CN117458065A - 一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,通过将使用晶胞拼接为隔板,并将晶胞内的填充物更换为液体同时将各个晶胞之间连通,再配合箱体上设置的换热装置能够使其形成一个循环换热系统,换热装置包含冷却模组及加热模组,可以使得装置能够对电池组保温加热也能对其进行散热冷却,能够保证锂电池工作在适宜的温度下,保证了其最佳性能,延长了其使用寿命;通过在晶胞中的区域共振块采用若干质量块与连接梁连接的结构,使得晶胞获得较宽声学禁带,扩大了装置的适用范围,提升了装置抑振效果,隔离了车架与锂电池的震动,加之声学超材料具备轻量化及高体积效率的优点,使得汽车电池仓更轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,具体涉及一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构。
背景技术
汽车的动力电池,通常被称为车辆动力储能电池,是新能源汽车的核心能源储存设备。这些电池通常采用锂离子电池技术,因为锂离子电池具有高能量密度和相对较轻的重量。然而,锂电池在充电和放电过程中会产生大量的热量,而且其性能受温度影响非常显著。
在高温条件下,锂电池可能会遇到多个问题。首先,高温会加速电池内的化学反应,导致电池寿命缩短。此外,电池容量可能急剧下降,导致储存的电能减少。更严重的是,过高的温度可能导致电池过热,甚至引发火灾或爆炸。
与此同时,低温条件下也会对锂电池产生负面影响。在低温下,电池的可用容量会减少,导致续航里程下降。此外,电池内部电阻增加,这会限制电荷和电流的流动,进而影响电池的性能。
因此,温度管理对于锂电池的安全性、性能和寿命至关重要。而在车辆行驶过程中,由于地面的崎岖不平,锂电池可能长期受到震动的影响。持续的震动可能导致电池内部的结构性损伤,包括电池模块或单体的松动、接触不良,甚至可能导致电池外壳的变形。这种情况可能引发电池故障或漏电。此外,持续的震动还可能导致电池正极和负极的活性材料剥离,降低电池的容量和性能。长期震动也可能导致电池内部组件的移位,从而可能引发内部短路,这种情况可能导致电池过热,甚至引发火灾或爆炸。
因此,为了保证锂电池的长期可靠性,必须同时关注温度管理和防止震动对电池的不利影响。在申请号为201610362766.3的中国发明专利中公开了一种声学超材料悬置隔振结构,其提供了一种新型悬置隔振结构,衰减车架与发动机之间振动能量,可以起到保护发动机的作用,为我们提供了一种声学超材料作为新型悬置隔振的可行路径;声学超材料具备轻量化及高体积效率的优点,如果能够使用声学超材料可以同时满足锂电池温度管理和震动隔离的需求,将能够优化汽车电池仓静态特性并且实现轻量化。
基于以上背景技术,本发明提出了一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明设计了一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,通过将使用晶胞拼接为隔板,并将晶胞内的填充物更换为液体同时将各个晶胞之间连通,再配合箱体上设置的换热装置能够使其形成一个循环换热系统,换热装置包含冷却模组及加热模组,可以使得装置能够对电池组保温加热也能对其进行散热冷却,能够保证锂电池工作在适宜的温度下,保证了其最佳性能,延长了其使用寿命;通过在晶胞中的区域共振块采用若干质量块与连接梁连接的结构,使得晶胞获得较宽声学禁带,扩大了装置的适用范围,提升了装置抑振效果,隔离了车架与锂电池的震动,加之声学超材料具备轻量化及高体积效率的优点,使得汽车电池仓更轻量化。
为了达到上述技术目的,本发明是通过以下技术方案实现的:一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,包括:箱体、设于箱体顶部的箱盖、设于箱体一端的换热装置;所述箱体内部与电池接触位置设有若干隔板;所述隔板由晶胞拼接构成;
所述晶胞包括:导热阻尼层、设于导热阻尼层上方的框架、框架内部的若干区域共振块;所述质量块内部设有空腔,所述连接梁内部设有通道,所述框架外侧设有进水口及出水口,所述进水口、区域共振块及出水口依次连通从而构成一个通路,所述通路内充满液体介质;所述晶胞与换热装置通过循环水分管连通;所述区域共振块由若干连接梁及质量块组成。
优选地,所述连接梁包括:第一梁体、第二梁体、第三梁体、第四梁体、第五梁体、第六梁体和第七梁体,所述质量块包括:第一块体、第二块体、第三块体、第四块体、第五块体和第六块体;所述第一块体通过第一梁体与框架连接,第二块体通过第二梁体与第一块体连接,第三块体通过第三梁体与第二块体连接,第四块体通过第四梁体与第三块体连接,第五块体通过第五梁体与第四块体连接,第六块体通过第六梁体与第五块体连接,第七梁体将第六块体与框架连接。
优选地,所述隔板包括:箱体底部设有的底部隔板、箱体四壁内侧设有的外围隔板、外围隔板内侧设有的若干内隔板及箱盖底部设有的隔板。
优选地,所述框架设有若干定位销及与定位槽。
优选地,所述换热装置包括:循环泵、循环进水总管、循环出水总管和换热器,所述换热器设有冷却模组及加热模组。
优选地,所述晶胞中的进水口通过循环进水分管与循环进水总管连通,晶胞中的出水口通过循环出水分管与循环进水总管连通。
优选地,所述循环进水分管及循环出水分管为方形。
优选地,所述箱体外侧设有若干缓冲块。
本发明的有益效果是:
1、本发明所提供的一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,通过将使用晶胞拼接为隔板,并将晶胞内的填充物更换为液体同时将各个晶胞之间连通,再配合箱体上设置的换热装置能够使其形成一个循环换热系统,换热装置包含冷却模组及加热模组,可以使得装置能够对电池组保温加热也能对其进行散热冷却,能够保证锂电池工作在适宜的温度下,保证了其最佳性能,延长了其使用寿命。
2、本发明通过在晶胞中的区域共振块采用若干质量块与连接梁连接的结构,使得晶胞获得较宽声学禁带,扩大了装置的适用范围,提升了装置抑振效果,隔离了车架与锂电池的震动,加之声学超材料具备轻量化及高体积效率的优点,使得汽车电池仓更轻量化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体轴测结构示意图;
图2是本发明的箱体俯视结构示意图;
图3是本发明的晶胞轴测结构示意图;
图4是本发明的晶胞透视示意图;
图5是本发明晶胞一种拼接方式的整体示意图;
图6是本发明晶胞一种拼接方式的正视示意图;
图7是本发明晶胞又一种拼接方式的整体示意图;
图8是图2中A处的局部放大图。
附图中,各标号所代表的结构名称为:
1、箱体;11、缓冲块;2、箱盖;3、外围隔板;4、内隔板;5、底部隔板;6、换热装置;61、循环泵;62、循环进水总管;63、循环出水总管;64、换热器;7、晶胞;71、导热阻尼层;72、框架;73、连接梁;731、第一梁体;732、第二梁体;733、第三梁体;734、第四梁体;735、第五梁体;736、第六梁体;737、第七梁体;741、第一块体;742、第二块体;743、第三块体;744、第四块体;745、第五块体;746、第六块体;75、进水口;76、出水口;77、定位销;78、定位槽;8、循环水分管;81、循环进水分管;82、循环出水分管。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,如图1所示,其包括:箱体1、设于箱体1顶部的箱盖2、设于箱体1一端的换热装置6;箱体1内部与电池接触位置设有若干隔板;隔板由晶胞7拼接构成。
如图2及图3所示,晶胞7包括:导热阻尼层71、设于导热阻尼层71上方的框架72、框架72内部的若干区域共振块;质量块内部设有空腔,连接梁73内部设有通道,框架72外侧设有进水口75及出水口76,进水口75、区域共振块及出水口76依次连通从而构成一个通路,通路内充满液体介质;晶胞7与换热装置6通过循环水分管8连通;区域共振块由若干连接梁73及质量块组成,导热阻尼层71能够更好使电池与晶胞7进行换热,提高了换热效率。
具体的如图3所示,连接梁73包括:第一梁体731、第二梁体732、第三梁体733、第四梁体734、第五梁体735、第六梁体736和第七梁体737,质量块包括:第一块体741、第二块体742、第三块体743、第四块体744、第五块体745和第六块体746;第一块体741通过第一梁体731与框架72连接,第二块体742通过第二梁体732与第一块体741连接,第三块体743通过第三梁体733与第二块体742连接,第四块体744通过第四梁体734与第三块体743连接,第五块体745通过第五梁体735与第四块体744连接,第六块体746通过第六梁体736与第五块体745连接,第七梁体737将第六块体746与框架72连接,这种结构使得换热介质从进水口75流入晶胞7充盈连接梁73及质量块,之后从出水口76流入换热装置6,若干连接梁73及质量块的设计可以使得液体在流动过程中扰动程度增加便于换热,且能使得晶胞7获得较宽声学禁带,扩大了装置的适用范围,提升了装置抑振效果,进而更好的隔绝车架与锂电池的震动,具体的第一块体741与第六块体746的长、宽、高尺寸分别为240mm*110mm*6mm、第二块体742与第五块对应为210mm*95mm*6mm,体第三块体743与第四块体744对应为170mm*80mm*6mm。
具体的如图2所示,隔板包括:箱体1底部设有的底部隔板5、箱体1四壁内侧设有的外围隔板3、外围隔板3内侧设有的若干内隔板4及箱盖2底部设有的隔板,采用多隔板的设计能够减小电池移位空间,保证电池稳定性,同时能够加大换热及隔振面积,有助于提高散热保温及吸能减振功能。
为了便于拼接如图3所示,晶胞7框架72外侧设有的进水口75向外凸出,出水口76向内凹陷,进水口75与出水口76匹配,同时框架72设有若干定位销77及与定位槽78,同样的定位销77及与定位槽78相匹配,图5及图6为晶胞7单层拼接时示意图,导热阻尼层71贴近电池一侧,箱体1底部设有的底部隔板5、箱体1四壁内侧设有的外围隔板3及箱盖2底部设有的隔板均采用此种拼接模式,使用时也可以堆叠层数以提高隔振效果,为了适应内隔板4两侧均有电池的情形,使用如图7所示的拼接防止,使得内隔板4两侧更便于换热。
如图8所示,换热装置6包括:循环泵61、循环进水总管62、循环出水总管63和换热器64,换热器64设有冷却模组及加热模组,冷却模组及加热模组的设计可以使得装置能够对电池组保温加热也能对其进行散热冷却。晶胞7中的进水口75通过循环进水分管81与循环进水总管62连通,晶胞7中的出水口76通过循环出水分管82与循环进水总管62连通,为了便于循环,循环水回流的循环出水总管63采用双管形式。
实施例2:
基于实施例1,为了保证循环进水分管81及循环出水分管82与晶胞7连接的稳定性,将循环进水分管81及循环出水分管82为方形,为了提升电池仓的抗撞击能力,在箱体1外侧设有若干缓冲块11,为了应对换热介质挥发等情形,如图8所示,于循环泵61上方设有柱形补液口。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,包括:箱体(1)、设于箱体(1)顶部的箱盖(2)、设于箱体(1)一端的换热装置(6);所述箱体(1)内部与电池接触位置设有若干隔板;其特征在于,所述隔板由晶胞(7)拼接构成;
所述晶胞(7)包括:导热阻尼层(71)、设于导热阻尼层(71)上方的框架(72)、框架(72)内部的若干区域共振块;所述质量块内部设有空腔,所述连接梁(73)内部设有通道,所述框架(72)外侧设有进水口(75)及出水口(76),所述进水口(75)、区域共振块及出水口(76)依次连通从而构成一个通路,所述通路内充满液体介质;所述晶胞(7)与换热装置(6)通过循环水分管(8)连通;所述区域共振块由若干连接梁(73)及质量块组成。
2.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述连接梁(73)包括:第一梁体(731)、第二梁体(732)、第三梁体(733)、第四梁体(734)、第五梁体(735)、第六梁体(736)和第七梁体(737),所述质量块包括:第一块体(741)、第二块体(742)、第三块体(743)、第四块体(744)、第五块体(745)和第六块体(746);所述第一块体(741)通过第一梁体(731)与框架(72)连接,第二块体(742)通过第二梁体(732)与第一块体(741)连接,第三块体(743)通过第三梁体(733)与第二块体(742)连接,第四块体(744)通过第四梁体(734)与第三块体(743)连接,第五块体(745)通过第五梁体(735)与第四块体(744)连接,第六块体(746)通过第六梁体(736)与第五块体(745)连接,第七梁体(737)将第六块体(746)与框架(72)连接。
3.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述隔板包括:箱体(1)底部设有的底部隔板(5)、箱体(1)四壁内侧设有的外围隔板(3)、外围隔板(3)内侧设有的若干内隔板(4)及箱盖(2)底部设有的隔板。
4.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述框架(72)设有若干定位销(77)及与定位槽(78)。
5.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述换热装置(6)包括:循环泵(61)、循环进水总管(62)、循环出水总管(63)和换热器(64),所述换热器(64)设有冷却模组及加热模组。
6.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述晶胞(7)中的进水口(75)通过循环进水分管(81)与循环进水总管(62)连通,晶胞(7)中的出水口(76)通过循环出水分管(82)与循环进水总管(62)连通。
7.根据权利要求6所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述循环进水分管(81)及循环出水分管(82)为方形。
8.根据权利要求1所述一种散热保温及吸能减振的双功能汽车电池仓结构,其特征在于,所述箱体(1)外侧设有若干缓冲块(11)。
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