻液7依靠其液体的流动性，实现内柜体2及其内部结构的缓冲防护，并且防冻液7和内柜体2上的流通孔5组合，能够极大的实现内柜体2热传导，进行温度的交换，实现降温或升温；

在防冻液7出现外界环境或内柜体2工作产生的温度过高或过低时，直接影响水银液体出现热胀冷缩效应改变，从而导致推动力臂1003和伸缩轴1002升降，导电杆1004与不同的通电板1507接触通电，导致电机11在带动涡轮扇12和涡旋管13及绞龙轴1401作业时，不同的电磁铁1506与磁铁之间产生同极斥力，调整气封板1501的角度，使得温度过高时，低温气体导向防冻液7内，带走多余热量，维持电池模组的常规使用，而温度过低时，高温气体导向防冻液7内，实现其本体和电池模组的供热，防止电池模组出现温度过低导致的使用失效。

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 (8)

1.一种自调温式钛酸锂电池模组，包括外置的外柜体（1）及其内部安装的内柜体（2），且外柜体（1）的内部边角位置与内柜体（2）的外部边角位置之间固定连接有弹性绳（3）；

电池模组本体（4），设置于所述内柜体（2）的内部等间距均匀分布，且内柜体（2）的顶部与所述外柜体（1）的顶部之间贯通连接有螺纹管（8），并且螺纹管（8）的内部设置有与电池模组本体（4）连接的导体；

其特征在于，还包括：

流通孔（5），设置于所述内柜体（2）上，且流通孔（5）的上下出口与内柜体（2）的顶部和底部贯通；

调温组件（6），固定于所述外柜体（1）的底部，且调温组件（6）和外柜体（1）的连接处最左侧和最右边均开设有贯通孔，并且调温组件（6）和外柜体（1）的内部设置有防冻液（7），而且外柜体（1）的外侧壁上嵌入式固定有散热板（9）；

温控组件（10）和电机（11），分别固定于所述外柜体（1）的右侧外壁顶部及底部，且电机（11）边侧的调温组件（6）边缘顶部固定有涡轮扇（12）和涡旋管（13），并且涡轮扇（12）的出风口与涡旋管（13）的进气口相连，而且涡轮扇（12）的转动中轴与电机（11）的输出轴端固定连接；

进气管（14），其下端贯通连接于所述调温组件（6）的顶部边缘位置，且进气管（14）的另一端连接有连通阀（15），并且连通阀（15）与涡旋管（13）的出气口贯通，而且进气管（14）的顶部最高处位于外柜体（1）之上；

所述内柜体（2）的外壁与外柜体（1）的内壁之间填充满防冻液（7），且外柜体（1）的顶部设置有出气阀，并且内柜体（2）与外柜体（1）之间的各对应侧之间的间距设置相同；

所述温控组件（10）和外柜体（1）的连接处还设置有：

接触腔（1001），固定于所述外柜体（1）的右侧内壁，且接触腔（1001）的顶部与温控组件（10）的内部贯通，并且接触腔（1001）的中部活动安装有伸缩轴（1002），而且伸缩轴（1002）下方的接触腔（1001）内部设置有水银，同时伸缩轴（1002）的上端固定连接有推动力臂（1003）的一端。

2.根据权利要求1所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述流通孔（5）与电池模组本体（4）内的电池本体竖向平行设置，且流通孔（5）与电池之间为等间距的错位分布，并且电池模组本体（4）密封安装于内柜体（2）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述推动力臂（1003）的另一端贯穿至温控组件（10）的内部，且温控组件（10）的内部铰接有导电杆（1004）的一端，并且导电杆（1004）的外壁与推动力臂（1003）的另一端之间竖向平面错位设置；

推动力臂（1003）靠向导电杆（1004）的外壁设置有平行的凸起状结构，且导电杆（1004）位于推动力臂（1003）的右侧杆长小于其左侧杆长。

4.根据权利要求1所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述涡旋管（13）的冷热两组出气口通过第一导气管（1301）和第二导气管（1302）与连通阀（15）的内部贯通，且第一导气管（1301）和第二导气管（1302）及进气管（14）三者与连通阀（15）贯通连接处呈三等分结构分布。

5.根据权利要求4所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述连通阀（15）的内部转动安装有气封板（1501），且连通阀（15）的底部中心位置开设有排废口（1502），并且气封板（1501）贯穿至连通阀（15）外侧的中轴端固定有齿轮本体（1503），而且连通阀（15）的背面外壁固定有外壳（1504），同时外壳（1504）之间活动安装有推动杆（1505）。

6.根据权利要求5所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述推动杆（1505）与外壳（1504）构成同轴分布的相对伸缩结构，且推动杆（1505）的中部外壁设置为条形锯齿状结构，并且推动杆（1505）的锯齿外壁与齿轮本体（1503）之间啮合连接，而且推动杆（1505）的末端设置有磁铁，同时推动杆（1505）的末端与外壳（1504）的内壁之间固定有弹性件。

7.根据权利要求5所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述外壳（1504）关于连通阀（15）的竖向中心轴线对称设置有2个，且2个外壳（1504）内均固定有电磁铁（1506），并且2个电磁铁（1506）与通电板（1507）一一对应设置，而且2个通电板（1507）均设置有温控组件（10）内，位于导电杆（1004）末端的上方及下方；

导电杆（1004）与通电板（1507）内设置有导线，2个通电板（1507）及电磁铁（1506）并联设置，导电杆（1004）与电机（11）电气连接。

8.根据权利要求1所述的一种自调温式钛酸锂电池模组，其特征在于：所述调温组件（6）的内部转动安装有绞龙轴（1401），且绞龙轴（1401）的末端与电机（11）的输出轴外壁之间连接有降速齿轮链带组件（1402）。