一种新能源汽车动力电池结构论文和设计-安新胜

全文摘要

本实用新型公开了一种新能源汽车动力电池结构，包括安装箱、电池芯、温度调节单元、散热窗、防护单元和冷风机；安装箱：所述安装箱的底板为换热板，安装箱的底板上开设有水道，水道呈蛇形结构进行分布；温度调节单元：所述温度调节单元包括半导体制冷片、水箱、电磁加热器、螺纹管和循环泵，水箱通过螺纹管分别与水道的进出水口位置连通，所述半导体制冷片和电磁加热器均安装在水箱上，循环泵安装在其中一组螺纹管与水箱的连接处且位于水箱的内侧；其温度调节能力强，增加了电池芯的使用寿命，保证其能够进行低温工作，安装拆卸方便，避免了整个电池组拆卸的麻烦，提高了维修的效率。

主设计要求

1.一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：包括安装箱（1）、电池芯（2）、温度调节单元（7）、散热窗（8）、防护单元（9）和冷风机（14）；安装箱（1）：所述安装箱（1）的底板为换热板，安装箱（1）的底板上开设有水道（11），水道（11）呈蛇形结构进行分布；温度调节单元（7）：所述温度调节单元（7）包括半导体制冷片（71）、水箱（72）、电磁加热器（73）、螺纹管（74）和循环泵（75），水箱（72）通过螺纹管（74）分别与水道（11）的进出水口位置连通，所述半导体制冷片（71）和电磁加热器（73）均安装在水箱（72）上，循环泵（75）安装在其中一组螺纹管（74）与水箱（72）的连接处且位于水箱（72）的内侧；冷风机（14）：所述冷风机（14）安装在安装箱（1）的一侧；防护单元（9）：所述防护单元（9）对应冷风机（14）的进风口位置进行设置，防护单元（9）通过连接机构（10）与冷风机（14）连接；散热窗（8）：所述散热窗（8）开设在安装箱（1）的另一侧；电池芯（2）：所述电池芯（2）的顶部设有扣手（4），电池芯（2）通过滑动机构（3）与安装箱（1）滑动连接，所述电池芯（2）通过卡接机构（5）与安装箱（1）卡接固定，卡接机构（5）通过固定机构（6）进行固定；其中，还包括温度传感器（16），温度传感器（16）安装在安装箱（1）的侧面且其敏感元件固定在安装箱（1）的内壁上，所述冷风机（14）、半导体制冷片（71）和电磁加热器（73）的输入端均电性连接车载电脑的输出端，温度传感器（16）的输出端电连接车载电脑的输入端。

设计方案

1.一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：包括安装箱（1）、电池芯（2）、温度调节单元（7）、散热窗（8）、防护单元（9）和冷风机（14）；

安装箱（1）：所述安装箱（1）的底板为换热板，安装箱（1）的底板上开设有水道（11），水道（11）呈蛇形结构进行分布；

温度调节单元（7）：所述温度调节单元（7）包括半导体制冷片（71）、水箱（72）、电磁加热器（73）、螺纹管（74）和循环泵（75），水箱（72）通过螺纹管（74）分别与水道（11）的进出水口位置连通，所述半导体制冷片（71）和电磁加热器（73）均安装在水箱（72）上，循环泵（75）安装在其中一组螺纹管（74）与水箱（72）的连接处且位于水箱（72）的内侧；

冷风机（14）：所述冷风机（14）安装在安装箱（1）的一侧；

防护单元（9）：所述防护单元（9）对应冷风机（14）的进风口位置进行设置，防护单元（9）通过连接机构（10）与冷风机（14）连接；

散热窗（8）：所述散热窗（8）开设在安装箱（1）的另一侧；

电池芯（2）：所述电池芯（2）的顶部设有扣手（4），电池芯（2）通过滑动机构（3）与安装箱（1）滑动连接，所述电池芯（2）通过卡接机构（5）与安装箱（1）卡接固定，卡接机构（5）通过固定机构（6）进行固定；

其中，还包括温度传感器（16），温度传感器（16）安装在安装箱（1）的侧面且其敏感元件固定在安装箱（1）的内壁上，所述冷风机（14）、半导体制冷片（71）和电磁加热器（73）的输入端均电性连接车载电脑的输出端，温度传感器（16）的输出端电连接车载电脑的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：还包括过滤阀（15），所述过滤阀（15）安装在螺纹管（74）与水箱（72）出水口的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：还包括导热硅胶片（12），所述导热硅胶片（12）粘贴在换热板的上表面且位于换热板与电池芯（2）的连接处。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：还包括减震垫（13），所述减震垫（13）安装在冷风机（14）与安装箱（1）的连接处，减震垫（13）为法拉第电机减震垫或JF型橡胶减震垫中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：所述防护单元（9）包括安装架（91）和防尘网（92），防尘网（92）装配在安装架（91）上。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：所述连接机构（10）包括磁条（101）和吸附铁片（102），吸附铁片（102）固定在冷风机（14）的壳体上，所述磁条（101）固定在安装架（91）上，磁条（101）与吸附铁片（102）磁性连接。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：所述滑动机构（3）包括滑槽（31）和滑轨（32），滑轨（32）竖直固定在安装箱（1）的内侧底部，且滑轨（32）与安装箱（1）的内壁之间保留有间隙，所述滑槽（31）开设在电池芯（2）上，滑轨（32）与滑槽（31）滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：所述卡接机构（5）包括紧固件（51）和定位件（52），定位件（52）固定在安装箱（1）的侧面，所述紧固件（51）固定在电池芯（2）的顶部侧面，紧固件（51）与定位件（52）卡接。

9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车动力电池结构，其特征在于：所述固定机构（6）包括销孔（61）和固定销（62），固定销（62）装配在定位件（52）上，所述销孔（61）开设在紧固件（51）上，固定销（62）与销孔（61）插接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电池结构技术领域，具体为一种新能源汽车动力电池结构。

背景技术

随着全球能源日益紧张，气候变暖等环境问题日益严重，基于动力电池的新能源汽车的研制与使用得到了各国政府、政策和企业的大力支持与推广，对于新能源动力汽车而言，其性能能否优于传统的内燃机汽车，关键因素在于电池，温度是影响新能源汽车动力电池的性能的重要指标，当温度过高时，容易影响到电解液的电化学反应，从而降低了其使用寿命，当温度过低时，电解液粘度降低，导致其导电性下降，现有的新能源电池温度调节能力差，同时，其安装拆卸不便，单个电池芯损坏就要拆卸整个电池组，不方便进行维护。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种新能源汽车动力电池结构，其温度调节能力强，增加了电池芯的使用寿命，保证其能够进行低温工作；并且安装拆卸方便，提高了生产的效率，当单个电池芯损坏时，也可以避免对整个电池组进行拆卸的麻烦，提高了维修的效率，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新能源汽车动力电池结构，包括安装箱、电池芯、温度调节单元、散热窗、防护单元和冷风机；

安装箱：所述安装箱的底板为换热板，安装箱的底板上开设有水道，水道呈蛇形结构进行分布；

温度调节单元：所述温度调节单元包括半导体制冷片、水箱、电磁加热器、螺纹管和循环泵，水箱通过螺纹管分别与水道的进出水口位置连通，所述半导体制冷片和电磁加热器均安装在水箱上，循环泵安装在其中一组螺纹管与水箱的连接处且位于水箱的内侧；

冷风机：所述冷风机安装在安装箱的一侧；

防护单元：所述防护单元对应冷风机的进风口位置进行设置，防护单元通过连接机构与冷风机连接；

散热窗：所述散热窗开设在安装箱的另一侧；

电池芯：所述电池芯的顶部设有扣手，电池芯通过滑动机构与安装箱滑动连接，所述电池芯通过卡接机构与安装箱卡接固定，卡接机构通过固定机构进行固定；

其中，还包括温度传感器，温度传感器安装在安装箱的侧面且其敏感元件固定在安装箱的内壁上，所述冷风机、半导体制冷片和电磁加热器的输入端均电性连接车载电脑的输出端，温度传感器的输出端电连接车载电脑的输入端。

进一步的，还包括过滤阀，所述过滤阀安装在螺纹管与水箱出水口的连接处，过滤阀用以防止水体中的杂质进入到水道内而影响其热交换能力，保证了设计的合理性。

进一步的，还包括导热硅胶片，所述导热硅胶片粘贴在换热板的内侧底部且位于换热板与电池芯的连接处，导热硅胶片可以使电池芯和换热板之间的接触面更好地充分接触，真正做到面对面的接触。同时，导热硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用。

进一步的，还包括减震垫，所述减震垫安装在冷风机与安装箱的连接处，减震垫为法拉第电机减震垫或JF型橡胶减震垫中的一种，减震垫用以减弱冷风机在工作过程中产生的不良震动，保证了冷风机工作的稳定性，同时也避免了不良震动对电池芯的不良影响。

进一步的，所述防护单元包括安装架和防尘网，防尘网装配在安装架上，防尘网用以防止外界灰尘附着在冷风机的风叶上，从而保证冷风机能够高效工作。

进一步的，所述连接机构包括磁条和吸附铁片，吸附铁片固定在冷风机的壳体上，所述磁条固定在安装架上，磁条与吸附铁片磁性连接，通过磁条与吸附铁片磁性连接对安装架与冷风机进行连接，其安装拆卸方便，便于对防尘网进行拆卸维护，避免防尘网上灰尘太多而影响冷风机的正常通风工作。

进一步的，所述滑动机构包括滑槽和滑轨，滑轨竖直固定在安装箱的内侧底部，且滑轨与安装箱的内壁之间保留有间隙，所述滑槽开设在电池芯上，滑轨与滑槽滑动连接，通过滑轨与滑槽滑动连接对电池芯与安装箱进行组装，其安装拆卸方便，便于在单个电池芯损坏时对相对应的电池芯进行拆卸维护，避免了整个电池组拆卸的麻烦，提高了维修的效率。

进一步的，所述卡接机构包括紧固件和定位件，定位件固定在安装箱的侧面，所述紧固件固定在电池芯的顶部侧面，紧固件与定位件卡接，通过紧固件与定位件卡接对电池芯与安装箱进行固定，其固定方便，提高了安装的效率。

进一步的，所述固定机构包括销孔和固定销，固定销装配在定位件上，所述销孔开设在紧固件上，固定销与销孔插接，通过固定销与销孔插接对紧固件与定位件进行固定，保证了电池芯与安装箱固定的牢靠性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本新能源汽车动力电池结构，具有以下好处：

1、通过温度调节单元对电池芯进行降温和保温，通过降温保证电解液的电化学反应的正常进行，从而避免电池芯温度过高而影响其使用寿命，通过保温保证电解液的正常粘度，从而避免电池芯温度过低而影响其导电能力，其温度调节能力强，增加了电池芯的使用寿命，保证其能够进行低温工作；

2、其连接管道采用螺纹管，螺纹管具有伸缩弯折能力，能够对水箱安装位置的偏移进行补偿，从而保证了水箱的安装灵活性，降低了安装难度；

3、当安装箱内部温度过高时，冷风机工作，冷风机吹动安装箱内部的空气使其进行流动，热空气穿过滑轨与安装箱的内壁之间保留的间隙，最终通过散热窗排放到外界，从而将电池芯在工作过程中产生的热量带走，进而对电池芯进行散热降温，进一步提高了电池芯的散热能力，保证了其使用寿命；

4、导热硅胶片粘贴在安装箱的内侧底部且位于安装箱与电池芯的连接处，导热硅胶片可以使电池芯和换热板之间的接触面更好地充分接触，真正做到面对面的接触，同时，导热硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用；

5、通过滑轨与滑槽滑动连接对电池芯与安装箱进行组装，通过卡接机构对电池芯与安装箱进行固定，通过固定机构对紧固件与定位件进行固定，其安装拆卸方便，便于提高生产的效率，也便于在单个电池芯损坏时对相对应的电池芯进行拆卸维护，避免了对整个电池组进行拆卸的麻烦，提高了维修的效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型侧面结构示意图；

图3为本实用新型结构C-C剖面图；

图4为本实用新型结构D-D剖面图；

图5为本实用新型结构A处结构放大图；

图6为本实用新型结构B处结构放大图。

图中：1安装箱、2电池芯、3滑动机构、31滑槽、32滑轨、4扣手、5卡接机构、51紧固件、52定位件、6固定机构、61销孔、62固定销、7温度调节单元、71半导体制冷片、72水箱、73电磁加热器、74螺纹管、75循环泵、8散热窗、9防护单元、91安装架、92防尘网、10连接机构、101磁条、102吸附铁片、11水道、12导热硅胶片、13减震垫、14冷风机、15过滤阀、16温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种新能源汽车动力电池结构，包括安装箱1、电池芯2、温度调节单元7、散热窗8、防护单元9和冷风机14；

安装箱1：安装箱1的底板为换热板，安装箱1的底板上开设有水道11，水道11呈蛇形结构进行分布；

温度调节单元7：温度调节单元7包括半导体制冷片71、水箱72、电磁加热器73、螺纹管74和循环泵75，水箱72通过螺纹管74分别与水道11的进出水口位置连通，半导体制冷片71和电磁加热器73均安装在水箱72上，循环泵75安装在其中一组螺纹管74与水箱72的连接处且位于水箱72的内侧；

当安装箱1内部温度过高时，半导体制冷片71进行工作，利用半导体材料的帕尔贴（Peltier）效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的，从而对水箱72内的水体进行降温，制冷水体通过螺纹管74输送至水道11内，并通过换热板与电池芯2的底部进行热量交换，从而对电池芯2进行降温，避免电池芯2温度过高而影响其使用寿命，此时，循环泵75工作，将水道11内的水重新回流到水箱72内，从而进行循环使用，当安装箱1内部温度过低时，电磁加热器73工作，电磁加热器73对水箱72内的水体进行加热，加热水体通过与制冷水体相同的方式对电池芯2的底部进行热量交换，从而对电池芯2进行保温，避免电池芯2温度过低而影响其导电能力，其温度调节能力强，增加了电池芯2的使用寿命，保证其能够进行低温工作；

冷风机14：冷风机14安装在安装箱1的一侧；

防护单元9：防护单元9对应冷风机14的进风口位置进行设置，防护单元9通过连接机构10与冷风机14连接；

散热窗8：散热窗8开设在安装箱1的另一侧；

当安装箱1内部温度过高时，冷风机14工作，冷风机14吹动安装箱1内部的空气使其进行流动，热空气通过散热窗8排放到外界，从而将电池芯2在工作过程中产生的热量带走，进而对电池芯2进行散热降温，进一步提高了电池芯2的散热能力，保证了其使用寿命。

电池芯2：电池芯2的顶部设有扣手4，电池芯2通过滑动机构3与安装箱1滑动连接，电池芯2通过卡接机构5与安装箱1卡接固定，卡接机构5通过固定机构6进行固定；

其中，还包括温度传感器16，温度传感器16安装在安装箱1的侧面且其敏感元件固定在安装箱1的内壁上，冷风机14、半导体制冷片71和电磁加热器73的输入端均电性连接车载电脑的输出端，温度传感器16的输出端电连接车载电脑的输入端。

温度传感器16对安装箱内侧的温度进行检测，检测的信息传递给车载电脑，车载电脑对信息进行分析处理，当判断检测数据达到预设值A时，启动半导体制冷片71和和循环泵75，当判断检测数据达到预设值B时，同时启动冷风机14、半导体制冷片71和循环泵75，当判断检测数据低于预设值C时，启动半导体制冷片71和和循环泵75，预设值A、B、C为生产实验中技术人员根据实验结果进行预设的数据。

其中，还包括过滤阀15，过滤阀15安装在螺纹管74与水箱72出水口的连接处，过滤阀15用以防止水体中的杂质进入到水道11内而影响其热交换能力，保证了设计的合理性，具体为：循环泵75通过其中一组螺纹管74将水体从水道11内抽出，水箱72内的水体通过过滤阀15过滤后再通过另一组螺纹管74回流到水道11内。

其中，还包括导热硅胶片12，导热硅胶片12粘贴在换热板的上表面且位于换热板与电池芯2的连接处，导热硅胶片12可以使电池芯2和换热板之间的接触面更好地充分接触，真正做到面对面的接触，同时，导热硅胶片12的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用。

其中，还包括减震垫13，减震垫13安装在冷风机14与安装箱1的连接处，减震垫13为法拉第电机减震垫或JF型橡胶减震垫中的一种，减震垫13用以减弱冷风机14在工作过程中产生的不良震动，保证了冷风机14工作的稳定性，同时也避免了不良震动对电池芯2的不良影响。

防护单元9包括安装架91和防尘网92，防尘网92装配在安装架91上，防尘网92用以防止外界灰尘附着在冷风机14的风叶上，避免冷风机14的风叶上聚集灰尘而导致其负荷工作，从而保证冷风机14能够高效工作。

连接机构10包括磁条101和吸附铁片102，吸附铁片102固定在冷风机14的壳体上，磁条101固定在安装架91上，磁条101与吸附铁片102磁性连接，通过磁条101与吸附铁片102磁性连接对安装架91与冷风机14进行连接，当需要拆卸时，借用外力，使磁条101从吸附铁片102上分离即可取下安装架91，进而取下防尘网92，其安装拆卸方便，便于对防尘网92进行拆卸维护，避免防尘网92上灰尘太多而影响冷风机14的正常通风工作。

滑动机构3包括滑槽31和滑轨32，滑轨32竖直固定在安装箱1的内侧底部，且滑轨32与安装箱1的内壁之间保留有间隙，间隙用于使冷风机14吹动的空气通过，从而将电池芯2上的热量带走，滑槽31开设在电池芯2上，滑轨32与滑槽31滑动连接，通过滑轨32与滑槽31滑动连接对电池芯2与安装箱1进行组装，当进行安装时，手扣扣手4，使电池芯2上的滑槽31沿着滑轨32向安装箱1的底部进行滑动，直到电池芯2底部与换热板上的导热硅胶片12接触为止，在进行拆卸时，手扣扣手4，使电池芯2上的滑槽31沿着滑轨32向安装箱1的上方进行滑动，直到电池芯2从安装箱1内脱离即可，其安装拆卸方便，便于在单个电池芯2损坏时对相对应的电池芯2进行拆卸维护，避免了整个电池组拆卸的麻烦，提高了维修的效率。

卡接机构5包括紧固件51和定位件52，定位件52固定在安装箱1的侧面，紧固件51固定在电池芯2的顶部侧面，紧固件51与定位件52卡接，通过紧固件51与定位件52卡接对电池芯2与安装箱1进行固定，其固定方便，提高了安装的效率，当需要拆卸时，扣动紧固件51使其从定位件52内退出即可，此时，即可解除电池芯2与安装箱1的固定状态，可对电池芯2与安装箱1进行分离。

固定机构6包括销孔61和固定销62，固定销62装配在定位件52上，销孔61开设在紧固件51上，固定销62与销孔61插接，通过固定销62与销孔61插接对紧固件51与定位件52进行固定，保证了电池芯2与安装箱1固定的牢靠性，当需要拆卸时，拔出固定销62，使其从销孔61内退出即可，此时，即可解除紧固件51与定位件52的固定状态，可对紧固件51与定位件52进行拆卸分离。

在使用时：当安装箱1内部温度过高时，半导体制冷片71进行工作，利用半导体材料的帕尔贴（Peltier）效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的，从而对水箱72内的水体进行降温，制冷水体通过螺纹管74输送至水道11内，并通过换热板与电池芯2的底部进行热量交换，从而对电池芯2进行降温，避免电池芯2温度过高而影响其使用寿命，此时，循环泵75工作，将水道11内的水重新回流到水箱72内，从而进行循环使用，当安装箱1内部温度过低时，电磁加热器73工作，电磁加热器73对水箱72内的水体进行加热，加热水体通过与制冷水体相同的方式对电池芯2的底部进行热量交换，从而对电池芯2进行保温，避免电池芯2温度过低而影响其导电能力。

螺纹管74具有伸缩弯折能力，能够对安装位置的偏移进行补偿，从而保证了水箱72的安装灵活性，降低了安装难度。

过滤阀15用以防止水体中的杂质进入到水道11内而影响其热交换能力。

导热硅胶片12可以使电池芯2和换热板之间的接触面更好地充分接触，真正做到面对面的接触。

减震垫13用以减弱冷风机14在工作过程中产生的不良震动，保证了冷风机14工作的稳定性，避免了不良震动对电池芯2的不良影响。

当安装箱1内部温度过高时，冷风机14工作，冷风机14吹动安装箱1内部的空气使其进行流动，热空气穿过滑轨32与安装箱1的内壁之间保留的间隙，最终通过散热窗8排放到外界，从而将电池芯2在工作过程中产生的热量带走，进而对电池芯2进行散热降温。

防尘网92用以防止外界灰尘附着在冷风机14的风叶上，从而保证冷风机14能够高效工作。

通过磁条101与吸附铁片102磁性连接对安装架91与冷风机14进行连接。

通过滑轨32与滑槽31滑动连接对电池芯2与安装箱1进行组装。

通过紧固件51与定位件52卡接对电池芯2与安装箱1进行固定。

通过固定销62与销孔61插接对紧固件51与定位件52进行固定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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