一种新能源汽车电池用基于自发电技术温度调节装置的制作方法

1.本发明涉及发电技术领域，具体涉及到一种新能源汽车电池用基于自发电技术温度调节装置。


背景技术：

2.随着国家经济快速发展，对环保也来越重视，而新能源汽车由于所具有的环保特性，得到国家大力推广，并且也越来越的民众的青睐和接收。
3.但是在使用过程中，给新能源汽车提供动力的电池组，存在在低温环境下，亏电严重，从而存在达不到正常条件下的行驶里程数，大大影响到推广使用的缺陷。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种新能源汽车电池用基于自发电技术温度调节装置，包括防爆保温箱体、涡轮发电装置、制冷设备、动力电池组、风扇，所述动力电池组放置在保温箱体内，提供给所述新能源汽车行驶的动力，经过所述制冷设备压缩的高温高压制冷剂，进入所述涡轮发电装置中，推动所述涡轮发电装置后，分别进入设置在所述防爆保温箱体内外侧的换热器，通过同所述涡轮发电装置同轴设置的风扇的转动，强制所述换热器换热，利用设置在所述防爆保温箱体上的温度调节设备的自动调节，最终实现所述电动汽车电池组，全年的正常使用，所述涡轮发电装置所发的电力，则储存到所述动力汽车电池组中，提供给所述制冷设备自用。
5.进一步地，所述防爆保温箱体的主体部分，一体成型，且顶部可拆卸，保温层设置在所述保温箱体夹层中，由阻燃聚氨酯材料构成。
6.一体成型，能保证防爆保温箱体强度好，在出现事故情况下，避免电池组受到破坏，从而达到正常可靠使用的效果；夹层使用阻燃聚氨酯材料，也能同时达到通过保温隔热，预防极低温条件下，电池组亏电严重的效果。
7.进一步地，所述防爆保温箱体的保温层厚度为50～125mm。
8.上述设置，能保证电池组在室外环境温度
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50～0℃条件下，正常使用的效果。
9.进一步地，所述换热器，分别设置在所述防爆保温箱体下部的内外两侧。
10.换热器在防爆保温箱体下部的内外两侧设置，利用冷热空气的自然流动换热，达到满足电池组正常使用所需要的温度的效果。
11.进一步地，所述制冷设备所用的制冷剂，为二氧化碳。
12.使用二氧化碳，利用二氧化碳能量密度大、蒸发温度低特性，达到在极低温度条件，采用简单的制冷系统设置，也能达到正常使用的效果。
13.进一步地，设置在所述防爆保温箱体内侧的换热器上，还设置制冷剂泄压阀，所述制冷剂泄压阀可根据所述防爆保温箱体内侧的温度大小，实现制冷剂的泄压。
14.利用二氧化碳灭火特性，通过设置泄压阀，能达到防止电池组着火燃烧所造成的损失的效果。
15.进一步地，所述温度调节设备，为压力平衡阀，沿所述防爆保温箱体四周设置，和所述防爆保温箱体壁实现活动连接，打开所述压力平衡阀，可实现所述防爆保温箱体内外侧连通，可根据所述压力平衡阀所设置的开闭力矩值，根据所述防爆保温箱体内外温度压力差大小，实现所述压力平衡阀开闭。
16.利用防爆保温箱体内外侧不同温度差所造成的压力差，通过温度调节设备控制，能达到有效快速实现正常空气流动换热的效果。
17.进一步地，所述压力平衡阀与防爆保温箱体连接，为轴套连接，在所述轴套上，设置压力弹簧，通过设置所述压力弹簧的力矩值，可实现调节所述压力平衡阀的开闭。
18.通过压力弹簧设置力矩值，能达到控制简单、可靠性高的效果。
19.进一步地，当放置在所述防爆保温箱体内侧的动力电池，出现爆炸、火灾时，所产生的高压气体，推开向外侧设置的所述压力平衡阀的阀门，平衡所述防爆保温箱体内外压力。
20.上述设置，能达到保证防爆保温箱体结构所受破坏小，从而避免进一步增大新能源车的额外损失的效果。
21.进一步地，所述动力电池组，还设置专门负责为所述制冷设备提供动力的独立电池，所述涡轮发电装置所发的电力，可实时储存在所述独立电池中，不够部分，则由所述动力电池组补充提供。
22.独立电池给制冷设备供电，能达到保证制冷设备正常可靠运行，且节约能源的效果。
23.采用本技术方案，通过制冷设备提供冷热量，以及温度调节设备的调节，可有效保证动力电池组，全年正常使用，从而达到在极端低温条件下，能以正常的行驶里程使用的效果。
附图说明
24.图1为本发明工作原理图。
25.图2为本发明温度调节设备主视原理图。
26.图3为本发明温度调节设备侧视原理图。
27.图4为本发明温度调节设备的阀门打开时工作原理图。
28.图中，1
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防爆保温箱体、11
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第1保温板、111
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第1温度调节设备、1111
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第1温度调节设备密封盖板、1112
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压力弹簧、1113
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固定轴销、1114
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密封胶、12
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第2保温板、112
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圆形通孔、121
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第2温度调节设备、13
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第3保温板、131
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第3温度调节设备、14
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顶盖、15
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第4保温板、151
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第4温度调节设备、16
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第5保温板、2
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电池组、21
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独立电池组、211
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电源控制器、22
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动力电池组、23
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外接充电器、3
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制冷设备、31
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冷凝器、311
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冷凝流入管、312
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冷凝出液管、32
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蒸发器、321
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蒸发器出气管、322
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翅片、323
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涡轮流出管、324
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蒸发器流入管、33
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第1电磁阀、34
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第2电磁阀、35
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第3电磁阀、36
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第4电磁阀、37
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第5电磁阀、38
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压缩机、381
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压缩机回气管、382
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压缩机排气管、39
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双向节流阀、4
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涡轮发电装置、41
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涡轮腔、411
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涡轮叶片、412
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涡轮轴、42
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风扇、43
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发电机、431
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发电机电源输出端、432
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电源输出端连接线电源线、433
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发电机轴。
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本技术的技术方案进行详细的介绍说明。
30.如图1所示，本实施例提供一种新能源汽车电池用基于自发电技术温度调节装置，包括防爆保温箱体1、制冷设备3、电池组2、涡轮发电装置4、风扇42，电池组2放置在保温箱体1内，保温箱体1可设置在新能源汽车的发动机仓中，提供给新能源汽车行驶的动力。
31.防爆保温箱体1为立体方形结构，由6块保温板围成，分为第1保温板11、第2保温板12、第3保温板13、第4保温板15、第5保温板16，以及顶盖14；防爆保温箱体1由主体部分，以及顶盖14组成，第1保温板11、第2保温板12、第3保温板13、第4保温板15围成防爆保温箱体1的主体部分四个面，在四块保温板的下部面，由第5保温板16封闭主体部分底部，而主体部分的上部，则由顶盖14盖合密封。
32.在新能源汽车实际使用中，为预防出现碰撞事故时，降低电池组2破坏程度，以及电池组2受到破坏时，降低电池组2由于燃烧爆炸所导致的对新能源汽车其它零部件的破坏问题；同时保证在冬季使用时，尤其在北方冬天使用时，避免过低的环境温度，使得电池组2过度亏电所导致新能源汽车行驶里程大大减少的问题，优选地，防爆保温箱体1的主体部分，一体成型，且顶盖14可拆卸，保温层设置在上述6块保温板的夹层中，由阻燃聚氨酯材料构成。
33.顶盖14可拆卸设置，可设置防爆螺栓，固定顶盖14，当电池组2发生爆炸使，爆炸冲击波所产生的压力值达到防爆螺栓的设定保护值时，防爆螺栓可断开，使得顶盖14与主体部分之间的密封被破坏，泄压，一定程度上保证所使用设备的安全；除使用防爆螺栓外，也可以使用其它类似功能的固定装置，固定顶盖14。
34.一体成型的防爆保温箱体1的主体部分，整体浇注发泡成型，然后再用防爆螺栓，固定顶盖14，使得防爆保温箱体1构成一个整体，用于放置电池组2。
35.考虑到在
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50～0℃条件下，电池组2能正常使用，优选地，防爆保温箱体1的保温层厚度为50～125mm，具体厚度可根据使用地域冬季最低温度选择厚度，厚度规格为25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、125 mm，使用环境温度越低，选用的保温层厚度越厚，当然，也可以选择其它规格厚度的保温层，当使用环境温度低于
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50℃时，可使用更厚的保温层设置。
36.电池组2分为独立电池组21、动力电池组22两组，独立电池组21用于储存涡轮发电装置4的发电，而动力电池组22则用于提供新能源汽车所需要的动力，独立电池组21、动力电池组22之间并联连接，通过电源控制器211控制独立电池组21、动力电池组22之间所并联线路的关断。
37.独立电池组21所储存的电力，提供给新能源汽车的制冷设备3自用，当然，也可以提供给其它用电设备自用；而动力电池组22，则提供给新能源汽车运行所需要电力。
38.考虑到在使用过程，为补充涡轮发电装置4的发电量不足，还设置外接充电器23，外接充电器23可直接插接外界电源，给动力电池组22补充电能，外接充电器23可与独立电池组21、动力电池组22的电路并联连接，当涡轮发电装置4与外界电源，同时给独立电池组21、动力电池组22蓄能时，优先使用涡轮发电装置4的蓄能，即涡轮发电装置4的电能，优先使用，不足部分再通过外界电源补充。
39.平时，电源控制器211处于关断状态，当动力电池组22所储存的电量低于设定值，
比如动力电池组22的总储存的电量低于设定值的70～80%时，才接通，接收涡轮发电装置4的所发电的蓄电,设定值大小可根据使用季节、地域来调整，比如北方冬季时，可以设定较高的值，比如80%，或者更高值等，而南方夏季，则可以设定较低的值，比如70%，或者更低的值等。
40.经过制冷设备3的压缩机38压缩的高温高压制冷剂，流出压缩机排气管282，进入涡轮发电装置4的涡轮腔41中，推动设置在涡轮腔41中的涡轮叶片411转动，带动设置在涡轮叶片411中心位置，固定涡轮叶片411的涡轮轴412转动，从而驱动与涡轮轴412同轴心设置的风扇42转动，以及设置在风扇42外侧的发电机43，通过与涡轮轴412同轴心设置的发电机轴433转动，带动发电机43发电，所发的电力，通过发电机电源输出端431输出，经过所连接的电源输出端连接线电源线432，进入独立电池组21中储存。
41.制冷设备3所用换热器，分为冷凝器31、蒸发器32，为翅片式结构，也可以使用其它合适的结构，如板式换热器等结构；冷凝器31设置在防爆保温箱体1的第5保温板16上侧位置，蒸发器32则设置在第5保温板16下侧位置，暴露在外界大气中。
42.在冷凝器31上部位置处，可设置利于空气流通的框架，电池组2则放置在框架上。
43.上述设置，利用冷热空气自然流动换热，能实现满足电池组2正常使用所需要的温度的目的，当然，也可以设置在其它合适的位置上，便于实现电池组2正常使用所需要温度的目的即可。
44.当冬季使用，需要提供热量，提高电池组2工作所需要的温度时，此时推动涡轮发电装置4发电的制冷剂，通过涡轮流出管323流出涡轮发电装置4后，通过开启的第5电磁阀37，进入冷凝流入管311，在冷凝器31换热管中流动，冷凝，释放热量给放置电池组2的密闭空间，保证电池组2正常工作所需要的环境温度，一般情况下，电池组2正常工作温度可控制在10～30℃，此时冷凝器31，可通过自然对流方式，释放热量。
45.完成冷凝的制冷剂，变为液态后，通过冷凝出液管312流出，然后通过双向节流阀39，节流后，进入蒸发器流入管324，在蒸发器32的换热管中流动，通过风扇42转动，强制外界空气，流过蒸发器32的翅片322外表面，与在蒸发器32的换热管中流动蒸发的制冷剂进行换热，制冷剂吸收热量后，变为低压气态，然后通过蒸发器出气管321，流出蒸发器32，考虑到蒸发器32能在极低温度条件下也能正常使用，翅片之间片距选择6～12mm。
46.冷凝器31、蒸发器32的翅片选用铝翅片，换热管选用铜管，当然，也可以选用钢翅片，换热管选用无缝钢管等结构。
47.流出蒸发器出气管321的气态制冷剂，经过开启的第1电磁阀33、第4电磁阀36，最终通过压缩机回气管381，进入压缩机38中，循环压缩制冷，此时，第2电磁阀34、第3电磁阀35处于关闭状态。
48.当夏季使用，需要提供吸收热量，降低电池组2工作所需要的温度时，此时第2电磁阀34、第4电磁阀36、第5电磁阀37关闭，而第1电磁阀33、第3电磁阀35则开启，推动涡轮发电装置4发电的制冷剂，通过涡轮流出管323流出涡轮发电装置4后，通过第1电磁阀33、第3电磁阀35，进入蒸发器出气管321，在蒸发器32换热管中流动，通过风扇42转动，强制外界空气流过蒸发器32的翅片322外表面，与在蒸发器32的换热管中流动冷凝的制冷剂进行换热，制冷剂放热量给强制流动的空气，冷凝变为高压液体，最后流出蒸发器流入管324，反向流过双向节流阀39，节流后，进入冷凝出液管312，在冷凝器31换热管中流动、蒸发，吸收放置在
保温箱体1内密闭空间的电池组2的热量，通过自然对流方式，降低电池组2的使用温度，保证电池组2正常工作。
49.完成蒸发的气态制冷剂，最终通过冷凝流入管311流出，经过开启的第2电磁阀34，最终通过压缩机回气管381，进入压缩机38中，循环压缩制冷。
50.通过上述制冷设备3的调节，可基本保证电池组2，全年控制在10～30℃范围内，正常工作。
51.与此同时，本实施例还设置了温度调节设备，配合制冷设备3一块使用，对保证电池组2使用环境温度，进行综合调节；本实施例的温度调节设备，为压力平衡阀，利用防爆保温箱体1内外侧不同温度差所造成的压力差，通过温度调节设备控制，能有效快速实现正常空气流动换热的目的，同时，为描述方便，对压力平衡阀的描述，按照温度调节设备进行描述。
52.温度调节设备（压力平衡阀）包括第1温度调节设备111、第2温度调节设备121、第3温度调节设备131、第4温度调节设备151，第1温度调节设备111设置在第1保温板11上，第2温度调节设备121设置在第2保温板12上，第3温度调节设备131设置在第3保温板13上，第4温度调节设备151设置在第4保温板15上，调温设备结构如图2、图3所示，在第1保温板11上,开有多个圆形通孔112，在圆形通孔112外侧面，即第1保温板11背向电池组2一侧，设置有第1温度调节设备密封盖板1111，显圆形，直径大于圆形通孔112，可完全密封圆形通孔112，而在第1温度调节设备密封盖板1111边缘处，设置有密封胶1114，通过设置的密封胶1114，增强第1温度调节设备密封盖板1111和圆形通孔112之间密封性，在第1温度调节设备密封盖板1111上部位置处，设置有固定轴销1113，用于固定第1温度调节设备密封盖板1111，固定轴销1113套在固定与第1保温板11上的轴套上，控制第1温度调节设备密封盖板1111，绕固定轴销1113转动，以实现第1温度调节设备密封盖板1111同圆形通孔112之间关闭，在固定轴销1113上，套装压力弹簧1112，通过调节压力弹簧1112力矩大小，可控制第1温度调节设备密封盖板1111同圆形通孔112之间关闭力矩大小，调节第1温度调节设备密封盖板1111同圆形通孔112之间关闭，可参考图4，本实施例仅仅列举第1温度调节设备111的结构，而第2温度调节设备121、第3温度调节设备131、第4温度调节设备151的结构，同第1温度调节设备111的结构相同，可参照图2、图3、图4，这里不再累述。
53.其它温度调节设备设置位置为：第3温度调节设备131，设置在第3保温板13外侧面，即背向电池组2一侧；第2温度调节设备121设置在第2保温板12内侧面，第4温度调节设备151设置在第4保温板15的内侧面，即第2温度调节设备121同第4温度调节设备151，都设置在面对电池组2一侧。
54.上述的设置，主要基于在使用过程中，通过防爆保温箱体1内外温度差异，所产生的大气压力差，控制上述相关温度调节设备的关闭，在关闭过程中，所产生的不同温度差的气体流动，调节电池组2使用密闭空间的合适的使用温度，从而保证电池组2全年的正常使用。
55.温度调节设备的具体控制为：当冬季时，制冷设备3运行所产生的热量，逐步提高电池组2使用密闭空间的温度，防爆保温箱体1内侧温度值，大于外侧的温度值，从而使得内侧的压力值，大于外侧压力值，当内外大气压力差值，大于对用设置的温度调节设备的密封弹簧的力矩设定值时，此时第1
温度调节设备111的第1温度调节设备密封盖板1111、第3温度调节设备131的密封盖板，在压力差作用下，向外打开，打开角度随压力差值大小自行调节，此时第2温度调节设备121、第4温度调节设备151的密封盖板，由于设置在对应保温板的内侧面，被所形成的的压力差紧紧压住，内侧的热空气通过第1保温板11的圆形通孔112，在风扇42转动的带动下，向外流出，而外界冷空气则通过第3保温板13上圆形通孔，流入防爆保温箱体1内，降低电池组2使用密闭空间的温度，当防爆保温箱体1内外侧的温度差值小于一定值后，则第1温度调节设备111的第1温度调节设备密封盖板1111，在压力弹簧1112的作用下，关闭，同理，第3温度调节设备131的密封盖板也在对应密封弹簧作用下，关闭，最终达到调节电池组2使用密闭空间的温度的目的。
56.当夏季时，在制冷设备3运行所产生的冷量，逐步降低电池组2使用密闭空间的温度，防爆保温箱体1内侧温度值，小于外侧的温度值，从而使得内侧的压力值，小于外侧压力值，当内外大气压力差值，大于温度调节设备对应设置的密封弹簧力矩设定值时，此时第2温度调节设备121、第4温度调节设备151的密封盖板，则向内打开，而设置在外侧的第1温度调节设备111的第1温度调节设备密封盖板1111、第3温度调节设备131的密封盖板，则在压力差作用下，被所形成的的压力差紧紧压住，此时，外界的热空气，通过所打开的圆形通孔，同在保温箱体1内侧的冷空气，自然对流换热，最终提高电池组2使用密闭空间的温度。
57.压力弹簧1112的规格，可根据实际使用环境需要，选用不同力矩规格的弹簧，以满足使用需要。
58.另外，上述的圆形通孔，也可以作为泄压孔使用，当电池组2出现火灾、爆炸时，在固定顶盖14的防爆螺栓动作前，可先利用压力差值，打开第1温度调节设备111的第1温度调节设备密封盖板1111、第3温度调节设备131的密封盖板，通过对应的圆形通孔，向外泄压，以避免更进一步的损坏。
59.为保证更宽的温度范围条件下，电池组2能正常工作，优选地，制冷设备3所用的制冷剂，为二氧化碳；使用二氧化碳，可利用二氧化碳能量密度大、蒸发温度低特性，可实现在极低温度条件，采用简单的制冷系统设置，也能正常使用的目的；同时，二氧化碳具有灭火特性，当电池组2出现火灾时，可通过泄露出的二氧化碳，对电池组2所出现火灾进行有效扑灭，此外，使用二氧化碳制冷剂的制冷设备3，结构会更紧凑。
60.为实现二氧化碳灭火目的，优选地，设置在防爆保温箱体1内侧的冷凝器31上，还设置制冷剂泄压阀，可根据防爆保温箱体1内侧的温度大小，实现对制冷剂的泄压，通过泄压，来实现对电池组2所产生火灾的迅速扑灭，防止电池组2着火燃烧所造成的损失。
61.本实施例，采取压力弹簧1112结构，通过设置力矩值，控制温度调节设备的开闭，能实现控制简单、可靠性高的目的，当然，也可以采取其它合适的结构，以满足使用需要。
62.本技术方案所说的电池亏电,指冬天时,环境温度较低,使得电池的用电量减少，存在亏电现象,最终导致新能源汽车的行驶里程减少。
63.以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。