CN220710424U - 电池散热***及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池散热***及飞行器,涉及储能设备散热技术领域。所述电池散热***包括:第一风道转换件,所述第一风道转换件包括第一进风管和多个与所述第一进风管连通的第一出风管,且所述第一进风管用于与飞行器机体的风冷通道连通;多个电池包,所述电池包具有散热风道,多个所述散热风道与多个所述第一出风管一一对应连通;以及多个风速调整件,多个所述风速调整件与所述第一出风管一一对应,且各所述风速调整件设置于对应的所述第一出风管内。本申请提供的重量较轻的风冷散热***单独配置也能满足电池包的散热所需。
Description
技术领域
本申请涉及储能设备散热技术领域,尤其涉及一种电池散热***及飞行器。
背景技术
飞行器的动力组件可通过电池包进行供能。而电池包包括电芯、结构壳体、热管理***、控制***、防隔火***、电缆搭接和其他等附件。
但是,相关技术中,电池包热管理***为液冷散热***,或者液冷散热***和风冷散热***的结合体,为了满足散热效率,重量均较重。
实用新型内容
本申请的主要目的在于提供一种电池散热***及飞行器,旨在解决相关技术中飞行器中满足散热效率的电池包重量较重的问题。
为实现上述目的,第一方面,本申请提供一种电池散热***,电池散热***包括:
第一风道转换件,第一风道转换件包括第一进风管和多个与第一进风管连通的第一出风管,且第一进风管用于与飞行器机体的风冷通道连通;
多个电池包,电池包具有散热风道,多个散热风道与多个第一出风管一一对应连通;以及
多个风速调整件,多个风速调整件与第一出风管一一对应,且各风速调整件设置于对应的第一出风管内。
在本申请可能的一实施例中,电池包包括:
相对且间隔设置的第一侧围和第二侧围,其中,第一侧围背离第二侧围的一侧侧壁设置有第一电池包安装结构,和/或,第二侧围背离第一侧围的一侧侧壁设置有第二电池包安装结构;
多个导热板,导热板设置于第一侧围和第二侧围之间,导热板的一端与第一侧围连接,导热板的另一端与第二侧围连接,且多个导热板依次间隔排布,以在第一侧围和第二侧围之间形成多个电芯室;以及
多个电芯,电芯设置于电芯室内,且电芯的至少一侧侧面与第一侧围或第二侧围彼此间隔开,以形成散热风道。
在本申请可能的一实施例中,电芯与电芯室一一对应;
电芯的一侧大面设置有第一导热介质层,第一导热介质层背离电芯的一侧与相邻两个导热板的一者连接,电芯的另一侧大面设置有第二导热介质层,第二导热介质层背离电芯的一侧与相邻两个导热板的另一者连接。
在本申请可能的一实施例中,各电芯室设置有两个电芯;
两个电芯彼此正对的一侧大面之间设置有隔热介质层;
两个电芯彼此背离的一侧大面均设置有第三导热介质层,第三导热介质层的背离电芯的一侧侧壁与导热板连接。
在本申请可能的一实施例中,电池包还包括:
相对且间隔设置的第三侧围和第四侧围,第三侧围和第四侧围均设置于第一侧围和第二侧围之间,且第一侧围、第三侧围、第二侧围和第四侧围依次围合形成闭合结构;
其中,多个导热板沿从第三侧围至第四侧围的方向依次间隔排布以与第三侧围和第四侧围形成多个电芯室,且位于最外侧的导热板与对应的第三侧围或者第四侧围彼此间隔开。
在本申请可能的一实施例中,电池包还包括:
第一内板,第一内板设置于第一侧围和第二侧围之间,且第一内板与第一侧围相对并间隔开;
第二内板,第二内板设置于第一内板和第二侧围之间,且第二内板与第一内板和第二侧围均相对且间隔开;
其中,导热板的一端贯穿第一内板并延伸至与第一侧围连接,导热板的另一端贯穿第二内板并延伸至与第二侧围连接,且相邻两个导热板、第一内板和第二内板围合形成电芯室。
在本申请可能的一实施例中,还包括:
主动冷却组件,主动冷却组件与第一进风管连通,主动冷却组件用于向第一进风管提供冷媒。
在本申请可能的一实施例中,还包括:
第二风道转换件,第二风道转换件包括多个第二进风管和与所有第二进风管均连通的第二出风管,且第二出风管用于与飞行器机体的风冷通道连通。
第二方面,本申请还提供了一种飞行器,飞行器包括:
机体,机体具有风冷通道;以及
如第一方面的电池散热***,电池散热***设置于机体内。
在本申请可能的一实施例中,飞行器还包括:
至少一个旋翼组件,旋翼组件可转动设置于机体,以在起降姿态和平飞姿态之间可切换;
其中,机体包括设置于机体的顶壁的第一进风口以及设置于机体的侧壁的第二进风口,第一进风口和第二进风口均与风冷通道连接,且当旋翼组件位于起降姿态时,第一进风口正对旋翼组件,当旋翼组件位于平飞姿态时,第二进风口正对旋翼组件;
电池散热***中电池包的散热风道沿机体的高度方向布置,或者,散热风道沿水平方向布置。
本申请实施例提供了一种电池散热***,电池散热***包括:第一风道转换件,第一风道转换件包括第一进风管和多个与第一进风管连通的第一出风管,且第一进风管用于与飞行器机体的风冷通道连通;多个电池包,电池包具有散热风道,多个散热风道与多个第一出风管一一对应连通;以及多个风速调整件,多个风速调整件与第一出风管一一对应,且各风速调整件设置于对应的第一出风管内。
由此,相较于现有的液冷***或者液冷***和风冷***的结合,本申请实施例提供的电池散热***电池为风冷散热,且在电池的散热风道的上游侧增设有一风速调整件,以通过风速调整件调整进入散热风道的风速,从而使得风速与每个电池包内散热风道的散热效率相匹配,使得重量较轻的风冷散热***单独配置也能满足电池包的散热所需。
附图说明
图1为本申请电池散热***的结构示意图;
图2为本申请电池散热***的第一风道转换件的结构示意图;
图3为本申请电池散热***的电池包的结构示意图;
图4为本申请电池散热***的电池包一实施例的结构示意图;
图5为本申请电池散热***的电池包另一实施例的结构示意图;
图6为本申请电池散热***的电池包的内外层结构示意图;
图7为本申请飞行器的电池散热***中气流流向示意图,其中,旋翼组件处于起降状态;
图8为本申请飞行器的电池散热***中气流流向示意图,其中,旋翼组件处于平飞状态;
图9为本申请飞行器的盖板组件的结构示意图;
图10为本申请飞行器的盖板连接件的结构示意图;
图11为本申请电池散热***在飞行器上的布置示意图。
附图标号说明:
10-机体,11-旋翼组件,12-风冷通道,13-第一盖板组件,131-顶风口盖板,132-盖板连接件,1321-连轴,1322-支座,1323-扭簧,14-第二挡风板,15-侧风口盖板,100-第一风道连接件,110-第一进风管,120-第一出风管,200-电池包,210-第一侧围,220-第二侧围,221-第二电池包安装结构,230-导风板,240-电芯,250-第三侧围,260-第四侧围,270a-第一导热介质层,270b-第二导热介质层,270c-第三导热介质层,280-隔热介质层,291-第一内板,292-第二内板,201-第一散热风道,202-第二散热风道,203-模组内腔,300-风速调整件,400-第二风道转换件,500-主动冷却组件。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
对于航空航天领域来说,重量一直是各类飞行器最为关注的要点。同等的重量标准下,更轻的产品意味着飞行器能够拥有更大的载货量或更多的载人量。以eVTOL电动垂直起降飞行器为例,更轻的飞行器同时也代表着其在起降或飞行过程中需要更少的动力输出,这使得同样电量下的电池能够有更长的输出时间,飞行器有更长的续航里程。另一方面,更少的动力输出也意味着螺旋桨产生的噪声会随之减小,让eVTOL更具备低空出行的优势,提高大众的接受度。
eVTOL飞行器的能量均来自于电池包供能,当前电池包热管理***多采用液冷方案,即电池包内部放置液冷板对电池模组进行冷却,并用液冷管将冷却液引出到电池包外,整机则需配备相应的环控***(即水泵、水箱、压缩机、冷凝器、蒸发器等)对冷却液进行适当的温度处理。结合实际情况下电池包在整机放置的位置,冗长的液冷管道设计必然会导致较高的冷却液重量,加之相应的配套环控设备,让整机电池热管理***的重量居高不下。由此可见,液冷散热***并非完全适配eVTOL行业的需求。分析eVTOL飞行器的实际飞行工况,可以发现电池包200的热量累积主要集中在飞行器垂起及降落阶段,而在飞行工况中占比时间较大的平飞过程中,却并非存在高发热的情况。同时,飞行器在飞行过程中,螺旋桨的转动及平飞过程产生的来流均会形成高速气流,若能够充分利用该气流,则能够将电池包垂起过程中产生的大量热量在平飞过程中逐步散去。
为此,本申请提供了一种电池散热***及飞行器,通过在电池的散热风道的上游侧增设有一风速调整件300,以通过风速调整件300调整进入散热风道的风速,从而使得风速与每个电池包200内散热风道的散热效率相匹配,使得重量较轻的风冷散热***单独配置也能满足电池包200的散热所需。
下面结合一些具体实施例进一阐述本申请的发明构思。
请参阅图1和图2,本实施例提供了一种电池散热***,电池散热***包括第一风道转换件100、多个电池包200以及多个风速调整件300。
其中,第一风道转换件100包括第一进风管110和多个与第一进风管110连通的第一出风管120,且第一进风管110用于与飞行器机体10的风冷通道12连通;电池包200具有散热风道,多个散热风道与多个第一出风管120一一对应连通;多个风速调整件300与第一出风管120一一对应,且各风速调整件300设置于对应的第一出风管120内。
具体而言,飞行器的机体10内具有风冷通道12,风冷通道12与机体10外界连通,从而可以在飞行过程中将高速气流引入飞行器内部的风冷通道12。以eVTOL飞行器为例进行具体说明,当然,飞行器还可以是固定翼无人飞行器等,本实施例对此并不限制。
eVTOL飞行器的机体10中存在风冷通道12,机体10上部开设有第一进风口,以及机体10的前侧壁开设有第二进风口,且第一进风口和第二进风口均与风冷通道12连通。eVTOL飞行器还设置有旋翼组件11,旋翼组件11可转动地设置于机体10,以在轴线竖直的起降姿态和轴线水平的平飞姿态之间切换。此时,第一进风口位于起降姿态时旋翼组件11的正下方,以将起降时的旋翼组件11的螺旋桨旋转产生的气流从第一进风口引入至机体10的风冷通道12内。第二进风口位于平飞姿态时旋翼组件11的正后方,以将平飞时的旋翼组件11的螺旋桨旋转产生的气流以及高空高速气流从第二进风口引入至机体10的风冷通道12内。
由于单个电池包200的功率有限,因此对于飞行器而言,其动力电池包由多个电池包200组成。且本实施例提供的电池包200具有散热通道,即散热结构构造为风冷散热结构。为了尽量减少电池包200在机体10内占用的空间,多个电池包200可并排布置。此时,使用第一风道转换件100将风冷通道12内的高速气流分流成多股,以分别引入至每个电池包200的散热风道内。
具体的,第一风道转换件100包括第一进风管110,第一进风管110与风冷通道12连通,高速气流依次经过第一进风口或者第二进风口、风冷通道12后进入到第一进风管110中。当然,可以理解的,第一进风管110和风冷通道12的衔接处密封装配,以避免气流泄露而冲击机体10内部的零部件。
第一风道转换件100还包括多个第一出风管120,多个第一出风管120均与第一进风管110连通,从而将第一进风管110的一股高速气流可以均匀地分成多股高速气流。且可以理解的,第一出风管120的数量与电池包200的散热风道数量一致,且彼此一一对应连通,或者第一出风管120的数量与电池包200的数量一致,且彼此一一对应连通,单个第一出风管120与对应的电池包200的所有散热风道连通,从而将单股高速气流引入至电池包200的散热通道内,以带走电池包200内部的热量,对其进行散热。
风速调整件300的数量也与第一出风管120的数量一致且彼此一一对应。风速调整件300设置于第一出风管120内,从而对第一出风管120内高速气流的风速进行调整。其中,风速调整件300可以是高速风扇,以通过高速风扇的转速的调整实现对高速气流的风速的调整,以使得高速气流的风速可以与电池包200散热效率相匹配。
或者,风速调整件300还可以是设置于第一出风管120的管内壁上的环形凸起,以通过减少第一出风管120的流道截面积以提高高速气流的流速。
不难看出,本实施例通过在电池包200的散热风道的上游侧增设有一风速调整件300,以通过风速调整件300调整进入散热风道的风速,从而使得风速与每个电池包200内散热风道的散热效率相匹配,使得重量较轻的风冷散热***单独配置也能满足电池包200的散热所需。
请参阅图3,在可能的一实施例中,电池包200包括:相对且间隔设置的第一侧围210和第二侧围220、多个导热板230以及多个电芯240。
其中,第一侧围210背离第二侧围220的一侧侧壁设置有第一电池包安装结构,和/或,第二侧围220背离第一侧围210的一侧侧壁设置有第二电池包安装结构221;导热板230设置于第一侧围210和第二侧围220之间,导热板230的一端与第一侧围210连接,导热板230的另一端与第二侧围220连接,且多个导热板230依次间隔排布,以在第一侧围210和第二侧围220之间形成多个电芯室;电芯240设置于电芯室内,且电芯240的至少一侧侧面与第一侧围210或第二侧围220彼此间隔开,以形成散热风道。
具体而言,本实施例中,电池包200的框架结构由导热板230、第一侧围210和第二侧围220组成。第一侧围210和第二侧围220彼此相对且间隔设置,因此两者具有彼此相对的内侧壁,也均具有相背对的外侧壁。且第一侧围210的外侧壁设置有供电池包200安装于机体10上的第一电池包安装结构。第一电池包安装结构可以是多个凸出于第一侧围210的外侧壁的支耳结构,具体安装时,可通过螺栓或者螺钉的螺紧组件将支耳结构固定在机体10上,从而将第一侧围210固定在机体10上。同理,第二电池包安装结构221可以是多个凸出于第二侧围220的外侧壁的支耳结构,具体安装时,可通过螺栓或者螺钉的螺紧组件将支耳结构固定在机体10上,从而将第二侧围220固定在机体10上。当然,第一电池包安装结构和第二电池包安装结构221还可以构造为卡笋等其他零部件固定配合结构,本实施例对比并不限制。
第一侧围210和第二侧围220可构造为板状结构,还可以构造为箱体结构,本实施例对此并不限制。
不难看出,本实施例取消了电池包200外箱体结构,将安装结构转移到第一侧围210和/或第二侧围220上,为电池包200直接安装在机体10上提供装配可行性,也显著降低了电池包200的重量。
此外,本实施例中,电池包200的内部结构支撑由多个导热板230提供。具体的,导热板230可以构造为扁长型的热管、铝板等。导热板230设置于第一侧围210和第二侧围220之间,且导热板230的一端和第一侧围210的内侧壁固定连接,具体的固定连接方式可以是焊接或者粘接等。导热板230的另一端和第二侧壁的内侧壁固定连接。由于多个导热板230的两端均与第一侧围210和第二侧围220固定连接,如此,多个导热板230和第一侧围210和第二侧围220可形成结构较为稳定的框架结构。且多个导热板230之间形成有供电芯240安装的空间,即电芯室。当然,为了缩小尺寸,多个导热板230彼此平行布置。
且可以理解的,本实施例中,电池包200的侧围组件可以由两端最外侧的导热板230、第一侧围210和第二侧围220组成,也即是最外侧的导热板230直接作为侧围使用,从而取消了导热板230排布方向上的两个侧围,从而进一步减轻了电池包200的整体重量。
电芯240安装于电芯室内,且电芯240的至少一侧侧面与对应的第一侧围210或者第二侧围220间隔开。也即使电芯240和第一侧围210的内侧壁间隔开,或者电芯240和第二侧围220的内侧壁间隔开,或者电芯240和第一侧围210的内侧壁以及电芯240和第二侧围220的内侧壁均间隔开,从而形成贯通电池包200的散热通道,以提高散热通道和电芯240的散热接触面积。且此时电池包200内具有多个散热通道,每个散热通道均与电芯240直接接触,从而可以将高速气流直接引入至电池包200内部,以充分利用高速气流进行散热。另一方面,本实施例中,风冷***的散热翅片,即导热板230直接与第一侧围210和第二侧围220连接,在和现有技术相同的外部尺寸条件下,每个导热板230与高速气流接触的面积更大,从而也可以提高散热效率。
不难看出,本实施例中,导热板230和两个侧围共同形成电池包200的框架结构,即取消了相关技术中重量较重的电池包200外箱体结构,从而降低了重量。同时电池包200的电芯240设置于导热板230之间,且电芯240的至少一侧侧面和相应的侧围形成与机体10的风冷通道12连通的,且没有电池包200外箱体阻挡的散热风道,从而将飞行器飞行中产生的高速气流直接引入到电芯240处,从而提高带走电芯240产生的热量的效率。
具体的,电芯240一般包括6面:左右两个大面、前后两个侧面以及上下两个端面。在本实施例中,电芯240的大面与导热板230连接,以增加电芯240和导热板230的接触面积,从而将电芯240热量从内部导出至导热板230两端,且使得导热板230在电芯240两侧形成翅片式散热结构,促使电芯240充分散热。当然,导热板230和电芯240的大面连接,还可以使得电池包200整体结构更加紧凑。
在可能的一实施例中,电芯240与电芯室一一对应;电芯240的一侧大面设置有第一导热介质层270a,第一导热介质层270a背离电芯240的一侧与相邻两个导热板230的一者连接,电芯240的另一侧大面设置有第二导热介质层270b,第二导热介质层270b背离电芯240的一侧与相邻两个导热板230的另一者连接。
具体而言,本实施例中,请参阅图4,每个电芯室内设置有一个电芯240,如此,单个电芯240的两个大面分别和两个导热板230连接,可以充分对每个电芯240进行散热。且每个电芯室内均只设置有一个电芯240,对于相同数量电芯240的电池包200而言,即可安装更多的导热板230,不仅增加电池包200的整体结构强度,还可提高散热能力。
此外,本实施例中,导热板230和电芯240的大面之间具有导热胶等形成的导热介质层,以进一步提高导热板230和电芯240大面之间的热传递效率,以提高散热效率。
或者,在可能的另一实施例中,请参阅图5,各电芯室设置有两个电芯240;两个电芯240彼此正对的一侧大面之间设置有隔热介质层280;两个电芯240彼此背离的一侧大面均设置有第三导热介质层270c,第三导热介质层270c的背离电芯240的一侧侧壁与导热板230连接。
具体而言,本实施例中,每个电芯室内设置有两个电芯240,即相邻导热板230中一者设置有第一个电芯240,第一个电芯240上设置有第二电芯240,第二个电芯240和相邻导热板230中的另一者连接。
此时,每个电芯240的大面和导热板230之间具有一导热胶等形成的第三导热介质层270c,以进一步提高导热板230和电芯240大面之间的热传递效率,以提高散热效率。而两个电芯240之间具有气凝胶等隔热介质形成的隔热介质层280,以在两个电芯240之间形成热失控防护。也即是本实施例中,电芯240仅能在其中一面与导热介质进行热交换,另一面通过隔热介质层280延缓电芯240之间的热失控蔓延。
请参阅图3和图6,在可能的一实施例中,电池包200还包括:相对且间隔设置的第三侧围250和第四侧围260,第三侧围250和第四侧围260均设置于第一侧围210和第二侧围220之间,且第一侧围210、第三侧围250、第二侧围220和第四侧围260依次围合形成闭合结构。
其中,多个导热板230沿从第三侧围250至第四侧围260的方向依次间隔排布以与第三侧围250和第四侧围260形成多个电芯室,且位于最外侧的导热板230与对应的第三侧围250或者第四侧围260彼此间隔开。
具体而言,本实施例中,第一侧围210、第三侧围250、第二侧围220和第四侧围260共同围合形成了一闭合结构,也即是共同形成了电池包200的侧围组件。此时,侧围组件内限定出一电芯容纳腔,多个沿第三侧围250至第四侧围260的方向依次排布的导热板230布置于电芯容纳腔内,将电芯容纳腔分隔成多个电芯室。
值得一提的,本实施例中,在第三侧围250至第四侧围260的方向上,多个导热板230中第一个导热板230和第三侧围250彼此正对且间隔开,以形成第一预留间隙。且在第三侧围250至第四侧围260的方向上,多个导热板230中最后一个导热板230和第四侧围260彼此正对且间隔开,以形成第二预留间隙。
第一预留间隙和第二预留间隙既可以吸收电池包200制造时的公差,也可以作为为电芯240膨胀的预留缓冲空间,或者,还可以作为温度采样点和/或电压采样点的预留空间。
当然,在可能的实施例中,第三侧围250还可以与第一个导热板230紧密贴合,和/或第四侧围260还可以与最后一个导热板230紧密贴合,以为导热板230提供足够的强度支撑,进而提高电池包200整体的结构强度。
此外,本实施例中,第三侧围250和第四侧围260均可以构造为板状结构或者箱体结构,相邻的侧围通过焊接、螺紧组件等固定连接。当然,作为一种实施例方式,第一侧围210、第二侧围220、第三侧围250和第四侧围260还可以一体制造成型,从而获得更好的结构强度。
在可能的一实施例中,电池包200还包括:第一内板291和第二内板292。
其中,第一内板291设置于第一侧围210和第二侧围220之间,且第一内板291与第一侧围210相对并间隔开;第二内板292设置于第一内板291和第二侧围220之间,且第二内板292与第一内板291和第二侧围220均相对且间隔开;导热板230的一端贯穿第一内板291并延伸至与第一侧围210连接,导热板230的另一端贯穿第二内板292并延伸至与第二侧围220连接,且相邻两个导热板230、第一内板291和第二内板292围合形成电芯室。
具体而言,请参阅图6,本实施例中,电池包200的壳体结构分为内层结构和外层结构。当不包括第三侧围250和第四侧围260时,第一侧围210、第二侧围220和最外侧的两个导热板230形成外层结构。当包括第三侧围250和第四侧围260时,第一侧围210、第二侧围220、第三侧围250和第四侧围260共同形成外层结构。位于第一侧围210和第二侧围220之间的第一内板291和第二内板292形成了内层结构。该内层结构将外层结构内部空间分隔成第一散热风道201、模组内腔203和第二散热风道202。其中,第一散热风道201位于第一内板291和第一侧围210之间,模组内腔203位于第一内板291和第二内板292之间,第二散热风道202位于第二内板292和第二侧围220之间。第一散热风道201和第二散热风道202共同形成了电池包200的散热风道,也即在电芯240的两侧均提供有散热风道,以确保电芯240内部热量可以相对均匀地散出,以确保单个电芯240内部的温差不会过大。
且第一内板291和第二内板292上均预留有多个依次排布的栅栏口,栅栏口可等距排布,以供导热板230穿过,以为导热板230提供限位以及固定支撑。如此,多个导热板230将模组内腔203分隔成多个电芯室,以为电芯240提供限位以及固定支撑。
作为一种实施方式,第一内板291和第二内板292均可构造一板状结构,该板状结构沿长度方向间隔开设有多个矩形孔,以预留出供导热板230穿过的空间。且此时,电芯240的两个侧面分别与第一内板291和第二内板292抵接。
作为另一种实施方式,第一内板291和第二内板292还可以构造为网板结构,该网板结构不仅具有多个贯穿孔,还具有沿长度方向间隔开设有多个矩形孔,以预留出供导热板230穿过的空间。此时,网板结构上的贯穿孔不仅可以实现对电芯240的限位支撑,还可以提供更多的空间供电芯240和散热风道中的高速气流接触,以进一步提高散热效率。
不难看出,本实施例中,多个导热板230组成的导热板230阵列不仅为电芯240提供限位和固定支撑,还可以作为内层结构和外层结构之间的内部肋板结构,以使得取消外箱体的电池包200仍具有较佳的结构强度。
请参阅图7,在可能的一实施例中,电池散热***还包括:主动冷却组件500,主动冷却组件500与第一进风管110连通,主动冷却组件500用于向第一进风管110提供冷媒。
具体而言,主动冷却组件500包括冷媒存储件和冷媒释放件,冷媒存储件可以构造为存储有特殊冷媒的冷气瓶等结构,其固定安装于机体10。冷媒释放件的一端与冷媒存储件连通,另一端与第一进风管110连通,且冷媒释放件具有将冷媒存储件和第一进风管110连通的第一状态,将冷媒存储件和第一进风管110阻断的第二状态,并可在第一状态和第二状态之间切换。具体的冷媒释放件可构造为电磁阀等结构。
容易理解的,本实施例提供的散热结构为风冷散热结构,当飞行器起降阶段或者悬停情况等情况下,进入机体10内风冷通道12的气流风速不足以使得电池散热***的散热能力满足要求。此时,可控制冷媒释放件切换至第二状态,以使冷媒进入到第一进风管110内。冷媒不仅可以快速降低高速气流的温度,还可以在高速气流的带动下进入到电池包200内部散热风道,从而带走电池包200产生的温度,以极大地提高***风冷散热能力,满足实际情况下稳定的散热能力所需。
在可能的一实施例中,电池散热***还包括:第二风道转换件400,第二风道转换件400包括多个第二进风管和与所有第二进风管均连通的第二出风管,且第二出风管用于与飞行器机体10的风冷通道12连通。
具体而言,第二风道转换件400的结构请参考上述实施例提供的第一风道转换件100。两者的不同在于第一风道转换件100用于分流,而第二风道转换件400用于合流。
此时,风冷通道12将螺旋桨旋转产生的气流与飞行器平飞时产生的高速气流引入机体10内部风冷管道,然后通过第一风道转换件100相对均匀地将气流导入各个电池包200内部与之进行热交换,再通过第二风道转换件400尾部的风冷通道12将热交换后的热空气排出机体10外部,从而形成对电池模组的风冷散热循环。
本实施例中,通过第二风道转换件400将交换后的热空气合流后排出,以提高机体10内空间的集成度。
此外,在第二风道转换件400的第二出风管处还可设置有一抽风扇,以提供抽吸力,加速电池散热***内的空气流动,确保将热空气尽快排出至电池包200乃至于机体10外。
第二方面,请参阅图7,本实施例还提供了一种飞行器,飞行器包括:机体10以及电池散热***,机体10具有风冷通道12;电池散热***设置于机体10内。
该电池散热***具体结构参照上述实施例,由于本飞行器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
在可能的一实施例中,飞行器还包括:至少一个旋翼组件11。旋翼组件11可转动设置于机体10,以在起降姿态和平飞姿态之间可切换。
其中,机体10包括设置于机体10的顶壁的第一进风口以及设置于机体10的侧壁的第二进风口,第一进风口和第二进风口均与风冷通道12连接,且当旋翼组件11位于起降姿态时,第一进风口正对旋翼组件11,当旋翼组件11位于平飞姿态时,第二进风口正对旋翼组件11。电池散热***中电池包200的散热风道沿机体10的高度方向布置,或者,散热风道沿水平方向布置。
具体而言,飞行器的机体10内具有风冷通道12,风冷通道12与机体10外界连通,从而可以在飞行过程中将高速气流引入飞行器内部的风冷通道12。以eVTOL飞行器为例进行具体说明,当然,飞行器还可以是固定翼无人飞行器等,本实施例对此并不限制。
eVTOL飞行器的机体10中存在风冷通道12,机体10上部开设有第一进风口,以及机体10的前侧壁开设有第二进风口,且第一进风口和第二进风口均有风冷通道12连通。eVTOL飞行器还设置有旋翼组件11,旋翼组件11可转动地设置于机体10,以在轴线竖直的起降姿态和轴线水平的平飞姿态之间切换。此时,第一进风口位于起降姿态时旋翼组件11的正下方,以将起降时的旋翼组件11的螺旋桨旋转产生的气流从第一进风口引入至机体10的风冷通道12内。第二进风口位于平飞姿态时旋翼组件11的正后方,以将平飞时的旋翼组件11的螺旋桨旋转产生的气流以及高空高速气流从第二进风口引入至机体10的风冷通道12内。
机体10于第一进风口处凸出延伸有第一挡风板,且在飞行方向上,第一挡风板位于第一进风口的下游侧,以在机体10外侧的高速气流流经第一进风口时被第一挡板阻挡而进入至第一进风口内。
请参阅图8-图10,此外,第一进风口处还设置有第一盖板组件13。第一盖板组件13包括顶风口盖板131、盖板连接件132,盖板连接件132包括安装于机体10上的连轴1321、可转动套设于连轴1321上的支座1322以及套设于连轴1321上的扭簧1323,支座1322和顶风口盖板131连接,且顶风口盖板131用于盖合第一进风口。扭簧1323的一端和支座1322抵接,另一端和机体10抵接。如此,当高速气流冲击第一进风口处的力足够大时,如当旋翼组件11位于起降姿态时,高速气流克服扭簧1323提供的阻力,迫使顶风口盖板131打开。当高速气流不足以克服扭簧1323提供的阻力时,如当旋翼组件11位于平飞姿态时,顶风口盖板131在扭簧1323作用下关闭第一进风口。
当然,机体10于第二进风口处也凸出延伸有第二挡风板14,且在飞行方向上,第二挡风板14位于第二进风口的下游侧,以在机体10外侧的高速气流流经第二进风口时被第二挡风板14阻挡而进入至第二进风口内。
且第二进风口处设置有第二盖板组件,此时第二盖板组件包括侧风口盖板15和盖板连接件132,盖板连接件132包括安装于机体10上的连轴1321、可转动套设于连轴1321上的支座1322以及套设于连轴1321上的扭簧1323,第二盖板组件中的支座1322和侧风口盖板15连接,且侧风口盖板15用于盖合第二进风口。扭簧1323的一端和支座1322抵接,另一端和机体10抵接。如此,当高速气流冲击第二进风口处的力足够大时,如当旋翼组件11位于平飞姿态时,高速气流克服扭簧1323提供的阻力,迫使侧风口盖板15打开。当高速气流不足以克服扭簧1323提供的阻力时,如当旋翼组件11位于起降姿态时,侧风口盖板15在扭簧1323作用下关闭第二进风口。
此时,请参阅图11,由于电池包200散热所需的高速气流来自于旋翼组件11的螺旋桨转动以及平分来流,电池散热***可在机体10上靠近旋翼组件11设置。如,飞行器机翼上设置有4个旋翼组件11,则在机翼上内靠近旋翼组件11处设置有4个电池散热***,以减少风冷通道12的长度,使得高速气流尽快进入到电池散热***内。如此设置,还可以改善高速气流在风冷通道12中风速损耗。
值得一提的是,电池包200可以是侧放或立放,对应的电池散热***中电池包200的散热风道沿机体10的高度方向布置,或者,散热风道沿水平方向布置。
如电池包200为立放时,电池散热***中电池包200的散热风道沿机体10的高度方向布置,此时,电池包200的散热风道的进风口靠近电芯240极耳侧布置,散热风道的出风口设置在电芯240下方,这样的结构更贴近于整机螺旋桨转动的来流方向。
不难看出,本实施例提供的飞行器,整机上通过取消电池包200的外箱体以及电池包200内部特殊的风道设计,合理利用eVTOL飞行器在飞行过程中螺旋桨转动及飞行来流产生的高速气流,并结合主动冷却组件500的设计确保电池风冷散热***能够满足整机对电池的散热需求,提供了一种兼顾散热能力和飞行器重量较高需求的技术方案。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池散热***,其特征在于,所述电池散热***包括:
第一风道转换件,所述第一风道转换件包括第一进风管和多个与所述第一进风管连通的第一出风管,且所述第一进风管用于与飞行器机体的风冷通道连通;
多个电池包,所述电池包具有散热风道,多个所述散热风道与多个所述第一出风管一一对应连通;以及
多个风速调整件,多个所述风速调整件与所述第一出风管一一对应,且各所述风速调整件设置于对应的所述第一出风管内。
2.根据权利要求1所述的电池散热***,其特征在于,所述电池包包括:
相对且间隔设置的第一侧围和第二侧围,其中,所述第一侧围背离所述第二侧围的一侧侧壁设置有第一电池包安装结构,和/或,所述第二侧围背离所述第一侧围的一侧侧壁设置有第二电池包安装结构;
多个导热板,所述导热板设置于所述第一侧围和所述第二侧围之间,所述导热板的一端与所述第一侧围连接,所述导热板的另一端与所述第二侧围连接,且多个导热板依次间隔排布,以在所述第一侧围和所述第二侧围之间形成多个电芯室;以及
多个电芯,所述电芯设置于所述电芯室内,且所述电芯的至少一侧侧面与所述第一侧围或所述第二侧围彼此间隔开,以形成所述散热风道。
3.根据权利要求2所述的电池散热***,其特征在于,所述电芯与所述电芯室一一对应;
所述电芯的一侧大面设置有第一导热介质层,所述第一导热介质层背离所述电芯的一侧与相邻两个所述导热板的一者连接,所述电芯的另一侧大面设置有第二导热介质层,所述第二导热介质层背离所述电芯的一侧与相邻两个所述导热板的另一者连接。
4.根据权利要求2所述的电池散热***,其特征在于,各所述电芯室设置有两个电芯;
两个所述电芯彼此正对的一侧大面之间设置有隔热介质层;
两个所述电芯彼此背离的一侧大面均设置有第三导热介质层,所述第三导热介质层的背离所述电芯的一侧侧壁与所述导热板连接。
5.根据权利要求2所述的电池散热***,其特征在于,所述电池包还包括:
相对且间隔设置的第三侧围和第四侧围,所述第三侧围和所述第四侧围均设置于所述第一侧围和所述第二侧围之间,且所述第一侧围、所述第三侧围、所述第二侧围和所述第四侧围依次围合形成闭合结构;
其中,多个所述导热板沿从所述第三侧围至所述第四侧围的方向依次间隔排布以与所述第三侧围和所述第四侧围形成多个电芯室,且位于最外侧的所述导热板与对应的所述第三侧围或者所述第四侧围彼此间隔开。
6.根据权利要求2所述的电池散热***,其特征在于,所述电池包还包括:
第一内板,所述第一内板设置于所述第一侧围和所述第二侧围之间,且所述第一内板与所述第一侧围相对并间隔开;
第二内板,所述第二内板设置于所述第一内板和所述第二侧围之间,且所述第二内板与所述第一内板和所述第二侧围均相对且间隔开;
其中,所述导热板的一端贯穿所述第一内板并延伸至与所述第一侧围连接,所述导热板的另一端贯穿所述第二内板并延伸至与所述第二侧围连接,且相邻两个所述导热板、第一内板和所述第二内板围合形成所述电芯室。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电池散热***,其特征在于,还包括:
主动冷却组件,所述主动冷却组件与所述第一进风管连通,所述主动冷却组件用于向所述第一进风管提供冷媒。
8.根据权利要求1所述的电池散热***,其特征在于,还包括:
第二风道转换件,所述第二风道转换件包括多个第二进风管和与所有所述第二进风管均连通的第二出风管,且所述第二出风管用于与所述飞行器机体的风冷通道连通。
9.一种飞行器,其特征在于,所述飞行器包括:
机体,所述机体具有风冷通道;以及
如权利要求1至8任一项所述的电池散热***,所述电池散热***设置于所述机体内。
10.根据权利要求9所述的飞行器,其特征在于,所述飞行器还包括:
至少一个旋翼组件,所述旋翼组件可转动设置于所述机体,以在起降姿态和平飞姿态之间可切换;
其中,所述机体包括设置于所述机体的顶壁的第一进风口以及设置于所述机体的侧壁的第二进风口,所述第一进风口和所述第二进风口均与所述风冷通道连接,且当所述旋翼组件位于所述起降姿态时,所述第一进风口正对所述旋翼组件,当所述旋翼组件位于所述平飞姿态时,所述第二进风口正对所述旋翼组件;
所述电池散热***中电池包的散热风道沿所述机体的高度方向布置,或者,所述散热风道沿水平方向布置。
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