CN116799378A - 一种相变热管理储能电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池包技术领域，提供了一种相变热管理储能电池包，以解决现有的电池包不能够适应不同电芯区域的热量使电芯位置相变材料的面积不同但厚度相同，不能够保证电芯热源和散热区域充分接触的问题，包括壳体，所述壳体的上方安装有连接框，所述连接框的上方设置有导热板，所述导热板的表面固定连接有散热片，所述连接框的后侧安装有风向调节组件，所述壳体的内部安装有电芯，所述连接框的内部开设有通口，所述通口的内壁上安装有伸缩组件。本申请不仅能够在铺平相变材料后不能够自动挤压相变材料，使得相变材料与热源和散热区域充分接触，而且能够适应不同电芯区域的热量，使得电芯位置相变材料的面积不同但厚度相同。

Description

一种相变热管理储能电池包

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，具体的，涉及一种相变热管理储能电池包。

背景技术

电池包是由多个电池单体组合而成的蓄电池装置，通常用于提供电子设备，如手持设备、电动汽车等的电力。电池包包括电池单体、保护电路、电池管理系统和外壳等多个组成部分，这些部分共同保证电池包的安全和性能。现有的电池包还存在一些不足之处。

例如公开号CN115939603A公开的电池包，电池包包括多个电池模组，电池模组排列呈两行，两行之间的过道用于布置管路。电池模组包括液冷组件，液冷组件用于为电池包降温。液冷组件具有进液口和出液口，冷却液能够从进液口流进液冷组件，流经液冷组件后从出液口流出，同时带走电池包内的热量，达到散热降温的效果。进液口和出液口均朝向布管过道设置，从而方便电池模组外部的管道能够布置在布管过道中，以减少管路在电池包内占据过多的空间或影响电池模组中部件的设置。布管过道内设置有进液总管和出液总管，冷却液从进液总管进入，流经液冷组件后从出液总管流出，多个液冷组件并联设计，有助于降低整个系统的压降，有利于保证各个电池模组之间温度的均衡性。上述电池虽然能够实现温度均匀，但在使用时，不能够对电芯位置的相变材料覆盖面积进行调节，不能够适应不同电芯区域的热量使电芯位置相变材料的面积不同但厚度相同，可调节程度低，而且现有的电池包在使用时，不能够对波浪形结构的散热片进行不同角度的散热工作，在进行散热时，不能够对填充的相变材料进行自动铺平和挤压，在铺平相变材料后不能够自动挤压相变材料，不能够保证电芯热源和散热区域充分接触。

发明内容

本发明提出一种相变热管理储能电池包，解决了现有的电池包不能够适应不同电芯区域的热量使电芯位置相变材料的面积不同但厚度相同，而且在铺平相变材料后不能够自动挤压相变材料，不能够保证电芯热源和散热区域充分接触的问题。

本发明的技术方案如下：

一种相变热管理储能电池包，包括壳体，所述壳体的上方安装有连接框，所述连接框的上方设置有导热板，所述导热板的表面固定连接有散热片，所述连接框的后侧安装有风向调节组件，所述壳体的内部安装有电芯，所述连接框的内部开设有通口，所述通口的内壁上安装有伸缩组件，所述伸缩组件靠近所述通口中心的一侧固定连接有连接板，所述连接板的外侧滑动安装有外衬套，所述外衬套的内部开设有供所述连接板移动的滑槽，所述导热板的内部开设有活动槽，所述活动槽的内部滑动安装有滑块，所述滑块的下方固定连接有挤压板，相邻两处所述滑块之间固定连接有弹簧，所述导热板上固定安装有位于所述活动槽左右两侧的凸板，所述凸板的内部开设有连通槽，所述活动槽左右两侧的所述滑块内均贴合安装有橡胶块，所述橡胶块靠近所述凸板的一侧固定连接有拉绳。

作为本发明的一种优先方案，所述散热片在所述导热板的表面等间距分布，所述散热片为波浪形结构。

作为本发明的一种优先方案，所述风向调节组件包括固定安装于所述连接框后侧的固定板，所述固定板的后侧贴合设置有连接架，所述连接架的表面等距安装有散热扇，所述固定板左右两侧的内部均固定安装有电机，所述电机的输出轴上栓接有牵引钢绳，所述固定板上开设有移动槽，所述移动槽的内部滑动安装有衔接板，所述衔接板和所述连接架之间为固定连接，所述衔接板的前端固定安装有压杆。

作为本发明的一种优先方案，所述压杆的下半部分与所述固定板之间互相贴合，所述连接架和所述散热扇通过所述牵引钢绳和所述衔接板与所述固定板之间构成滑动结构。

作为本发明的一种优先方案，所述伸缩组件包括固定安装于所述连接框内壁上的固定筒，所述固定筒的内部滑动安装有第一连接管，所述第一连接管的内部滑动安装有第二连接管，所述第二连接管的内部滑动安装有连接柱，所述连接柱的表面固定连接有阻尼块，所述第二连接管的内部开设有供所述阻尼块移动的内槽，所述连接柱靠近所述通口中心的一侧与所述连接板相连。

作为本发明的一种优先方案，所述连接柱通过所述阻尼块和所述内槽与所述第二连接管之间构成滑动结构，所述固定筒和所述第一连接管、所述第一连接管和所述第二连接管以及所述第二连接管和所述连接柱的连接方式均相同。

作为本发明的一种优先方案，所述连接板和所述外衬套首尾相连组成方形框架，所述连接板和所述外衬套的高度相同，所述外衬套通过所述连接柱与所述连接板之间构成伸缩结构，所述连接板的表面固定连接有橡胶凸条，所述连接板通过所述橡胶凸条与所述外衬套之间构成压紧结构。

作为本发明的一种优先方案，所述外衬套的表面开设有注入槽，所述外衬套的内壁上开设有补料口，所述注入槽和所述补料口之间互相连通。

作为本发明的一种优先方案，所述挤压板为顶部设置有切面的菱形体，所述滑块和所述挤压板在所述活动槽的上下两侧等间距分布。

作为本发明的一种优先方案，所述橡胶块的形状为球体，所述橡胶块的前半部分凸出于所述滑块的表面，所述橡胶块的球心位于所述滑块的内部，所述挤压板通过所述拉绳和所述橡胶块与相邻所述挤压板之间构成伸缩结构。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、通过设置的连接框和通口，使得装置能够在不同区域的电芯表面覆盖一层相变材料，通过将电芯位置的隔热材料替换为相变材料，并利用首尾相连呈方形框架结构的连接板和外衬套，使得装置能够在其中一处连接板向外移动时，带动其余位置的连接板和外衬套同步移动，从而实现对外衬套和连接板组成的方形框架的整体尺寸进行调节，使得装置能够在保持相变材料厚度不变的情况下，对相变材料的面积进行调节，使得装置具备优异的保温性能降低能耗，通过高比热容吸收电池热量降低液冷能耗，通过模组电池不同位置使用不同面积的相变材料，增加电池间温度一致性，解决了现有的电池包不能够适应不同电芯区域的热量使电芯位置相变材料的面积不同但厚度相同的缺陷。

2、通过装置上的波浪形结构等距分布的散热片，使得气流在流动的过程中能够带走波浪形散热片凸起部分的热量，从而提升装置的散热效果，并且波浪形的散热片相比于直板式散热片，具有更大的散热面积，配合风向调节组件，使得装置能够在散热时对风向进行间歇调节，并且不同角度的气流能够更高效地对散热片上的灰尘进行清理，使得装置具备更好的散热效果和除尘性能。

3、通过装置上的拉绳、橡胶块和挤压板，在安装导热板的过程中，通过将拉绳的顶端与车体固定，导热板向下移动使得拉绳能够拉动球体结构的橡胶块，从而使得橡胶块带动左右两侧的滑块背向移动，使得装置能够对连接板和外衬套组成的方形框架内的相变材料进行均匀摊铺，并且在弹簧被拉伸至一定程度后，橡胶块会从滑块的内部脱离，此时相邻两处滑块互相靠近，从而使得挤压板能够被压进连接板和外衬套组成的方形框架内的相变材料中，使得顶面与连接板和外衬套顶面平齐的相变材料，能够在挤压板的挤压作用下凸出于连接板和外衬套的顶部并充分与导热板接触，从而提升装置的散热性能，解决了现有的电池包在使用时不能够在铺平相变材料后自动挤压相变材料，不能够保证电芯热源和散热区域充分接触的缺陷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一种相变热管理储能电池包整体结构示意图；

图2是本发明风向调节组件结构示意图；

图3是本发明整体拆分结构示意图；

图4是图3中A处结构示意图；

图5是本发明第二连接管和连接柱连接结构示意图；

图6是本发明连接板和外衬套展开状态示意图；

图7是图6中B处结构示意图；

图8是本发明连接板和外衬套收缩状态示意图；

图9是本发明导热板和挤压板连接结构示意图；

图10是图9中C处结构示意图；

图11是本发明橡胶块和拉绳连接结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、连接框；3、导热板；4、散热片；5、风向调节组件；501、固定板；502、连接架；503、散热扇；504、牵引钢绳；505、电机；506、衔接板；507、移动槽；508、压杆；6、电芯；7、伸缩组件；701、固定筒；702、第一连接管；703、第二连接管；704、连接柱；705、阻尼块；706、内槽；8、连接板；9、外衬套；10、注入槽；11、补料口；12、滑槽；13、橡胶凸条；14、活动槽；15、滑块；16、弹簧；17、挤压板；18、凸板；19、连通槽；20、拉绳；21、橡胶块；22、通口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1-图11所示，一种相变热管理储能电池包，包括壳体1，壳体1的上方安装有连接框2，连接框2的上方设置有导热板3，导热板3的表面固定连接有散热片4，连接框2的后侧安装有风向调节组件5，导热板3上的散热片4配合风向调节组件5，使得装置能够在不同风向下进行散热，从而使得装置的散热更加均匀，通过调节风向，使得装置能够对散热片4进行多角度散热，同时能够从不同方向对灰尘进行吹除。壳体1的内部安装有电芯6，连接框2的内部开设有通口22，通口22的内壁上安装有伸缩组件7，伸缩组件7靠近通口22中心的一侧固定连接有连接板8，连接板8的外侧滑动安装有外衬套9，伸缩组件7能够推动连接板8，其中一处连接板8向外收缩时，其余各处的连接板8和外衬套9同步向中间收缩，从而改变连接板8和外衬套9组成的框架的尺寸，以便后续在保持相变材料厚度不变的情况下对相变材料的面积进行调节，外衬套9的内部开设有供连接板8移动的滑槽12，滑槽12使得连接板8和外衬套9在扩张或收缩时能够保持平稳，导热板3的内部开设有活动槽14，活动槽14的内部滑动安装有滑块15，滑块15的下方固定连接有挤压板17，相邻两处滑块15之间固定连接有弹簧16，导热板3上固定安装有位于活动槽14左右两侧的凸板18，凸板18的内部开设有连通槽19，活动槽14左右两侧的滑块15内均贴合安装有橡胶块21，橡胶块21靠近凸板18的一侧固定连接有拉绳20，装置在安装时，通过将拉绳20的顶端与车体连接，然后在向下移动导热板3的过程中，拉绳20会拉动橡胶块21（如图11所示），使得相邻两处挤压板17背向移动，从而实现对连接板8和外衬套9之间的相变材料进行平铺的功能，随着弹簧16的力逐渐增大，橡胶块21会从滑块15的内部脱离，从而使得各个位置的挤压板17复位，挤压板17在逐渐向下移动时，会占用连接板8和外衬套9之间的空间，从而使得相变材料凸出，使得相变材料能够充分与导热板3接触，从而提升装置的导热率，进而提高整体的散热性能。

实施例2

如图1-图11所示，基于与上述实施例1相同的构思，本实施例还提出了一种相变热管理储能电池包。

在本实施例中，散热片4在导热板3的表面等间距分布，散热片4为波浪形结构，波浪形结构的散热片4使得气流在进入相邻两处散热片4之间时能够更高效地带走热量，而且波浪形结构的散热片4具有更大的散热面积，相比于直板结构的散热片4，该装置具有散热性能更强的优势。

在本实施例中，风向调节组件5包括固定安装于连接框2后侧的固定板501，固定板501的后侧贴合设置有连接架502，连接架502的表面等距安装有散热扇503，固定板501左右两侧的内部均固定安装有电机505，电机505的输出轴上栓接有牵引钢绳504，固定板501上开设有移动槽507，移动槽507的内部滑动安装有衔接板506，衔接板506和连接架502之间为固定连接，衔接板506的前端固定安装有压杆508，通过电机505使得牵引钢绳504缠绕于电机505的输出轴上，从而使得连接架502进行滑动，使得装置能够小幅度改变散热扇503的散热角度，提升了装置的使用效果。

在本实施例中，压杆508的下半部分与固定板501之间互相贴合，连接架502和散热扇503通过牵引钢绳504和衔接板506与固定板501之间构成滑动结构，通过装置上的滑动结构，使得散热扇503的朝向能够得到调节，从而快速进行散热，并且能够多角度吹除积尘，避免积尘影响装置的散热性能。

在本实施例中，伸缩组件7包括固定安装于连接框2内壁上的固定筒701，固定筒701的内部滑动安装有第一连接管702，第一连接管702的内部滑动安装有第二连接管703，第二连接管703的内部滑动安装有连接柱704，连接柱704的表面固定连接有阻尼块705，第二连接管703的内部开设有供阻尼块705移动的内槽706，连接柱704靠近通口22中心的一侧与连接板8相连，通过装置上的内槽706和阻尼块705，使得连接柱704能够对自身在第二连接管703上的位置进行调节和固定，以便后续在调节相变材料容纳空间后对容纳空间的尺寸进行调节和固定。

在本实施例中，连接柱704通过阻尼块705和内槽706与第二连接管703之间构成滑动结构，固定筒701和第一连接管702、第一连接管702和第二连接管703以及第二连接管703和连接柱704的连接方式均相同，使得固定筒701上的第一连接管702、第二连接管703和连接柱704均能够对自身的位置进行调节和固定（如图5所示），提升了装置使用时的稳定性。

在本实施例中，连接板8和外衬套9首尾相连组成方形框架，连接板8和外衬套9的高度相同，外衬套9通过连接柱704与连接板8之间构成伸缩结构，连接板8的表面固定连接有橡胶凸条13，连接板8通过橡胶凸条13与外衬套9之间构成压紧结构，通过装置上的压紧结构，使得橡胶凸条13位于连接板8和外衬套9之间的空隙中，使得连接板8和外衬套9的位置在调节后能够抵紧，从而使得装置能够对连接板8和外衬套9组成的方形框架的尺寸进行调节和固定，使得装置在注入相变材料后更加平稳。

在本实施例中，外衬套9的表面开设有注入槽10，外衬套9的内壁上开设有补料口11，注入槽10和补料口11之间互相连通，补料口11和注入槽10使得装置能够在调节相变材料容纳区域面积后，及时对空缺区域的相变材料进行补充，增强了装置的功能性。

在本实施例中，挤压板17为顶部设置有切面的菱形体，滑块15和挤压板17在活动槽14的上下两侧等间距分布，通过装置上等间距分布的挤压板17，使得挤压板17在左右移动的过程能够对相变材料进行平铺，从而保证相变材料充分与散热区域接触，提升了装置的实用性。

在本实施例中，橡胶块21的形状为球体，橡胶块21的前半部分凸出于滑块15的表面，橡胶块21的球心位于滑块15的内部，挤压板17通过拉绳20和橡胶块21与相邻挤压板17之间构成伸缩结构，通过装置上的伸缩结构，使得橡胶块21在被向外拉动后，相邻两处挤压板17互相远离，从而平铺相变材料，并且在橡胶块21脱离滑块15后，挤压板17能够将部分相变材料挤出，从而使得相变材料充分与散热区域接触，以提升装置的散热性能。

具体的，本发明为一种相变热管理储能电池包，首先，如图1和图3-图8所示，装置在装配前，先对四组连接板8和外衬套9组成的方形框架的尺寸进行调节，连接框2上的通口22将壳体1内电芯6分隔成不同的区域，然后在每一个连接框2内的通口22内壁的四周安装伸缩组件7，通过各个伸缩组件7上的连接板8和外衬套9组成方形框架，由于连接板8和外衬套9的高度相同，且首尾相连，因此在拉动其中一处连接柱704，使得该处连接柱704伸长时，与该连接柱704位置相对应的连接板8能够朝着通口22的中心区域移动，连接板8会抵住外衬套9中滑槽12的内壁，从而使得各个位置的连接板8和外衬套9同步收缩，以实现缩小相变材料容纳空间的功能，也可以缩短连接柱704，使得各个位置的连接板8和外衬套9同步扩张，从而使得装置能够增大相变材料的容纳空间，利用内外嵌套结构的固定筒701、第一连接管702、第二连接管703和连接柱704使得连接板8和外衬套9具有更大的扩张和收缩空间，并且在连接板8和外衬套9组成的方形框架扩张和收缩后，阻尼块705压紧在内槽706的内壁上，橡胶凸条13压紧在滑槽12的内壁上，使得装置能够对四组连接板8和外衬套9组成的方形框架的空间进行调节和固定，进而使得装置能够在保持相变材料厚度不变的情况下对，相变材料填充面积进行调节，四组连接板8和外衬套9组成的方形框架的尺寸增大后，通过注入槽10和补料口11补充相变材料。

如图1-图4和图9-图11所示，波浪形结构等距分布的散热片4，使得气流在流动的过程中能够带走波浪形散热片4凸起部分的热量，并且波浪形的散热片4相比于直板结构的散热板，具有更大的散热面积，配合风向调节组件5，使得装置能够在散热时对风向进行间歇调节，在调节时通过固定板501内的电机505的输出轴转动，使得牵引钢绳504卷绕于电机505的输出轴上，从而拉动连接架502向左侧或者向右侧滑动，衔接板506在移动槽507的内部滑动，压杆508抵在固定板501上，从而使得装置能够在工作的过程中保持散热扇503平稳移动。在将导热板3固定安装在连接框2顶部的过程中，将拉绳20的顶部与车体相连，使得导热板3在向下移动的过程中，拉绳20能够拉动球体结构的橡胶块21，此时橡胶块21所受拉力不足以从滑块15的内部脱离，从而使得橡胶块21带动左右两侧的滑块15以及挤压板17背向移动，使得装置能够对连接板8和外衬套9组成的方形框架内的相变材料进行平铺工作，并且在弹簧16被拉伸至一定程度后，橡胶块21所受拉力足以从滑块15的内部脱离，橡胶块21脱离滑块15的内部后，相邻两处滑块15互相靠近，从而使得挤压板17能够被压进连接板8和外衬套9组成的方形框架内的相变材料中，挤压板17会占用连接板8和外衬套9组成的方形框架的内部空间，使得原本顶面与连接板8和外衬套9顶面平齐的相变材料，能够在挤压板17的挤压作用下凸出于连接板8和外衬套9的顶部并充分与导热板3接触，从而实现铺平相变材料后进行自动挤压相变材料的功能，保证电芯6的热源和导热板3充分接触。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种相变热管理储能电池包，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）的上方安装有连接框（2），所述连接框（2）的上方设置有导热板（3），所述导热板（3）的表面固定连接有散热片（4），所述连接框（2）的后侧安装有风向调节组件（5），所述壳体（1）的内部安装有电芯（6），所述连接框（2）的内部开设有通口（22），所述通口（22）的内壁上安装有伸缩组件（7），所述伸缩组件（7）靠近所述通口（22）中心的一侧固定连接有连接板（8），所述连接板（8）的外侧滑动安装有外衬套（9），所述外衬套（9）的内部开设有供所述连接板（8）移动的滑槽（12），所述导热板（3）的内部开设有活动槽（14），所述活动槽（14）的内部滑动安装有滑块（15），所述滑块（15）的下方固定连接有挤压板（17），相邻两处所述滑块（15）之间固定连接有弹簧（16），所述导热板（3）上固定安装有位于所述活动槽（14）左右两侧的凸板（18），所述凸板（18）的内部开设有连通槽（19），所述活动槽（14）左右两侧的所述滑块（15）内均贴合安装有橡胶块（21），所述橡胶块（21）靠近所述凸板（18）的一侧固定连接有拉绳（20）。

2.根据权利要求1所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述散热片（4）在所述导热板（3）的表面等间距分布，所述散热片（4）为波浪形结构。

3.根据权利要求1所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述风向调节组件（5）包括固定安装于所述连接框（2）后侧的固定板（501），所述固定板（501）的后侧贴合设置有连接架（502），所述连接架（502）的表面等距安装有散热扇（503），所述固定板（501）左右两侧的内部均固定安装有电机（505），所述电机（505）的输出轴上栓接有牵引钢绳（504），所述固定板（501）上开设有移动槽（507），所述移动槽（507）的内部滑动安装有衔接板（506），所述衔接板（506）和所述连接架（502）之间为固定连接，所述衔接板（506）的前端固定安装有压杆（508）。

4.根据权利要求3所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述压杆（508）的下半部分与所述固定板（501）之间互相贴合，所述连接架（502）和所述散热扇（503）通过所述牵引钢绳（504）和所述衔接板（506）与所述固定板（501）之间构成滑动结构。

5.根据权利要求1所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述伸缩组件（7）包括固定安装于所述连接框（2）内壁上的固定筒（701），所述固定筒（701）的内部滑动安装有第一连接管（702），所述第一连接管（702）的内部滑动安装有第二连接管（703），所述第二连接管（703）的内部滑动安装有连接柱（704），所述连接柱（704）的表面固定连接有阻尼块（705），所述第二连接管（703）的内部开设有供所述阻尼块（705）移动的内槽（706），所述连接柱（704）靠近所述通口（22）中心的一侧与所述连接板（8）相连。

6.根据权利要求5所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述连接柱（704）通过所述阻尼块（705）和所述内槽（706）与所述第二连接管（703）之间构成滑动结构，所述固定筒（701）和所述第一连接管（702）、所述第一连接管（702）和所述第二连接管（703）以及所述第二连接管（703）和所述连接柱（704）的连接方式均相同。

7.根据权利要求5所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述连接板（8）和所述外衬套（9）首尾相连组成方形框架，所述连接板（8）和所述外衬套（9）的高度相同，所述外衬套（9）通过所述连接柱（704）与所述连接板（8）之间构成伸缩结构，所述连接板（8）的表面固定连接有橡胶凸条（13），所述连接板（8）通过所述橡胶凸条（13）与所述外衬套（9）之间构成压紧结构。

8.根据权利要求7所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述外衬套（9）的表面开设有注入槽（10），所述外衬套（9）的内壁上开设有补料口（11），所述注入槽（10）和所述补料口（11）之间互相连通。

9.根据权利要求1所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述挤压板（17）为顶部设置有切面的菱形体，所述滑块（15）和所述挤压板（17）在所述活动槽（14）的上下两侧等间距分布。

10.根据权利要求1所述的一种相变热管理储能电池包，其特征在于：所述橡胶块（21）的形状为球体，所述橡胶块（21）的前半部分凸出于所述滑块（15）的表面，所述橡胶块（21）的球心位于所述滑块（15）的内部，所述挤压板（17）通过所述拉绳（20）和所述橡胶块（21）与相邻所述挤压板（17）之间构成伸缩结构。