一种具有风冷机构的电池热管理系统

文档序号:194358 发布日期:2021-11-02 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种具有风冷机构的电池热管理系统 (Battery thermal management system with air cooling mechanism ) 是由 曹磊 赵颖 林杰 方兴 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种具有风冷机构的电池热管理系统,包括底壳,所述底壳的顶端卡接有顶盖,所述底壳的底端旋转连接有液冷机构,所述底壳的内壁底部卡接有换热机构,所述顶盖的顶端固定连接有风冷机构。本发明涉及新能源汽车领域。缓震底座和冷却板通过液冷机构完成散热降温处理,实现该装置对电池组的高效散热保护,下护板搭配风冷鳍片为水箱提供风冷散热保护,提高液冷机构的冷却效果,通过进风管和柔性可调导风管为该装置提供热辐射少的空气用于风冷散热,避免该装置直接获取来自路面的热空气,提高该装置的散热效率。这解决了现有的具有风冷机构的电池热管理系统冷却效率低、防爆保护不足和维护不便的问题。(The invention discloses a battery thermal management system with an air cooling mechanism, which comprises a bottom shell, wherein a top cover is clamped at the top end of the bottom shell, the bottom end of the bottom shell is rotatably connected with the liquid cooling mechanism, the bottom of the inner wall of the bottom shell is clamped with a heat exchange mechanism, and the top end of the top cover is fixedly connected with the air cooling mechanism. The invention relates to the field of new energy automobiles. The cushioning base and the cooling plate complete heat dissipation and cooling treatment through the liquid cooling mechanism, high-efficiency heat dissipation protection of the device on the battery pack is achieved, the lower protection plate is matched with the air cooling fins to provide air cooling heat dissipation protection for the water tank, the cooling effect of the liquid cooling mechanism is improved, air with less heat radiation is provided for the device through the air inlet pipe and the flexible adjustable air guide pipe and used for air cooling heat dissipation, the device is prevented from directly obtaining hot air from the road surface, and the heat dissipation efficiency of the device is improved. The battery thermal management system solves the problems of low cooling efficiency, insufficient explosion-proof protection and inconvenient maintenance of the existing battery thermal management system with the air cooling mechanism.)

一种具有风冷机构的电池热管理系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域,具体为一种具有风冷机构的电池热管理系统。

背景技术

新能源车辆的电池包中使用的电池主要分为磷酸铁锂电池和三元锂电池,其中磷酸铁锂电池存在低温性能差和能量密度低的问题,三元锂电池存在安全性差、不耐高温和元素有毒的问题。

现有专利(公告号:CN111883877A)公开了一种集风冷和液冷的电动汽车电池热管理装置,包括箱体和设置在箱体内的多排电池组,每排电池组均由多个单体电池组成,每个单体电池均嵌入于复合相变材料体中,复合相变材料体的顶部和底部分别与液冷板相贴合,液冷板与水泵连接,水泵与水箱连接,每两排相邻的电池组之间均设置有散热板,散热板的一端嵌入于复合相变材料体内,另一端裸露在箱体内的空气中,箱体上设置有用于对散热板进行换热的散热风扇,有效解决了电动汽车电池散热不佳及电池均温性差的问题。在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题没有得到解决:1、该装置在设计使用过程中存在冷却效率低的问题,散热板与散热风扇为该装置提供风冷散热,水箱和水泵与液冷板为该装置提供液冷撒热,结构冗余度高,制造成本大;2、该装置在使用过程中缺少电池组的防爆保护,在车辆发生碰撞时,该装置与车身吸收撞击产生的能力,极易导致电池组故障无法正常放电和电池组爆燃的事故;3、该装置在使用过程中存在维护不便的问题,结构复杂,对该装置的后期使用维护带来极大的不便。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供了一种具有风冷机构的电池热管理系统,解决了现有的具有风冷机构的电池热管理系统冷却效率低、防爆保护不足和维护不便的问题。

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种具有风冷机构的电池热管理系统,包括底壳,所述底壳的外侧固定连接有侧置散热端子,所述底壳的顶端卡接有顶盖,所述顶盖的顶端固定连接有顶置散热端子,所述底壳的底端旋转连接有液冷机构,所述底壳的内壁底部卡接有换热机构,所述顶盖的顶端固定连接有风冷机构。

优选的,所述底壳的底端左侧开设有液冷孔,所述底壳的底面固定连接有加强筋。

优选的,所述液冷机构包括下护板,所述下护板的右端旋转连接在底壳的底端右侧,所述下护板的底面固定连接有风冷鳍片,所述下护板的顶面左侧固定连接有水箱,所述水箱的右端固定连接有导管,所述导管的顶端贯穿在底壳的底端外侧至内侧,所述导管的外侧分别固定连接有水泵和散热器,所述水泵的底端和散热器的底端均固定连接在下护板的顶面,所述下护板的左端内侧螺纹连接有固定销,所述固定销的左端穿套在底壳的底端左侧。

优选的,所述下护板的左端开设有固定孔,所述下护板的右端固定连接有旋转销,且旋转销的外侧旋转连接在底壳的底端右侧。

优选的,所述换热机构包括缓震底座,所述缓震底座的外侧卡接在底壳的内壁底部,所述缓震底座的底端内侧固定连接在导管的外侧,所述缓震底座的顶端分别卡接有冷却板和固定板,所述冷却板的顶端卡接在固定板的底端,所述缓震底座的顶端固定连接有电池组,所述冷却板的内侧固定连接有液冷换热管,所述液冷换热管的底端贯穿在缓震底座的外侧至内侧,所述液冷换热管的底端贯穿在导管的外侧至内侧。

优选的,所述缓震底座的底端开设有换热腔,所述缓震底座的顶端开设有定位孔。

优选的,所述风冷机构包括防护壳,所述防护壳的内壁顶部固定连接在顶盖的顶端,所述防护壳的底端抵触在底壳的外侧,所述防护壳的右端固定连接有出气滤网,所述防护壳的左端固定连接有柔性可调导风管,所述柔性可调导风管的顶端固定连接有进风管。

优选的,所述防护壳的顶端固定连接有缓震胶垫,且缓震胶垫的顶端抵触在柔性可调导风管的底面,所述防护壳的顶端螺纹连接有固定螺栓,且固定螺栓的底端螺纹连接在顶盖的顶端内侧。

有益效果

本发明提供了一种具有风冷机构的电池热管理系统。与现有技术相比具备以下有益效果:

(1)、该具有风冷机构的电池热管理系统实现电池组的冷却效率提升,降低该装置的制造成本,固定板的热量传递至固定板与冷却板上,缓震底座和冷却板通过液冷机构完成散热降温处理,实现该装置对电池组的高效散热保护,下护板搭配风冷鳍片提高下护板的结构强度,同时为水箱提供风冷散热保护,提高液冷机构的冷却效果,通过进风管、柔性可调导风管将外界的高速气流导入防护壳与顶盖和底壳之间的间隙处,为侧置散热端子和顶置散热端子进行降温,换热后的空气通过出气滤网排出,通过进风管和柔性可调导风管为该装置提供热辐射少的空气用于风冷散热,避免该装置直接获取来自路面的热空气,提高该装置的散热效率。

(2)、该具有风冷机构的电池热管理系统完成电池组的防爆保护,避免电池组在撞击过程中发生爆燃,该装置通过下护板与防护壳实现一级防撞保护,避免外界撞击能力直接影响至电池组,通过侧置散热端子和顶置散热端子提高底壳和顶壳的结构强度,通过底壳和顶壳实现二级防撞保护,避免电池组因撞击发生爆燃,通过液冷机构、换热机构和风冷机构实现电池组的高效散热保护,改善电池组的使用工况,提高电池组的使用寿命,降低电池组因工作环境恶劣发生爆燃的概率。

(3)、该具有风冷机构的电池热管理系统实现方便维护,降低该装置的后期使用成本,通过将风冷机构与液冷机构进行整合,分别设置在底壳的底端和顶盖的顶端,对液冷机构进行维护时,接触固定销与下护板的连接,下护板开始以底壳的底端右侧为圆心偏转,完成液冷机构展开,维护操作方便快捷,对风冷机构进行维护时,通过拆除防护壳即可完成风冷机构的整体检修,解除顶盖与底壳的卡接,方便对电池组和换热机构进行维护检修。

附图说明

图1为本发明结构的正视图;

图2为本发明结构的正剖图;

图3为本发明图2中A处结构的放大图;

图4为本发明底壳结构的左视图;

图5为本发明下护板结构的左视图;

图6为本发明缓震底座结构的俯视图;

图7为本发明防护壳结构的左视图;

图8为本发明冷却板结构的左剖图。

图中:1、底壳;2、侧置散热端子;3、顶盖;4、顶置散热端子;5、液冷机构;51、下护板;52、风冷鳍片;53、水箱;54、水泵;55、散热器;56、导管;57、固定销;6、换热机构;61、缓震底座;62、冷却板;63、固定板;64、电池组;65、液冷换热管;7、风冷机构;71、防护壳;72、滤网;73、柔性可调导风管;74、进风管。

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。

请参阅图1-8,一种具有风冷机构的电池热管理系统,包括底壳1,底壳1的外侧固定连接有侧置散热端子2,底壳1的顶端卡接有顶盖3,顶盖3的顶端固定连接有顶置散热端子4,底壳1的底端旋转连接有液冷机构5,底壳1的内壁底部卡接有换热机构6,顶盖3的顶端固定连接有风冷机构7。

本发明中,底壳1的底端左侧开设有液冷孔,底壳1的底面固定连接有加强筋。需要说明的是,通过侧置散热端子2和顶置散热端子4提高底壳1和顶壳的结构强度,通过底壳1和顶壳实现电池组64的防撞保护,提高电池组64的使用安全性。

本发明中,液冷机构5包括下护板51,下护板51的右端旋转连接在底壳1的底端右侧,下护板51的底面固定连接有风冷鳍片52,下护板51的顶面左侧固定连接有水箱53,水箱53的右端固定连接有导管54,导管54的顶端贯穿在底壳1的底端外侧至内侧,导管54的外侧分别固定连接有水泵55和散热器56,水泵55的底端和散热器56的底端均固定连接在下护板51的顶面,下护板51的左端内侧螺纹连接有固定销57,固定销57的左端穿套在底壳1的底端左侧。需要说明的是,通过下护板51和水箱53为该装置提供防撞击保护,在遭遇车辆拖底等情况,下护板51和水箱53的使用避免地面直接磕碰至底壳1和电池组64。

本发明中,下护板51的左端开设有固定孔,下护板51的右端固定连接有旋转销,且旋转销的外侧旋转连接在底壳1的底端右侧。需要说明的是,通过将下护板51与水箱53设置在底壳1的底端,其中下护板51搭配风冷鳍片52提高下护板51的结构强度,同时为水箱53提供风冷散热保护,降低该装置的使用重心,提高新能源车辆的驾驶体验。

本发明中,换热机构6包括缓震底座61,缓震底座61的外侧卡接在底壳1的内壁底部,缓震底座61的底端内侧固定连接在导管54的外侧,缓震底座61的顶端分别卡接有冷却板62和固定板63,冷却板62的顶端卡接在固定板63的底端,缓震底座61的顶端固定连接有电池组64,冷却板62的内侧固定连接有液冷换热管65,液冷换热管65的底端贯穿在缓震底座61的外侧至内侧,液冷换热管65的底端贯穿在导管54的外侧至内侧。需要说明的是,通过缓震底座61、固定板63与冷却板62完成电池组64的分区固定和隔离,避免单个电池组64发生爆燃波及相邻电池组64。

本发明中,缓震底座61的底端开设有换热腔,缓震底座61的顶端开设有定位孔。需要说明的是,固定板63的热量传递至固定板63与冷却板62上,缓震底座61和冷却板62通过液冷机构5完成散热降温处理。

本发明中,风冷机构7包括防护壳71,防护壳71的内壁顶部固定连接在顶盖3的顶端,防护壳71的底端抵触在底壳1的外侧,防护壳71的右端固定连接有出气滤网72,防护壳71的左端固定连接有柔性可调导风管73,柔性可调导风管73的顶端固定连接有进风管74。需要说明的是,通过进风管74、柔性可调导风管73将外界的高速气流导入防护壳71与顶盖3和底壳1之间的间隙处,为侧置散热端子2和顶置散热端子4进行降温,换热后的空气通过出气滤网72排出,通过进风管74和柔性可调导风管73为该装置提供热辐射少的空气用于风冷散热,避免该装置直接获取来自路面的热空气,提高该装置的散热效率。

本发明中,防护壳71的顶端固定连接有缓震胶垫,且缓震胶垫的顶端抵触在柔性可调导风管73的底面,防护壳71的顶端螺纹连接有固定螺栓,且固定螺栓的底端螺纹连接在顶盖3的顶端内侧。需要说明的是,对风冷机构7进行维护时,通过拆除防护壳71即可完成风冷机构7的整体检修,操作方便快捷。

使用时,该装置安装在新能源汽车上使用时,根据新能源车的车身布局对柔性可调导风管73的弯曲造型进行调整,方便柔性可调导风管73通过进风管74获取车辆行驶时车身外侧的高速气流,通过进风管74、柔性可调导风管73将外界的高速气流导入防护壳71与顶盖3和底壳1之间的间隙处,为侧置散热端子2和顶置散热端子4进行降温,换热后的空气通过出气滤网72排出,地面反射阳光导致靠近底面的空气热辐射较高,通过进风管74和柔性可调导风管73为该装置提供热辐射少的空气用于风冷散热,避免该装置直接获取来自路面的热空气,提高该装置的散热效率。

通过水箱53、水泵55、换热器和导管54为换热机构6提供液冷保护,电池组64工作时产生的热量传递至顶盖3、底壳1、缓震底座61、固定板63和冷却板62上,其中顶盖3和底壳1通过侧置散热端子2和顶置散热端子4进行风冷降温,固定板63的热量传递至固定板63与冷却板62上,缓震底座61和冷却板62通过液冷机构5完成散热降温处理,实现该装置对电池组64的高效散热保护。

该装置通过下护板51与防护壳71实现一级防撞保护,避免外界撞击能力直接影响至电池组64,通过侧置散热端子2和顶置散热端子4提高底壳1和顶壳的结构强度,通过底壳1和顶壳实现二级防撞保护,通过双层壳体实电池组64的高效防撞保护,避免电池组64因撞击发生爆燃,通过液冷机构5、换热机构6和风冷机构7实现电池组64的高效散热保护,改善电池组64的使用工况,提高电池组64的使用寿命,降低电池组64因工作环境恶劣发生爆燃的概率。

对该装置进行维护时,通过将风冷机构7与液冷机构5进行整合,分别设置在底壳1的底端和顶盖3的顶端,对液冷机构5进行维护时,接触固定销57与下护板51的连接,下护板51开始以底壳1的底端右侧为圆心偏转,完成液冷机构5展开,维护操作方便快捷,对风冷机构7进行维护时,通过拆除防护壳71即可完成风冷机构7的整体检修,解除顶盖3与底壳1的卡接,方便对电池组64和换热机构6进行维护检修。

通过将下护板51与水箱53设置在底壳1的底端,其中下护板51搭配风冷鳍片52提高下护板51的结构强度,同时为水箱53提供风冷散热保护,降低该装置的使用重心,提高新能源车辆的驾驶体验,通过下护板51和水箱53为该装置提供防撞击保护,在遭遇车辆拖底等情况,下护板51和水箱53的使用避免地面直接磕碰至底壳1和电池组64。

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。

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