CN117254152B - 一种控温型新能源电池箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控温型新能源电池箱，涉及新能源电池箱技术领域，现有的翅片针对散热前期和散热后期的散热效率会逐步下降，因散热效率降低，电池充放电过程中产生的热量无法进行及时的散发，电池中会积攒热量，电池的发热无论是使用寿命还是安全性都带来了不利，本发明通过切换将温度较高的散热循环片转换下来进行降温，在整个切换散热循环片的过程中，温度较高的散热循环片切换下来，补充另外一组散热循环片为电池进行降温，通过介质之间热传递并配合风冷对电池进行散热，散热阶段中为了提高散热循环片对热量的捕捉，通过两组散热循环片之间的切换来保证散热循环片对热量传递的效率，当热量传递效率得到保证后，散热效率也就得到了提高。

Description

一种控温型新能源电池箱

技术领域

本发明涉及新能源电池箱技术领域，具体为一种控温型新能源电池箱。

背景技术

电池汽车、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，对电池的温度控制显得尤为重要，现有的汽车电池散热主要通过风冷散热法、液冷散热法、外壳散热法和空气流通散热法。

对此，中国申请专利号：CN204991903U，公开了一种电池箱散热结构，包括电池箱体、固定梁、电池模组、进风口和出风口，固定梁设置于电池箱体内，多个电池模组依次紧密地固定在固定梁上，且多个电池模组填满于电池箱体，固定梁设置为中空结构，固定梁设置有通风孔，进风口通过固定梁与出风口连通，进风口、固定梁、电池模组、电池箱体和出风口形成一散热通道。本实用新型设置有专门的散热通道，当使用冷风对电池箱体内的电池模组进行散热时，通过上述散热通道避免了电池箱体内产生涡流，从而提高本实用新型的散热效果。

对此，中国申请专利号：CN215869635U，公开了一种新能源汽车电池散热箱，属于散热箱技术领域，解决了现有的新能源汽车电池散热箱存在散热性能差和防尘网不易拆卸的问题，其技术要点是：包括外部散热箱，电池放置于导热板上进行散热处理，设置有锁扣，保证了电池的可拆卸固定，温度传感器进行温度感应，电池温度过高时，第一冷风扇启动，产生冷风进行散热处理，设置的防尘网安装块保证了防尘网的可拆卸，防护软垫对电池进行保护，电池中的热量经由导热板散热到内部散热箱上，水泵启动，经由冷却水管抽取水箱内的水进行冷却，冷却水管内的水进入螺旋冷却水管处进行循环散热冷却，第二冷风扇启动，产生冷风进行冷却，具有散热性能良好和防尘网便于拆卸的优点。

现如今新能源汽车电池箱作为保护电池的重要载体之一，起到了十分重要的作用，在保证电池的正常工作，需要对电池进行散热，但是现有的散热通过翅片对热量进行传递，翅片在散热阶段，自身的温度会逐渐的上升，温度上升后对于热量的传递效率也就得到了下降，翅片针对散热前期和散热后期的散热效率会逐步下降，因散热效率降低，电池充放电过程中产生的热量无法进行及时的散发，电池中会积攒热量，电池的发热无论是使用寿命还是安全性都带来了不利。

针对上述问题，为此，提出一种控温型新能源电池箱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控温型新能源电池箱，解决了背景技术中随着翅片温度不断增高散热效率降低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种控温型新能源电池箱，包括外罩壳和电池包，所述外罩壳的内部嵌入有电池防护盒，所述电池防护盒的底端固定连接有下罩板，所述电池防护盒的内部位于下罩板的内壁面上设置有电池包；

所述电池防护盒的上端安装有循环散热组件，所述循环散热组件包括异步电机，所述电池防护盒的上端安装有异步电机，所述异步电机的输出端贯穿电池防护盒延伸到电池防护盒的内部，所述电池防护盒的内部还嵌入有中间阻隔片，所述异步电机的输出端连接有驱动杆，所述驱动杆的上端连接有弹簧，所述驱动杆的末端连接有支撑杆，所述支撑杆的末端连接有散热循环片，所述散热循环片的内部嵌入有衔接杆，所述中间阻隔片的内部开设有啮合槽，所述中间阻隔片的内部还开设有导风槽，所述导风槽的内部嵌入有导风板，所述电池包的底端连接有导热组件，所述导热组件的一侧连接有防撞隔离墙，所述防撞隔离墙的外侧连接有接触片，所述导热组件和防撞隔离墙构成L形；

所述中间阻隔片位于两组散热循环片之间，所述中间阻隔片距离两组散热循环片之间的距离保持一致，所述异步电机驱动散热循环片进行正反转，异步电机驱动散热循环片转动角度为-90°到90°；

所述散热循环片嵌入在接触片的内部，所述散热循环片和接触片之间错位设置，所述接触片和散热循环片均由铜制成。

优选的，所述电池防护盒的顶面上连接有电池防护盖，所述电池防护盖的上端开设有循环口，所述循环口的内部嵌入有上罩板，所述电池防护盖和电池防护盒末端开设有循环排风口。

优选的，所述电池防护盖和电池防护盒二者相互对其也相互对应，所述电池防护盖覆盖在电池防护盒的上端，所述电池防护盖和电池防护盒之间通过固定件相连接。

优选的，所述上罩板覆盖在电池包的正上方，所述上罩板的内壁贴合在防撞隔离墙的顶面上。

优选的，所述电池包的上端包裹有防护组件，所述防护组件包括防撞杆，所述电池包的上端包裹有防撞杆，所述防撞杆环绕在电池包的上端。

优选的，所述防撞杆的一端设置有安装杆，所述防撞杆的外壁上固定连接有吸能盒，所述吸能盒远离防撞杆的一端贴合在外罩壳的内壁上。

优选的，所述导热组件由铜金属制成的板状结构，所述导热组件的内部横向分布有碳纳米管。

优选的，所述中间阻隔片的一侧固定有散热扇，另一侧固定有导风板，所述导风板部分嵌入在导风槽的内部，嵌入部分倾斜设置在导风槽的内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明提供的一种控温型新能源电池箱，通过设置的异步电机，可驱动弹簧进行转动，转动后对散热循环片的位置进行切换，通过切换将温度较高的散热循环片转换下来进行降温，在没有热量的继续传递，转换下来的散热循环片自身温度也会逐渐的降低，在整个切换散热循环片的过程中，温度较高的散热循环片切换下来，补充另外一组散热循环片为电池进行降温，通过介质之间热传递并配合风冷对电池进行散热，散热阶段中为了提高散热循环片对热量的捕捉，通过两组散热循环片之间的切换来保证散热循环片对热量传递的效率，当热量传递效率得到保证后，散热效率也就得到了提高，避免了因温度高导热效率差的现场发生，另外为了对热量进行捕捉，在散热循环片和接触片的连接中采用了嵌入式的连接，连接后二者之间的接触面更多，热量传递的通道也更多，同时接触片和散热循环片分离后，空气循环流通通道也更多，内部的循环效果也更加优异，结合到散热中，起到了辅助的作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明电池防护盖和电池防护盒的分解结构示意图；

图4为本发明电池防护盒和电池包的结构示意图；

图5为本发明电池包和导热组件的结构示意图；

图6为本发明防撞杆和吸能盒的结构示意图；

图7为本发明异步电机和中间阻隔片的结构示意图；

图8为本发明异步电机和驱动杆的结构示意图；

图9为本发明中间阻隔片和导风槽的结构示意图；

图10为本发明散热循环片切换状态结构示意图。

图中：11、外罩壳；12、电池防护盖；13、循环口；14、上罩板；15、电池防护盒；16、下罩板；2、循环散热组件；21、异步电机；22、循环排风口；23、导热组件；24、接触片；25、驱动杆；26、弹簧；27、支撑杆；28、散热循环片；29、中间阻隔片；30、防撞隔离墙；31、衔接杆；32、电池包；4、防护组件；41、防撞杆；42、吸能盒；43、安装杆；5、导风板；6、导风槽；7、啮合槽；8、散热扇。

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。

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图1-图10，本发明的一种控温型新能源电池箱，包括外罩壳11和电池包32，外罩壳11的内部嵌入有电池防护盒15，电池防护盒15的顶面上连接有电池防护盖12，电池防护盖12的上端开设有循环口13，循环口13的内部嵌入有上罩板14，电池防护盖12和电池防护盒15末端开设有循环排风口22，电池防护盖12和电池防护盒15二者相互对其也相互对应，电池防护盖12覆盖在电池防护盒15的上端，电池防护盖12和电池防护盒15之间通过固定件相连接，为了加大对电池包32的保护，在基于外罩壳11对电池包32进行保护的前提下，通过设置电池防护盖12和电池防护盒15来进一步的增强对电池包32的保护，在将该电池和电池箱置于新能源汽车中，强度的增强可以在发生碰撞事，避免物体侵入到电池的内部，避免电池发生损坏；

另外电池防护盖12的上端开设的循环口13左端一侧为被外罩壳11进行保护，其中电池防护盒15的内部靠左侧一端设置有循环散热组件2，为了让循环散热组件2在工作时，空气循环更加的稳定，通过循环口13可以保证空气的排出，使得内部的热量可以按照一定的流通轨迹散发到电池箱的外部；

电池防护盒15的底端固定连接有下罩板16，电池防护盒15的内部位于下罩板16的内壁面上设置有电池包32，上罩板14覆盖在电池包32的正上方，上罩板14的内壁贴合在防撞隔离墙30的顶面上，在对电池包32进行位置限定时，通过将电池包32安装在导热组件23的上端，后通过导热组件23固定在电池防护盒15的内部，由此来限制电池包32的位置，其中导热组件23的一侧设置有防撞隔离墙30，在对防撞隔离墙30和导热组件23连接中为了加大二者之间的贴合度，通过焊接的方式将二者进行紧密贴合，其中防撞隔离墙30和导热组件23共同嵌入到电池防护盒15的内部，防撞隔离墙30起到了内部分隔的作用，将电池包32和循环散热组件2之间进行分隔开，也使得电池防护盒15和循环口13结合防撞隔离墙30对电池包32的包裹更加的完全；

电池包32的上端包裹有防护组件4，防护组件4包括防撞杆41，电池包32的上端包裹有防撞杆41，防撞杆41环绕在电池包32的上端，防撞杆41的一端设置有安装杆43，防撞杆41的外壁上固定连接有吸能盒42，吸能盒42远离防撞杆41的一端贴合在外罩壳11的内壁上，为了避免发生碰撞时作用力驱使物体直接侵入到电池包32的内部，后导致电池包32发生损坏，通过设置的吸能盒42可以起到保护的作用，在发生碰撞时，前方的作用力传递到吸能盒42的上端，通过吸能盒42的形变来消耗部分的冲击力，由此来降低物体侵入电池包32的概率。

在电池整个充放电的过程中，电池自身会产生一定的热量，其中电池内部的热量累积需要进行散热，将电池的温度控制在合适的温度，更加利于电池的充放电效率，当电池内部累积的热量无法进行排出进行散热时，电池自身温度升高，充放电的能效也得到了降低，对此需要通过循环散热组件2对电池进行散热，当电池电解液蒸发，电池内的电荷传递速度会变慢，从而导致电池的充电时间变长，充电效率降低。

此外，电池内部的化学反应也会因为高温变得更加剧烈，从而使得电池容易损坏、老化，影响电池的使用寿命，同时，高温环境下电池的内电阻会增大，这是由于电池中化学反应需要一定的温度来进行，温度过高会导致电池内部化学反应过度，并且产生更多的废气，造成额外损耗，使得电池的总电压和容量都会减小，另外，高温还会导致电池中的部分组分被腐蚀或者氧化，从而进一步影响电池的性能。更严重的情况下，高温还可能会引起电池泄漏或者爆炸等危险事件；

综上，温度高会导致电池的充放电效率变差，同时也会加剧电池的老化和损坏，因此，在使用电池时，通过电池防护盒15和电池防护盖12将电池进行包裹，避免将电池暴露在高温环境中，以最大程度地保护电池并延长其使用寿命；

传统的电池散热通过自身壳体将热量散发到空气中，为了便于散热上端会因此开设较多的散热孔以助于空气的流通，但是散热孔的开设对电池的保护能力就得到下降，另外一部分通过设置风冷装置，通过风冷加快空气的流通，将散热的翅片上的温度快速的降低下去，但是翅片在使用过程中，自身的温度会发生变化，温度变高后热传递的效率也就得到了降低，因此对热量捕捉的效果得到了降低，由此散热效果变差，在散热前期和后期翅片的热传递效率是不均衡的，效率低无法将电池内部的温度传递出，会导致电池内部热能积累过多，电池温度得到上升，现有的翅片为了提高对热量的捕获，通体是直接与电池进行衔接，当温度升高热量无法散发时，翅片和电池之间的热量会互相影响，翅片上的热量会再次转移到电池上，对电池的散热带来一定的影响；

因此通过设置循环散热组件2可用于对电池进行散热，为了避免散热效率的降低，通过切换的方式来解决该问题，同时在切换后避免循环散热组件2上端的热量再次流通到电池上，避免了热量的逆向流通，从而影响到电池；

电池防护盒15的上端安装有循环散热组件2，循环散热组件2包括异步电机21，电池防护盒15的上端安装有异步电机21，中间阻隔片29位于两组散热循环片28之间，中间阻隔片29距离两组散热循环片28之间的距离保持一致，异步电机21驱动散热循环片28进行正反转，异步电机21驱动散热循环片28转动角度为-90°到90°其中为了驱动散热循环片28和接触片24之间进行接触构成连接，通过异步电机21的转动来完成；

正转控制：将逆变器控制电路输出的PWM信号通过三相桥接到异步电机21的三相线圈上，使其顺时针旋转；

翻转控制：当异步电机21正转达到一定角度后，需要停止正转并倒转电机的旋转方向，即逆时针旋转，此时逆变器控制电路反向输出PWM信号到异步电机21的三相线圈上，使其倒转转动；

当异步电机21驱动了第一组散热循环片28和接触片24之间进行接触且二者之间相互啮合后，热量通过接触片24可传递到第一组散热循环片28中，其中散热循环片28的上端均安装有温度传感器，通过温度传感器对散热循环片28上的温度进行监测，首先需要将温度传感器与控制设备连接，并选择合适的引脚连接方式和通信协议，这取决于传感器和控制设备的型号和规格，在连接成功之后，需要根据传感器的类型和工作环境，设置相应的参数，如参考温度、补偿系数、采样率等，其中参考温度根据电池的受热程度来进行调节，电池的不同受热安全范围也会出现不同，后通过输入引脚或数字接口获取传感器输出的电信号，通过计算或查表将其转换为温度值，此外，还需要对获取的数据进行滤波处理，以提高信号质量和减少噪声干扰，根据具体应用场景的需要，可以将获取到的温度数据通过串口、蓝牙、Wi-F i或其他通信方式发送给上位机或其他设备，以便对其进行进一步处理和分析，通过不断获取并监测温度数据，即可实现对物体温度的实时监测，根据监测结果，可以通过驱动异步电机21开始进行工作；

异步电机21的输出端贯穿电池防护盒15延伸到电池防护盒15的内部，电池防护盒15的内部还嵌入有中间阻隔片29，异步电机21的输出端连接有驱动杆25，驱动杆25的上端连接有弹簧26，驱动杆25的末端连接有支撑杆27，支撑杆27的末端连接有散热循环片28，散热循环片28嵌入在接触片24的内部，散热循环片28和接触片24之间错位设置，接触片24和散热循环片28均由铜制成，其中为了对接触片24上端的温度进行捕获，通过将热量传递到散热循环片28的上端，为了让散热循环片28的热传递的效率低更高，通过设置为铜材质，在温度传感器监测到散热循环片28上的温度达到一定时，通过将信号传递给异步电机21，驱使了异步电机21进行工作，工作时异步电机21开始转动，将第二组的散热循环片28转动嵌入到接触片24的内部，则第一组散热循环片28被替换下来，替换下来的散热循环片28进行风冷散热，在温度将至正常温度后进行备用，通过两组散热循环片28之间进行切换，对散热循环片28上端的温度进行实时的监测和控制，在温度变高后热传递效率变差时，这时通过切换来提高对电池包32的散热，使得电池包32的散热效率可以持续保证在相对恒定的状态；

电池包32的底端连接有导热组件23，导热组件23由铜金属制成的板状结构，导热组件23的内部横向分布有碳纳米管，其中碳纳米管的热传导效率更高，在嵌入到导热组件23的内部后，可以有助于对热量进行传递，经过了热量的传递到散热循环片28上端后通过散热扇8进行散热，散热效率也就得到了提升；

在基于这样的基础上，可避免散热循环片28上端的热量逆向流通到电池中，使得电池的温度和散热循环片28的温度形成温度差，在温度差的作用下，保证了热量的正向传递，由此提高了电池包32的散热能力，避免热量的回流；

导热组件23的一侧连接有防撞隔离墙30，防撞隔离墙30的外侧连接有接触片24，导热组件23和防撞隔离墙30构成L形，散热循环片28的内部嵌入有衔接杆31，中间阻隔片29的内部开设有啮合槽7，中间阻隔片29的内部还开设有导风槽6，导风槽6的内部嵌入有导风板5，中间阻隔片29的一侧固定有散热扇8，另一侧固定有导风板5，导风板5部分嵌入在导风槽6的内部，嵌入部分倾斜设置在导风槽6的内部，在进行散热时，通过热传递的方式对电池包32上端的热量进行散发，在整个散热的过程中，通过散热扇8的转动将散热循环片28上端的热量进行排出，实现了空气在内部的循环，其中导风槽6倾斜的设计，使得排出的热量可以伴随着空气呈上下方向排出，又因电池防护盒15的上端和循环口13的上端与其对应设置有循环口13，热量通过循环口13排出到空气中，另外在车辆行驶时，为了便于空气的循环，通过设置的循环排风口22可便于空气从内部排出，实现了空气的循环。

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。

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)

1.一种控温型新能源电池箱，包括外罩壳(11)和电池包(32)，其特征在于：所述外罩壳(11)的内部嵌入有电池防护盒(15)，所述电池防护盒(15)的底端固定连接有下罩板(16)，所述电池防护盒(15)的内部位于下罩板(16)的内壁面上设置有电池包(32)；

所述电池防护盒(15)的上端安装有循环散热组件(2)，所述循环散热组件(2)包括异步电机(21)，所述电池防护盒(15)的上端安装有异步电机(21)，所述异步电机(21)的输出端贯穿电池防护盒(15)延伸到电池防护盒(15)的内部，所述电池防护盒(15)的内部还嵌入有中间阻隔片(29)，所述异步电机(21)的输出端连接有驱动杆(25)，所述驱动杆(25)的上端连接有弹簧(26)，所述驱动杆(25)的末端连接有支撑杆(27)，所述支撑杆(27)的末端连接有散热循环片(28)，所述散热循环片(28)的内部嵌入有衔接杆(31)，所述中间阻隔片(29)的内部开设有啮合槽(7)，所述中间阻隔片(29)的内部还开设有导风槽(6)，所述导风槽(6)的内部嵌入有导风板(5)，所述电池包(32)的底端连接有导热组件(23)，所述导热组件(23)的一侧连接有防撞隔离墙(30)，所述防撞隔离墙(30)的外侧连接有接触片(24)，所述导热组件(23)和防撞隔离墙(30)构成L形；

所述中间阻隔片(29)位于两组散热循环片(28)之间，所述中间阻隔片(29)距离两组散热循环片(28)之间的距离保持一致，所述异步电机(21)驱动散热循环片(28)进行正反转，异步电机(21)驱动散热循环片(28)转动角度为-90°到90°；

所述散热循环片(28)嵌入在接触片(24)的内部，所述散热循环片(28)和接触片(24)之间错位设置，所述接触片(24)和散热循环片(28)均由铜制成。

2.根据权利要求1所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述电池防护盒(15)的顶面上连接有电池防护盖(12)，所述电池防护盖(12)的上端开设有循环口(13)，所述循环口(13)的内部嵌入有上罩板(14)，所述电池防护盖(12)和电池防护盒(15)末端开设有循环排风口(22)。

3.根据权利要求2所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述电池防护盖(12)和电池防护盒(15)二者相互对其也相互对应，所述电池防护盖(12)覆盖在电池防护盒(15)的上端，所述电池防护盖(12)和电池防护盒(15)之间通过固定件相连接。

4.根据权利要求2所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述上罩板(14)覆盖在电池包(32)的正上方，所述上罩板(14)的内壁贴合在防撞隔离墙(30)的顶面上。

5.根据权利要求1所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述电池包(32)的上端包裹有防护组件(4)，所述防护组件(4)包括防撞杆(41)，所述电池包(32)的上端包裹有防撞杆(41)，所述防撞杆(41)环绕在电池包(32)的上端。

6.根据权利要求5所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述防撞杆(41)的一端设置有安装杆(43)，所述防撞杆(41)的外壁上固定连接有吸能盒(42)，所述吸能盒(42)远离防撞杆(41)的一端贴合在外罩壳(11)的内壁上。

7.根据权利要求1所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述导热组件(23)由铜金属制成的板状结构，所述导热组件(23)的内部横向分布有碳纳米管。

8.根据权利要求1所述的控温型新能源电池箱，其特征在于：所述中间阻隔片(29)的一侧固定有散热扇(8)，另一侧固定有导风板(5)，所述导风板(5)部分嵌入在导风槽(6)的内部，嵌入部分倾斜设置在导风槽(6)的内部。