CN102651463A - 全密闭型电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全性高、散热效果好、防爆、阻燃的全密闭型电池箱。该电池箱包括箱体、电池组、电池管理模块(5)，所述箱体包括箱框(2)、左盖板(3)和右盖板(4)，所述电池组由若干圆柱单体电池(1)经导电板(61、62)以一定规律连接形成；所述电池组左右两面覆盖导热硅胶片(9)，所述左盖板(3)和所述右盖板(4)分别压紧所述导热硅胶片(9)与所述箱框(2)左右两面固定连接；所述箱框(2)、所述左盖板(3)和所述右盖板(4)的内壁均镀有高导热陶瓷材料。本发明适用于电动汽车的电源提供。

Description

全密闭型电池箱
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种用于电动汽车上的电池箱。
背景技术
锂离子电池具有比容量大、工作电压高、循环寿命长、体积小、重量轻等优点，目前已成为电动汽车的首选。作为电动汽车电源的动力电池要求具有较大的容量和电压，而单体的锂离子电池的电压和容量都很小，因此，一般在电动汽车上需要将很多的单体电池装置于多个电池箱内，通过串、并联形成电池组来达到汽车动力源的要求。这对电池的高效散热能力提出了较高的要求：锂离子动力电池组在大电流放电和充电过程中会产生大量的热，长期的热集中不但会对电池的寿命和稳定运行造成影响，严重时会发生着火甚至爆炸，直接威胁司乘人员安全。
常见的电池箱采用的散热方式有风冷和液冷：风冷电机是以低压(12/24V)电池供电，用电子风扇对电池组作抽气冷却。使用电子风扇会增大低压电池的供电负荷，还会产生噪音。更重要的是，电池的燃烧爆炸需要空气，而上述电池箱内外空气流通的风冷方式给电池组的燃烧爆炸提供了必要的条件。液冷方式必须通过水套水箱等换热设施才能对电池组进行冷却，会使电池组的结构复杂、体积重量增大，而且存在漏液的可能，维修保养复杂。
中国专利公开号CN201804918U和CN201804919U的发明专利分别公开了内置软包方形电池单元和内置金属硬质壳体圆柱电池单元的“密闭式动力电池组模块”，电池箱内部用导电板连接每个电池单元/单体，有效导出单体电池内部的热量，再通过覆盖在导电板上的绝缘导热片，进一步通过电池箱盖板将热量散出，导热面积大，散热效果好，更有效的是，其采用密闭的电池箱，隔绝了电池箱内部与空气的接触，从而起到阻燃、防爆的目的。但在实际使用中，由于电动汽车行驶时路况复杂，电池箱会因汽车的颠簸而晃动，而上述结构的电池箱存在安全的隐患：因电池箱盖板和导电板一般均为硬质材料，在电池箱晃动过程中很容易使绝缘导热片磨破而起不到绝缘的作用，而增加绝缘导热片厚度势必会增大热阻，影响电池箱的散热效果。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种安全性高、散热效果好、防爆、阻燃的全密闭型电池箱。
本发明的技术方案是：本发明包括箱体、电池组、电池管理模块，所述箱体包括箱框、左盖板和右盖板，所述电池组包括若干圆柱型单体电池，所述单体电池正负极按左右方向横置于所述箱框内并由导电板以一定规律连接成所述电池组，右上部和左下部的导电板由所述箱框前端穿出引出电池组正/负极，所述正/负极与所述箱框之间由绝缘板固定后再经接线锁紧块与电池箱外部线路电连接；所述电池组左右两面覆盖导热硅胶片，所述左盖板和所述右盖板分别压紧所述导热硅胶片与所述箱框左右两面固定连接；所述箱框、所述左盖板和所述右盖板的内壁均镀有绝缘性能非常好的导热陶瓷材料。
所述高导热陶瓷材料选用氮化铝或氧化铍，镀层厚度为0.2～0.5mm。
所述箱框、所述左盖板和所述右盖板选用铝合金材料制作。
所述导电板选用镀镍的铝合金板制作。
所述绝缘板和所述接线锁紧块选用赛钢材料制作。
所述电池管理模块设置于所述箱框前端并由穿过所述箱框的导线与所述电池组电连接。
所述导电板上与每个单体电池的连接处都设有凸向单体电池的连接面。
所述左盖板与所述右盖板之间连接有若干拉杆。
所述电池箱底部设有两个纵向支座，两个所述支座之间的间距至少能穿过叉车的叉臂。
所述支座选用冷轧钢板制作。
本发明的有益效果是：本发明将电池组装置于密闭的箱体内，箱体的箱框、左盖板和右盖板的内壁均镀有高导热陶瓷材料，如氮化铝或氧化铍等，其具有较高的导热系数(可达到180～200W/M·K左右)，并且具有绝缘、耐酸/碱腐蚀、耐磨等性能，可使本发明在使用中不会因导热硅胶片的磨损而出现电池箱的安全性问题。另一方面，因陶瓷镀层的绝缘作用，在本发明中只要求导热硅胶片能起到使左、右盖板与导电板紧密接触和导热的作用即可，因此只需要1mm左右的厚度即可满足要求，进一步降低了导热元件的热阻，使电池箱的散热性能更好。本发明导电板上与每个单体电池的连接处都设有凸向单体电池的连接面，使导电板与单体电池能紧密接触而有效导出单体电池内部热量。本发明的导电板用镀镍的铝合金板材制作，相比铜板来说成本低，减轻电池箱重量，且抗氧化性更好；本发明箱框及左右盖板均采用铝合金材料，重量轻，散热性能好。综上所述，本发明的电池箱具有防水、防尘、防连接导电板氧化的功能，更重要的是，可隔绝电池箱内部与外部空气的接触，能起到有效阻燃、防爆的作用。
附图说明
图1是本发明的结构简图；
图2是本发明局部剖视图；
图3是图2中I部的放大示意图；
图4是电池管理系统与电池组的连接点示意图；
图5是本发明在使用中的安装连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作具体详述。
如图1、图2、图3所示，本发明包括箱体、电池组、电池管理模块5。箱体包括由上框21和下框22组装成的箱框2、左盖板3和右盖板4。
电池组包括若干圆柱单体电池1，单体电池1正负极按左右方向横置于箱框2内并由导电板61和导电板62以一定规律连接成所述电池组，采用参数为3.2V/70AH的圆柱单体电池，用5～10并/9～12串的方式可连接组成350～700AH/28.8～38.4V的电池组，(如本发明图1中所示为9并9串的630AH/28.8V的电池组)，导电板上与每个单体电池1的连接处都设有凸向单体电池1的连接面，导电板61和导电板62选用镀镍的铝板制作。右上部和左下部的导电板61由箱框2前端穿出引出电池组正/负极，正/负极与箱框2之间由绝缘板7固定后再经接线锁紧块8与电池箱外部线路电连接，绝缘板8和接线锁紧块9选用赛钢材料制作；电池组左右两面覆盖导热硅胶片9，左盖板3和右盖板4分别压紧导热硅胶片9与箱框2左右两面固定连接；箱框2、左盖板3和右盖板4选用铝合金材料制作，箱框2、左盖板3和右盖板4的内壁均镀有高导热陶瓷材料(如图3所示示出了左盖板3内壁陶瓷镀层31)，高导热陶瓷材料可选用氮化铝或氧化铍，镀层厚度为0.2～0.5mm。为了电池箱坚固，左盖板3与右盖板4之间连接有若干拉杆10(根据电池箱中电池组包含单体电池1数目的不同，拉杆10的数量会有不同，如本发明图1中所示拉杆10的数量为12个)。
电池管理模块5设置于箱框2前端并由穿过箱框2的导线与电池组电连接。如图4所示，电池管理模块5与电池组之间的连接导线由箱框2前端穿过，连接导线为耐高温的铁氟龙绝缘线材，除每箱的首尾两组电池外，分别以最短的距离与每组电池连接，而电池管理模块5与首尾两组电池之间的连接导线则需连接到导电板61的中部，以消除导电板61在大电流流过时的压降影响。
电池箱底部设有两个纵向支座11，两个支座11之间的间距至少能穿过叉车的叉臂；支座11选用冷轧钢板制作。
如图5所示为本发明应用在电动汽车上的一种安装连接示意图，用线束13将多个电池箱相串联连接可达到电动汽车所需要的电压要求，如串联12箱电池可达到电动汽车346V的电压要求(图中示出其中四箱电池的连接安装示意图，其余八箱分布在电动车上的不同位置，图中未示出)。在此实施例中因立式电池箱高度方向尺寸较大(电池箱的高度及深度尺寸可根据不同的车型进行适配型设计)，可用连接板12将相邻两个电池箱连接，使其在装车后稳定性更好。纵向设置的支座11可作为导轨以方便装车。

Claims (10)

1.一种全密闭型电池箱，包括箱体、电池组、电池管理模块(5)，其特征在于：所述箱体包括箱框(2)、左盖板(3)和右盖板(4)，所述电池组包括若干圆柱单体电池(1)，所述单体电池(1)正负极按左右方向横置于所述箱框(2)内并由导电板(61、62)以一定规律连接成所述电池组，右上部和左下部的导电板(61)由所述箱框(2)前端穿出引出电池组正/负极，所述正/负极与所述箱框(2)之间由绝缘板(7)固定后再经接线锁紧块(8)与电池箱外部线路电连接；所述电池组左右两面覆盖导热硅胶片(9)，所述左盖板(3)和所述右盖板(4)分别压紧所述导热硅胶片(9)与所述箱框(2)左右两面固定连接；所述箱框(2)、所述左盖板(3)和所述右盖板(4)的内壁均镀有高导热陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述高导热陶瓷材料选用氮化铝或氧化铍，镀层厚度为0.2～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述箱框(2)、所述左盖板(3)和所述右盖板(4)选用铝合金材料制作。
4.根据权利要求1所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述导电板(61、62)选用镀镍的铝板制作。
5.根据权利要求1所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述绝缘板(8)和所述接线锁紧块(9)选用赛钢材料制作。
6.根据权利要求1至5所述的任一所述全密闭型电池箱，其特征在于：所述电池管理模块(5)设置于所述箱框(2)前端并由穿过所述箱框(2)的导线与所述电池组电连接。
7.根据权利要求6所述的任一所述全密闭型电池箱，其特征在于：所述导电板上与每个单体电池(1)的连接处都设有凸向单体电池(1)的连接面。
8.根据权利要求7所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述左盖板(3)与所述右盖板(4)之间连接有若干拉杆(10)。
9.根据权利要求8所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述电池箱底部设有两个纵向支座(11)，两个所述支座(11)之间的间距至少能穿过叉车的叉臂。
10.根据权利要求9所述的全密闭型电池箱，其特征在于：所述支座(11)选用冷轧钢板制作。
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