CN117748003A - 一种带有复合散热结构的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种带有复合散热结构的锂离子电池，包括安装壳，所述安装壳内设置有锂电池组，所述锂电池组包括多个柱状锂电池，柱状锂电池之间的间隙处固定安装有支撑管件，所述安装壳的两端均设置有隔板，所述支撑管件的端部贯穿隔板，所述安装壳的一侧固定安装有进风罩，所述支撑管件的内腔与进风罩相连通；本发明通过风力降温和水蒸发降温两种复合散热方式进行降温，能够显著提高锂离子电池的散热性能，即使锂离子电池在高温环境下使用，其散热性能也不会受到影响，便于在各种特殊高温环境下使用。

Description

一种带有复合散热结构的锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种带有复合散热结构的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂离子电池具有高能量密度、长寿命、轻量化等优点，因此在智能手机、笔记本电脑、自行车、汽车等领域得到了广泛应用。

中国专利CN113629320A公开了一种锂离子电池组智能散热模组及其散热系统，涉及锂电池组技术领域，包括机盒、定位器、温度感应器，驱动器和调节结构，所述机盒的内部安装有锂电池组，所述机盒的内壁设有调节结构，所述调节结构包括调节框，所述调节框的横截面为“U”形，所述调节框的表面与机盒滑动连接；所述调节框的三个表面均固装有用以对锂电池组表面高温进行导出的导热硅橡胶板；所述机盒的内壁固装有两个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固装有滑块，所述滑块的下表面与机盒滑动连接。本发明，解决了凝固后的导热硅橡胶覆盖在电池表面，给检修人员带来极大的不便，进而影响对锂电池组的检修效率，降低了锂电池组实用性的问题。

如上述专利所示，现有的锂电池散热一般是通过导热硅橡胶板等导热结构来实现的，导热结构对锂电池进行散热时，需要外界环境温度低于锂电池自身的温度，否则无法实现散热，外界环境温度越高，散热效果越差，因此，当锂电池在高温环境下使用时，仅靠导热结构进行散热，散热效果较差，不便于高温环境下使用。

因此，有必要提供一种带有复合散热结构的锂离子电池解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有复合散热结构的锂离子电池，通过风力降温和水蒸发降温两种复合散热方式进行降温，能够显著提高锂离子电池的散热性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带有复合散热结构的锂离子电池，包括安装壳，所述安装壳内设置有锂电池组，所述锂电池组包括多个柱状锂电池，柱状锂电池之间的间隙处固定安装有支撑管件，所述安装壳的两端均设置有隔板，所述支撑管件的端部贯穿隔板，所述安装壳的一侧固定安装有进风罩，所述支撑管件的内腔与进风罩相连通，所述进风罩的内部设置有温感出水机构。

本发明的进一步设置为：所述安装壳的两侧均固定安装有第一连接框，所述进风罩的一侧固定安装有第二连接框，安装壳的一侧通过第一连接框和第二连接框与进风罩固定连接；多个锂电池组可通过其之间的第一连接框相连接。

本发明的进一步设置为：所述温感出水机构包括储水盒、竖管、横管、转运筒和温感挡风组件，所述储水盒固定安装于进风罩的顶端，所述横管设置在进风罩内，所述横管的顶端固定安装有竖管，所述横管和竖管均为中空设置，所述横管通过竖管与储水盒相连通，所述转运筒转动安装在横管的底部，转运筒的顶部伸入横管的内腔，转运筒的底部伸出横管，转运筒上开设有多个凹槽，所述横管上转动安装有转轴，转运筒与转轴固定连接且同轴设置，所述转轴的端部贯穿横管的侧壁，且转轴的端部固定安装有驱动叶片，所述温感挡风组件设置在驱动叶片的一侧。

本发明的进一步设置为：所述温感挡风组件包括安装盒、挡风板和调节杆，所述安装盒固定安装于横管的一侧，所述安装盒的内部滑动安装有挡风板，安装盒的底部开设有开口，挡风板通过安装盒底部的开口伸出，所述挡风板的顶端固定安装有调节杆，所述调节杆贯穿所述安装盒的顶壁。

本发明的进一步设置为：所述安装盒的一侧固定安装有储气箱，所述储气箱的顶端固定安装有缸筒，缸筒与储气箱相连通，所述缸筒的内部滑动安装有活塞，所述活塞的顶端固定安装有塞杆，所述塞杆的顶端贯穿缸筒的顶壁，且塞杆的顶端固定安装有连接板，所述连接板与调节杆相连接，储气箱的内部填充有气体。

本发明的进一步设置为：所述连接板的顶端转动安装有调节环，所述调节杆上开设有螺纹槽，所述调节杆贯穿所述调节环，且调节杆与调节环螺纹连接。

本发明的进一步设置为：所述支撑管件的内部设置有加强部，所述加强部设置为十字形，且加强部的表面为波浪形结构。

本发明的进一步设置为：所述横管在靠近隔板的一侧固定安装有两个安装座，两个安装座之间通过第一连接轴转动安装有调节板，所述调节板上开设有多个梯形孔，所述梯形孔的内腔靠近隔板的一侧固定安装有分散网，所述安装座的一侧设置有用于驱动调节板往复摆动的传动组件。

本发明的进一步设置为：所述传动组件包括旋转盘、连接杆、第二连接轴和第三连接轴，所述旋转盘固定安装于所述转轴的一端，所述旋转盘的边部固定安装有第二连接轴，所述调节板侧壁的中部固定安装有第三连接轴，所述连接杆的一端与第二连接轴转动连接，所述连接杆的另一端与第三连接轴转动连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的支撑管件的外壁与柱状锂电池的外壁相贴合，柱状锂电池工作时，产生的热量传递给支撑管件，当柱状锂电池温度较高时，可从进风罩的进风口鼓入风，风经过进风罩进入多个支撑管件内，由于气流的流道尺寸变小，使得气流的温度降低，速度变快，从而能够快速带走支撑管件上的热量，使得支撑管件的温度降低，从而使得柱状锂电池的温度降低，如采用该措施降温后，锂电池组的温度仍然过高，则过高的温度会激活温感出水机构，使得温感出水机构滴水，温感出水机构滴出的水进入进风罩内，并在气流的作用下进入支撑管件内，随后附着在支撑管件的内壁上，并在气流和支撑管件自身高温的作用下，水滴蒸发，水滴蒸发时吸收热量，从而使得支撑管件和气流的温度降低，从而进一步提高散热效果，通过风力降温和水蒸发降温两种复合散热方式进行降温，能够显著提高锂离子电池的散热性能，即使锂离子电池在高温环境下使用，其散热性能也不会受到影响，便于在各种特殊高温环境下使用。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明去除进风罩后的结构示意图；

图3为本发明的柱状锂电池和支撑管件的结构示意图；

图4为本发明的温感出水机构的结构示意图；

图5为本发明的支撑管件的侧视结构示意图；

图6为本发明的横管的剖视结构示意图；

图7为本发明的温感挡风组件的剖视结构示意图；

图8为本发明的传动组件和调节板的结构示意图；

图9为本发明的调节板、安装座和第三连接轴的结构示意图；

图10为本发明的调节板的俯视剖面结构示意图。

图中：1、安装壳；2、柱状锂电池；3、第一连接框；4、支撑管件；401、加强部；5、隔板；6、进风罩；601、第二连接框；7、过滤网；8、储水盒；9、横管；10、竖管；11、转运筒；1101、凹槽；12、转轴；13、驱动叶片；14、温感挡风组件；141、安装盒；142、挡风板；143、调节杆；144、连接板；145、调节环；146、塞杆；147、储气箱；148、缸筒；149、活塞；15、调节板；1501、梯形孔；16、传动组件；161、旋转盘；162、连接杆；163、第二连接轴；164、第三连接轴；17、分散网；18、安装座；19、第一连接轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进一步的说明。

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种带有复合散热结构的锂离子电池，包括安装壳1，所述安装壳1内设置有锂电池组，所述锂电池组包括多个柱状锂电池2，柱状锂电池2之间的间隙处固定安装有支撑管件4，所述安装壳1的两端均设置有隔板5，所述支撑管件4的端部贯穿隔板5，所述安装壳1的一侧固定安装有进风罩6，所述支撑管件4的内腔与进风罩6相连通，支撑管件4与隔板5的接触位置进行密封处理，搭配风机进行使用时，风机的出风口朝向进风罩6的进风口设置，或放置在汽车上使用时，进风罩6的进风口朝向汽车的车头方向，使得汽车行驶时，气流能够进入进风罩6内，所述进风罩6的内部设置有温感出水机构；支撑管件4为导热材料制成，优选铜材质，支撑管件4的外壁与柱状锂电池2的外壁相贴合，柱状锂电池2工作时，产生的热量传递给支撑管件4，当柱状锂电池2温度较高时，可从进风罩6的进风口鼓入风，风经过进风罩6进入多个支撑管件4内，由于气流的流道尺寸变小，使得气流的温度降低，速度变快，从而能够快速带走支撑管件4上的热量，使得支撑管件4的温度降低，从而使得柱状锂电池2的温度降低，如采用该措施降温后，锂电池组的温度仍然过高，则过高的温度会激活温感出水机构，使得温感出水机构滴水，温感出水机构滴出的水进入进风罩6内，并在气流的作用下进入支撑管件4内，随后附着在支撑管件4的内壁上，并在气流和支撑管件4自身高温的作用下，水滴蒸发，水滴蒸发时吸收热量，从而使得支撑管件4和气流的温度降低，从而进一步提高散热效果，通过风力降温和水蒸发降温两种复合散热方式进行降温，能够显著提高锂离子电池的散热性能，即使锂离子电池在高温环境下使用，其散热性能也不会受到影响，便于在各种特殊高温环境下使用。

本实施例中，优选的，所述安装壳1的两侧均固定安装有第一连接框3，所述进风罩6的一侧固定安装有第二连接框601，安装壳1的一侧通过第一连接框3和第二连接框601与进风罩6固定连接；多个锂电池组可通过其之间的第一连接框3相连接，从而能够将多组锂电池组相连接，连接时通过螺栓将两个第一连接框3固定在一起即可，远离进风罩6一侧的锂电池组的安装壳1与排风口相连，从而将气流导出。

本实施例中，优选的，所述温感出水机构包括储水盒8、竖管10、横管9、转运筒11和温感挡风组件14，所述储水盒8固定安装于进风罩6的顶端，所述横管9设置在进风罩6内，所述横管9的顶端固定安装有竖管10，所述横管9和竖管10均为中空设置，所述横管9通过竖管10与储水盒8相连通，所述转运筒11转动安装在横管9的底部，转运筒11的顶部伸入横管9的内腔，转运筒11的底部伸出横管9，转运筒11上开设有多个凹槽1101，所述横管9上转动安装有转轴12，转运筒11与转轴12固定连接且同轴设置，所述转轴12的端部贯穿横管9的侧壁，且转轴12的端部固定安装有驱动叶片13，所述温感挡风组件14设置在驱动叶片13的一侧；储水盒8内可放置水，水可通过竖管10进入横管9内，储水盒8上设置有补水口，从而向储水盒8内补水，转运筒11旋转时，凹槽1101内的水移出横管9的同时，另一侧凹槽1101还能够将外界气体移入转运筒11内，从而能够平衡储水盒8内的气压，使得储水盒8上无需开设泄压孔，当锂离子电池组的温度较低时，温感挡风组件14挡住经过驱动叶片13的气流，使得驱动叶片13无法旋转，当锂离子电池组的温度较高时，温感挡风组件14不再遮挡驱动叶片13，使得驱动叶片13能够在气流的作用下旋转，驱动叶片13旋转时通过转轴12带动转运筒11旋转，转运筒11旋转时，横管9内的水进入凹槽1101内，并跟随转运筒11的旋转移出，从而向下滴落，并在气流的作用下吹入支撑管件4内。

本实施例中，优选的，所述温感挡风组件14包括安装盒141、挡风板142和调节杆143，所述安装盒141固定安装于横管9的一侧，所述安装盒141的内部滑动安装有挡风板142，安装盒141的底部开设有开口，挡风板142通过安装盒141底部的开口伸出，所述挡风板142的顶端固定安装有调节杆143，所述调节杆143贯穿所述安装盒141的顶壁，所述安装盒141的一侧固定安装有储气箱147，所述储气箱147的顶端固定安装有缸筒148，缸筒148与储气箱147相连通，所述缸筒148的内部滑动安装有活塞149，所述活塞149的顶端固定安装有塞杆146，所述塞杆146的顶端贯穿缸筒148的顶壁，且塞杆146的顶端固定安装有连接板144，所述连接板144与调节杆143相连接，储气箱147的内部填充有气体；当锂电池组的温度较高时，温度传递到储气箱147上，从而使得储气箱147内的温度上升，温度上升后，储气箱147和缸筒148内的气体膨胀，从而推动活塞149向上移动，活塞149向上移动时带动塞杆146向上移动，从而通过连接板144带动调节杆143向上移动，从而带动挡风板142向上移动，使得环境温度越高，挡风板142向上移动的距离越大，挡风板142所挡住的气流越少，使得更多的气流能够经过驱动叶片13，从而使得驱动叶片13的转速更快，滴水的速度也更快，降温效率也随之加快，从而能够根据锂离子电池的温度自适应调节滴水速度，温度越高，滴水速度越快，使用起来更加便捷。

本实施例中，优选的，所述连接板144的顶端转动安装有调节环145，所述调节杆143上开设有螺纹槽，所述调节杆143贯穿所述调节环145，且调节杆143与调节环145螺纹连接；上述结构的设置，使得调节杆143与连接板144的相对位置能够进行调节，调节时，旋转调节环145，使得调节杆143相对调节环145向上/向下移动，从而使得挡风板142的初始位置能够进行调节，以便于根据需求调节开启滴水所需的温度。

本实施例中，优选的，所述支撑管件4的内部设置有加强部401，所述加强部401设置为十字形，且加强部401的表面为波浪形结构，加强部401与支撑管件4为一体式结构，通过加强部401的设置，使得支撑管件4的抗压能力增强，且其表面设置为波浪形，能够提高支撑管件4整体与气流的接触面积，使得支撑管件4上的热量更容易被气流带走，且波浪形的设置，使得加强部401具有一定的弹性，使得支撑管件4的缓冲性能提升，能够提高支撑管件4受压时的缓冲性能，从而使得锂电池组的抗压性能提高。

本实施例中，优选的，所述进风罩6的一端固定安装有过滤网7；从而对进入进风罩6的空气进行过滤。

由于横管9设置在固定高度，使得大部分的水滴会进入与横管9相同高度的支撑管件4内，从而使得其他支撑管件4散热效率降低，为了解决这一问题，设置了以下实施例。

请参阅图8～10，本发明实施例中，所述横管9在靠近隔板5的一侧固定安装有两个安装座18，两个安装座18之间通过第一连接轴19转动安装有调节板15，所述调节板15上开设有多个梯形孔1501，梯形孔1501的俯视图为梯形结构，所述梯形孔1501的内腔靠近隔板5的一侧固定安装有分散网17，所述安装座18的一侧设置有用于驱动调节板15往复摆动的传动组件16。

本实施例中，优选的，所述传动组件16包括旋转盘161、连接杆162、第二连接轴163和第三连接轴164，所述旋转盘161固定安装于所述转轴12的一端，所述旋转盘161的边部固定安装有第二连接轴163，所述调节板15侧壁的中部固定安装有第三连接轴164，所述连接杆162的一端与第二连接轴163转动连接，所述连接杆162的另一端与第三连接轴164转动连接；当转轴12旋转时，转轴12带动旋转盘161旋转，旋转盘161旋转时通过第二连接轴163带动连接杆162的一端移动，从而使得连接杆162的另一端通过第三连接轴164带动调节板15摆动，随着调节板15的摆动，梯形孔1501的朝向发生改变，从而使得从梯形孔1501吹出的气流方向发生改变，当转运筒11转出的水滴向下滴落时，水滴在气流的作用水吹入梯形孔1501内，并通过分散网17分散后呈雾状吹出，雾化后的液滴分散度更高，且调节板15持续往复摆动，使得吹出的水雾的角度持续发生变化，从而使得水雾能够进入各个支撑管件4内，以提高散热的均匀性。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种带有复合散热结构的锂离子电池，包括安装壳（1），所述安装壳（1）内设置有锂电池组，所述锂电池组包括多个柱状锂电池（2），其特征在于：柱状锂电池（2）之间的间隙处固定安装有支撑管件（4），所述安装壳（1）的两端均设置有隔板（5），所述支撑管件（4）的端部贯穿隔板（5），所述安装壳（1）的一侧固定安装有进风罩（6），所述支撑管件（4）的内腔与进风罩（6）相连通，所述进风罩（6）的内部设置有温感出水机构。

2.根据权利要求1所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述安装壳（1）的两侧均固定安装有第一连接框（3），所述进风罩（6）的一侧固定安装有第二连接框（601），安装壳（1）的一侧通过第一连接框（3）和第二连接框（601）与进风罩（6）固定连接；多个锂电池组可通过其之间的第一连接框（3）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述温感出水机构包括储水盒（8）、竖管（10）、横管（9）、转运筒（11）和温感挡风组件（14），所述储水盒（8）固定安装于进风罩（6）的顶端，所述横管（9）设置在进风罩（6）内，所述横管（9）的顶端固定安装有竖管（10），所述横管（9）和竖管（10）均为中空设置，所述横管（9）通过竖管（10）与储水盒（8）相连通，所述转运筒（11）转动安装在横管（9）的底部，转运筒（11）的顶部伸入横管（9）的内腔，转运筒（11）的底部伸出横管（9），转运筒（11）上开设有多个凹槽（1101），所述横管（9）上转动安装有转轴（12），转运筒（11）与转轴（12）固定连接且同轴设置，所述转轴（12）的端部贯穿横管（9）的侧壁，且转轴（12）的端部固定安装有驱动叶片（13），所述温感挡风组件（14）设置在驱动叶片（13）的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述温感挡风组件（14）包括安装盒（141）、挡风板（142）和调节杆（143），所述安装盒（141）固定安装于横管（9）的一侧，所述安装盒（141）的内部滑动安装有挡风板（142），安装盒（141）的底部开设有开口，挡风板（142）通过安装盒（141）底部的开口伸出，所述挡风板（142）的顶端固定安装有调节杆（143），所述调节杆（143）贯穿所述安装盒（141）的顶壁。

5.根据权利要求4所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述安装盒（141）的一侧固定安装有储气箱（147），所述储气箱（147）的顶端固定安装有缸筒（148），缸筒（148）与储气箱（147）相连通，所述缸筒（148）的内部滑动安装有活塞（149），所述活塞（149）的顶端固定安装有塞杆（146），所述塞杆（146）的顶端贯穿缸筒（148）的顶壁，且塞杆（146）的顶端固定安装有连接板（144），所述连接板（144）与调节杆（143）相连接，储气箱（147）的内部填充有气体。

6.根据权利要求5所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述连接板（144）的顶端转动安装有调节环（145），所述调节杆（143）上开设有螺纹槽，所述调节杆（143）贯穿所述调节环（145），且调节杆（143）与调节环（145）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述支撑管件（4）的内部设置有加强部（401），所述加强部（401）设置为十字形，且加强部（401）的表面为波浪形结构。

8.根据权利要求3所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述横管（9）在靠近隔板（5）的一侧固定安装有两个安装座（18），两个安装座（18）之间通过第一连接轴（19）转动安装有调节板（15），所述调节板（15）上开设有多个梯形孔（1501），所述梯形孔（1501）的内腔靠近隔板（5）的一侧固定安装有分散网（17），所述安装座（18）的一侧设置有用于驱动调节板（15）往复摆动的传动组件（16）。

9.根据权利要求8所述的一种带有复合散热结构的锂离子电池，其特征在于：所述传动组件（16）包括旋转盘（161）、连接杆（162）、第二连接轴（163）和第三连接轴（164），所述旋转盘（161）固定安装于所述转轴（12）的一端，所述旋转盘（161）的边部固定安装有第二连接轴（163），所述调节板（15）侧壁的中部固定安装有第三连接轴（164），所述连接杆（162）的一端与第二连接轴（163）转动连接，所述连接杆（162）的另一端与第三连接轴（164）转动连接。