CN101894986B - 一种电池组冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池组冷却结构，其通过方钢固接于电池箱的框架上，包括由上到下依次设置的制冷板、隔热板和热板，隔热板上设有通孔，通孔中安装有半导体制冷片，半导体制冷片的冷端与制冷板贴紧、其热端与热板贴紧，安装在制冷板上面的翅片间插设有电池单体，热板的左、右两端对称设有L形折板，在热板下面与两个折板形成的空间中设有散热片，两个折板的底部分别固接一用于连接电池箱框架的方钢，在电池箱上正对散热片的一个侧板上设有风扇，与风扇所在侧板相平行的另一侧板上设有出风口。该冷却结构采用半导体制冷片进行冷却，可达到快速制冷、温度分布均匀的效果，同时半导体制冷片还具有抗震性能优良、可靠性高寿命长、无噪声无需维护等特点。

Description

一种电池组冷却结构

技术领域

本发明属于电池领域，特别涉及一种适合电动汽车和储能系统用的电池组冷却结构。

背景技术

随着一次能源如石油、天然气等资源变得越来越紧缺，人类面临着生存环境可能不断恶化的严峻挑战。为降低能源成本并实现世界的可持续发展，世界各国都开展了电动汽车和储能技术的研究，其思路就是采用大功容量的电池作为动力系统和能量储存系统。因此选择合适的电池也成为了发展电动车技术及储能技术的关键之一。

电池在充、放电时会产生电化学反应热和焦耳热，而热量会和其它因素共同影响电池温度的变化。而在电动车和储能系统中，电池均是成组使用的，温度的变化趋势势必会使得电池之间存在一定的温度差异。温差主要影响电池组的整体寿命和稳定性。由于高温可以加速电解液、电极和隔膜的老化速率，当电池组中温差较大时，高温部分的老化率会明显快于低温部分，随着时间的积累不同电池之间的物性差异将越加明显，从而破坏了电池组的一致性，最终使整组电池提前失效。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种具有良好通风散热效果且能延长电池使用寿命的电池组冷却结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电池组冷却结构，其置于电池箱内且通过方钢固接于电池箱的框架上，该冷却结构包括由上到下依次设置的制冷板、隔热板和热板，所述隔热板上设有通孔，所述通孔中安装有半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端与制冷板相贴紧、其热端与热板相贴紧，安装在所述制冷板上面的翅片间插设有电池单体，所述热板的左、右两端对称设有L形折板，在热板下面与两个折板形成的空间中设有散热片，所述两个折板的底部分别固接有一用于连接电池箱框架的方钢，在电池箱上正对散热片的一个侧板上设有风扇，与风扇所在侧板相平行的另一侧板上设有出风口，风扇向电池箱内吹风，散热片产生的热量从出风口处散出。

其中，所述热板的前、后两端设有一进口风管和一出口风管，所述进口风管与风扇相对，所述出口风管与出风口相对。

其中，所述电池单体的顶端设有角钢，通过长螺栓将角钢与两个折板相固接，用于将电池单体夹紧固定于制冷板上。

其中，在热板下面与两个折板形成的空间中固接一插槽，所述散热片置于插槽中。

其中，所述热板与两个折板采用一体成型的一体式结构。

本发明的有益效果是：该电池组冷却结构采用半导体制冷片进行冷却，能够达到快速制冷，温度分布均匀的效果，同时半导体制冷器还具有抗震性能优良、可靠性高、寿命长、无噪声和无需维护等特点。此外，半导体制冷器不仅可以制冷，而且在改变输入电流方向后还具有加热功能，非常适合冬季电池的冷启动。

附图说明

图1为电池单体示意图；

图2为制冷板及翅片示意图；

图3为热板及散热片示意图；

图4为隔热材料及半导体制冷片示意图；

图5为电池组冷却结构示意图；

图6为进、出口风管示意图；

图7为电池箱内部固定示意图；

图8为电池箱外部结构示意图(体现风扇的位置)；

图9为电池箱外部结构示意图(体现出风口的位置)；

图中，1-制冷板，2-热板，3-隔热板，4-通孔，5-半导体制冷片，6-散热片，7-翅片，8-电池单体，9-方钢，10-电池箱，11-风扇，12-出风口，13-进口风管，14-出口风管，15-折板，16-角钢，17-插槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中的电池组冷却结构做进一步详细的说明。

该电池组冷却结构包括由上到下依次设置的制冷板1、隔热板3和热板2。

如图4所示，该隔热板由隔热材料制成、其上设有6个矩形通孔，每个通孔中均安装有半导体制冷片5，半导体制冷片的冷端与制冷板1的下面相贴紧、其热端与热板的上面相贴紧。如图2所示为带翅片型制冷板1，为了保证接触良好，在制冷板的下面均匀涂上一层很薄的导热硅胶；该制冷板1的上面安装有翅片7，翅片间放入电池单体8，翅片对电池单体起到固定和冷却的作用。如图1所示，本发明中所使用的电池单体8为一长方体，在其顶端具有两个极柱：分别为正极极柱和负极极柱。如图3所示为热板及散热片，热板2的上面与半导体制冷片的热端相连，为保证接触良好，在热板的上面也要均匀涂上一层导热硅胶，在热板2的左、右两端对称设有L形折板15，在热板2下面与两个折板15形成的空间中固接有一插槽17，该插槽中装有散热片6，该散热片的设置可以增大散热面积，通过风冷带走热量。

如图5所示，共有16个电池单体8，分两排插入翅片之间，每两个翅片间并排设有两个电池单体8，在两排电池单体的顶端各放置一角钢16，两根角钢的端部与两个折板15分别通过长螺栓18连接，这样可以将电池单体压紧固定在制冷板1上，然后用螺栓将两个折板15固定在两根方钢9上，该方钢9的设置既起到对电池组的固定作用，又起到电池绝缘的作用。在热板2前、后端(即与散热片相通的两端)分别通过螺栓固接一进口风管13和一出口风管14，如图6所示，进口风管13和出口风管14的横截面均为跑道形，进口风管13的两侧开口处均设有一圈外凸沿、其中一侧外凸沿用于连接热板；出口风管14的两侧均开口且其中一侧开口处设有一圈用与连接热板的外凸沿，所述进口风管13安装在热板2的前端、且与安装在电池箱侧板上的风扇11相对；所述出口风管14安装在热板2的后端、且与安装在电池箱另一侧板上的出风口12相对。

如图7所示，将按照上述结构组装好的冷却结构放入电池箱10中，且通过两根方钢9将该冷却结构固接在电池箱的框架上，电池箱10的框架由角钢焊接而成，电池组及整个冷却结构固定在角钢上，这样既起到了支撑的作用，又起到电池绝缘的作用。如图8所示，电池箱为立方体、由四个侧板、一个顶板和一个底板组成，在与进口风管13临近的那个侧板上安装有用于通风冷却的四个风扇，风扇安装在该侧板的下部；在与风扇所在侧板相平行的另一侧板上设有一出风口12，该出风口设在该侧板的下部。所述风扇11、进口风管13、散热片所在的空间、出口风管14及出风口12构成一冷却通道，风扇向电池箱中吹风，由进口风管集中将风引入散热片所在空间中，再由出口风管引出后通过出风口散出。采用上述结构，电池的热量导出直接，再加上隔热板上设有半导体制冷片，所以具有极好的散热冷却效果，不但提高了电池使用时的安全性，还延长了电池的使用寿命。

该冷却结构中的半导体制冷片不仅可以制冷，还可以通过改变输入到半导体制冷片的电流的方向来完成加热。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种电池组冷却结构，其特征在于：该冷却结构置于电池箱(10)内且通过方钢(9)固接于电池箱(10)的框架上，该冷却结构包括由上到下依次设置的制冷板(1)、隔热板(3)和热板(2)，所述隔热板(3)上设有通孔(4)，所述通孔(4)中安装有半导体制冷片(5)，所述半导体制冷片的冷端与制冷板相贴紧、其热端与热板相贴紧，安装在所述制冷板(1)上面的翅片(7)间插设有电池单体(8)，所述热板(2)的左、右两端对称设有L形折板(15)，在热板下面与两个折板形成的空间中设有散热片(6)，所述两个折板(15)的底部分别固接有一用于连接电池箱框架的方钢(9)，在电池箱(10)上正对散热片的一个侧板上设有风扇(11)，与风扇所在侧板相平行的另一侧板上设有出风口(12)，风扇向电池箱内吹风，散热片产生的热量从出风口处散出；

所述热板(2)的前、后两端设有一进口风管(13)和一出口风管(14)，所述进口风管(13)与风扇(11)相对，所述出口风管(14)与出风口(12)相对。

2.如权利要求1所述的电池组冷却结构，其特征在于：所述电池单体(8)的顶端设有角钢(16)，通过长螺栓将角钢与两个折板(15)相固接，用于将电池单体(8)夹紧固定于制冷板(1)上。

3.如权利要求2所述的电池组冷却结构，其特征在于在热板(2)下面与两个折板(15)形成的空间中固接一插槽(17)，所述散热片(6)置于插槽中。

4.如权利要求1-3任一所述的电池组冷却结构，其特征在于：所述热板(2)与两个折板(15)采用一体成型的一体式结构。

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