CN116454516B - 一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，包括外壳和多个电池模块，多个电池模块自左至右均匀分布在外壳内，所述外壳前侧外壁固定设置有多个温控箱和多个第一电极口，多个温控箱和多个第一电极口均与电池模块一一对应，所述温控箱内设置有循环液和循环液温控输送系统，所述温控箱与电池模块连接；所述电池模块包括电池箱体，所述电池箱体的前侧设置有第二电极口，本发明巧妙的采用两端磁阻尼配合的方式，实现车辆在行驶过程中撞击缓解效果，区别于弹簧的线性阻尼，磁性阻尼在距离靠近的过程中，反作用力呈指数倍增长，即安全波动区间时阻尼较小，当浮动大的时候则实现极大阻尼，大大提高了安全性和稳定性。

Description

一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱
技术领域
本发明涉及一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，属于电池箱技术领域。
背景技术
随着科技的进步，人类的出行方式在近一百多年的时间里发生了极大的改变，火车、汽车、飞机、动车的出现给人们带来了很大的便利，但同时环境的污染也愈发严重，因此，新能源汽车应运而生，其中，电池相当于新能源汽车的心脏。
申请号为CN201910107820.3的发明专利公开了新能源汽车电池箱，包括第一矩形盒，矩形盒内有第二矩形盒，第二矩形盒内有第三矩形盒，第三矩形盒四周有立板，立板一端有纵板，纵板与立板组成L形板，第三矩形盒与第二矩形盒有压簧，两个第三矩形盒之间有矩形块，矩形块上均布有插销，第三矩形盒上有圆筒，矩形块左右两侧均有竖板，竖板前后两侧均有连杆，连杆另一端与其对应的L形板中的立板铰接；该发明结构巧妙、简单好用，解决了电池的固定和缓冲相矛盾的问题，实现了在电池在受力较小时的固定和受力较大时的缓冲，缓冲过程平稳，对大小冲击均能有效缓冲，大大的保证了电池的安全，安全可靠。
但是，仍存在以下不足：
1、弹簧的线性阻尼，阻尼效果有限，仍无法满足实际使用中的安全性和稳定性需求；
2、电池在工作过程中，工作环境温度难以控制，温度过高或过低均会影响电池效率。
因此，需要有一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，提高安全性和稳定性，同时实现电池温度的精准控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供提高安全性和稳定性，同时实现电池温度的精准控制的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，包括外壳和多个电池模块，多个电池模块自左至右均匀分布在外壳内，所述外壳前侧外壁固定设置有多个温控箱和多个第一电极口，多个温控箱和多个第一电极口均与电池模块一一对应，所述温控箱内设置有循环液和循环液温控输送系统，所述温控箱与电池模块连接；
所述电池模块包括电池箱体，所述电池箱体的前侧设置有第二电极口，所述电池箱体内设置有第一导热板和多个第二导热板，所述第一导热板水平固定设置在电池箱体内的底部，所述第二导热板垂直于前后方向，多个第二导热板自前至后间隔均匀固定设置在第一导热板的顶部，多个第二导热板均与第一导热板密封连接，所述第一导热板与温控箱密封连接，相邻两个第二导热板之间贴合设置有刀片电池，所述刀片电池固定设置在第一导热板的顶部；
所述电池箱体的外部设置有两个内阻尼磁铁和两个外阻尼磁铁，两个内阻尼磁铁和两个外阻尼磁铁一一对应，两个内阻尼磁铁分别固定设置在电池箱体前后两侧的外壁上，所述外阻尼磁铁位于内阻尼磁铁的远离电池箱体的一侧，所述外阻尼磁铁固定设置在外壳的内壁上，所述内阻尼磁铁和外阻尼磁铁相互靠近的一侧磁极相同，所述内阻尼磁铁与外阻尼磁铁之间设置有间隙；
所述电池箱体的外部设置有多个自前至后间隔均匀分布的绕组，相邻两个绕组之间固定设置有外悬浮磁铁，所述外悬浮磁铁和绕组均与外壳固定连接，所述绕组和外悬浮磁铁均为回形环状，所述绕组的内壁和外悬浮磁铁的内壁处于同一平面，所述绕组和外悬浮磁铁均间隙套接在电池箱体外部，所述电池箱体外壁固定套接有多个内动子磁铁，多个内动子磁铁与多个外悬浮磁铁一一对应，所述内动子磁铁间隙设置在外悬浮磁铁的环孔内，所述内动子磁铁外侧壁的磁极与外悬浮磁铁内侧壁的磁极相同。
作为优选，所述第一导热板上设置有输入盲孔、输出盲孔、多个第一连接孔和多个第二连接孔，所述温控箱通过输入管与输入盲孔连通，所述温控箱通过输出管与输出盲孔连通，多个第一连接孔和多个第二连接孔均与多个第二导热板一一对应，所述第二导热板上设置有导热孔，所述导热孔的一端与第一连接孔连通，所述导热孔的另一端与第二连接孔连通。
作为优选，所述导热孔呈S型分布。
作为优选，所述外壳的形状为长方体，所述外壳由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、上盖板和下盖板合围而成，所述前侧板和后侧板前后对称布置，所述左侧板和右侧板左右对称布置，所述上盖板和下盖板上下对称布置。
作为优选，相邻两个电池模块之间均设置有一组固定柱，一组固定柱的数量设置有多个，同组的多个固定柱与同一电池模块中的外悬浮磁铁一一对应，所述固定柱竖向设置，所述固定柱的顶端固定设置在上盖板的底部，所述固定柱的底端固定设置在下盖板的顶部。
作为优选，相邻两个电池模块中，左右相邻两个外悬浮磁铁分别与固定柱的左右两侧贴合。
作为优选，相邻两个电池模块中，前后相邻两个绕组分别与固定柱的前后两侧贴合。
作为优选，最左侧的电池模组中的外悬浮磁铁与左侧壁贴合，最右侧的电池模组中的外悬浮磁铁与右侧壁贴合。
作为优选，所述左侧板和右侧壁的内壁上均设置有多个第一凹槽，多个第一凹槽与同一电池模组中的多个绕组一一对应且匹配，最左侧的电池模组中的绕组插入左侧板的第一凹槽内，最右侧的电池模组中的绕组插入右侧板的第一凹槽内。
作为优选，所述上盖板的底部和下盖板的顶部均设置有多个第二凹槽，多个第二凹槽与同一电池模组中的绕组一一对应且匹配，所述绕组插入第二凹槽内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明巧妙的采用两端磁阻尼配合的方式，实现车辆在行驶过程中撞击缓解效果，区别于弹簧的线性阻尼，磁性阻尼在距离靠近的过程中，反作用力呈指数倍增长，即安全波动区间时阻尼较小，当浮动大的时候则实现极大阻尼，大大提高了安全性和稳定性；
2、本发明考虑到刀片电池高效工作需要在一定的温度范围内，因此将控温的循环液引入电池箱体中并对刀片电池加热或降温，实现了精准的温度控制；
3、本发明利用了汽车行驶过程中前后晃动产生的波动能，将电池箱有害的波动冲击缓解并通过其电池箱体前后运动切割磁感线转化为电能以精准控制循环液温度，并利用循环液保证电池的高效工作，实现了能源的再利用，提高了效率。
附图说明
图1为本发明一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱的立体图；
图2为图1的正视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的左视图；
图5为图2的A-A方向剖视图；
图6为右侧板的结构示意图；
图7为下盖板的结构示意图；
图8为多个电池模块的结构示意图；
图9为图8的B部放大图；
图10为温控箱的结构示意图；
图11为单个电池模块的结构示意图；
图12为电池箱体的结构示意图；
图13为第一导热板、第二导热板和刀片电池的连接结构示意图；
图14为刀片电池的结构示意图；
图15为第二导热板的结构示意图；
图16为第二导热板的剖视图；
图17为第一导热板的结构示意图；
图18为第一导热板的剖视图。
其中：外壳1，前侧板101，后侧板102，左侧板103，右侧板104，上盖板105，下盖板106，固定柱107，第一凹槽108，第二凹槽109，电池模块2，电池箱体201，第二电极口202，第一导热板203，输入盲孔203.1，输出盲孔203.2，第一连接孔203.3，第二连接孔203.4，第二导热板204，导热孔204.1，刀片电池205，内阻尼磁铁206，外阻尼磁铁207，绕组208，外悬浮磁铁209，内动子磁铁210，温控箱3，输入管301，输出管302，第一电极口6。
具体实施方式
如图1-18所示，本实施例中的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，包括外壳1和多个电池模块2，所述外壳1的形状为长方体，所述外壳1由前侧板101、后侧板102、左侧板103、右侧板104、上盖板105和下盖板106合围而成，所述前侧板101和后侧板102前后对称布置，所述左侧板103和右侧板104左右对称布置，所述上盖板105和下盖板106上下对称布置，多个电池模块2自左至右均匀分布在外壳1内，所述前侧板101的外壁固定设置有多个温控箱3和多个第一电极口6，多个温控箱3和多个第一电极口6均与电池模块2一一对应，所述温控箱3内设置有循环液和循环液温控输送系统，所述温控箱3与电池模块2连接；
所述电池模块2包括电池箱体201，所述电池箱体201为矩形，所述电池箱体201的前侧设置有第二电极口202，所述电池箱体201内设置有第一导热板203和多个第二导热板204，所述第一导热板203水平固定设置在电池箱体201内的底部，所述第二导热板204垂直于前后方向，多个第二导热板204自前至后间隔均匀固定设置在第一导热板203的顶部，所述第一导热板203上设置有输入盲孔203.1、输出盲孔203.2、多个第一连接孔203.3和多个第二连接孔203.4，所述温控箱3通过输入管301与输入盲孔203.1连通，所述温控箱3通过输出管302与输出盲孔203.2连通，所述输入管301和输出管302均为波纹管，多个第一连接孔203.3和多个第二连接孔203.4均与多个第二导热板204一一对应，所述第二导热板204上设置有导热孔204.1，所述导热孔204.1的一端与第一连接孔203.3连通，所述导热孔204.1的另一端与第二连接孔203.4连通，所述导热孔204.1呈S型分布，相邻两个第二导热板204之间贴合设置有刀片电池205，所述刀片电池205固定设置在第一导热板203的顶部，刀片电池205工作期间，循环液温控输送系统对温控箱3内的循环液加热或降温至设定温度，并将温控后的循环液通过输入管301输送至输入盲孔203.1内，再通过第一连接孔203.3输送至导热孔204.1内，导热孔204.1内的循环液则通过第二连接孔203.4输送至输出盲孔203.2，输出盲孔203.2内的循环液则从输出管302回流至温控箱3，如此，通过循环液的循环流动，将循环液内的温度传递至第一导热板203和第二导热板204上后，再将温度传递至刀片电池205上，实现刀片电池205温控，如此，则实现刀片电池205温度的精确控制，提高刀片电池205工作效率；
其中，锂电池在低温环境下，电动汽车续航变短主要是因为极低的温度会对锂化合物活性产生影响，而目前锂电池中最常见的化合物为磷酸铁锂，另外还包括了锰酸锂等，而这些化合物在不同温度下的活性，就决定了电动汽车锂电池在不同温度下的续航能力，另外，锂电池在高温环境下会破坏电池内的化学平衡，导致副反应，影响使用寿命；
所述电池箱体201的外部设置有两个内阻尼磁铁206和两个外阻尼磁铁207，两个内阻尼磁铁206和两个外阻尼磁铁207一一对应，两个内阻尼磁铁206分别固定设置在电池箱体201前后两侧的外壁上，所述外阻尼磁铁207位于内阻尼磁铁206的远离电池箱体201的一侧，所述外阻尼磁铁207固定设置在外壳1的内壁上，所述内阻尼磁铁206和外阻尼磁铁207相互靠近的一侧磁极相同，所述内阻尼磁铁206与外阻尼磁铁207之间设置有间隙；
所述电池箱体201的外部设置有多个自前至后间隔均匀分布的绕组208，相邻两个绕组208之间固定设置有外悬浮磁铁209，所述外悬浮磁铁209和绕组208均与外壳1固定连接，所述绕组208和外悬浮磁铁209均为回形环状，所述绕组208的内壁和外悬浮磁铁209的内壁处于同一平面，所述绕组208和外悬浮磁铁209均间隙套接在电池箱体201外部，所述电池箱体201外壁固定套接有多个内动子磁铁210，多个内动子磁铁210与多个外悬浮磁铁209一一对应，所述内动子磁铁210间隙设置在外悬浮磁铁209的环孔内，所述内动子磁铁210外侧壁的磁极与外悬浮磁铁209内侧壁的磁极相同；
电池箱体201与外壳1之间产生相对移动时，通过内阻尼磁铁206和外阻尼磁铁207以及内动子磁铁210与外悬浮磁铁209相互排斥的作用力，实现前后、左右和上下方向的缓冲，区别于弹簧的线性阻尼，磁性阻尼在距离靠近的过程中，反作用力呈指数倍增长，即安全波动区间时阻尼较小，当浮动大的时候则实现极大阻尼，提高了刀片电池205的安全性和稳定性；
另外，采用电池箱体201带动内动子磁铁210与绕组208在车辆行驶前后波动的情况下，实现直线发电功能，并将回收的能量提供至循环液温控输送系统并对温控箱中循环液温度控制转化为内能，由第一导热板203和第二导热板204传递至各刀片电池205，提高能量利用率并提高安全性。
相邻两个电池模块2之间均设置有一组固定柱107，一组固定柱107的数量设置有多个，同组的多个固定柱107与同一电池模块2中的外悬浮磁铁209一一对应，所述固定柱107竖向设置，所述固定柱107的顶端固定设置在上盖板105的底部，所述固定柱107的底端固定设置在下盖板106的顶部，相邻两个电池模块2中，左右相邻两个外悬浮磁铁209分别与固定柱107的左右两侧贴合，前后相邻两个绕组208分别与固定柱107的前后两侧贴合，最左侧的电池模组中的外悬浮磁铁209与左侧壁贴合，最右侧的电池模组中的外悬浮磁铁209与右侧壁贴合，所述左侧板103和右侧壁的内壁上均设置有多个第一凹槽108，多个第一凹槽108与同一电池模组中的多个绕组208一一对应且匹配，最左侧的电池模组中的绕组208插入左侧板103的第一凹槽108内，最右侧的电池模组中的绕组208插入右侧板104的第一凹槽108内，所述上盖板105的底部和下盖板106的顶部均设置有多个第二凹槽109，多个第二凹槽109与同一电池模组中的绕组208一一对应且匹配，所述绕组208插入第二凹槽109内。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：包括外壳（1）和多个电池模块（2），多个电池模块（2）自左至右均匀分布在外壳（1）内，所述外壳（1）前侧外壁固定设置有多个温控箱（3）和多个第一电极口（6），多个温控箱（3）和多个第一电极口（6）均与电池模块（2）一一对应，所述温控箱（3）内设置有循环液和循环液温控输送系统，所述温控箱（3）与电池模块（2）连接；
所述电池模块（2）包括电池箱体（201），所述电池箱体（201）的前侧设置有第二电极口（202），所述电池箱体（201）内设置有第一导热板（203）和多个第二导热板（204），所述第一导热板（203）水平固定设置在电池箱体（201）内的底部，所述第二导热板（204）垂直于前后方向，多个第二导热板（204）自前至后间隔均匀固定设置在第一导热板（203）的顶部，多个第二导热板（204）均与第一导热板（203）密封连接，所述第一导热板（203）与温控箱（3）密封连接，相邻两个第二导热板（204）之间贴合设置有刀片电池（205），所述刀片电池（205）固定设置在第一导热板（203）的顶部；
所述电池箱体（201）的外部设置有两个内阻尼磁铁（206）和两个外阻尼磁铁（207），两个内阻尼磁铁（206）和两个外阻尼磁铁（207）一一对应，两个内阻尼磁铁（206）分别固定设置在电池箱体（201）前后两侧的外壁上，所述外阻尼磁铁（207）位于内阻尼磁铁（206）的远离电池箱体（201）的一侧，所述外阻尼磁铁（207）固定设置在外壳（1）的内壁上，所述内阻尼磁铁（206）和外阻尼磁铁（207）相互靠近的一侧磁极相同，所述内阻尼磁铁（206）与外阻尼磁铁（207）之间设置有间隙；
所述电池箱体（201）的外部设置有多个自前至后间隔均匀分布的绕组（208），相邻两个绕组（208）之间固定设置有外悬浮磁铁（209），所述外悬浮磁铁（209）和绕组（208）均与外壳（1）固定连接，所述绕组（208）和外悬浮磁铁（209）均为回形环状，所述绕组（208）的内壁和外悬浮磁铁（209）的内壁处于同一平面，所述绕组（208）和外悬浮磁铁（209）均间隙套接在电池箱体（201）外部，所述电池箱体（201）外壁固定套接有多个内动子磁铁（210），多个内动子磁铁（210）与多个外悬浮磁铁（209）一一对应，所述内动子磁铁（210）间隙设置在外悬浮磁铁（209）的环孔内，所述内动子磁铁（210）外侧壁的磁极与外悬浮磁铁（209）内侧壁的磁极相同。
2.根据权利要求1所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：所述第一导热板（203）上设置有输入盲孔（203.1）、输出盲孔（203.2）、多个第一连接孔（203.3）和多个第二连接孔（203.4），所述温控箱（3）通过输入管（301）与输入盲孔（203.1）连通，所述温控箱（3）通过输出管（302）与输出盲孔（203.2）连通，多个第一连接孔（203.3）和多个第二连接孔（203.4）均与多个第二导热板（204）一一对应，所述第二导热板（204）上设置有导热孔（204.1），所述导热孔（204.1）的一端与第一连接孔（203.3）连通，所述导热孔（204.1）的另一端与第二连接孔（203.4）连通。
3.根据权利要求2所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：所述导热孔（204.1）呈S型分布。
4.根据权利要求1所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：所述外壳（1）的形状为长方体，所述外壳（1）由前侧板（101）、后侧板（102）、左侧板（103）、右侧板（104）、上盖板（105）和下盖板（106）合围而成，所述前侧板（101）和后侧板（102）前后对称布置，所述左侧板（103）和右侧板（104）左右对称布置，所述上盖板（105）和下盖板（106）上下对称布置。
5.根据权利要求4所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：相邻两个电池模块（2）之间均设置有一组固定柱（107），一组固定柱（107）的数量设置有多个，同组的多个固定柱（107）与同一电池模块（2）中的外悬浮磁铁（209）一一对应，所述固定柱（107）竖向设置，所述固定柱（107）的顶端固定设置在上盖板（105）的底部，所述固定柱（107）的底端固定设置在下盖板（106）的顶部。
6.根据权利要求5所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：相邻两个电池模块（2）中，左右相邻两个外悬浮磁铁（209）分别与固定柱（107）的左右两侧贴合。
7.根据权利要求5或6所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：相邻两个电池模块（2）中，前后相邻两个绕组（208）分别与固定柱（107）的前后两侧贴合。
8.根据权利要求7所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：最左侧的电池模组中的外悬浮磁铁（209）与左侧壁贴合，最右侧的电池模组中的外悬浮磁铁（209）与右侧壁贴合。
9.根据权利要求8所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：所述左侧板（103）和右侧壁的内壁上均设置有多个第一凹槽（108），多个第一凹槽（108）与同一电池模组中的多个绕组（208）一一对应且匹配，最左侧的电池模组中的绕组（208）插入左侧板（103）的第一凹槽（108）内，最右侧的电池模组中的绕组（208）插入右侧板（104）的第一凹槽（108）内。
10.根据权利要求9所述的一种波动能回收的模块化温控刀片电池箱，其特征在于：所述上盖板（105）的底部和下盖板（106）的顶部均设置有多个第二凹槽（109），多个第二凹槽（109）与同一电池模组中的绕组（208）一一对应且匹配，所述绕组（208）插入第二凹槽（109）内。
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