一种自适应冷却可变型电芯支架的制作方法

1.本实用新型涉及新能源电芯支架技术领域，具体涉及一种自适应冷却可变型电芯支架。


背景技术：

2.常规材料的泊松比一般为正值, 约为0.33。橡胶类材料为0.5, 金属铝为0.133, 铜为0.127, 典型的聚合物泡沫为0.11～0.14等.这些正泊松比材料在拉伸时材料的横向发生收缩。而负泊松比效应, 是指受拉伸时, 材料在弹性范围内横向发生膨胀; 而受压缩时, 材料的横向反而发生收缩。这种现象在热力学上是可能的 ，但通常材料中并没有普遍观察到负泊松比效应的存在。近年来发现的一些特殊结构的材料具有负泊松比效应,由于其奇特的性能而倍受材料科学家和物理学家们的重视。
3.普通电池内的支架分布基本由经验决定，在强制散热模式下，电池内的支架对于气流的流道有较大影响。在普通电池内，电芯支架固定，使得电池的温度热点区域始终处于同一位置。电池在长期工作中，温度热点区域的电芯长期处于最高温工作状态下，使得电芯寿命缩短。
4.需要一种可根据电池内不同位置的电芯温度实现电芯支架结构的自适应变形，从而改变电芯内的冷却风道，使得风道的散热效能优先向电芯热点区域集中，从而降低电芯的热点区域温度。在充分的自适应结构变化后，使得电池内的电芯温度分布趋于均匀的电芯支架结构。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应冷却可变型电芯支架。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种自适应冷却可变型电芯支架，包括：
8.电芯支架，用于固定安装并保护电芯，所述电芯支架采用负泊松比结构设计，所述电芯支架包括支撑结构以及胞元结构，所述胞元结构以环状叠层方式设于所述支撑结构外侧，所述胞元结构外侧采用第一结构壁，且位于所述第一结构壁内侧设有第二结构壁，所述第一结构壁所采用的材料热膨胀系数远大于所述第二结构壁所采用材料的热膨胀系数；
9.支架板，用于固定安装所述电芯支架；
10.电芯，用于提供电力能源，所述电芯设于所述电芯支架间，并由所述电芯支架固定。
11.在本实用新型中，所述胞元结构采用内凹六角蜂窝结构设计，据以适配所述电芯间缝隙空间以及所述电芯支架的外形。
12.在本实用新型中，所述胞元结构可采用双箭头内凹结构。
13.在本实用新型中，所述胞元结构还可采用星形内凹结构。
14.在本实用新型中，所述胞元结构还可采用旋转结构。
15.在本实用新型中，所述第一结构壁与所述第二结构壁采用的材料热膨胀系数比为3.5—10。
16.在本实用新型中，所述第一结构壁与所述第二结构壁所采用的材料为具有不同热膨胀系数的合金，据以满足热敏性需求。
17.在本实用新型中，所述第一结构壁与所述第二结构壁所采用的材料为具有不同热膨胀系数的塑料，据以避免可能发生的短路风险。
18.进一步的，所述第一结构壁与所述第二结构壁采用合金时，所述胞元结构通过压片配合机械加工成支撑结构。
19.更进一步的，所述第一结构壁与所述第二结构壁采用塑料时，所述胞元结构通过3d打印制成。
20.相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
21.本实用新型通过两种具有不同热膨胀系数的材料制成的胞元结构，配合内凹六角蜂窝结构，与支撑结构相配合，使得电芯支架具有负泊松比效应，可根据电池内不同位置的电芯温度实现电芯支架结构的自适应变形，从而改变电芯内的冷却风道，使得风道的散热效能优先向电芯热点区域集中，从而降低电芯的热点区域温度。在充分的自适应结构变化后，使得电池内的电芯温度分布趋于均匀。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型提供的一种自适应冷却可变型电芯支架的整体结构图；
24.图2为所述电芯支架的单层布置示意图；
25.图3为所述胞元结构的结构示意图。
26.附图标记说明如下：
27.1、电芯支架；11、支撑结构；12、胞元结构；121、第一结构壁；122、第二结构壁；2、支架板；3、电芯。
具体实施方式
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
31.实施例1
32.请参阅图1至图3，本实施例提供的一种自适应冷却可变型电芯支架，包括：
33.电芯支架1，用于固定安装并保护电芯，电芯支架1采用负泊松比结构设计，电芯支架1包括支撑结构11以及胞元结构12，胞元结构12以环状叠层方式设于支撑结构11外侧，胞元结构12外侧采用第一结构壁121，且位于第一结构壁121内侧设有第二结构壁122，第一结构壁121所采用的材料热膨胀系数远大于第二结构壁122所采用材料的热膨胀系数；
34.支架板2，用于固定安装电芯支架1；
35.电芯3，用于提供电力能源，电芯3设于电芯支架1间，并由电芯支架1固定。
36.在本实施例中，胞元结构12采用内凹六角蜂窝结构设计，据以适配电芯3间缝隙空间以及电芯支架1的外形。
37.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122采用的材料热膨胀系数比为3.5。
38.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122所采用的材料为具有不同热膨胀系数的合金，据以满足热敏性需求。
39.进一步的，胞元结构12通过压片配合机械加工成支撑结构。
40.实施例2
41.本实施例提供的一种自适应冷却可变型电芯支架，包括：
42.电芯支架1，用于固定安装并保护电芯，电芯支架1采用负泊松比结构设计，电芯支架1包括支撑结构11以及胞元结构12，胞元结构12以环状叠层方式设于支撑结构11外侧，胞元结构12外侧采用第一结构壁121，且位于第一结构壁121内侧设有第二结构壁122，第一结构壁121所采用的材料热膨胀系数远大于第二结构壁122所采用材料的热膨胀系数；
43.支架板2，用于固定安装电芯支架1；
44.电芯3，用于提供电力能源，电芯3设于电芯支架1间，并由电芯支架1固定。
45.在本实施例中，胞元结构12可采用双箭头内凹结构。
46.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122采用的材料热膨胀系数比为5。
47.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122所采用的材料为具有不同热膨胀系数的塑料，据以避免可能发生的短路风险。
48.进一步的，胞元结构通过3d打印制成。
49.实施例3
50.本实施例提供的一种自适应冷却可变型电芯支架，包括：
51.电芯支架1，用于固定安装并保护电芯，电芯支架1采用负泊松比结构设计，电芯支架1包括支撑结构11以及胞元结构12，胞元结构12以环状叠层方式设于支撑结构11外侧，胞元结构12外侧采用第一结构壁121，且位于第一结构壁121内侧设有第二结构壁122，第一结构壁121所采用的材料热膨胀系数远大于第二结构壁122所采用材料的热膨胀系数；
52.支架板2，用于固定安装电芯支架1；
53.电芯3，用于提供电力能源，电芯3设于电芯支架1间，并由电芯支架1固定。
54.在本实施例中，胞元结构12还可采用星形内凹结构。
55.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122采用的材料热膨胀系数比为8。
56.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122所采用的材料为具有不同热膨胀
系数的合金，据以满足热敏性需求。
57.进一步的，胞元结构12通过压片配合机械加工成支撑结构。
58.实施例4
59.本实施例提供的一种自适应冷却可变型电芯支架，包括：
60.电芯支架1，用于固定安装并保护电芯，电芯支架1采用负泊松比结构设计，电芯支架1包括支撑结构11以及胞元结构12，胞元结构12以环状叠层方式设于支撑结构11外侧，胞元结构12外侧采用第一结构壁121，且位于第一结构壁121内侧设有第二结构壁122，第一结构壁121所采用的材料热膨胀系数远大于第二结构壁122所采用材料的热膨胀系数；
61.支架板2，用于固定安装电芯支架1；
62.电芯3，用于提供电力能源，电芯3设于电芯支架1间，并由电芯支架1固定。
63.在本实施例中，胞元结构12采用内凹六角蜂窝结构设计，据以适配电芯3间缝隙空间以及电芯支架1的外形。
64.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122采用的材料热膨胀系数比为8。
65.在本实施例中，第一结构壁121与第二结构壁122所采用的材料为具有不同热膨胀系数的塑料，据以避免可能发生的短路风险。
66.进一步的，胞元结构通过3d打印制成。
67.虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。