[發(fā)明專利]一種基于風冷均勻控溫的轉動式電池組熱管理系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110571496A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 黃菊花;劉自強;曹銘;程夢婷;胡金
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/617;H01M10/6563;H01M2/10
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 許瑩瑩

本發(fā)明公開了一種基于風冷均勻控溫的轉動式電池組熱管理系統(tǒng)，包括箱體及電池組轉動模塊；電池組轉動模塊包括低轉速電機、剛性肋板、一個大內(nèi)齒輪、圓盤、電池單體、若干個小外齒輪；剛性肋板由中心板與若干根肋條構成；低轉速電機與中心板連接，每根肋條的末端以轉動副形式連接一個小外齒輪，大內(nèi)齒輪與小外齒輪組成行星齒輪結構并相互嚙合，每組小外齒輪中心上固定安裝一組圓盤；每組圓盤上固定安裝一圈由環(huán)形均勻分布的若干個電池單體構成的電池組，電池組中心的頂部安裝旋轉導電滑環(huán)，箱體上安裝風扇。本發(fā)明通帶動電池實現(xiàn)周轉、自轉運動，在風冷條件下使電池組具有相同的運動情況和冷卻環(huán)境，從而保證各電池具有很好的溫度均勻性。

技術領域

本發(fā)明屬于動力電池熱管理裝置技術領域，具體涉及一種基于風冷均勻控溫的轉動式電池組熱管理系統(tǒng)。

背景技術

高能量密度電池在進行快速充放電或連續(xù)高強度工作時會產(chǎn)生大量熱量，熱量的產(chǎn)生使電池的溫度急劇升高。

然而，電池在工作時有一段“舒適”溫度區(qū)間，溫度過高會加速電池老化，壽命大幅衰減。同時，電池包對電池單體間的溫度均勻性要求嚴格，溫度均勻性是電池使用性能和可靠性的重要保證。因此，有必要對電池采取有效的熱管理方式。

由于電池組均勻控溫技術難度較大，常見的電池熱管理研究主要致力于控制電池的最高溫度，而忽略電池均勻性研究。此外，常見的電池組布置方式大都為矩陣式布置，電池單體間相對位置固定不動，導致工作時電池組內(nèi)單體電池間溫度差異明顯，電池組內(nèi)位于中間的電池溫度高，電池組外圍電池溫度相對較低。這種情況將大大影響電池使用性能且降低電池組的使用壽命。

故設計一款既能實現(xiàn)電池組散熱，又能良好控制電池組內(nèi)單體電池間溫度均勻性的電池熱管理系統(tǒng)至關重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中的不足與難題，本發(fā)明旨在提供一種基于風冷均勻控溫的轉動式電池組熱管理系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種基于風冷均勻控溫的轉動式電池組熱管理系統(tǒng)，包括箱體以及置于箱體內(nèi)的電池組轉動模塊兩部分；電池組轉動模塊包括低轉速電機、剛性肋板、一個大內(nèi)齒輪、圓盤、電池單體、若干個小外齒輪；剛性肋板由位于中部的中心板、與中心板側邊固定并向外延伸的若干根肋條構成，各根肋條以中心板圓心環(huán)形陣列均勻排列；低轉速電機安裝在箱體底部的下方，低轉速電機的電機軸穿過箱體的底部與中心板連接，每組肋條的末端以轉動副形式連接一組小外齒輪，大內(nèi)齒輪與各組小外齒輪嚙合，且大內(nèi)齒輪與小外齒輪組成行星齒輪結構，每組小外齒輪中心的齒輪軸上固定安裝一組圓盤；每組圓盤上固定安裝一圈電池組，每圈電池組由環(huán)形均勻分布的若干個電池單體構成，電池組環(huán)形中心的頂部安裝向上延伸的旋轉導電滑環(huán)；箱體上安裝風扇。

進一步地，箱體由箱體殼、箱體蓋和風扇組成，箱體殼上有若干組進風口，風扇安裝在進風口內(nèi)，箱體殼與風扇相對的一側開有若干組出風口，即進風口與出風口相互平行且以兩組對邊中心線對稱。

進一步地，小外齒輪與大內(nèi)齒輪的齒輪厚度一致，小外齒輪在與大內(nèi)齒輪嚙合時小外齒輪相對大內(nèi)齒輪向上錯開，用于在小外齒輪下方空出剛性肋板中心安裝的空間。

進一步地，每圈電池組上的兩兩電池單體之間由剛性短銅條進行正負極交替串聯(lián)連接，最終通過兩根剛性短銅條導出正負極并指向環(huán)形電池組中心，旋轉導電滑環(huán)的下方兩線與指向環(huán)形電池組中心的剛性短銅條末端連接、上方兩線通過導電長銅條與相鄰旋轉導電滑環(huán)連接；每個旋轉導電滑環(huán)的下方兩線即隨著電池組自轉及周轉，旋轉導電滑環(huán)上方兩線則只作周轉運動。

在本發(fā)明系統(tǒng)中，低轉速電機給周轉及自轉機構提供動力；箱體用于放置電池組和周轉及自轉機構；風扇提供冷卻風；周轉及自轉機構的運動帶動電池組周轉及自轉；圓盤用于放置并固定圓盤上的電池；剛性肋板用于支撐個小外齒輪周轉；銅條起支撐和導電作用；滑環(huán)將轉動環(huán)形電池組串聯(lián)并輸出電能。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：