一种动力电池包安全保护装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种动力电池包领域，尤其是涉及一种动力电池包安全保护装置及其控制方法。

背景技术

如图1所示，现有技术中的动力电池包2大多是直接放置在一个保护壳体1内部，壳体在移动和使用时容易造成磕碰，为了避免磕碰通常将动力电池包2通过刚性连接件32和/或弹性连接件31与保护壳体1进行连接。

但是，采用上述结构时，保护壳体1与动力电池包2之间的空隙不能过大，如果空隙过大造成使用的刚性连接件32和/或弹性连接件31的长度较长，使用过程中容易造成零件疲劳断裂。

如果保护壳体1与动力电池包2之间的空隙不能过小，就容易造成散热效果差，热量无法快速传导出来，存在使用的安全隐患。

除此之外，动力电池包的发热也是不均匀的，有些区域温度过高，有些区域温度正常，现有的保护壳体的散热方式无法针对电池包发热不均匀提供较好的散热方式。

发明内容

本发明设计了一种动力电池包安全保护装置及其控制方法，其解决的技术问题是现有保护壳体与动力电池包之间的空隙过小影响电池包的散热效果，空隙过大则容易造成零件的金属疲劳。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种动力电池包安全保护装置，包括保护壳体和动力电池包，其特征在于：在动力电池包X轴水平方向或Y轴水平方向两侧分别设有一弹性缓冲结构，动力电池包向弹性缓冲结构移动时，弹性缓冲结构也向动力电池包移动并且通过弹性体阻挡动力电池包碰撞到保护壳体内壁，弹性缓冲结构的驱动力来自于动力电池包自身的移动。

优选地，弹性缓冲结构包括移动限位块、下齿条、传动齿轮、上齿条以及移动弹性件，上齿条和下齿条平行设置并且传动齿轮上下两端分别与上齿条和下齿条啮合，移动限位块固定在下齿条上，移动弹性件固定在上齿条上；传动齿轮正向或反向旋转能够使得移动弹性件与移动限位块相向移动或反向移动；动力电池包向保护壳体内壁移动时，将推动移动限位块也向保护壳体内壁移动，移动限位块进入保护壳体内在动力电池包碰撞保护壳体内壁前挡住动力电池包。

优选地，移动限位块与保护壳体内壁之间连接第一弹簧，第一弹簧能够起到降低动力电池包的碰撞速度，还能够使得移动限位块夹紧动力电池包。

优选地，移动弹性件包括本体和第二弹簧，本体靠近动力电池包一侧设有第二弹簧，本体与上齿条连接。

优选地，本体设有凹槽，凹槽中设置复位传动板形成空腔，复位传动板上设有通行孔，气缸的气缸杆能够穿过通行孔，气缸杆末端的驱动块位于空腔中并且其面积大于通行孔不能离开空腔；气缸的气缸杆缩回时能够通过驱动块作用复位传动板使得移动弹性件回复至原始位置，移动限位块在弹性缓冲结构做用下也推动动力电池包回到原始位置。

优选地，下齿条安装在下滑动件上，下滑动件能够在下滑轨中做直线运动，上齿条安装在上滑动件上，上滑动件能够在上滑轨中做直线运动。

优选地，在动力电池包X轴水平方向或Y轴水平方向两侧分别设有第一温度传感器和第二温度传感器分别监测动力电池包两侧的温度值。

优选地，动力电池包X轴水平方向或Y轴水平方向两侧与保护壳体内壁分别形成第一散热通道和第二散热通道，第一散热通道两端分别在保护壳体上设有第一进风口和第一风扇，第二散热通道两端分别在保护壳体上设有第二进风口和第二风扇；第二散热通道中的移动弹性件在气缸作用下向保护壳体外部移动，从而使得第二散热通道中的移动限位块推着动力电池包向第一散热通道方向移动，动力电池包作用第一散热通道中的移动限位块移动并且最终使得第一散热通道中的移动弹性件与动力电池包接触，此时第一散热通道关闭，而第二散热通道空间增大使得换热空间增大。

一种动力电池包安全保护装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、动力电池包在外力的作用下向保护壳体内壁移动时，动力电池包将推动移动限位块也向保护壳体内壁方向移动，移动限位块进入保护壳体内在动力电池包碰撞保护壳体内壁前挡住动力电池包，确保了动力电池包的安全；

步骤2、气缸的气缸杆缩回时能够通过驱动块作用复位传动板使得移动弹性件回复至原始位置，移动限位块在弹性缓冲结构做用下也推动动力电池包回到原始位置。

一种动力电池包安全保护装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、第一温度传感器和第二温度传感器分别监测动力电池包两侧的温度值，当第一温度传感器输出的温度值在预设值范围内，而第二温度传感器输出的温度值高于预设值时，控制单元启动第二散热通道的气缸；

步骤2、右侧气缸使得右侧移动弹性件远离第二散热通道方向移动，右侧移动限位块在右侧弹性缓冲结构传动下推着动力电池包向第一散热通道方向移动；

步骤3、动力电池包作用第一散热通道中的左侧移动限位块与左侧移动弹性件相向移动并且最终使得左侧移动弹性件与动力电池包左侧接触，第一散热通道被关闭，第二散热通道空间增大，第二散热通道的第二风扇能够将更多的热空气导出，提高换热效率。

该动力电池包安全保护装置及其控制方法具有以下有益效果：

（1）本发明将移动弹性件与动力电池包的接触方式从固定连接方式变成移动接触的方式，可以实现减震缓冲的作用保护电池包不被损坏，同时也可以使得散热通道畅通不被固定件阻挡实现高效的换热，增加了动力电池包的使用寿命，节能环保。

（2）本发明的安全保护装置不仅仅可以保护动力电池包免受外力损害，而还可以主动作用动力电池包改变动力电池包两侧散热通道空间大小，从而当出现电池包温度不均匀时，可以对过热部分进行针对性散热。

附图说明

图1：现有技术中动力电池包保护壳体内部结构示意图；

图2：本发明动力电池包安全保护装置第一工作状态示意图；

图3：本发明动力电池包安全保护装置第二工作状态示意图；

图4：本发明动力电池包安全保护装置第三工作状态示意图；

图5：本发明动力电池包安全保护装置第四工作状态示意图；

图6：本发明中移动限位块与移动弹性件之间的传动结构示意图；

图7：本发明的保护壳体中第一散热状态示意图；

图8：本发明的保护壳体中第二散热状态示意图；

图9：本发明主动改变动力电池包两侧散热通道大小的示意图；

附图标记说明：

1—保护壳体；11—缓冲件通行孔；12—第一风扇；13—第二风扇；14—第一进风口；15—第二进风口；2—动力电池包；31—弹性连接件；32—刚性连接件；41—移动限位块；42—第一弹簧；43—下齿条；44—下滑动件；45—传动齿轮；46—上齿条；47—上滑动件；5—移动弹性件；51—第二弹簧；52—复位传动板；53—通行孔；54—空腔；61—气缸；62—气缸杆；63—驱动块；71—第一温度传感器；72—第二温度传感器；A—第一散热通道；B—第二散热通道。

具体实施方式

下面结合图2至图9，对本发明做进一步说明：

如图2-6所示，本发明动力电池包安全保护装置，包括保护壳体1和动力电池包2，在动力电池包2的X轴水平方向或Y轴水平方向两侧分别设有一弹性缓冲结构，动力电池包2向弹性缓冲结构移动时，弹性缓冲结构也向动力电池包2移动并且通过弹性体阻挡动力电池包2碰撞到保护壳体1内壁，弹性缓冲结构的驱动力来自于动力电池包2自身的移动。

动力电池包2的Y轴方向也有限位机构，比如可以通过弹簧或弹性滚动进行垂直方向的位置限定，由于其并非本发明的发明点，故不在说明书中进行展开。

如图2所示，动力电池包2两侧的第一弹簧42分别作用一个移动限位块41将动力电池包2固定。

如图3所示，动力电池包2受到外力作用（如车辆颠簸）开始向左侧移动，动力电池包2将推动移动限位块41也向保护壳体1内壁方向移动。动力电池包2右侧的弹性缓冲结构保持原状。

如图4所示，移动限位块41进入保护壳体1内在动力电池包2碰撞保护壳体1内壁前挡住动力电池包2，确保动力电池包2的安全。

如图5所示，气缸61的气缸杆62缩回时能够通过驱动块63作用复位传动板52使得移动弹性件5回复至原始位置，移动限位块41在弹性缓冲结构做用下也推动动力电池包2回到原始位置。

如图6所示，弹性缓冲结构包括移动限位块41、下齿条43、传动齿轮45、上齿条46以及移动弹性件5，上齿条46和下齿条43平行设置并且传动齿轮45上下两端分别与上齿条46和下齿条43啮合，移动限位块41固定在下齿条43上，移动弹性件5固定在上齿条46上；传动齿轮45正向或反向旋转能够使得移动弹性件5与移动限位块41相向移动或反向移动；动力电池包2向保护壳体1内壁移动时，将推动移动限位块41也向保护壳体1内壁移动，移动限位块41进入保护壳体1内在动力电池包2碰撞保护壳体1内壁前挡住动力电池包2。

移动限位块41与保护壳体1内壁之间连接第一弹簧42，第一弹簧42能够起到降低动力电池包2的碰撞速度，还能够使得移动限位块41夹紧动力电池包2。

移动弹性件5包括本体和第二弹簧51，本体靠近动力电池包2一侧设有第二弹簧51，本体与上齿条46连接。保护壳体1上设有缓冲件通行孔11，第二弹簧51水平移动能够穿过缓冲件通行孔11进入到保护壳体1内保护动力电池包2，避免动力电池包2直接撞击保护壳体1上。

本体设有凹槽，凹槽中设置复位传动板52形成空腔54，复位传动板52上设有通行孔53，气缸61的气缸杆62能够穿过通行孔53，气缸杆62末端的驱动块63位于空腔54中并且其面积大于通行孔53不能离开空腔54；气缸61的气缸杆62缩回时能够通过驱动块63作用复位传动板52使得移动弹性件5回复至原始位置，移动限位块41在弹性缓冲结构做用下也推动动力电池包2回到原始位置。

下齿条43安装在下滑动件44上，下滑动件44能够在下滑轨中做直线运动，上齿条46安装在上滑动件47上，上滑动件47能够在上滑轨中做直线运动。

本发明动力电池包安全保护装置的第一种控制原理，包括以下步骤：

步骤1、动力电池包2在外力的作用下向保护壳体1内壁移动时，动力电池包2将推动移动限位块41也向保护壳体1内壁方向移动，移动限位块41进入保护壳体1内在动力电池包2碰撞保护壳体1内壁前挡住动力电池包2，确保了动力电池包2的安全。

步骤2、气缸61的气缸杆62缩回时能够通过驱动块63作用复位传动板52使得移动弹性件5回复至原始位置，移动限位块41在弹性缓冲结构做用下也推动动力电池包2回到原始位置。

如图7-图8所示，在动力电池包2的X轴水平方向或Y轴水平方向两侧分别设有第一温度传感器71和第二温度传感器72分别监测动力电池包2两侧的温度值。

动力电池包2的X轴水平方向或Y轴水平方向两侧与保护壳体1内壁分别形成第一散热通道A和第二散热通道B，第一散热通道A两端分别在保护壳体1上设有第一进风口14和第一风扇12，第二散热通道B两端分别在保护壳体1上设有第二进风口15和第二风扇13；第二散热通道B中的移动弹性件5在气缸61作用下向保护壳体1外部移动，从而使得第二散热通道B中的移动限位块41推着动力电池包2向第一散热通道A方向移动，动力电池包2作用第一散热通道A中的移动限位块41移动并且最终使得第一散热通道A中的移动弹性件5与动力电池包2接触，此时第一散热通道A关闭，而第二散热通道B空间增大使得换热空间增大。

如图9所示，本发明动力电池包安全保护装置的第二种控制原理，包括以下步骤：

步骤1、第一温度传感器71和第二温度传感器72分别监测动力电池包2两侧的温度值，当第一温度传感器71输出的温度值在预设值范围内，而第二温度传感器72输出的温度值高于预设值时，控制单元启动第二散热通道B右侧的气缸61。

步骤2、右侧的气缸61使得右侧的移动弹性件5远离第二散热通道B方向移动，右侧的移动限位块41在弹性缓冲结构传动下推着动力电池包2向第一散热通道A方向移动。

步骤3、动力电池包2作用第一散热通道A中左侧的移动限位块41与左侧的移动弹性件5相向移动并且最终使得左侧的移动弹性件5与动力电池包2左侧接触，第一散热通道A被关闭，第二散热通道B空间增大，第二散热通道B的第二风扇13能够将更多的热空气导出，提高换热效率。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。