CN219759714U - 一种动态散热电池装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动态散热电池装置，包括旋转机械机构和电池模组，旋转机械机构连接有驱动装置并用于转动，电池模组包括电池支撑座和多个电池单体，电池支撑座固定在旋转机械机构上，且电池支撑座形成有散热腔，多个电池单体装配在散热腔内，且散热腔内填充有相变介质。本实用新型的动态散热电池装置当电池在充放电过程中温度达到相变介质熔点温度，与电池单体表面直接接触的相变介质率先发生相变吸热，进而达到对电池模组进行降温升的目的，同时利用旋转机械机构在外力的作用下带动电池模组进行转动，使相变介质在离心力的作用下始终附着在电池单体的表面，进而达到持续强降温升作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种动态散热电池装置。
背景技术
随着新能源的推广普及，电动设备如电动汽车、电动摩托车、电动自行车及消费电子领域等通常需要使用电池提供动力，而电池使用时会产生大量热量。
现有电动设备的电池一般利用相变介质的相态变化进行散热，且传统的相变介质散热方式是将相变介质填充在电池腔内。但是一方面由于相变介质与电芯之间的接触层通常最先达到熔点，在接触层熔化后其余相变介质与电芯之间无接触，从而导致电池内部热阻非常大，难以持续对电池进行大量散热，进而导致散热效果低的情况；另一方面由于相变介质熔化后呈液体状态，当温度降低后凝固无法恢复原有紧贴电池表面状态，在后续电池需要降温的情况下，相变介质无法与电池充分贴合，从而导致难以发挥降温作用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种动态散热电池装置，以解决现有技术中由于相变介质与电芯无法充分贴合而导致散热低的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
本实用新型提供一种动态散热电池装置，包括旋转机械机构和电池模组，所述旋转机械机构连接有驱动装置并用于转动，所述电池模组包括电池支撑座和多个电池单体，所述电池支撑座固定在所述旋转机械机构上，且所述电池支撑座形成有散热腔，多个电池单体装配在所述散热腔，且所述散热腔内填充有相变介质。
进一步地，所述电池支撑座包括底板、环壁以及顶板，所述底板和所述顶板分别固定在所述环壁的两端口处，使所述环壁内围成封闭的所述散热腔。
进一步地，所述环壁沿所述电池支撑座内部至外部方向依次设置有多层，多层所述环壁共中心轴线设置，且多层所述环壁沿所述电池支撑座内部至外部方向将所述散热腔依次分隔为互相独立的内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室，所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别装配有多个所述电池单体，且所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别填充有相变介质。
进一步地，所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别装配有由多个所述电池单体组成的电池簇，所述电池簇为多个所述电池单体沿圆形阵列分布并构成的簇状结构，且所述电池簇中相邻的两个所述电池单体之间电连接。
进一步地，所述内层腔室外侧的所述环壁呈四边形结构，若干所述中间层腔室以及所述外层腔室外侧的所述环壁均呈六边形结构，各层所述环壁的内壁面上均沿圆周方向形成有多个向外凸起的装配槽，所述装配槽自所述环壁的一端延伸至所述环壁的另一端，且所述装配槽与所述电池单体构成适配结构。
进一步地，所述内层腔室内的所述电池簇包括四个所述电池单体，所述中间层腔室内的所述电池簇包括十二个所述电池单体，所述外层腔室内的所述电池簇包括十八个所述电池单体。
进一步地，所述底板和所述顶板的板面上均开设有多个供所述电池单体端部插装的固定通孔，多个所述固定通孔与多个所述电池单体一一对应。
进一步地，所述旋转机械机构包括转动箱以及转动轴，所述转动箱为一端敞口的圆筒状结构，所述电池支撑座固定在所述转动箱内，所述转动轴连接所述驱动装置和所述转动箱，且所述转动轴布置于所述转动箱的中心轴线上。
进一步地，所述转动箱的内壁上沿圆周方向间隔开设有多个限位槽，所述限位槽自所述转动箱的敞口端延伸至所述转动箱的底面端，所述顶板和底板均呈圆板结构，且所述顶板和底板的外侧壁上沿圆周方向固接有多个限位块，所述限位块与所述限位槽构成适配结构。
进一步地，所述驱动装置为电动设备中的制动装置，且驱动源为非均匀的动力源。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具备以下有益效果：
通过设置旋转机械机构和电池模组，将多个电池单体封装在电池支撑座内，并在电池支撑座的散热腔内填充有相变介质，当电池在充放电过程中温度达到相变介质熔点温度，与电池单体表面直接接触的相变介质率先发生相变吸热，进而达到对电池模组进行降温升的目的，同时将电池支撑座固定在旋转机械机构上，利用驱动装置带动旋转机械机构转动，使旋转机械机构在外力的作用下带动电池模组进行转动，使相变介质在离心力的作用下始终附着在电池单体的表面，从而达到持续强降温升作用。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本实用新型实施例提供的一种动态散热电池装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种动态散热电池装置的结构爆炸示意图。
附图中各标记表示如下：
1、旋转机械机构；11、转动箱；111、限位槽；12、转动轴；2、电池模组；21、电池支撑座；211、底板；212、环壁；2121、装配槽；213、顶板；214、固定通孔；215、限位块；22、电池单体；23、内层腔室；24、中间层腔室；25、外层腔室。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
由于传统利用相变介质的相态变化对电池进行散热的过程中，相变介质与电芯无法充分贴合而导致散热低。本实用新型提供一种动态散热电池装置，包括旋转机械机构和电池模组，旋转机械机构连接有驱动装置并用于转动，电池模组包括电池支撑座和多个电池单体，电池支撑座固定在旋转机械机构内，且电池支撑座内形成有封闭的散热腔，多个电池单体装配在散热腔内，且散热腔内填充有相变介质。本实用新型的动态散热电池装置当电池在充放电过程中温度达到相变介质熔点温度，与电池单体表面直接接触的相变介质率先发生相变吸热，进而达到对电池模组进行降温升的目的，同时利用旋转机械机构在外力的作用下带动电池模组进行转动，使相变介质在离心力的作用下始终附着在电池单体的表面，进而达到持续强降温升作用。
下面通过实施例对本实用新型的方案进行详细说明。
实施例
如图1和图2所示，本实用新型提供一种动态散热电池装置，包括旋转机械机构1和电池模组2。旋转机械机构1连接有驱动装置并用于转动。电池模组2包括电池支撑座21和多个电池单体22。电池支撑座21固定在旋转机械机构1上，且电池支撑座21内形成有散热腔，多个电池单体22装配在散热腔内，且散热腔内填充有相变介质。通过上述结构的设置，利用相变介质在散热腔内直接与电池单体22接触，当电池单体22在充放电过程中温度达到相变介质熔点温度后，相变介质率先发生相变吸热，从而达到对电池模组2进行降温升的目的，同时利用旋转机械机构1在外力的作用下带动电池模组2进行转动，使相变介质在离心力的作用下始终附着在电池单体22的表面，进而达到持续强降温升作用。
进一步地，参考图2，电池支撑座21包括底板211、环壁212以及顶板213。底板211和顶板213分别固定在环壁212的两端口处，使环壁212内围成封闭的散热腔。环壁212沿电池支撑座21内部至外部方向依次设置有多层，多层环壁212共中心轴线设置，且多层环壁212沿电池支撑座21内部至外部方向将散热腔依次分隔为互相独立的内层腔室23、若干中间层腔室24以及外层腔室25。内层腔室23、若干中间层腔室24以及外层腔室25内分别装配有多个电池单体22，且内层腔室23、若干中间层腔室24以及外层腔室25内分别填充有相变介质。其中，内层腔室23、若干中间层腔室24以及外层腔室25内分别装配有由多个电池单体22组成的电池簇，电池簇为多个电池单体22沿圆形阵列分布并构成的簇状结构，且电池簇中相邻的两个电池单体22之间电连接。通过上述结构的设置，利用多层环壁212将电池支撑座21内散热腔分隔为多个封闭且独立的腔室，在每个腔室内填充一定量的相变介质，基于综合考虑结构布局以及散热边界进行差异化的配比相变介质填充量，通过相变介质的焓变与电池功耗等相关参数进行热力学计算与试验获取具体腔体相变介质的填充量，以便于充分保障每层腔室内电池单体22温度的一致性。
进一步地，内层腔室23外侧的环壁212呈四边形结构，若干中间层腔室24以及外层腔室25外侧的环壁212均呈六边形结构，各层环壁212的内壁面上均沿圆周方向形成有多个向外凸起的装配槽2121，装配槽2121自环壁212的一端延伸至环壁212的另一端，且装配槽212与电池单体22构成适配结构。例如：电池单体22为圆柱结构，装配槽212为适配于电池单体22柱状结构的弧形槽。通过上述结构的设置，利用装配槽212与电池单体22的适配结构，使腔室内装配电池簇后，环壁212能对电池簇包括的多个电池单体22进行固定，以确保旋转机械机构1在外力的作用下带动电池模组2进行转动时，各腔室内的电池单体22不容易晃动。
此处举例说明腔室层数与电池单体22数量的结构布局：如图2所示，电池支撑座21内分隔为三层腔室，即内层腔室23、中间层腔室24以及外层腔室25。此时内层腔室23内的电池簇包括四个电池单体22，中间层腔室24内的电池簇包括十二个电池单体22，外层腔室25内的电池簇包括十八个电池单体22。
一种优选的实施方式为：底板211和顶板213的板面上均开设有多个供电池单体22端部插装的固定通孔214，多个固定通孔214与多个电池单体22一一对应。通过上述结构的设置，以便于通过电池支撑座21对多个电池单体22进行封装。
一种优选的实施方式为：旋转机械机构1包括转动箱11以及转动轴12。转动箱11为一端敞口的圆筒状结构，电池支撑座21固定在转动箱11内。转动轴12连接驱动装置和转动箱11，且转动轴12布置于转动箱11的中心轴线上。通过上述结构的设置，利用驱动装置带动转动箱11绕中心轴线转动，以确保旋转机械机构1稳定转动。
进一步地，转动箱11的内壁上沿圆周方向间隔开设有多个限位槽111。限位槽111自转动箱11的敞口端延伸至转动箱11的底面端。顶板213和底板211均呈圆板结构，且顶板213和底板211的外侧壁上沿圆周方向固接有多个限位块215，限位块215与限位槽111构成适配结构。通过上述结构的设置，可基于限位块215对应滑入限位槽111的方式将电池支撑座21放入转动箱11内，从而在转动箱11内对电池支撑座21进行限位固定，进而使旋转机械机构1在外力的作用下能够带动电池支撑座21进行转动。
优选的，在转动箱11的内壁和外层腔室25外侧的环壁之间沿圆周方向设有多根支撑柱，支撑柱的一端固接在底板211上，且支撑柱的另一端固接在顶板213上。通过该结构的设置，由支撑柱支撑在转动箱11和外层腔室25之间，确保电池支撑座21随转动箱11的转动稳定转动。
进一步地，驱动装置为电动设备中的制动装置，且驱动源为非均匀的动力源。通过上述结构的设置，利用驱动外力为汽车或两轮车及其他产品制动产生的外力，使旋转机械机构1在非均匀的外力作用下的旋转，从而使电池支撑座21内部相变介质的流动更加剧烈，更有利于电池模组2的降温以及缩减电池单体22之间的温差。此外利用制动力作用旋转，提高了电动设备整机能量利用效率，进而达到了节能的目的，但是本实用新型的驱动装置包含且不限于整机制动力。
本实用新型通过设置旋转机械机构1和电池模组2，将多个电池单体22封装在电池支撑座21内，并在电池支撑座22的散热腔内填充有相变介质，当电池在充放电过程中温度达到相变介质熔点温度，与电池单体22表面直接接触的相变介质率先发生相变吸热，进而达到对电池模组2进行降温升的目的，同时将电池支撑座21固定在旋转机械机构1内，利用驱动装置带动旋转机械机构1转动，使旋转机械机构1在外力的作用下带动电池模组2进行转动，从而使相变介质在离心力的作用下始终附着在电池单体22的表面，进而达到持续强降温升作用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种动态散热电池装置，其特征在于：所述动态散热电池装置包括旋转机械机构和电池模组，所述旋转机械机构连接有驱动装置并用于转动，所述电池模组包括电池支撑座和多个电池单体，所述电池支撑座固定在所述旋转机械机构上，且所述电池支撑座形成有散热腔，多个电池单体装配在所述散热腔内，且所述散热腔内填充有相变介质。
2.根据权利要求1所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述电池支撑座包括底板、环壁以及顶板，所述底板和所述顶板分别固定在所述环壁的两端口处，使所述环壁内围成封闭的所述散热腔。
3.根据权利要求2所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述环壁沿所述电池支撑座内部至外部方向依次设置有多层，多层所述环壁共中心轴线设置，且多层所述环壁沿所述电池支撑座内部至外部方向将所述散热腔依次分隔为互相独立的内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室，所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别装配有多个所述电池单体，且所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别填充有相变介质。
4.根据权利要求3所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述内层腔室、若干中间层腔室以及外层腔室内分别装配有由多个所述电池单体组成的电池簇，所述电池簇为多个所述电池单体沿圆形阵列分布并构成的簇状结构，且所述电池簇中相邻的两个所述电池单体之间电连接。
5.根据权利要求3所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述内层腔室外侧的所述环壁呈四边形结构，若干所述中间层腔室以及所述外层腔室外侧的所述环壁均呈六边形结构，各层所述环壁的内壁面上均沿圆周方向形成有多个向外凸起的装配槽，所述装配槽自所述环壁的一端延伸至所述环壁的另一端，且所述装配槽与所述电池单体构成适配结构。
6.根据权利要求4所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述内层腔室内的所述电池簇包括四个所述电池单体，所述中间层腔室内的所述电池簇包括十二个所述电池单体，所述外层腔室内的所述电池簇包括十八个所述电池单体。
7.根据权利要求2所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述底板和所述顶板的板面上均开设有多个供所述电池单体端部插装的固定通孔，多个所述固定通孔与多个所述电池单体一一对应。
8.根据权利要求2所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述旋转机械机构包括转动箱以及转动轴，所述转动箱为一端敞口的圆筒状结构，所述电池支撑座固定在所述转动箱内，所述转动轴连接所述驱动装置和所述转动箱，且所述转动轴布置于所述转动箱的中心轴线上。
9.根据权利要求8所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述转动箱的内壁上沿圆周方向间隔开设有多个限位槽，所述限位槽自所述转动箱的敞口端延伸至所述转动箱的底面端，所述顶板和底板均呈圆板结构，且所述顶板和底板的外侧壁上沿圆周方向固接有多个限位块，所述限位块与所述限位槽构成适配结构。
10.根据权利要求9所述的一种动态散热电池装置，其特征在于：所述驱动装置为电动设备中的制动装置，且驱动源为非均匀的动力源。
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Cited By (1)
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| CN117790988A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 东莞市佳超五金科技有限公司 | 一种动力电池液冷散热装置 |
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