動力電池的散熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動力電池的散熱裝置,包括用于裝載電池的箱體,箱體上設(shè)有開口,動力電池的散熱裝置還包括:活動窗(10),活動窗(10)可活動的設(shè)置在開口處,并控制開口的通風(fēng)面積大??;驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20),驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)包括感溫伸縮件,感溫伸縮件具有驅(qū)動端,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動端伸出,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動端收回;其中,感溫伸縮件的驅(qū)動端與活動窗(10)驅(qū)動連接,驅(qū)動端伸出帶動活動窗(10)控制開口的通風(fēng)面積增大,驅(qū)動端收回帶動活動窗(10)控制開口的通風(fēng)面積減小。本發(fā)明的技術(shù)方案有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中的動力電池的散熱裝無法根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)散熱性能的問題。
【專利說明】動力電池的散熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】,具體而言,涉及一種動力電池的散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,對于純電動汽車的研宄已經(jīng)越來越趨于成熟化,由于純電動汽車具有高效、環(huán)保的特點(diǎn),它在未來的幾十年內(nèi)將逐步替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,成為世界各大城市交通線路的主要交通工具。但對于純電動汽車的供能源泉一一動力電池的性能卻在很大程度上制約了電動汽車的發(fā)展,往往電池的使用壽命、環(huán)保性和安全可靠性決定了電動汽車的品質(zhì)和新能源汽車的運(yùn)行狀況。
[0003]動力電池是一種能為各種交通工具提供電能的電池,相對普通對小型設(shè)備供電的電池而言,它具有較大的電能儲備,能夠滿足較大電能的需求。動力鋰離子電池之所以成為當(dāng)今世界的研宄熱點(diǎn),主要是因?yàn)樵谄涫褂眠^程中具有多方面的應(yīng)用特點(diǎn),如高能量密度,高安全性,高倍率部分荷電狀態(tài)下的循環(huán)使用,循環(huán)壽命可達(dá)3000次以上,工作溫度范圍寬(_30°C?65°C )等。
[0004]通常,動力電池在各種場合應(yīng)用時都需以較高的電流進(jìn)行充放電,過程中常伴有放熱反應(yīng)發(fā)生。溫度對動力電池的性能有至關(guān)重要的影響,動力電池對于溫度的變化往往非常敏感,電池溫度的差異性決定著電池的使用壽命和它的穩(wěn)定性,鋰離子電池最適宜的工作環(huán)境溫度為在(TC?30°C之間。具體來說,溫度對于電池的影響表現(xiàn)在兩個方面:當(dāng)溫度較低時,限制了動力電池的室溫動力學(xué)特性,化學(xué)反應(yīng)速度幔,能量易散失,不能滿足使用要求;當(dāng)溫度較高時,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)明顯加劇,且反應(yīng)速率和溫度成級數(shù)關(guān)系,溫度每增加10°C,化學(xué)反應(yīng)速度加倍,會使得電池內(nèi)阻相對變小,電池效率得到提升。但是,較高的溫度同樣也加速有害反應(yīng)速率,易損壞極板,也易產(chǎn)生過充,嚴(yán)重影響電池的使用壽命,對電池結(jié)構(gòu)產(chǎn)生永久損壞。尤其在電池使用過程中,當(dāng)受到焦耳熱,反應(yīng)熱,極化熱等影響,大量的熱量聚集,溫度急劇上升,影響電池壽命和循環(huán)效率,嚴(yán)重的甚至引起爆炸,故要有一定的溫度限制。
[0005]目前電池箱體的主要散熱裝置主要采用的是離心式電池散熱風(fēng)扇(30),以外轉(zhuǎn)子式的三相永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī),散熱風(fēng)口采用的是固定式窗格,實(shí)現(xiàn)對蓄電池的散熱。在夏天時,當(dāng)環(huán)境溫度較高,只需要打開散熱風(fēng)扇(30)就可以對電池進(jìn)行散熱了。然而,當(dāng)進(jìn)入冬天時,電池的工作環(huán)境溫度較低,固定式窗格依會將冷氣放入電池箱中。電池中的溫度過低,不利于電池的電化學(xué)反應(yīng),無法滿足使用要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種動力電池的散熱裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的動力電池的散熱裝無法根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)散熱性能的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種動力電池的散熱裝置,包括用于裝載電池的箱體,箱體上設(shè)有開口,動力電池的散熱裝置還包括:活動窗,活動窗可活動的設(shè)置在開口處,并控制開口的通風(fēng)面積大??;驅(qū)動機(jī)構(gòu),驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括感溫伸縮件,感溫伸縮件具有驅(qū)動端,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動端伸出,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動端收回;其中,感溫伸縮件的驅(qū)動端與活動窗驅(qū)動連接,驅(qū)動端伸出帶動活動窗控制開口的通風(fēng)面積增大,驅(qū)動端收回帶動活動窗控制開口的通風(fēng)面積減小。
[0008]進(jìn)一步地,動力電池的散熱裝置還包括:散熱風(fēng)扇,散熱風(fēng)扇設(shè)置在箱體上;位移開關(guān),位移開關(guān)與散熱風(fēng)扇電連接并控制散熱風(fēng)扇,驅(qū)動端與位移開關(guān)驅(qū)動連接,驅(qū)動端伸出帶動位移開關(guān)閉合,使散熱風(fēng)扇開啟,驅(qū)動端收回帶動位移開關(guān)斷開,使散熱風(fēng)扇關(guān)閉。
[0009]進(jìn)一步地,動力電池的散熱裝置包括兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)和兩個位移開關(guān),兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)共同驅(qū)動活動窗,兩個位移開關(guān)分別與兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動端連接,兩個位移開關(guān)串聯(lián)連接。
[0010]進(jìn)一步地,感溫伸縮件包括感溫筒和與驅(qū)動端相連接的活塞,活塞可移動設(shè)置在感溫筒內(nèi),感溫筒內(nèi)填充有感溫介質(zhì),感溫介質(zhì)受熱膨脹帶動活塞伸出,活塞帶動驅(qū)動端伸出,感溫介質(zhì)受冷收縮帶動活塞收回,活塞帶動驅(qū)動端收回。
[0011]進(jìn)一步地,驅(qū)動端為驅(qū)動桿。
[0012]進(jìn)一步地,驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括固定架,感溫筒通過固定架固定在箱體上。
[0013]進(jìn)一步地,感溫介質(zhì)可以氣體或者液體。
[0014]進(jìn)一步地,活動窗為百葉窗,驅(qū)動端與百葉窗的驅(qū)動端相連,驅(qū)動端伸出時帶動百葉窗打開,驅(qū)動端收回時帶動百葉窗關(guān)閉。
[0015]進(jìn)一步地,百葉窗與驅(qū)動機(jī)構(gòu)在箱體內(nèi)并排設(shè)置,百葉窗的驅(qū)動端通過滑輪繩索機(jī)構(gòu)與驅(qū)動端相連。
[0016]進(jìn)一步地,百葉窗為固定式百葉窗,箱體內(nèi)設(shè)置有支架,百葉窗安裝在支架上。
[0017]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動活動窗控制箱體上開口的通風(fēng)面積大小。當(dāng)環(huán)境溫度較高時,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動桿伸出,驅(qū)動桿伸出帶動活動窗控制開口的通風(fēng)面積增大。當(dāng)環(huán)境溫度較低時,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動桿收回,驅(qū)動桿收回帶動活動窗控制開口的通風(fēng)面積減小。這樣,本實(shí)施例的散熱裝置就可以根據(jù)實(shí)際的環(huán)境溫度適應(yīng)性地調(diào)節(jié)通風(fēng)面積的大小,在環(huán)境溫度較高時增大散熱量,在環(huán)境溫度較低時減小散熱量,進(jìn)而使得電池箱體內(nèi)的溫度相對容易穩(wěn)定,以給動力電池提供最適宜反應(yīng)的溫度。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖,對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的動力電池的散熱裝置的實(shí)施例的主視示意圖;
[0021]圖2示出了圖1的散熱裝置打開活動窗時的側(cè)視示意圖;
[0022]圖3示出了圖1的散熱裝置關(guān)閉活動窗時的側(cè)視示意圖。
[0023]其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0024]10、活動窗;20、驅(qū)動機(jī)構(gòu);21、感溫筒;22、驅(qū)動桿;23、活塞;24、固定架;30、散熱風(fēng)扇;40、位移開關(guān);50、支架。
【具體實(shí)施方式】
[0025]需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0026]如圖1所示,本實(shí)施例的動力電池的散熱裝置,包括用于裝載電池的箱體,箱體上設(shè)有開口。活動窗10可活動的設(shè)置在開口處,并控制開口的通風(fēng)面積大小。驅(qū)動機(jī)構(gòu)20包括感溫伸縮件和與感溫伸縮件相連的驅(qū)動端,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動端伸出,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動端收回。其中,驅(qū)動端與活動窗10驅(qū)動連接,驅(qū)動端伸出帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積增大,驅(qū)動端收回帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積減小。
[0027]驅(qū)動機(jī)構(gòu)20驅(qū)動活動窗10控制箱體上開口的通風(fēng)面積大小。當(dāng)環(huán)境溫度較高時,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動端伸出,驅(qū)動端伸出帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積增大。當(dāng)環(huán)境溫度較低時,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動端收回,驅(qū)動端收回帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積減小。這樣,本實(shí)施例的散熱裝置就可以根據(jù)實(shí)際的環(huán)境溫度適應(yīng)性地調(diào)節(jié)通風(fēng)面積的大小,在環(huán)境溫度較高時增大散熱量,在環(huán)境溫度較低時減小散熱量。進(jìn)而使得電池箱體內(nèi)的溫度相對容易穩(wěn)定,以給動力電池提供最適宜反應(yīng)的溫度。
[0028]如圖1所示,在本實(shí)施例中,動力電池的散熱裝置還包括散熱風(fēng)扇30和位移開關(guān)40。散熱風(fēng)扇30設(shè)置在箱體上,位移開關(guān)40與散熱風(fēng)扇30電連接并控制散熱風(fēng)扇30,驅(qū)動端與位移開關(guān)40驅(qū)動連接,驅(qū)動端伸出帶動位移開關(guān)40閉合,散熱風(fēng)扇30開啟,驅(qū)動端收回帶動位移開關(guān)40斷開,散熱風(fēng)扇30關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度較高時,感溫伸縮件受熱膨脹帶動驅(qū)動端伸出,驅(qū)動端伸出帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積增大。與此同時,驅(qū)動桿伸出帶動位移開關(guān)40閉合,散熱風(fēng)扇30開啟,增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)環(huán)境溫度較低時,感溫伸縮件受冷收縮帶動驅(qū)動端收回,驅(qū)動端收回帶動活動窗10控制開口的通風(fēng)面積減小。與此同時,驅(qū)動端收回帶動位移開關(guān)40斷開,散熱風(fēng)扇30保持關(guān)閉狀態(tài),減弱散熱效果。這樣,就實(shí)現(xiàn)了動力電池的散熱裝置的自動控制,在環(huán)境溫度較高時,自動增強(qiáng)散熱效果,在環(huán)境溫度較低時,實(shí)現(xiàn)相對保溫。其中,散熱風(fēng)扇30的個數(shù)可以根據(jù)實(shí)際散熱情況而定。
[0029]如圖1所示,在本實(shí)施例中,動力電池的散熱裝置包括兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)20和兩個位移開關(guān)40包,兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)20共同驅(qū)動活動窗10,兩個位移開關(guān)40分別與兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)20的驅(qū)動端連接,兩個位移開關(guān)40串聯(lián)連接。兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)20共同驅(qū)動活動窗10,增強(qiáng)了控制活動窗10的驅(qū)動力。而兩個位移開關(guān)40串聯(lián)連接則可以防止在在較低溫度時活動窗10關(guān)閉而散熱風(fēng)扇30沒有關(guān)閉,導(dǎo)致電池箱內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓現(xiàn)象。
[0030]如圖1所示,在本實(shí)施例中,感溫伸縮件包括感溫筒21和與驅(qū)動端相連接的活塞23,活塞23可移動設(shè)置在感溫筒21內(nèi),感溫筒21內(nèi)填充有感溫介質(zhì),感溫介質(zhì)受熱膨脹帶動活塞23伸出,活塞23帶動驅(qū)動端伸出,感溫介質(zhì)受冷收縮帶動活塞23收回,活塞23帶動驅(qū)動端收回。選擇合適的感溫介質(zhì)并加以計算就可以較為精確利用感溫介質(zhì)的膨脹特性帶動活塞23運(yùn)動。優(yōu)選地,驅(qū)動機(jī)構(gòu)20還包括固定架24,感溫筒21通過固定架24固定在箱體上。感溫筒21經(jīng)固定架24固定后可以使得驅(qū)動機(jī)構(gòu)20的驅(qū)動能力更加穩(wěn)固。如圖1所示,驅(qū)動端為驅(qū)動桿22。
[0031]在本實(shí)施例中,感溫介質(zhì)可以是氣體或者液體。通常情況下,氣體的膨脹系數(shù)較大,活塞23的行程也會相對較大;液體的膨脹系數(shù)相對氣體較小,但是狀態(tài)更加穩(wěn)定。優(yōu)選地,在本實(shí)施例中,感溫介質(zhì)為煤油。除此之外,感溫介質(zhì)還可以選擇熱脹冷縮系數(shù)較好的甲醇、二甲苯、水銀以及酒精。煤油的凝固點(diǎn)是:_47°C,沸點(diǎn)是:180°C?310°C,因此用來作為溫度變化在_45°C?150°C以內(nèi)的感溫介質(zhì)尤為合適。感溫筒21的材質(zhì)應(yīng)當(dāng)采用不與煤油反應(yīng)且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料。優(yōu)選為Crl7鐵素體不銹鋼作為感溫筒21的材料。
[0032]煤油的熱膨脹系數(shù)為1.81 X 10_4,煤油受溫度影響的體積變化公式為Δ V = Vt-V0=3V0a Δ T,煤油在感溫筒21中的體積變化為Λ V = jt r2hr,$,初始狀態(tài)時感溫筒21內(nèi)的煤油體積為Vtl= 3ir2h。需要說明的是,在公式中,Λ V代表煤油受溫度影響的體積,Vtl代表煤油受溫度影響前的體積,Vt代表煤油受溫度影響后的體積,a為膨脹系數(shù),Δ T為溫差,r為感溫筒21的直徑,h為煤油在感溫筒21中的高度。這樣,就可以清楚的得出溫度變化引起的活塞23運(yùn)動量。此外,活塞23是處于受力狀態(tài)下的,還需要綜合考慮到大氣壓強(qiáng)的影響和對活動窗最小牽引力的影響。
[0033]如圖1所示,在本實(shí)施例中,活動窗10為百葉窗,驅(qū)動端與百葉窗的驅(qū)動端相連,驅(qū)動端伸出時帶動百葉窗打開,驅(qū)動端收回時帶動百葉窗關(guān)閉。百葉窗作為活動窗10,可以均勻地調(diào)節(jié)開口的大小,使得動力電池的散熱更加均勻。優(yōu)選地,百葉窗為固定式百葉窗,箱體內(nèi)設(shè)置有支架50,百葉窗安裝在支架50上。支架50的安裝使得百葉窗的使用更加的穩(wěn)固。
[0034]如圖1所示,在本實(shí)施例中,百葉窗與驅(qū)動機(jī)構(gòu)20在箱體內(nèi)并排設(shè)置,百葉窗的驅(qū)動端通過滑輪繩索機(jī)構(gòu)與驅(qū)動端相連。這樣,使得動力電池的散熱裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊,使用方便。
[0035]如圖1所示,在本實(shí)施例中,動力電池的散熱裝置還包BMS裝置,BMS裝置為電池管理系統(tǒng),是電池與車交互的紐帶。其功能主要就是為了監(jiān)控鋰離子電池的實(shí)際使用情況,防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電現(xiàn)象,監(jiān)控電池的工作狀態(tài)及工作環(huán)境溫濕度,控制散熱風(fēng)扇啟停與轉(zhuǎn)速等。同時在箱體內(nèi)還設(shè)置有4到5個溫度傳感器。當(dāng)傳感器檢測到周圍的環(huán)境溫度低于0°C時,BMS裝置會啟動加熱裝置對電池進(jìn)行加熱,保證電池工作所需的最低環(huán)境溫度。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動力電池的散熱裝置,包括用于裝載電池的箱體,所述箱體上設(shè)有開口,其特征在于,所述動力電池的散熱裝置還包括: 活動窗(10),所述活動窗(10)可活動地設(shè)置在所述開口處,并控制所述開口的通風(fēng)面積大?。? 驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20),所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)包括感溫伸縮件,所述感溫伸縮件具有驅(qū)動端,所述感溫伸縮件受熱膨脹帶動所述驅(qū)動端伸出,所述感溫伸縮件受冷收縮帶動所述驅(qū)動端收回; 其中,所述感溫伸縮件的驅(qū)動端與所述活動窗(10)驅(qū)動連接,所述驅(qū)動端伸出帶動所述活動窗(10)控制所述開口的通風(fēng)面積增大,所述驅(qū)動端收回帶動所述活動窗(10)控制所述開口的通風(fēng)面積減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述動力電池的散熱裝置還包括: 散熱風(fēng)扇(30),所述散熱風(fēng)扇(30)設(shè)置在所述箱體上; 位移開關(guān)(40),所述位移開關(guān)(40)與所述散熱風(fēng)扇(30)電連接并控制所述散熱風(fēng)扇(30),所述驅(qū)動端與所述位移開關(guān)(40)驅(qū)動連接,所述驅(qū)動端伸出帶動所述位移開關(guān)(40)閉合,使所述散熱風(fēng)扇(30)開啟,所述驅(qū)動端收回帶動所述位移開關(guān)(40)斷開,使所述散熱風(fēng)扇(30)關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述動力電池的散熱裝置包括兩個所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)和兩個所述位移開關(guān)(40),兩個所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)共同驅(qū)動所述活動窗(10),兩個所述位移開關(guān)(40)分別與兩個所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)的驅(qū)動端連接,兩個所述位移開關(guān)(40)串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述感溫伸縮件包括感溫筒(21)和與所述驅(qū)動端相連接的活塞(23),所述活塞(23)可移動地設(shè)置在所述感溫筒(21)內(nèi),所述感溫筒(21)內(nèi)填充有感溫介質(zhì),所述感溫介質(zhì)受熱膨脹帶動所述活塞(23)伸出,所述活塞(23)帶動所述驅(qū)動端伸出,所述感溫介質(zhì)受冷收縮帶動所述活塞(23)收回,所述活塞(23)帶動所述驅(qū)動端收回。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述驅(qū)動端為驅(qū)動桿(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)還包括固定架(24),所述感溫筒(21)通過所述固定架(24)固定在所述箱體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述感溫介質(zhì)可以是氣體或者液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述活動窗(10)為百葉窗,所述驅(qū)動端與所述百葉窗的驅(qū)動端相連,所述驅(qū)動端伸出時帶動所述百葉窗打開,所述驅(qū)動端收回時帶動所述百葉窗關(guān)閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述百葉窗與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(20)在所述箱體內(nèi)并排設(shè)置,所述百葉窗的驅(qū)動端通過滑輪繩索機(jī)構(gòu)與所述驅(qū)動端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力電池的散熱裝置,其特征在于,所述百葉窗為固定式百 葉窗,所述箱體內(nèi)設(shè)置有支架(50),所述百葉窗安裝在所述支架(50)上。
【文檔編號】H01M10/637GK104466298SQ201410671045
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】焦東升, 陳建樹, 遲忠君, 李香龍, 劉秀蘭, 關(guān)宇, 曾爽, 張祿 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京市電力公司