CN116093493B - 动力电池的冷却组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动力电池的冷却组件，包括：电池包及设置在所述电池包内部的电池组，所述电池组包括多个以矩形阵列密集分布的单位电池；导热组件，所述导热组件包括多个热导箱，所述热导箱位于电池组的分布间隙之中，所述热导箱的顶部与电池包的内部互通，所述单位电池与热导箱之间具有热传导关系；所述热导箱的外壁为与单位电池外壁贴合的圆弧结构；与导热组件关联的抽气组件，所述抽气组件与每个热导箱内部导通且可以进行抽气，所述电池包的内部与外部环境具有通风关系，本发明既能够对动力电池进行冷却，还能够减少对电池空间的占用。

Description

动力电池的冷却组件

技术领域

本发明涉及动力电池配件技术领域，具体为动力电池的冷却组件。

背景技术

动力电池主要应用于新能源汽车领域，而动力电池在工作中会产生热量，影响动力电池的正常使用。

对于动力电池的散热冷却，现有的技术方案是利用循环液冷的方式对电池进行散热，但是此种需要铺设较长的管道、需要制冷设备和循环泵体，大幅增加电池的重量和体积，导致动力电池整体的负载增大，进一步地降低电池的输出功率和使用质量。

发明内容

本发明的目的在于提供动力电池的冷却组件，具备既能够对动力电池进行冷却，还能够减少对电池空间的占用的优点，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：动力电池的冷却组件，包括：

电池包及设置在所述电池包内部的电池组，所述电池组包括多个以矩形阵列密集分布的单位电池；

导热组件，所述导热组件包括多个热导箱，所述热导箱位于电池组的分布间隙之中，所述热导箱的顶部与电池包的内部互通，所述单位电池与热导箱之间具有热传导关系；

所述热导箱的外壁为与单位电池外壁贴合的圆弧结构；

与导热组件关联的抽气组件，所述抽气组件与每个热导箱内部导通且可以进行抽气，所述电池包的内部与外部环境具有通风关系。

优选的，所述抽气组件包括安装在电池包底部的装配腔，所述装配腔的内底部安装有多个可变流通量的吸热管件，所述吸热管件包括两个滑动连接在装配腔内底部的活塞装配板，两个所述活塞装配板、装配腔内底部和电池包底部之间构成方管空间，所述方管空间的两端分别为进气端和出气端，所述热导箱的底部安装有贯穿出电池包的内嵌管道，所述内嵌管道的底端与方管空间连接，多个所述吸热管件线性等距排布，且每个所述吸热管件中的方管空间与每列或者每排的热导箱连通；

所述抽气组件还包括控制方管空间流通量的驱动器。

优选的，所述驱动器包括转动安装在方管空间之外所述装配腔的内底部上的多个转轴，所述转轴的外壁固定安装有主驱连杆，所述主驱连杆的两端距转轴的轴心距离相同，所述主驱连杆的两端分别与相邻的两个活塞装配板的外壁铰接，当所述转轴转动能够控制活塞装配板向转轴靠近或远离，所述转轴分布在方管空间的两侧，包括控制多个转轴同步转动的源动力。

优选的，位于方管空间进气端的所述活塞装配板的外壁均铰接有导流板，两个所述导流板呈扩口对称状态，包括与多个所述导流板之间滑动连接的第二限位条，所述第二限位条限制导流板的滑动关系，当两个所述活塞装配板相互靠近或远离时能够控制导流板的扩口角度增大或缩小，从而对所述方管空间的空气进行增压或增速。

优选的，所述装配腔的外壁上固定安装有多个与方管空间进气端或出气端相对应的涡扇，所述涡扇由电控驱动，所述涡扇可以对方管空间进行吸气或抽气，以对所述方管空间的空气进行增压或增速。

优选的，所述装配腔的外壁开设有与方管空间进气端和出气端相应的密集通风孔。

优选的，所述源动力包括开设在装配腔底部的装配槽，多个所述转轴均转动贯穿至装配槽的内壁，所述转轴穿出装配腔的外壁固定安装有齿轮，所述装配槽的内壁滑动连接有集成条，所述集成条上安装有多个齿条，且所述齿条与集成条一一对应且啮合连接，所述装配槽的内壁固定安装有微型电伸缩杆，所述装配槽可控制集成条的滑动以驱动多个转轴同步转动。

优选的，所述电池包的内顶部安装有换气室，所述换气室的内部与热导箱的顶部之间通过圆管连接，所述换气室排列分布在每列或每排的单位电池之间，所述热导箱的顶部开设有与电池包内部连通的孔。

优选的，包括具有出水口和进水口的水冷管道，所述水冷管道呈蛇形回转式分布，且所述水冷管道的安装在多个换气室的间距空隙中，所述水冷管道的两端向上穿出电池包顶部。

优选的，所述热导箱的弧形外壁铺设有缓冲导热垫。

优选的，所述电池包的内壁铺设有阻隔泡棉层。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明通过向多个单位电池排布所产生的缝隙中装配热导箱，加快单位电池的导热效率，快速地将单位电池外壁上的热量进行分离，配合抽气组件将热导箱内的热空气进行抽出，从而加快热导箱内部的换气速度，加速热导箱的冷却，进而提高单位电池与热导箱之间的热传导效率。

二、本发明中由于热导箱的顶部与电池包内部连通，电池包与外壁环境连通，在进行抽气的过程中，会将电池包内部的高温气体同步抽出，然后通过通风位置将外部的低温空气抽入至电池包内部，然后通过热导箱抽出，能够更加高效地对电池包内部及其单位电池进行冷却，同时避免电池包内部的热空气聚集而降低热导箱的换热冷却效率。

三、本发明通过设置抽气组件，可以改变方管空间的流通量以提高或减低内部空气的流速，从而提升或减缓对热导箱内部热空气的抽离，以确保在动力电池在低温下可以保温，在高温下可以冷却。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1的后视结构示意图；

图3为本发明图2中沿A-A处剖视的结构示意图；

图4为本发明图2中沿B-B处剖视的结构示意图；

图5为本发明图1的右视结构示意图；

图6为本发明图5中沿C-C处剖视的结构示意图；

图7为本发明中装配腔内部的结构示意图；

图8为本发明的零件的拆分示意图；

图9为本发明涡扇安装位置的示意图；

图10为本发明中源动力的结构示意图。

图中：1、电池包；2、装配腔；3、单位电池；4、换气室；5、水冷管道；6、热导箱；7、活塞装配板；8、第一限位条；9、内嵌管道；11、转轴；12、主驱连杆；13、导流板；14、第二限位条；15、密集通风孔；16、涡扇；17、装配槽；18、微型电伸缩杆；19、齿轮；20、齿条；21、集成条。

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至图10，本发明提供一种技术方案：动力电池的冷却组件，包括：

电池包1及设置在电池包1内部的电池组，电池包1电池组包括多个以矩形阵列密集分布的单位电池3。

导热组件，导热组件包括多个热导箱6，热导箱6位于电池组的分布间隙之中，热导箱6的顶部与电池包1的内部互通，单位电池3与热导箱6之间具有热传导关系。

热导箱6的外壁为与单位电池3外壁贴合的圆弧结构。

与导热组件关联的抽气组件，抽气组件与每个热导箱6内部导通且可以进行抽气，电池包1的内部与外部环境具有通风关系。

本发明提出了一种冷却组件，既能够对动力电池进行冷却，还能够减少对电池空间的占用。

动力电池中的单位电池3在使用时，其主要向外导热的部位即为其圆柱形的外壳，动力电池常用的排布手段为矩形阵列，请参阅图1，此方式在实际中可以装载更多的单位电池3，本发明通过向多个单位电池3排布所产生的缝隙中装配热导箱6，加快单位电池3的导热效率，快速地将单位电池3外壁上的热量进行分离，本发明中，一个周向的四个单位电池3构成一个散热间隙，热导箱6的弧形外壁与单位电池3的外壁相贴合，因此，除了外部边缘处的单位电池3只有四分之一的外壁被接触热传导，其余的单位电池3的外壁均被四个热导箱6所围绕包覆，提高靠近中间区域的单位电池3的冷却散热速率。

其次，热导箱6的外壁与单位电池3的外壁进行热传导后，会使热导箱6内部的空气温度上升，通过抽气组件将热导箱6内的热空气进行抽出，从而加快热导箱6内部的换气速度，加速热导箱6的冷却，进而提高单位电池3与热导箱6之间的热传导效率，其原理为，热传导中，温差越大，热传导效率相对温差小具有明显的提升。

再其次，由于热导箱6的顶部与电池包1内部连通，电池包1与外壁环境连通，在进行抽气的过程中，会将电池包1内部的高温气体同步抽出，然后通过通风位置将外部的低温空气抽入至电池包1内部，然后通过热导箱6抽出，能够更加高效的对电池包1内部及其单位电池3进行冷却，同时避免电池包1内部的热空气聚集而降低热导箱6的换热冷却效率。

其中，为了减轻热导箱6的重量可采用铝制材料进行制造。

本发明仅示出图1中的排布方式，由于单位电池3的结构限制，任何排布的方式均会产生缝隙，因此，本发明的热导箱6可以根据实际排列方式进行结构的变换。

本发明中示出的热导箱6的横截面为圆弧菱形结构。

其中较为优选的实施例，抽气组件包括安装在电池包1底部的装配腔2，装配腔2的内底部安装有多个可变流通量的吸热管件，吸热管件包括两个滑动连接在装配腔2内底部的活塞装配板7，两个活塞装配板7、装配腔2内底部和电池包1底部之间构成方管空间，方管空间的两端分别为进气端和出气端，热导箱6的底部安装有贯穿出电池包1的内嵌管道9，内嵌管道9的底端与方管空间连接，多个吸热管件线性等距排布，且每个吸热管件中的方管空间与每列或者每排的热导箱6连通。

抽气组件还包括控制方管空间流通量的驱动器。

请结合图3、图4、图6和图7，方管空间中会流通有外部的空气，该空气可通过在车辆行驶中涌入或通过设备泵入的。

当需要将热导箱6内部的空气抽出时，由于热导箱6的内部通过内嵌管道9与方管空间连通，当方管空间中有空气流动时，通过伯努利流体原理可知内嵌管道9与方管连接处的压力就会减小，空气会由压强大向压强小流动，因此，方管空间会将热导箱6的空气抽入至方管空间，并与流动的空气一起通过出气端排出，进而实现将热导箱6内部的热空气向外排出。

本发明提供两种对方管空间的空气流动进行增速的实施方案。

实施例一：

驱动器的作用是改变方管空间的流通量以提高内部空气的流速。

其中较为优选的实施例，驱动器包括转动安装在方管空间之外装配腔2的内底部上的多个转轴11，转轴11的外壁固定安装有主驱连杆12，主驱连杆12的两端距转轴11的轴心距离相同，主驱连杆12的两端分别与相邻的两个活塞装配板7的外壁铰接，当转轴11转动能够控制活塞装配板7向转轴11靠近或远离，转轴11分布在方管空间的两侧，包括控制多个转轴11同步转动的源动力。

请参阅图6及其细节放大图，本实施例通过采用连杆的转动行程来控制两个活塞装配板7的滑动，其中活塞装配板7的滑动依靠安装在装配腔2内底部上的两个第一限位条8，两个第一限位条8对所有的活塞装配板7进行滑动限位，当主驱连杆12转动时，能够控制与其铰接的两个活塞装配板7相对运动，因此，当多个方管空间配合时，能够保证多个方管空间能够同步控制其流通量。

而本实施例中，通过改变方管空间的流通截面，使其减小，从而使得当其向其内部输出的空气压力或总量为定值时，会使方管空间内的空气流动增压或增速，从而能够提高对热导箱6内部进行抽气的效率。

其中较为优选的实施例，位于方管空间进气端的活塞装配板7的外壁均铰接有导流板13，两个导流板13呈扩口对称状态，包括与多个导流板13之间滑动连接的第二限位条14，第二限位条14限制导流板13的滑动关系，当两个活塞装配板7相互靠近或远离时能够控制导流板13的扩口角度增大或缩小，从而对方管空间的空气进行增压或增速。

请结合图6和图7，本实施例采用联动的控制方式，能够对方管空间的空气进行增压或增速。

具体的工作原理：由于第二限位条14对两个导流板13进行了限制，使得两个导流板13能够同步地保持对称状态，且第二限位条14也不会对空气的流动造成过多的干涉，因此，当驱动器控制两个活塞装配板7相对靠近时，此时两个导流板13之间的扩口角度会增大，当车辆在行驶过程中的自然吸气或设备泵入，当缩小方管空间流通量的同时增大导流板13的进气范围，即能够更好地提高抽气的效果。

此外，动力电池在高温或低温状态的表现均会出现低效率现象，因此，本实施例通过使两个活塞装配板7相互远离，能够在扩大方管空间的流通截面的同时还会使两个导流板13的扩口角度降低，能够极大程度地降低方管空间中的空气流动压力或流动速度，从而降低从热导箱6中抽气的效率，从而能够使本抽气组件能够具有提高对动力电池的保温能力，提升动力电池在低温下的表现。

实施例二：

本实施例通过在进气口端或出气端提高空气的涌入或者排气的速率。

装配腔2的外壁上固定安装有多个与方管空间进气端或出气端相对应的涡扇16，涡扇16由电控驱动，涡扇16可以对方管空间进行吸气或抽气，以对方管空间的空气进行增压或增速。

请参阅图9，本实施例通过使涡扇16与方管空间的进气端或出气端连接，从而能够提高方管空间的进气涌动速率或者排气速率，且电控方式能够结合动力电池的温度系统进行配合。

其中作为附加补充的，装配腔2的外壁开设有与方管空间进气端和出气端相应的密集通风孔15，当方管空间为自然吸气时，需要通过密集通风孔15来对外部的杂物进行阻挡筛滤。

源动力包括开设在装配腔2底部的装配槽17，多个转轴11均转动贯穿至装配槽17的内壁，转轴11穿出装配腔2的外壁固定安装有齿轮19，装配槽17的内壁滑动连接有集成条21，集成条21上安装有多个齿条20，且齿条20与集成条21一一对应且啮合连接，装配槽17的内壁固定安装有微型电伸缩杆18，装配槽17可控制集成条21的滑动以驱动多个转轴11同步转动。

请参阅图10，本实施例采用一体化驱动的方式，通过集成条21的滑动来控制多个齿条20的滑动，利用啮合关系使多个齿轮19及其转轴11同步的转动，从而使多个方管空间同步进行流通量的调节。

进一步地，电池包1的内顶部安装有换气室4，换气室4的内部与热导箱6的顶部之间通过圆管连接，换气室4排列分布在每列或每排的单位电池3之间，热导箱6的顶部开设有与电池包1内部连通的孔。

进一步地，包括具有出水口和进水口的水冷管道5，水冷管道5呈蛇形回转式分布，且水冷管道5的安装在多个换气室4的间距空隙中，水冷管道5的两端向上穿出电池包1顶部，使水冷管道5的两端穿出，能够便于外部的结构与其进行连接，避免泵入设备产生的高温传递至电池包1内部，其次，空隙嵌入的安装方式能够提高动力电池的空间利用。

再其次，水冷管道5的安装能够利用循环水冷对换气室4进行冷却，从而加速换气室4内部的空气温度降低冷却，便于热导箱6将换气室4中的空气抽入至热导箱6中，快速降低自身的温度。

热导箱6的弧形外壁铺设有缓冲导热垫，提高导热效率和增加硬接受能力。

电池包1的内壁铺设有阻隔泡棉层，其由较轻的材质制成，具有隔热、缓冲、阻燃和保温的功效，避免新能源汽车内部的高温对电池包1造成干扰。

综上，本发明既能够对动力电池进行冷却，还能够减少对电池空间的占用。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

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 (8)

1.动力电池的冷却组件，其特征在于：包括：

电池包及设置在所述电池包内部的电池组，所述电池组包括多个以矩形阵列密集分布的单位电池；

导热组件，所述导热组件包括多个热导箱，所述热导箱位于电池组的分布间隙之中，所述热导箱的顶部与电池包的内部互通，所述单位电池与热导箱之间具有热传导关系；

所述热导箱的外壁为与单位电池外壁贴合的圆弧结构；

与导热组件关联的抽气组件，所述抽气组件与每个热导箱内部导通且可以进行抽气，所述电池包的内部与外部环境具有通风关系；

所述抽气组件包括安装在电池包底部的装配腔，所述装配腔的内底部安装有多个可变流通量的吸热管件，所述吸热管件包括两个滑动连接在装配腔内底部的活塞装配板，两个所述活塞装配板、装配腔内底部和电池包底部之间构成方管空间，所述方管空间的两端分别为进气端和出气端，所述热导箱的底部安装有贯穿出电池包的内嵌管道，所述内嵌管道的底端与方管空间连接，多个所述吸热管件线性等距排布，且每个所述吸热管件中的方管空间与每列或者每排的热导箱连通；

所述抽气组件还包括控制方管空间流通量的驱动器；

所述驱动器包括转动安装在方管空间之外所述装配腔的内底部上的多个转轴，所述转轴的外壁固定安装有主驱连杆，所述主驱连杆的两端距转轴的轴心距离相同，所述主驱连杆的两端分别与相邻的两个活塞装配板的外壁铰接，当所述转轴转动能够控制活塞装配板向转轴靠近或远离，所述转轴分布在方管空间的两侧，包括控制多个转轴同步转动的源动力；

位于方管空间进气端的所述活塞装配板的外壁均铰接有导流板，两个所述导流板呈扩口对称状态，包括与多个所述导流板之间滑动连接的第二限位条，所述第二限位条限制导流板的滑动关系，当两个所述活塞装配板相互靠近或远离时能够控制导流板的扩口角度增大或缩小，从而对所述方管空间的空气进行增压或增速。

2.根据权利要求1所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述装配腔的外壁上固定安装有多个与方管空间进气端或出气端相对应的涡扇，所述涡扇由电控驱动，所述涡扇可以对方管空间进行吸气或抽气，以对所述方管空间的空气进行增压或增速。

3.根据权利要求1所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述装配腔的外壁开设有与方管空间进气端和出气端相应的密集通风孔。

4.根据权利要求1所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述源动力包括开设在装配腔底部的装配槽，多个所述转轴均转动贯穿至装配槽的内壁，所述转轴穿出装配腔的外壁固定安装有齿轮，所述装配槽的内壁滑动连接有集成条，所述集成条上安装有多个齿条，且所述齿条与集成条一一对应且啮合连接，所述装配槽的内壁固定安装有微型电伸缩杆，所述装配槽可控制集成条的滑动以驱动多个转轴同步转动。

5.根据权利要求1所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述电池包的内顶部安装有换气室，所述换气室的内部与热导箱的顶部之间通过圆管连接，所述换气室排列分布在每列或每排的单位电池之间，所述热导箱的顶部开设有与电池包内部连通的孔。

6.根据权利要求5所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：包括具有出水口和进水口的水冷管道，所述水冷管道呈蛇形回转式分布，且所述水冷管道的安装在多个换气室的间距空隙中，所述水冷管道的两端向上穿出电池包顶部。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述电池包的内壁铺设有阻隔泡棉层。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的动力电池的冷却组件，其特征在于：所述热导箱的弧形外壁铺设有缓冲导热垫。

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