CN101752597A - 电动汽车动力电池装置 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车动力电池装置，包括电池模块、箱体和散热装置；两组电池模块布置在绝缘支架中，电池模块之间设有两块进风挡板，进风挡板固定在绝缘支架上，位于进风口两侧，底部留有下部开口，内侧面焊有导流板，导流板外侧面焊有分流板；两排绝缘方管布置在绝缘支架内侧底部、两个进风挡板外侧，绝缘方管的轴向垂直于进风挡板，一端与绝缘支架焊接成封闭端，另一端为敞口端，且与单元电池底端角部相接触；电池模块外侧面设有出风挡板，出风挡板与绝缘支架固接，与进风挡板平行，下部开有与绝缘方管相配合的凹槽，下端面与底板接触，且与内箱体上盖之间有间隙。本发明结构紧凑，单元电池散热均匀，为电池正常工作提供了优良的环境，还能节约能源。

Description

电动汽车动力电池装置

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的配件，尤其涉及一种用于电动汽车的动力电池装置。

背景技术

随着新能源车辆技术的进步，电动汽车的应用得到了很大的发展。车内所需单元电池数量越来越多，需要占用车体空间也越来越大。但是电动汽车的布置又必须尽量紧凑，这对电池的高效散热能力提出了较高的要求。如果电池热管理系统不能很好的发挥作用，极易产生通风死角，导致热集中。长期热集中不但对电池寿命和稳定运行造成影响，严重时会发生电池爆炸，直接威胁人员安全。

现有电动汽车动力电池装置中，电池冷却系统的风扇为常开状态，但是单元电池只有在充电或放电过程中才会放出大量的热量，并且流进电池箱体的风单独采用空调风、环境空气或者车厢内部空气对电池模块散热，在电动汽车动力电池装置不需要散热的情况下也要开启送风装置，这样送风装置使电动汽车消耗了大量的能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车动力电池装置，该动力电池装置结构紧凑，单元电池在狭小区域内得到有效散热，同时能够节约大量能源。

本发明是这样实现的：一种电动汽车动力电池装置，包括两组电池模块、用于容纳电池模块的箱体和用于使电池模块散热的散热装置；所述的电池模块包括多个紧密排列的单元电池，单元电池的宽侧面设有凸起部和凹陷部，相邻单元电池的凸起部与凸起部相接触，凹陷部与凹陷部之间形成上下相通的空间；所述箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体上盖和底座，外箱体上盖下端开口，外箱体上盖的两个侧面对称的开有排气栅格，底座与外箱体上盖开口端连接固定；所述内箱体位于外箱体内部，内箱体包括内箱体上盖和绝缘支架，内箱体上盖下端开口，绝缘支架为框架结构，绝缘支架包围所述电池模块，绝缘支架下底面设有底板，内箱体上盖套装在绝缘支架外，绝缘支架上端面与内箱体上盖之间留有间隙，内箱体上盖开口端与绝缘支架连接固定，内箱体上盖与底板形成封闭体，所述底板下端面与底座上端固定连接；所述散热装置包括进风管、电子排风扇，所述内箱体上盖两个侧面中部对称的开有进风口，进风口与进风管的一端相连，进风管的另一端与空调系统相连，进风管内通有自然风或空调风，所述内箱体上盖的另外两个侧面分别开有若干个出风口，出风口水平布置，出风口外部安装有用于将内箱体中气体排出的电子排风扇；所述的两组电池模块平行间隔布置在绝缘支架中，两组电池模块之间设有两块进风挡板，进风挡板固定在绝缘支架上，两块进风挡板分别位于进风口两侧，进风挡板底部留有下部开口，两块进风挡板的内侧面焊接有导流板，导流板沿进风挡板内侧面呈V型布置，导流板的外侧面均匀焊接有分流板；两排绝缘方管相对间隔布置在绝缘支架内侧底部、两个进风挡板外侧，绝缘方管的轴向垂直于进风挡板，绝缘方管一端与绝缘支架焊接成封闭端，另一端为敞口端，同一排中绝缘方管均匀布置，相邻绝缘方管之间留有进气槽道，所述绝缘方管的上端面与单元电池底端角部相接触；两组电池模块的外侧面分别设有出风挡板，出风挡板与绝缘支架固定连接，出风挡板平行于进风挡板，出风挡板下部开有与绝缘方管相配合的凹槽，出风挡板下端面与底板相接触，出风挡板与内箱体上盖内侧面之间留有间隙。

所述单元电池表面装有温度传感器，温度传感器通过信号线与温度控制单元相连，温度控制单元的输出端分别与电子排风扇的输入端和空调的输入端相连，温度控制单元控制电子排风扇和空调的开启或关闭。

所述V型导流板两侧与水平方向成一倾斜角α，倾斜角为6°≤α≤15°。

所述分流板与竖直方向成一倾斜角β，倾斜角为5°≤β≤60°。

所述单元电池的窄侧面之间设有由绝缘材料制成的垫片。

所述绝缘方管的上端面单元电池窄侧面之间开有通风槽。

本发明通过在两组电池模块之间增设进风挡板、导流板和分流板，在两组电池模块外侧增设出风挡板，并在电池模块下端安装绝缘方管，改变了内箱体内气体的流动方向，使单元电池的每一个面都得到有效散热；在本发明中，容纳电池模块的内箱体被划分为若干个区域，每个区域内的单元电池表面都装有温传感器，温度传感器采集电池表面温度，电池箱温度控制单元根据各个分区域内电池表面最高温度来控制电子排风扇和空调的开启或关闭，在单元电池表面温度较高时本发明采用空调风冷却单元电池，单元电池表面温度较低时采用自然风冷却。

本发明与现有动力电池装置相比，本发明结构紧凑，安装在电池动力装置中的单元电池散热均匀，为电池的正常使用提供了优良的工作环境，同时还能节约大量能源。

附图说明

图1为本发明电动汽车动力电池装置的部件装配图；

图2为单元电池的俯视示意图；

图3为本发明电动汽车动力电池装置的内部结构示意图；

图4为电池模块与绝缘支架安装细节放大图；

图5为图4的A区域部放大图；

图6为本发明电动汽车动力电池装置的结构简图；

图7为图6的B区域放大图；

图8为图6的C区域部放大图；

图9为图6的D-D向剖视示意图。

图中：1电池模块、2单元电池、3内箱体上盖、4绝缘支架、5进风管、6进风挡板、7导流板、8分流板、9进风槽道、10底座、11绝缘方管、12通风槽、13垫片、14电子排风扇、15外箱体上盖、16出风挡板、17底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1、图2，一种电动汽车动力电池装置，包括两组电池模块1、用于容纳电池模块1的箱体和用于使电池模块1散热的散热装置；所述的电池模块1包括多个紧密排列的单元电池2，单元电池2的宽侧面设有凸起部和凹陷部，相邻单元电池2的凸起部与凸起部相接触，凹陷部与凹陷部之间形成上下相通的空间；所述箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体上盖15和底座10，外箱体上盖15下端开口，外箱体上盖15的两个侧面对称的开有排气栅格，底座10与外箱体上盖15开口端连接固定；所述内箱体位于外箱体内部，内箱体包括内箱体上盖3和绝缘支架4，内箱体上盖3下端开口，绝缘支架4为框架结构，绝缘支架4包围所述电池模块1，绝缘支架4下底面设有底板17，内箱体上盖3套装在绝缘支架4外，绝缘支架4上端面与内箱体上盖3之间留有间隙，电池模块1下方的气流从凹陷部与凹陷部形成的空间流过，流入到电池模块1上方，内箱体上盖3开口端与绝缘支架4连接固定，内箱体上盖3与底板17形成封闭体，所述底板17下端面与底座10上端固定连接；所述散热装置包括进风管5、电子排风扇14，所述内箱体上盖3的两个侧面中部对称的开有进风口，进风口与进风管5的一端相连，进风管5的另一端与空调系统相连，进风管5内通有自然风或空调风，在本实施例中，所述内箱体上盖3的另外两个侧面分别开有3个出风口，共计6个出风口，出风口水平布置，出风口外部安装有用于将内箱体中气体排出的电子排风扇14。

参见图1、图6，两组电池模块1平行间隔布置在绝缘支架4中，两组电池模块1之间设有两块进风挡板6，进风挡板6固定在绝缘支架4上，两块进风挡板6分别位于进风口两侧，进风挡板6底部留有下部开口，两块进风挡板6的内侧面焊接有导流板7，导流板7沿进风挡板6内侧面呈V型布置，参见图7，所述V型导流板7两侧与水平方向成一倾斜角α，倾斜角为6°≤α≤15°，作为本案优选α为8°；导流板7的外侧面均匀焊接有分流板8，参见图8，所述分流板8与竖直方向成一倾斜角β，倾斜角为5°≤β≤60°，作为本案优选β为30°，所述V型导流板7两侧的分流板8下端面与底板17上端面距离不相同，V型导流板7两端的分流板8与底板17上端面距离远，V型导流板7中间的分流板8与底板17上端面距离近。

参见图3、图4、图5所示，所述两排绝缘方管11相对间隔布置在绝缘支架4内侧底部、两个进风挡板6外侧，绝缘方管11的轴向垂直于进风挡板6，绝缘方管11一端与绝缘支架4焊接成封闭端，另一端为敞口端，同一排中绝缘方管11均匀布置，相邻绝缘方管11之间留有进气槽道9，所述绝缘方管11的上端面与单元电池2底端角部相接触。所述绝缘方管11的上端面单元电池2窄侧面之间开有通风槽12，通风槽12为沿方管轴向的细长狭缝。

参见图5，每个单元电池2横跨绝缘支架4下端的两个绝缘方管11之上。单元电池2窄侧面之间的上下端部均设有由绝缘材料制成的垫片13，所述绝缘垫片13为橡胶、塑料、陶瓷之类的绝缘材料，在本实施例中选用橡胶垫片，橡胶垫片用于单元电池2定位，并保证单元电池2紧密排列，同时能够为单元电池2散热提供有效的通风间隙。

仍参见图1、图3，两组电池模块1的外侧面分别设有出风挡板16，出风挡板16与绝缘支架4固定连接，出风挡板16平行于进风挡板6，出风挡板16下部开有与绝缘方管相配合的凹槽，出风挡板16下端面与底板17相接触，出风挡板16与内箱体上盖3内侧面之间留有间隙，电池模块1上方的热气流由出风挡板16上端流入到出风挡板16与内箱体上盖3内侧面之间的间隙。

参见图3、图9，图中箭头所示方向为气体流动方向，空调风或大气经由进气管5被送入到内箱体，内箱体内的气体在导流板7和分流板8的引导下大部分均匀流入到电池模块1底面的进气槽道9，此时的气流实现了对单元电池2的下端面进行散热，进气槽道9内的气流由下而上通过单元电池2凹陷部与凹陷部形成的空间，此时的气流实现了对单元电池2的宽侧面进行散热，内箱体内的气体在导流板7和分流板8的引导下小部分气体流进绝缘方管11，流进绝缘方管11的气体由绝缘方管11上端的通风槽12流出，通风槽12流出的气体由下而上的对单元电池2的窄侧面进行冷却，此时的气流实现了对单元电池2的窄侧面进行散热，最后电池模块1上方的热气流由出风挡板16上端流入到出风挡板16与内箱体上盖3内侧面之间的间隙，再由内箱体上盖3上的电子排风扇14抽出内箱体，热气流最终由外框15两端的排气格栅排入大气。

所述单元电池2表面装有温度传感器，温度传感器通过信号线与温度控制单元相连，温度控制单元的输出端分别与电子排风扇14的输入端和空调的输入端相连，温度控制单元控制电子排风扇14和空调的开启或关闭。

参见图9所示，图中箭头所示方向为气体流动方向，两组电池模块1被分为I至VI共6个区域，每个区域采用一个电子排风扇14冷却。六个电子排风扇14由一个温度控制单元控制，温度传感器采集单元电池2表面温度，当温度控制单元监测到某个区域的单元电池2表面最高温度高于设定温度时，本是实施例中所选设定温度为40℃，即单元电池2表面最高温度高于40℃时，所在分区电子排风扇14对应的温控开关开启，向该区域电子排风扇14和空调发出启动信号，此时空调系统开启，此时单元电池2吸收空调风进行冷却，同时该区电子排风扇14启动，电子排风扇14将该区域内的气体快速排出内箱体；当温度控制单元检测到该区域的单元电池2表面最高温度低于设定温度时，即单元电池2表面最高温度低于40℃时，向电子排风扇14和空调系统发出停止信号，电子排风扇14和空调系统停止运行，此时电池模块1吸收自然风冷却。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。

Claims (6)

1.一种电动汽车动力电池装置，包括两组电池模块(1)、用于容纳电池模块(1)的箱体和用于使电池模块(1)散热的散热装置；

所述的电池模块(1)包括多个紧密排列的单元电池(2)，单元电池(2)的宽侧面设有凸起部和凹陷部，相邻单元电池(2)的凸起部与凸起部相接触，凹陷部与凹陷部之间形成上下相通的空间；

所述箱体包括外箱体和内箱体，外箱体包括外箱体上盖(15)和底座(10)，外箱体上盖(15)下端开口，外箱体上盖(15)的两个侧面对称的开有排气栅格，底座(10)与外箱体上盖(15)开口端连接固定；所述内箱体位于外箱体内部，内箱体包括内箱体上盖(3)和绝缘支架(4)，内箱体上盖(3)下端开口，绝缘支架(4)为框架结构，绝缘支架(4)包围所述电池模块(1)，绝缘支架(4)下端面设有底板(17)，内箱体上盖(3)套装在绝缘支架(4)外，绝缘支架(4)上端面与内箱体上盖(3)之间留有间隙，内箱体上盖(3)开口端与绝缘支架(4)连接固定，内箱体上盖(3)与底板(17)形成封闭体，所述底板(17)下端面与底座(10)上端固定连接；

所述散热装置包括进风管(5)、电子排风扇(14)，所述内箱体上盖(3)两个侧面中部对称的开有进风口，进风口与进风管(5)的一端相连，进风管(5)的另一端与空调系统相连，进风管(5)内通有自然风或空调风，所述内箱体上盖(3)的另外两个侧面分别开有若干个出风口，出风口水平布置，出风口外部安装有用于将内箱体中气体排出的电子排风扇(14)；其特征是：

所述的两组电池模块(1)平行间隔布置在绝缘支架(4)中，两组电池模块(1)之间设有两块进风挡板(6)，进风挡板(6)固定在绝缘支架(4)上，两块进风挡板(6)分别位于进风口两侧，进风挡板(6)底部留有下部开口，两块进风挡板(6)的内侧面焊接有导流板(7)，导流板(7)沿进风挡板(6)内侧面呈V型布置，导流板(7)的外侧面均匀焊接有分流板(8)；

两排绝缘方管(11)相对间隔布置在绝缘支架(4)内侧底部、两个进风挡板(6)外侧，绝缘方管(11)的轴向垂直于进风挡板(6)，绝缘方管(11)一端与绝缘支架(4)焊接成封闭端，另一端为敞口端，同一排中绝缘方管(11)均匀布置，相邻绝缘方管(11)之间留有进气槽道(9)，所述绝缘方管(11)的上端面与单元电池(2)底端角部相接触；

两组电池模块(1)的外侧面分别设有出风挡板(16)，出风挡板(16)与绝缘支架(4)固定连接，出风挡板(16)平行于进风挡板(6)，出风挡板(16)下部开有与绝缘方管相配合的凹槽，出风挡板(16)下端面与底板(17)相接触，出风挡板(16)与内箱体上盖(3)内侧面之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池装置，其特征是：所述单元电池(2)表面装有温度传感器，温度传感器通过信号线与温度控制单元相连，温度控制单元的输出端分别与电子排风扇(14)的输入端和空调的输入端相连，温度控制单元控制电子排风扇(14)和空调的开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池装置，其特征是：所述V型导流板(7)两侧与水平方向成一倾斜角α，倾斜角为6°≤α≤15°。

4.根据权利要求3所述的电动汽车动力电池装置，其特征是：所述分流板(8)与竖直方向成一倾斜角β，倾斜角为5°≤β≤60°。

5.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池装置，其特征是：所述单元电池(2)的窄侧面之间设有由绝缘材料制成的垫片(13)。

6.根据权利要求5所述的电动汽车动力电池装置，其特征是：所述绝缘方管(11)的上端面单元电池(2)窄侧面之间开有通风槽(12)。

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