Phase change heat dissipation protection device for cylindrical lithium ion power battery module

技术领域

本发明属于电池散热技术领域，具体的说是一种圆柱型锂离子动力电池模组相变散热保护装置。

背景技术

动力电池模组作为电动汽车的核心能量部件，其性能直接影响到电动汽车的性能。电池模组的工作温度的均匀性对动力电池发挥极其重要的作用，在电芯充放电时，电芯会放出一定量的热，致使电芯本体与周围环境温度升高，如果不加处理，就会导致蜂窝效应，电池模块中心温度会高于周边温度，电芯就会受温度不均的影响放电容量参差不齐，导致电池组一致性变差，影响电池组寿命。

在使用气流散热工具对内部的电芯进行冷却工作时，电芯无法处于密封状态，这样电芯的抗干扰能力就会减弱，容易因为汽车震动而错位甚至断线，但是使用液冷装置对电芯进行冷却工作，又会导致冷却液散热效果较差，使冷却效果逐渐变差的问题，所以需要进行改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆柱型锂离子动力电池模组相变散热保护装置，包括电池散热框，所述电池散热框内腔的中部通过插槽均匀设置有空心套壳，所述空心套壳内腔的两侧均固定连接有圆柱电池，所述空心套壳内腔中部的两侧均固定连接有衔接通管，所述电池散热框内腔的两端中心对称设置有螺纹转杆，所述螺纹转杆的一端固定连接有转动马达，所述电池散热框内腔远离转动马达的一端固定连接有转接通管，包括冷却部件，该冷却部件能够对电池散热框内腔的圆柱电池进行冷却工作，冷却部件包括竖直箱壳，所述竖直箱壳表面的顶部固定连接有输液装置，所述竖直箱壳的内腔填充有冷却液，所述竖直箱壳的底端固定连接有集中底座，所述竖直箱壳内腔的底部滑动连接有调整滑板，右侧所述转接通管的右端与电池散热框内腔的顶部固定连接，左侧所述转接通管的右端与电池散热框内腔的底部固定连接；缓冲吸液器，该缓冲吸液器能够将竖直箱壳内部多余的冷却液吸收；顶部转板，该顶部转板能够控制对竖直箱壳的输液口的通断。先将圆柱电池安装在电池散热框的内部，将空心套壳取出后，每个空心套壳插入两根圆柱电池，然后再将空心套壳插入电池散热框的内腔中，将每个电池散热框组装完毕后，在电池散热框内腔的两侧均插接安装螺纹转杆，并且使两侧的螺纹转杆保持中心对称，然后在螺纹转杆的轴心处插接安装转动马达，另一侧插接安装转接通管，左侧的转接通管通入右侧竖直箱壳内腔的上部，右侧的转接通管通入右侧竖直箱壳内腔的下部，然后再将底部的转动马达固定在集中底座上，完成安装工作。

优选的，所述竖直箱壳内腔的中部远离圆柱电池的一侧固定连接有填充箱壳，所述填充箱壳内腔靠近圆柱电池的一侧滑动连接有弹簧压杆，所述填充箱壳的顶部固定连接有固定转杆，且固定转杆表面靠近圆柱电池的一侧转动连接有横截转板，所述横截转板内腔靠近圆柱电池的一侧固定连接有牵引带，所述填充箱壳内腔的底部固定连接有冷却推板。在进行输电工作时，由于连接导线的集束作用，每根电池散热框内部的圆柱电池通过连接导线集中到集中导线上进行输电，而在圆柱电池工作的时候，为了使圆柱电池的电芯能够散热，通过输液装置对竖直箱壳的内腔通入冷却液，然后冷却液通过转接通管输送到电池散热框的内腔中，冷却液通过衔接通管填充到每个空心套壳的内腔中，从而使冷却液在不接触圆柱电池的情况下，对圆柱电池的表面进行散热工作。由于冷却液在连续吸热后，自身温度也会升高，进而对电芯的散热效果下降，此时需要启动两侧的转动马达，控制对应一侧的螺纹转杆进行自转，此时左侧的螺纹转杆通过转接通管从竖直箱壳的内腔抽取冷却液，而右侧的螺纹转杆通过转接通管将电池散热框内腔的冷却液抽入竖直箱壳的内部，从而使电池散热框内腔的冷却液进行循环流动。该装置通过集中底座内腔的弹簧按钮对装置整体进行减震工作，由于该装置只通过电池散热框进行供电，并且每根电池散热框能够组装集中到集中底座的表面，电池散热框之间相隔一定的间距，所以可以根据实际需求扩容该装置的蓄电量，从而满足不同装置的供电需求。

优选的，所述弹簧压杆靠近圆柱电池的一端与牵引带的表面滑动连接，所述牵引带的底端与填充箱壳内腔的底部滑动连接，所述弹簧压杆的表面通过贯穿口与填充箱壳的内腔滑动连接，所述弹簧压杆远离圆柱电池的一端通过竖直牵引杆与冷却推板内腔的顶部滑动连接，所述牵引带内腔的顶部通过贯穿口固定连接有导热垫片。由于冷却液在竖直箱壳内部为自下而上进行流动，所以下方的冷却液会推动横截转板沿着转轴向上转动，从而打开竖直箱壳上部的通口，而横截转板向上转动的过程中，横截转板的顶端会拉动下方的牵引带，一方面将牵引带从填充箱壳内腔的底部抽出，另一方面能够对弹簧压杆进行挤压，使弹簧压杆向填充箱壳的内腔滑动，进而推进下方的冷却推板，此时牵引带内腔底部的导热垫片也与弹簧压杆的顶端对接，冷却推板通过牵引带对流经的冷却液进行降温。该装置在进行冷却液的内循环流动时，如果装置处于相对密封的空间，此时装置内部的冷却液整体散热效果就会变差，为了应对此类环境，在冷却液进行内循环工作时，利用冷却液的推力，将冷却推板开启，通过弹簧压杆对导热垫片进行吸热降温，在消耗电能的情况下使流经此处的冷却液快速降温，以满足该装置在高温环境下的工作需求。

优选的，所述螺纹转杆的表面与空心套壳内腔的一侧转动连接，所述集中底座内腔的轴心处固定连接有弹簧按钮，所述电池散热框表面的一侧通过连接板与填充箱壳表面的中部固定连接，所述圆柱电池的两端均通过连接导线与电池散热框的内腔固定连接，所述电池散热框内腔远离竖直箱壳的一端固定连接有集中导线。该装置将每根圆柱电池安装在空心套壳的插口中，然后灌输冷却液，使冷却液通过衔接通管输送到每个空心套壳的内部，进而使圆柱电池在不接触液体的情况下，通过冷却液最大程度地吸收圆柱电池工作时发散的热量，并且通过两侧的螺纹转杆使电池散热框内腔的冷却液进行循环流动，避免出现电池散热框内部的冷却液在连续吸热后，自身温度升高，进而对电芯的散热效果下降的问题。

优选的，所述缓冲吸液器包括空心折杆，所述空心折杆远离输液装置的一端固定连接有切槽套筒，所述空心折杆表面的底部固定连接有密封套壳，所述密封套壳内腔的两侧均滑动连接有弧形压杆，所述弧形压杆远离切槽套筒的一端固定连接有滑动推板，且滑动推板表面远离密封套壳的一侧固定连接有切槽通管。所述空心折杆远离切槽套筒的一端固定连接有受力推盘，且空心折杆远离切槽套筒的一端延伸至缓冲吸液器的外部，所述切槽通管远离密封套壳的一端通过切槽口与缓冲吸液器的内腔滑动连接。竖直箱壳内腔的压强增大时，空心折杆会因为受力推盘的推力作用而压缩，进而将空心折杆内腔的气体通过切槽套筒压缩到密封套壳的内腔中，密封套壳内腔的气压增大，进而将两侧的弧形压杆向外推动，此时切槽通管从缓冲吸液器的内腔中滑出，切槽通管通过两侧的切槽将竖直箱壳内腔的冷却液吸收到缓冲吸液器的内部，进而实现对竖直箱壳内腔的降压工作。

优选的，所述缓冲吸液器的表面与竖直箱壳内腔的底部固定连接，所述缓冲吸液器内腔的两侧均填充有冷却液，所述密封套壳表面的一侧与缓冲吸液器内腔的中部固定连接，且受力推盘的表面与牵引带表面的底部滑动连接。由于蒸发作用，灌输到电池散热框内腔的冷却液会随着时间减少，所以需要输液装置不断输入冷却液，但是输液装置输入的冷却液较多时，容易造成冷却液喷出的问题，此时需要竖直箱壳内腔的缓冲吸液器吸收多余的冷却液，此时冷却液被伸出的切槽通管吸收进入缓冲吸液器的内部，进而实现对竖直箱壳内腔的降压工作，避免竖直箱壳内腔因为压强过大而出现喷水的问题。

优选的，所述顶部转板包括摩擦转轮，所述摩擦转轮内腔的两侧均通过转接插杆转动连接有滑动套壳，所述滑动套壳内腔的轴心处固定连接有内推板，所述滑动套壳内腔的底部滑动连接有固定板壳，所述内推板远离摩擦转轮的一端固定连接有内置弹簧带，所述固定板壳内腔远离内置弹簧带的一侧滑动连接有充气垫。所述固定板壳远离滑动套壳的一端与竖直箱壳内腔顶部远离填充箱壳的一侧固定连接，所述充气垫内腔的两侧均固定连接有感压器，所述内置弹簧带远离内推板的一端与固定板壳内腔的中部固定连接。所述横截转板远离固定转杆的一端滚动连接有对接转杆，所述横截转板的一端通过对接转杆与摩擦转轮的表面滚动连接，所述摩擦转轮的表面通过对接转杆与横截转板的一端相互挤压。在横截转板进行转动的时候，横截转板的顶端会与摩擦转轮的表面发生摩擦，一方面使摩擦转轮自转，另一方面通过摩擦转轮将滑动套壳向靠近固定板壳的一侧推动，此时内推板对内置弹簧带进行挤压，而充气垫因为固定板壳内腔压强的增大，进而被压缩，通过对两侧感压器进行挤压，竖直箱壳的内腔将牵引带收卷，从而使横截转板将电池散热框的通口封闭。

优选的，所述输液装置包括流通板，所述流通板内腔的两侧均固定连接有灌输管，所述灌输管内腔的顶部均匀设置有实心引导杆，所述实心引导杆表面的底部滑动连接有弹簧漏筒，所述实心引导杆内腔的顶部固定连接有调整支撑杆，所述调整支撑杆的底端固定连接有减震凹壳，所述减震凹壳表面的两侧均与竖直箱壳表面的底部滑动连接，所述弹簧漏筒的表面通过贯穿口与流通板内腔的底部滑动连接，所述弹簧漏筒的底端延伸至竖直箱壳的内部。通过两侧的灌输管对流通板的内腔加入冷却液，此时流通板内腔的压强增大，进而将弹簧漏筒向下推动，此时弹簧漏筒的底端延伸至竖直箱壳的内部，然后弹簧漏筒与实心引导杆分离，流通板的内腔的冷却液进入竖直箱壳的内部实现灌输工作，在停止灌输或冷却液内循环的过程中，弹簧漏筒因为底部压强和外表面弹簧的牵引力作用，开始回收到实心引导杆的表面，进而通过实心引导杆的底端将弹簧漏筒的底部堵住，避免冷却液在内循环时外泄。

本发明的有益效果如下：

1.该装置将每根圆柱电池安装在空心套壳的插口中，然后灌输冷却液，使冷却液通过衔接通管输送到每个空心套壳的内部，进而使圆柱电池在不接触液体的情况下，通过冷却液最大程度地吸收圆柱电池工作时发散的热量，并且通过两侧的螺纹转杆使电池散热框内腔的冷却液进行循环流动，避免出现电池散热框内部的冷却液在连续吸热后，自身温度升高，进而对电芯的散热效果下降的问题。

2.该装置通过集中底座内腔的弹簧按钮对装置整体进行减震工作，由于该装置只通过电池散热框进行供电，并且每根电池散热框能够组装集中到集中底座的表面，电池散热框之间相隔一定的间距，所以可以根据实际需求扩容该装置的蓄电量，从而满足不同装置的供电需求。

3.该装置在进行冷却液的内循环流动时，如果装置处于相对密封的空间，此时装置内部的冷却液整体散热效果就会变差，为了应对此类环境，在冷却液进行内循环工作时，利用冷却液的推力，将冷却推板开启，通过弹簧压杆对导热垫片进行吸热降温，在消耗电能的情况下使流经此处的冷却液快速降温，以满足该装置在高温环境下的工作需求。

4.由于蒸发作用，灌输到电池散热框内腔的冷却液会随着时间减少，所以需要输液装置不断输入冷却液，但是输液装置输入的冷却液较多时，容易造成冷却液喷出的问题，此时需要竖直箱壳内腔的缓冲吸液器吸收多余的冷却液，此时冷却液被伸出的切槽通管吸收进入缓冲吸液器的内部，进而实现对竖直箱壳内腔的降压工作，避免竖直箱壳内腔因为压强过大而出现喷水的问题。

5.通过两侧的灌输管对流通板的内腔加入冷却液，此时流通板内腔的压强增大，进而将弹簧漏筒向下推动，此时弹簧漏筒的底端延伸至竖直箱壳的内部，然后弹簧漏筒与实心引导杆分离，流通板的内腔的冷却液进入竖直箱壳的内部实现灌输工作，在停止灌输或冷却液内循环的过程中，弹簧漏筒因为底部压强和外表面弹簧的牵引力作用，开始回收到实心引导杆的表面，进而通过实心引导杆的底端将弹簧漏筒的底部堵住，避免冷却液在内循环时外泄。