CN116190852B - 一种新能源高效散热电池箱 - Google Patents

Abstract

一种新能源高效散热电池箱，属于新能源电池箱技术领域，为解决现有的风冷散热散热效果差，且散热不均匀，进而影响电池使用寿命和放电功率的问题；本发明通过设置两组负压风扇，当开启一组的时候可避免冬季蓄电池发热不严重，造成散热冗余的现象，两组的负压风扇共同散热的时候，散热效果好，在散热过程中，负压风扇吸风使得主风道内部处于负压状态，并在进气挡板和挡杆的限位作用下，保证散热的均匀性，第一支风道和第二支风道包裹在蓄电池的外围，可对蓄电池进行均匀散热，增加散热面积的同时，缩短了散热距离，避免蓄电池上温度产生梯度变化，回字形分布的蓄电池不仅便于串联，也改善了散热风道。

Description

一种新能源高效散热电池箱

技术领域

本发明涉及新能源电池箱技术领域，特别涉及一种新能源高效散热电池箱。

背景技术

随着新能源汽车和电力储能行业快速发展，为了保障电池系统在各种环境下均能够保持更好的运行状态以及相对较长的使用寿命，对电池的温度管理显得尤为重要，目前常规的电池的散热方案分为风冷散热和液冷散热，由于液冷散热技术成本较高并且发展较晚，风冷散热技术使用较为普遍。

目前常规的风冷散热普遍通过导热板以及设置在导热板内部的风道进行散热，而传统的电池箱一般是在电池的上端和底部设置两组导热板，而电池的理想使用温度为20°C-40°C，且电池内部的温差要小于5°C，传统的散热结构尤其在夏季散热效果不佳，在放电倍率高的状态下，尤为突出，而在冬季又会造成散热冗余，并且由于电池的高度较大，现有的散热结构会使电池具有一个从中部向两端分布的温度梯度，即中部温度过高，进而会大大影响电池的充放电效率，并且也会限制电池的放电功率。

为解决上述问题。为此，提出一种新能源高效散热电池箱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源高效散热电池箱，解决了背景技术中现有的风冷散热散热效果差，且散热不均匀，进而影响电池使用寿命和放电功率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源高效散热电池箱，包括外箱和设置在外箱内部的蓄电池，还包括设置在外箱和蓄电池之间的散热组件，散热组件包括固定设置在外箱内部的外导热架，外导热架包裹在蓄电池的外围，散热组件还包括固定设置在外导热架内侧的内导热架，外导热架和内导热架用于对蓄电池安装以及导热；

内导热架的中部设置有前后贯穿的主风道，内导热架的内部均匀分布有第一支风道，外导热架的内部均匀分布有第二支风道，主风道、第一支风道和第二支风道内部通气用于对蓄电池进行散热，外箱的内部两侧设置有与主风道两端相对应的负压风扇。

进一步地，外箱的上下和两侧设置有散热口，外箱的前端设置有温度传感模块和温度管理模块，外箱的内部阵列分布有温度传感器，且温度传感器与温度传感模块电性连接。

进一步地，外导热架和内导热架是由铜制成的构件，其中外导热架通过消失模铸造工艺制成，内导热架可分为上下两部分，每个部分通过消失模铸造成型后通过焊接而成。

进一步地，第一支风道和第二支风道均设置有多层，每层的第一支风道和第二支风道均设置有四组，第一支风道的一端与主风道连通，第二支风道内外贯穿外导热架，第二支风道的一端与第一支风道相连通，第二支风道的另一端与外箱上的散热口相对应。

进一步地，蓄电池设置有多层，且每层的蓄电池设置有四组，四组所述的蓄电池呈首尾靠近的环绕设置，且每层蓄电池进行串联后与其他层的蓄电池进行串联。

进一步地，内导热架的外部均匀分布有隔板，隔板用于对蓄电池进行分隔，相邻两组的隔板之间设置有用于容纳蓄电池的嵌合槽。

进一步地，主风道的内部设置有进气控制机构，且进气控制机构位于主风道和第一支风道的连通处。

进一步地，进气控制机构包括固定连接在内导热架上的复位弹簧，复位弹簧的顶部固定连接有进气挡板，进气挡板贴合于主风道的内壁并罩在第一支风道的一端口部，进气控制机构还包括固定连接在主风道内壁上的挡杆，挡杆用于挡在进气挡板的外侧，控制进气挡板与主风道之间的间距。

进一步地，外箱的内部两侧设置有风道开合机构，风道开合机构包括固定连接在外导热架一端的侧板，侧板的外侧中间安装有安装架，安装架的另一端延伸至外箱的外部，安装架的中部设有横向贯穿的内腔，且内腔与主风道相连通，负压风扇固定连接在内腔的内部靠近外侧的位置。

进一步地，内腔的内部通过轴转动连接有密封板，密封板设置有两组，且呈上下分布，内腔内部固定连接有与密封板底部一侧相对应的挡条。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种新能源高效散热电池箱，通过设置两组负压风扇，当开启一组的时候可避免冬季蓄电池发热不严重，造成散热冗余的现象，两组的负压风扇共同散热的时候，散热效果好，在散热过程中，负压风扇吸风使得主风道内部处于负压状态，并在进气挡板和挡杆的限位作用下，保证散热的均匀性，第一支风道和第二支风道包裹在蓄电池的外围，可对蓄电池进行均匀散热，增加散热面积的同时，缩短了散热距离，避免蓄电池上温度产生梯度变化，回字形分布的蓄电池不仅便于串联，也改善了散热风道。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构拆分图；

图3为本发明的散热组件结构拆分图；

图4为本发明的蓄电池结构示意图；

图5为本发明的内导热架结构示意图；

图6为本发明的内导热架结构剖视图；

图7为本发明的外导热架和内导热架剖视角度散热状态图；

图8为本发明的风道开合机构结构爆炸图；

图9为本发明的单风扇散热模式工作状态图；

图10为本发明的双风扇散热模式工作状态图；

图11为本发明的外导热架、内导热架和蓄电池的剖视角度图。

图中：1、外箱；11、散热口；12、温度传感模块；13、温度管理模块；2、外导热架；3、内导热架；31、隔板；32、嵌合槽；33、进气控制机构；331、复位弹簧；332、进气挡板；333、挡杆；4、主风道；5、第一支风道；6、第二支风道；7、蓄电池；8、风道开合机构；81、侧板；82、安装架；83、内腔；831、密封板；832、挡条；9、负压风扇；101、第一散热面；102、第二散热面；103、第三散热面；104、第四散热面；105、第一降温面；106、第二降温面。

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。

为了解决现有的风冷散热散热效果差，且散热不均匀，进而影响电池使用寿命和放电功率的技术问题，如图1-图11所示，提供以下优选技术方案：

一种新能源高效散热电池箱，包括外箱1和设置在外箱1内部的蓄电池7，还包括设置在外箱1和蓄电池7之间的散热组件，外箱1的上下和两侧设置有散热口11，外箱1的前端设置有温度传感模块12和温度管理模块13，外箱1的内部阵列分布有温度传感器，且温度传感器与温度传感模块12电性连接，散热组件包括固定设置在外箱1内部的外导热架2，外导热架2包裹在蓄电池7的外围，散热组件还包括固定设置在外导热架2内侧的内导热架3，外导热架2和内导热架3用于对蓄电池7安装以及导热，外导热架2和内导热架3是由铜制成的构件，其中外导热架2通过消失模铸造工艺制成，内导热架3可分为上下两部分，每个部分通过消失模铸造成型后通过焊接而成。

内导热架3由四组径向分布的导热板组成，且导热板合围的中心处形成用于散热的方形的主风道4，内导热架3的内部均匀分布有第一支风道5，外导热架2的内部均匀分布有第二支风道6，每一第一支风道5的一端与主风道4连通，每一第一支风道5的另一端与一第二支风道6的一端相连通，外导热架2为四个导热板合围而成的矩形构件，每一第二支风道6从外导热架2的一个导热板内部延伸至与其相邻的另一个导热板的内部，从而形成截面为L形的每一第二支风道6，且每一第二支风道6的另一端贯穿外导热架2的外侧壁。

如图4-图7和图11所示，蓄电池7设置有多层，且每层的蓄电池7设置有四组，四组的蓄电池7呈首尾靠近的环绕设置，其每层的蓄电池7的排列方式为图4所示的回字形，且每层蓄电池7进行串联后与其他层的蓄电池7进行串联，图11中，内导热架3的外壁上对应第一支风道5为第二降温面106,外导热架2的内壁上对应第二支风道6为第一降温面105，蓄电池7上有用于散热的第一散热面101、第二散热面102、第三散热面103和第四散热面104，其中蓄电池7的第一散热面101和第二散热面102分别贴近不同第一支风道5对应的第二降温面106，蓄电池7的第三散热面103和第四散热面104贴近同一第二支风道6的对应的第一降温面105，蓄电池7的第一散热面101与第二散热面102相邻，第一散热面101与第三散热面103相对，内导热架3的外部均匀分布有隔板31，隔板31用于对蓄电池7进行分隔，相邻两组的隔板31之间设置有用于容纳蓄电池7的嵌合槽32，呈回字形分布的蓄电池7安装在外导热架2和内导热架3之间，通过负压风扇9的抽风，使主风道4、第一支风道5和第二支风道6形成通风结构，外导热架2和内导热架3进行导热后，如图7所示，主风道4、第一支风道5和第二支风道6在通风的时候可对蓄电池7的四个面进行散热，散热均匀的同时，散热效果好。

主风道4的内部设置有进气控制机构33，且进气控制机构33位于主风道4和第一支风道5的连通处，进气控制机构33包括固定连接在内导热架3上的复位弹簧331，复位弹簧331的顶部固定连接有进气挡板332，进气挡板332贴合于主风道4的内壁并罩在第一支风道5的一端口部，进气控制机构33还包括固定连接在主风道4内壁上的挡杆333，挡杆333用于挡在进气挡板332的外侧，控制进气挡板332与主风道4之间的间距，如图6所示，在进行散热的时候，负压风扇9吸风使得主风道4内部处于负压状态，并使得进气挡板332离开主风道4的内壁，从而露出第一支风道5一端的开口，进气挡板332在离开主风道4内壁后受到挡杆333的阻挡，此时主风道4内部虽然可通过第二支风道6和第一支风道5进风，但由于进气挡板332受到挡杆333的限位，主风道4内部仍处于负压的状态，进而当散热口11发生堵塞时，某一组第一支风道5和第二支风道6无法进风，从而保证散热的均匀性。

参阅图6至图10，外箱1的内部两侧设置有风道开合机构8，风道开合机构8包括固定连接在外导热架2一端的侧板81，侧板81的外侧中间安装有安装架82，安装架82的另一端延伸至外箱1的外部，安装架82的中部设有横向贯穿的内腔83，且内腔83与主风道4相连通，负压风扇9固定连接在内腔83的内部靠近外侧的位置，内腔83的内部通过轴转动连接有密封板831，密封板831设置有两组，且呈上下分布，内腔83内部固定连接有与密封板831底部一侧相对应的挡条832，由于风道开合机构8和负压风扇9设置有两组，当蓄电池7的温度没有太高的时候，为避免散热冗余，可只启动一组的负压风扇9进行吸风散热，当只有一组负压风扇9工作的时候，其中一组风道开合机构8内部的密封板831在负压风扇9的作用下转动打开，另一组风道开合机构8内部的密封板831在挡条832的作用下处于闭合状态，此时散热过程如图9所示；当两组负压风扇9同时工作进行散热的时候，风道开合机构8内部的密封板831均处于打开状态，此时散热过程如图10所示，两端出风的方式相比较一端出风，不仅风量大，同时可避免主风道4的两端温度不均匀的状况。

具体的，在蓄电池7放电的时候产生热量，通过外箱1内部阵列分布的温度传感器进行检测，并通过温度传感模块12将温度数据通过温度管理模块13进行处理，若温度缓慢上升且温度超过设定阈值的时候，启动其中一组的负压风扇9进行散热，若温度上升过快且温度超过阈值的时候，启动两组的负压风扇9共同进行散热，其中一组的负压风扇9在散热的过程中，另一组风道开合机构8内部的密封板831在挡条832的作用下处于闭合状态，此时散热过程如图9所示，进而可避免冬季的时候蓄电池7发热不严重，造成散热冗余的现象，两组的负压风扇9共同散热的时候，风道开合机构8内部的密封板831均处于打开状态，此时散热过程如图10所示，在进行散热的过程中，负压风扇9吸风使得主风道4内部处于负压状态，并使得进气挡板332离开主风道4的内壁，从而露出第一支风道5一端的开口，此时主风道4内部可通过第二支风道6和第一支风道5进风，同时进气挡板332受到挡杆333的限位，主风道4内部仍处于负压的状态，当散热口11发生堵塞时，也能保证散热的均匀性，主风道4、第一支风道5和第二支风道6在进行通风的时候，第一支风道5和第二支风道6包裹在蓄电池7的外围，可对蓄电池7进行均匀散热，增加散热面积的同时，缩短了散热距离，避免蓄电池7上温度产生梯度变化，回字形分布的蓄电池7不仅便于串联，也改善了散热风道。

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。

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披露的技术范围内，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 (9)

1.一种新能源高效散热电池箱，包括外箱（1）和设置在外箱（1）内部的蓄电池（7），还包括设置在外箱（1）和蓄电池（7）之间的散热组件，其特征在于：散热组件包括固定设置在外箱（1）内部的外导热架（2），外导热架（2）包裹在蓄电池（7）的外围，散热组件还包括固定设置在外导热架（2）内侧的内导热架（3），外导热架（2）和内导热架（3）用于对蓄电池（7）安装以及导热；

内导热架（3）由四组径向分布的导热板组成，且导热板合围的中心处形成用于散热的方形的主风道（4），内导热架（3）的内部均匀分布有第一支风道（5），外导热架（2）的内部均匀分布有第二支风道（6），每一第一支风道（5）的一端与主风道（4）连通，每一第一支风道（5）的另一端与一第二支风道（6）的一端相连通，外导热架（2）为四个导热板合围而成的矩形构件，每一第二支风道（6）从外导热架（2）的一个导热板内部延伸至与其相邻的另一个导热板的内部，从而形成截面为L形的每一第二支风道（6），且每一第二支风道（6）的另一端贯穿外导热架（2）的外侧壁；

内导热架（3）的外壁上对应第一支风道（5）为第二降温面（106）,外导热架（2）的内壁上对应第二支风道（6）为第一降温面（105），蓄电池（7）设置有多层，且每层的蓄电池（7）设置有四组，四组所述的蓄电池（7）呈首尾靠近的环绕设置，且每层蓄电池（7）进行串联后与其他层的蓄电池（7）进行串联，蓄电池（7）上有用于散热的第一散热面（101）、第二散热面（102）、第三散热面（103）和第四散热面（104），其中蓄电池（7）的第一散热面（101）和第二散热面（102）分别贴近不同第一支风道（5）对应的第二降温面（106），蓄电池（7）的第三散热面（103）和第四散热面（104）贴近同一第二支风道（6）的对应的第一降温面（105），蓄电池（7）的第一散热面（101）与第二散热面（102）相邻，第一散热面（101）与第三散热面（103）相对。

2.如权利要求1所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：外箱（1）的上下和两侧设置有散热口（11），外箱（1）的前端设置有温度传感模块（12）和温度管理模块（13），外箱（1）的内部阵列分布有温度传感器，且温度传感器与温度传感模块（12）电性连接。

3.如权利要求2所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：外导热架（2）和内导热架（3）是由铜制成的构件，其中外导热架（2）通过消失模铸造工艺制成，内导热架（3）可分为上下两部分，每个部分通过消失模铸造成型后通过焊接而成。

4.如权利要求3所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：第一支风道（5）和第二支风道（6）均设置有多层，每层的第一支风道（5）和第二支风道（6）均设置有四组，第二支风道（6） 与外箱（1）上的散热口（11）相对应。

5.如权利要求1所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：内导热架（3）的外部均匀分布有隔板（31），隔板（31）用于对蓄电池（7）进行分隔，相邻两组的隔板（31）之间设置有用于容纳蓄电池（7）的嵌合槽（32）。

6.如权利要求1所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：主风道（4）的内部设置有进气控制机构（33），且进气控制机构（33）位于主风道（4）和第一支风道（5）的连通处。

7.如权利要求6所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：进气控制机构（33）包括固定连接在内导热架（3）上的复位弹簧（331），复位弹簧（331）的顶部固定连接有进气挡板（332），进气挡板（332）贴合于主风道（4）的内壁并罩在第一支风道（5）的一端口部，进气控制机构（33）还包括固定连接在主风道（4）内壁上的挡杆（333），挡杆（333）用于挡在进气挡板（332）的外侧，控制进气挡板（332）与主风道（4）之间的间距。

8.如权利要求1所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：外箱（1）的内部两侧设置有风道开合机构（8），风道开合机构（8）包括固定连接在外导热架（2）一端的侧板（81），侧板（81）的外侧中间安装有安装架（82），安装架（82）的另一端延伸至外箱（1）的外部，安装架（82）的中部设有横向贯穿的内腔（83），且内腔（83）与主风道（4）相连通，负压风扇（9）固定连接在内腔（83）的内部靠近外侧的位置。

9.如权利要求8所述的一种新能源高效散热电池箱，其特征在于：内腔（83）的内部通过轴转动连接有密封板（831），密封板（831）设置有两组，且呈上下分布，内腔（83）内部固定连接有与密封板（831）底部一侧相对应的挡条（832）。

Images