CN102842693B - 一种组合式锂电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式锂电池装置，包括主盒体及安装在主盒体内的多个锂电池模块，主盒体包括相互对扣成长方体的U形盒底和U形盒盖，U形盒底和U形盒盖的对接处分别固定在主盒体两侧的扁条上，长方体的前端口覆盖有前端板，长方体的后端口覆盖有后端板；主盒体内腔的纵向中部设有纵隔片，沿纵隔片的长度方向均匀插接有多个相互平行的横隔片，纵隔片和横隔片通过各自的翻边与主盒体的底壁及四周壁固定连接，各锂电池模块分别位于横隔片和纵隔片隔成的各空间中；各横隔片上部分别设有向两侧翻折的压边，压边分别压在各锂电池模块上。该组合式锂电池装置安装结构紧凑、重量轻、体积小，能量密度大。

Description

一种组合式锂电池装置

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用的电池装置，特别涉及一种组合式锂电池装置。

背景技术

传统的汽车发动机在运转过程中会排放大量的尾气，从而导致城市大气污染严重。随着人们对环境的越来越重视，发展电动汽车，采用清洁能源，已成为城市交通系统的发展方向。目前我国已有部分城市或大型展会开始投用电动汽车，这对降低城市环境污染发挥了重要作用。

目前的电动汽车多采用锂电池装置向汽车提供动力，为满足续行里程，减少充电频率，每辆电动汽车均需安装多个锂电池盒，每个锂电池盒里分别排列有多列锂电池模块，每个锂电池模块又由多片锂电池芯整齐叠压而成。多节约空间及减少电池内阻，锂电池芯需要紧密叠压，在汽车行进过程中，各锂电池均需要散热，造成热量聚集，一定程度上影响锂电池的使用寿命。如某锂电池的温度超过170℃，还容易发生自燃从而引发安全事故。为了提高散热效果，通常的做法是将锂电池模块安装在冷却底板上，向冷却底板中通入冷却水对锂电池模块进行强制冷却。

为提高锂电池盒的能量密度，一个锂电池盒中往往需要安装数个锂电池模块，由于锂电池盒中存在众多的电极及冷却水管，各锂电池模块必须在锂电池盒中被可靠地固定。现有的锂电池盒外壳采用金属制作成框架然后在框架上蒙面板构成，为了固定各锂电池模块主盒体内部还要安装很多固定支架，使得锂电池盒整体重量很重，其中框架及各种支架的重量远远超过了锂电池模块本身，安装数个锂电池模块的锂电池盒需要两个成人才能抬动；而且由于在框架内安装众多支架使得主盒体的体积也很大，无论是单位重量的总功率还是单位体积的总功率都比较低。整体锂电池盒粗大笨重，安装困难，增加了机动车的负荷，占据了较多的空间。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种组合式锂电池装置，安装结构紧凑、重量轻、体积小。

为解决以上技术问题，本发明所提供的一种组合式锂电池装置，包括主盒体及安装在主盒体内的多个锂电池模块，所述主盒体包括相互对扣成长方体的U形盒底和U形盒盖，所述U形盒底和U形盒盖的对接处分别固定在主盒体两侧的扁条上，所述长方体的前端口覆盖有前端板，所述长方体的后端口覆盖有后端板；所述主盒体内腔的纵向中部设有纵隔片，沿所述纵隔片的长度方向均匀插接有多个相互平行的横隔片，所述纵隔片和所述横隔片通过各自的翻边与所述主盒体的底壁及四周壁固定连接，各所述锂电池模块分别位于所述横隔片和所述纵隔片隔成的各空间中；各所述横隔片上部分别设有向两侧翻折的压边，所述压边分别压在各所述锂电池模块上。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：同样尺寸的金属材料，其长度越长越容易被挠曲，即刚性越差，本发明首先取消了主盒体外壳的金属框架，减轻了重量且缩小了体积，直接采用薄板构成盒底和盒盖，只是在两者对接处采用扁条局部加强，取消了转角处通常需要的角钢；由于纵隔片及横隔片各自通过翻边连接在盒底及盒盖上，将主盒体内腔分割成若干隔仓，既给各锂电池模块定了位，省去了复杂的锂电池模块固定支架，进一步减轻了重量，又缩短了薄板上各支撑点之间的距离，提高了刚度及强度，使得盒底、盒盖、纵隔片及横隔片可以采用2mm厚的铝板即可满足要求。安装时先将纵隔片固定在主盒体内，然后依次安装锂电池模块，每装一组锂电池模块同时安装一片横隔片，横隔片插接在纵隔片上，其压边压在锂电池模块上将其固定，向前翻折的压边压住前一个锂电池模块，向后翻折的模块压住后一个锂电池模块，取代了传统的支架，纵隔片及横隔片与盒底、盒盖、前端板及后端板接触的部位均得以固定，锂电池主盒体的整体强度及刚度很好，整体重量约为传统锂电池盒的三分之二，电池盒本身仅为传统电池盒重量的五分之一。

作为本发明的优选方案，所述纵隔片的上部均匀设有供所述横隔片插接的上插槽，各所述横隔片下部分别设有插接在所述纵隔片上的下插槽，各所述横隔片自上而下插接在所述纵隔片上。横隔片插接在纵隔片上后，横隔片被纵隔片稳住，纵隔片被横隔片稳住，且同时与主盒体的六个面固定，形成稳定的多框架结构。

作为本发明的优选方案，所述前端板的内壁上固定有把手座，所述把手座上安装有把手，所述把手向内翻折后嵌于前端板上的把手凹槽中。由于前端板较薄，只在安装把手处安装把手座加强，有利于减轻重量，在前端面上安装把手便于操作人员推进拉出。

作为本发明的优选方案，所述把手座及所述把手沿所述前端板的宽度方向对称设有两组。

作为本发明的优选方案，所述后端板的内壁上固定有插销座，所述插销座上设有插销，所述插销的顶端伸出所述后端板且插入于所在车辆相应的定位孔中。在后端板上设置插销便于锂电池盒快速定位，既提供良好的定位，又提高了安装速度。

作为本发明的优选方案，所述插销座及所述插销沿所述后端板的宽度方向对称设有两组。

作为本发明的优选方案，所述主盒体底壁的两个内角分别安装有导轨，所述导轨分别沿主盒体的长度方向延伸，所述导轨上均匀分布有多个大小相同的轴承，各轴承的下部分别从底壁上相应的孔中伸出。轴承通过小轴安装在导轨上，起到滚轮的作用，便于更换锂电池盒。

作为本发明的优选方案，所述纵隔片的两侧分别粘贴有与所述导轨高度相同的橡皮垫，各所述锂电池模块的一端分别压在所述导轨上，各所述锂电池模块的另一端分别压在所述橡皮垫上；各所述横隔片的下部分别设有通风槽，所述纵隔片及各所述横隔片上分别分布有多个通风孔。每个锂电池模块的两端分别压在导轨和橡皮垫上，使得锂电池模块的底部腾空，各横隔片下部的通风槽与锂电池模块腾空后的底部缝隙相对应，便于空气流通，使每个锂电池得到加热；纵隔片及各横隔片上分布的通风孔既起到空气流通的作用，又可以减轻纵隔片及各横隔片的重量。

作为本发明的优选方案，靠近所述前端板的锂电池模块上方与主盒体顶壁之间安装有多个受控于锂电池装置控制单元的加热电阻，所述加热电阻的前方设有鼓风机，所述鼓风机的吸口向下，所述鼓风机的出口分别对着所述加热电阻；位于主盒体长度方向中部的所述锂电池模块的上方设有轴流风扇，所述轴流风扇的吸口面向所述前端板，所述轴流风扇的出口面向所述后端板，所述轴流风扇的周边设有挡风板，所述挡风板将主盒体顶壁与所述锂电池模块之间除轴流风扇以外的区域横向隔断。当环境温度低于10℃时，锂电池的供电能力急剧下降，此时控制单元使各加热电阻得电，鼓风机将加热电阻的热量吹散，既使加热电阻部位的温度不至于过高，又给整个主盒体提高了温度，在锂电池盒的纵向中部，轴流风扇将热风向后端板方向吹出，轴流风扇的周边被挡风板封闭防止涡流，热风被轴流风扇吹出先从各锂电池模块的上部流过，到达后端板时折向下流动，然后通过锂电池模块下方的缝隙及横隔片下部的通风槽向前流动，依次流经各个锂电池模块，到达前端板附近后，向上流动进入鼓风机吸口，如此循环，各锂电池模块的工作温度得以提高，供电能力增强。

作为本发明的优选方案，各所述压边上分别设有压边连接孔，所述锂电池模块的冷却水管由水管支架固定，所述水管支架通过螺栓及所述压边连接孔固定在所述压边上；所述锂电池模块上方还设有上盖支架，所述上盖支架的上部与所述盒盖的顶壁固定连接，所述上盖支架的下部通过螺栓及所述压边连接孔固定在所述压边上。压边的下端面压住锂电池模块，上端面作为水管支架及上盖支架的固定点，使得整体结构非常小巧轻便。

附图说明

图1为本发明组合式锂电池装置的立体图。

图2为图1去掉盒顶接口盒后的立体图一。

图3为图2的主视图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的左视图。

图6为图5中沿A-A的剖视图。

图7为盒底内腔安装横隔片与纵隔片的立体图。

图8为图7中横隔片与纵隔片插接的示意图。

图9为图1去掉盒顶接口盒后的立体图二。

图10为本发明组合式锂电池装置去掉盒盖后的立体图。

图11为图10中去掉冷却水管后的立体图。

图中：1.主盒体；1a.U形盒底；1b.U形盒盖；1c.前端板；1c1.把手凹槽；1d.后端板；1e.扁条；2.纵隔片；2a.上插槽；3.横隔片；3a.下插槽；3b.翻边；3c.压边；3c1.压边连接孔；3d.通风孔；3e.通风槽；4.水管支架；5.上盖支架；6.把手；7.插销；8.导轨；8a.轴承；9.橡皮垫；10.锂电池模块；10a.冷却水接头；10b. 冷却水管；10c. 冷却水总接头；10d.总电极接口；10e.总通讯接口；11.加热电阻；12.鼓风机；13.轴流风扇；14.挡风板。

具体实施方式

如图1所示，本发明的组合式锂电池装置包括主盒体1及主盒体上方的接口盒，接口盒上设有冷却水总接头10c、总电极接口10d及总通讯接口10e。主盒体1内安装有多个锂电池模块，各锂电池模块的冷却水管汇总到接口盒上的冷却水总接头10c，各锂电池模块的正负电极通过汇流条与总电极接口10d相连接，各锂电池模块的通讯接口也分别与总通讯接口10e连接。

如图2至图8所示，主盒体1包括相互对扣成长方体的U形盒底1a和U形盒盖1b，U形盒底1a和U形盒盖1b的对接处分别固定在主盒体两侧的扁条1e上，长方体的前端口覆盖有前端板1c，长方体的后端口覆盖有后端板1d，U形盒盖1b的顶面上开孔与接口盒相通。主盒体内腔的纵向中部设有纵隔片2，沿纵隔片2的长度方向均匀插接有多个相互平行的横隔片3，纵隔片2和横隔片3通过各自的翻边3b与主盒体的底壁及四周壁固定连接，纵隔片2的上部均匀设有供横隔片插接的上插槽2a，各横隔片3下部分别设有插接在纵隔片上的下插槽3a，各横隔片3自上而下插接在纵隔片2上。横隔片3插接在纵隔片2上后，横隔片3被纵隔片2稳住，纵隔片2被横隔片3稳住，且同时与主盒体的六个面固定，形成稳定的多框架结构，各锂电池模块分别位于横隔片3和纵隔片2隔成的各空间中。各横隔片3上部分别设有向两侧翻折的压边3c，压边3c分别压在各锂电池模块上，盒底、盒盖、纵隔片及横隔片可以采用2mm厚的铝板。

安装时先将纵隔片固定在主盒体内，然后依次安装锂电池模块，每装一组锂电池模块同时安装一片横隔片，横隔片插接在纵隔片上，其压边3c压在锂电池模块上将其固定，向前翻折的压边3c压住前一个锂电池模块，向后翻折的压边3c压住后一个锂电池模块，取代了传统的支架，纵隔片及横隔片与盒底、盒盖及后端板接触的部位均得以固定。

如图9所示，后端板的内壁上固定有插销座，插销座上设有插销7，插销7的顶端伸出后端板，插销座及插销7沿后端板的宽度方向对称设有两组。主盒体底壁的两个内角分别安装有导轨8，导轨8分别沿主盒体的长度方向延伸，导轨8上均匀分布有多个大小相同的轴承8a，各轴承8a的下部分别从底壁上相应的孔中伸出。轴承8a通过小轴安装在导轨8上，起到滚轮的作用，便于更换锂电池盒。将锂电池盒安装在电动车上时，通过把手6推拉锂电池盒，轴承在相应导槽中滚动，直至插销7插入于所在车辆相应的定位孔中，则锂电池盒安装到位。

如图10所示，各压边3c上分别设有压边连接孔3c1，各锂电池模块10分别设有冷却水接头10a，各冷却水接头10a分别与冷却水管10b连接，冷却水管10b由水管支架4固定，水管支架4通过螺栓及压边连接孔3c1固定在压边3c上，冷却水管10b汇总后与冷却水总接头10c连通；锂电池模块上方还设有上盖支架5，上盖支架5的上部与盒盖的顶壁固定连接，上盖支架5的下部通过螺栓及压边连接孔3c1固定在压边3c上。

如图2所示，前端板1c的内壁上固定有把手座，把手座上安装有把手6，便于操作人员推进拉出，把手6向内翻折后嵌于上的把手凹槽1c1中以节约空间，把手座及把手沿的宽度方向对称设有两组。

如图6所示，纵隔片的两侧分别粘贴有与导轨8高度相同的橡皮垫9，各锂电池模块的一端分别压在导轨8上，各锂电池模块的另一端分别压在橡皮垫9上，使得锂电池模块的底部腾空；各横隔片的下部分别设有通风槽3e，纵隔片及各横隔片上分别分布有多个通风孔3d。各横隔片下部的通风槽3e与锂电池模块腾空后的底部缝隙相对应，便于空气流通，使每个锂电池得到加热。

如图11所示，靠近前端板的锂电池模块10上方与主盒体顶壁之间安装有多个受控于锂电池装置控制单元的加热电阻11，加热电阻11的前方设有鼓风机12，鼓风机12的吸口向下，鼓风机12的出口分别对着加热电阻11；位于主盒体长度方向中部的锂电池模块10的上方设有轴流风扇13，轴流风扇13的吸口面向，轴流风扇13的出口面向后端板，轴流风扇13的周边设有挡风板14，挡风板14将主盒体顶壁与锂电池模块10之间除轴流风扇13以外的区域横向隔断。

当环境温度低于10℃时，锂电池的供电能力急剧下降，此时控制单元使各加热电阻11得电，鼓风机12将加热电阻11的热量吹散，既使加热电阻部位的温度不至于过高，又给整个主盒体提高了温度，在锂电池盒的纵向中部，轴流风扇13将热风向后端板方向吹出，轴流风扇13的周边被挡风板14封闭防止涡流，热风被轴流风扇13吹出先从各锂电池模块10的上部流过，到达后端板时折向下流动，然后通过锂电池模块10下方的缝隙及横隔片下部的通风槽3e向前流动，依次流经各个锂电池模块，到达前端板1c附近后，向上流动进入鼓风机12吸口，如此循环。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合式锂电池装置，包括主盒体及安装在主盒体内的多个锂电池模块，其特征在于：所述主盒体包括相互对扣成长方体的U形盒底和U形盒盖，所述U形盒底和U形盒盖的对接处分别固定在主盒体两侧的扁条上，所述长方体的前端口覆盖有前端板，所述长方体的后端口覆盖有后端板；所述主盒体内腔的纵向中部设有纵隔片，沿所述纵隔片的长度方向均匀插接有多个相互平行的横隔片，所述纵隔片和所述横隔片通过各自的翻边与所述主盒体的底壁及四周壁固定连接，各所述锂电池模块分别位于所述横隔片和所述纵隔片隔成的各空间中；各所述横隔片上部分别设有向两侧翻折的压边，所述压边分别压在各所述锂电池模块上。

2.根据权利要求1所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述纵隔片的上部均匀设有供所述横隔片插接的上插槽，各所述横隔片下部分别设有插接在所述纵隔片上的下插槽，各所述横隔片自上而下插接在所述纵隔片上。

3.根据权利要求1所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述前端板的内壁上固定有把手座，所述把手座上安装有把手，所述把手向内翻折后嵌于前端板上的把手凹槽中。

4.根据权利要求3所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述把手座及所述把手沿所述前端板的宽度方向对称设有两组。

5.根据权利要求1所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述后端板的内壁上固定有插销座，所述插销座上设有插销，所述插销的顶端伸出所述后端板且插入于所在车辆相应的定位孔中。

6.根据权利要求5所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述插销座及所述插销沿所述后端板的宽度方向对称设有两组。

7.根据权利要求1所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述主盒体底壁的两个内角分别安装有导轨，所述导轨分别沿主盒体的长度方向延伸，所述导轨上均匀分布有多个大小相同的轴承，各轴承的下部分别从底壁上相应的孔中伸出。

8.根据权利要求7所述的组合式锂电池装置，其特征在于：所述纵隔片的两侧分别粘贴有与所述导轨高度相同的橡皮垫，各所述锂电池模块的一端分别压在所述导轨上，各所述锂电池模块的另一端分别压在所述橡皮垫上；各所述横隔片的下部分别设有通风槽，所述纵隔片及各所述横隔片上分别分布有多个通风孔。

9.根据权利要求1或7所述的组合式锂电池装置，其特征在于：靠近所述前端板的锂电池模块上方与主盒体顶壁之间安装有多个受控于锂电池装置控制单元的加热电阻，所述加热电阻的前方设有鼓风机，所述鼓风机的吸口向下，所述鼓风机的出口分别对着所述加热电阻；位于主盒体长度方向中部的所述锂电池模块的上方设有轴流风扇，所述轴流风扇的吸口面向所述前端板，所述轴流风扇的出口面向所述后端板，所述轴流风扇的周边设有挡风板，所述挡风板将主盒体顶壁与所述锂电池模块之间除轴流风扇以外的区域横向隔断。

10.根据权利要求1所述的组合式锂电池装置，其特征在于：各所述压边上分别设有压边连接孔，所述锂电池模块的冷却水管由水管支架固定，所述水管支架通过螺栓及所述压边连接孔固定在所述压边上；所述锂电池模块上方还设有上盖支架，所述上盖支架的上部与所述盒盖的顶壁固定连接，所述上盖支架的下部通过螺栓及所述压边连接孔固定在所述压边上。