CN103000845A - 一种动力锂电池箱 - Google Patents

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Abstract

一种动力锂电池箱，它包括长方体形的箱体及固定于箱体内部的多个电池模块，每个电池模块包括矩管状框架和固定于矩管状框架内的多个锂离子电池，多个电池模块的矩管状框架沿箱体长度方向依次对接成整体风道并与箱体的底板固定连接，在箱体上与整体风道相对的部位设置有通风孔和散热风扇，同一电池模块的多个锂离子电池在对应矩管状框架内沿箱体宽度方向均匀间隔排列。本发明采用模块化结构，为单体电池的更换创造了便利条件，同时在相邻电池之间预留有冷却风道，散热风扇在电池管理系统的控制下对动力锂电池组进行冷却，保证电池组在设定的温度范围内工作，提高了电池性能的一致性。

Description

一种动力锂电池箱
技术领域
本发明涉及一种动力锂电池箱，主要用于电动车辆、基站储能等需要提供高压直流电源的场合，属于电源技术领域。
背景技术
随着燃油供求矛盾和环境污染问题日益突出，各主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化。同时，以欧、美、日为代表的发达国家大力发展家庭和电站储能技术，以缓解严重的能源和环境危机。
磷酸铁锂电池具有安全性好、循环寿命长、对环境友好等特点，同时原料来源广泛，成为电动车电池、储能电池的理性选择。但是由于电池是成组使用，在经过长久的充放循环之后，往往会出现不同程度的个体性能差异，此时如果继续使用，单体电池差异会更加突出，严重时还会出现低压、鼓肚、甚至防爆阀开裂、漏液等现象，形成巨大的安全隐患，因此必须及时进行更换。但对于电动汽车来说，电池组一般安装在车辆底盘、座位下面或车辆的纵梁之间，由于电池数量多，连接关系复杂，当个别单体性能与整组电池不一致时，很难及时发现并将其更换，若低电压电池与正常电池一起使用，将成为电池组的负载而影响其他电池的工作，进而影响电池组的寿命。只有当用户发现续驶里程或起动能力受到很大影响进行查看维护时，才会发现坏电池，此时如果进行整体更换，因电池组价格昂贵，会造成很大的浪费。
此外，现有的电池组一般没有良好的通风条件，并且由于动力电池放电倍率较大，通常为5C，甚至是10C，20C，电池产生大量热量来不及散失而使电池组之间温差加大，电池之间温差甚至超出5℃以上。由于组间阻抗不一致，同时由于电池组之间热传输效率的差异，在很大程度上破坏了电池性能的一致性，进而由于单个电池的热失控而引起整个电池组的热失控，最终导致严重的安全问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构设计合理，单体电池更换方便的模块化动力锂电池箱。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种动力锂电池箱，它包括长方体形的箱体及固定于箱体内部的多个电池模块，每个电池模块包括矩管状框架和固定于矩管状框架内的多个锂离子电池，多个电池模块的矩管状框架沿箱体长度方向依次对接成整体风道并与箱体的底板固定连接，在箱体上与整体风道相对的部位设置有通风孔和散热风扇，同一电池模块的多个锂离子电池在对应矩管状框架内沿箱体宽度方向均匀间隔排列。
上述动力锂电池箱，所述矩管状框架由框架底板、集流条盒和两个框架侧板拼接而成，所述框架底板与箱体的底板固定连接，所述集流条盒压在框架底板上的锂离子电池上并通过螺栓与框架底板连接，两个框架侧板的上端分别与集流条盒的两端连接，下端分别与框架底板的两端连接。
上述动力锂电池箱，所述集流条盒的内部设置有锂电池组的集流条，其侧壁上设置有集流条引出口。
上述动力锂电池箱，所述集流条盒的上部设置有压条，所述压条的两端与箱体连接。
上述动力锂电池箱，相邻两电池模块的矩管状框架之间设置有密封条。
上述动力锂电池箱，所述箱体由骨架、箱体底板、箱体顶板和四个箱体侧板构成，四个箱体侧板通过螺钉与骨架连接。
上述动力锂电池箱，构成中还包括电池管理系统，所述电池管理系统由主控制板和多个与电池模块一一对应的从控制板组成，所述主控制板固定在电池模块与箱体顶板之间，从控制板固定在对应电池模块的框架侧板上，主控制板的液晶屏、通信接口和输入输出端子固定在箱体侧壁上。
本发明采用模块化结构，如果某一只电池出现问题，只需将坏的模块取下，再将模块中固定骨架的4根螺栓拧下，取下集流条盒，就可以方便的将坏的电池取下，为单体电池的更换创造了便利条件。同时在相邻电池之间预留有冷却风道，散热风扇在电池管理系统的控制下对动力锂电池组进行冷却，保证电池组在设定的温度范围内工作，并且电池之间温差保持在2℃以内，提高了电池性能的一致性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的外形图；
图2是本发明的内部结构示意图（去掉箱体顶板）；
图3是电池模块的结构示意图（去掉部分电池）；
图4是电池管理系统原理图。
图中各标号清单为：1、箱体，2、液晶屏，3、输入输出端子，4、通风孔 ，5、通信接口，6、电池模块，7、压条，8、主控制板，9、骨架，10、螺栓，11、风道，12、锂离子电池，13、密封条，14、框架底板，15、集流条盒盖，16、 集流条绝缘隔板，17、集流条盒，18、信号线接插件引出口，19、集流条引出口，20、框架侧板，21、从控制板。
具体实施方式
参看图1、图2和图3，本发明主要由箱体1和若干个电池模块6组成，电池管理系统的主控制板8安装在电池模块6的上部，从控制板21安装在电池模块6侧部，并且配置数个轴流式风扇和各种辅件。
箱体1的侧板为可拆卸式，各侧板通过螺钉与骨架9连接，方便电池模块的组装与维护。轴流式风扇安装在电池组风道方向上的箱体侧板上，并在相应位置开孔，风扇外部安装电磁屏蔽网。
电池模块6由方型锂离子电池12和矩管状框架组成，矩管状框架由框架底板14、集流条盒17和框架侧板20等组成。框架底板14上设有连接孔，用于电池模块在箱体内的固定；集流条盒17一侧设有集流条引出口19，用于电池模块之间的电连接。在集流条盒17侧面还设有信号线接插件引出口18，用于电池模块与管理系统的连接；密封条13紧贴在矩管状框架的框架底板14、集流条盒17和框架侧板20上，以保证电池组各个单体之间散热均匀。框架底板通过螺栓10与集流条盒17连接并将锂离子电池12夹紧。集流条盒17内设有集流条绝缘隔板16，确保在安装与拆卸时工具不会接触到电压不同的电极，保护操作者的安全。
各电池模块6与箱体底板分别进行固定，所有电池模块6再用压条7通过螺栓固定。
电池组的管理系统原理图见图4，每一个电池模块6对应的从控制板21通过CAN线与主控制板8连接，主控制板8通过通信接口5与用户之间进行通信。电池的电压、温度、剩余电量等信息通过液晶屏2直观显示。
每个电池模块6设置两到三个温度传感器，紧贴在风道11两侧电池上，实时监控电池组温度，并上传至管理系统，当温度超过40℃时，管理系统控制风扇开始工作，当温度降至20℃时，风扇停止工作。通过控制风扇的运转使电池组保持良好工作状态。
电池组总正极、总负极分别通过继电器与输入输出端子3连接，确保电池箱的安全性。

Claims (7)

1.一种动力锂电池箱，其特征是，它包括长方体形的箱体（1）及固定于箱体（1）内部的多个电池模块（6），每个电池模块（6）包括矩管状框架和固定于矩管状框架内的多个锂离子电池（12），多个电池模块（6）的矩管状框架沿箱体（1）长度方向依次对接成整体风道并与箱体（1）的底板固定连接，在箱体（1）上与整体风道相对的部位设置有通风孔（4）和散热风扇，同一电池模块（6）的多个锂离子电池（12）在对应矩管状框架内沿箱体（1）宽度方向均匀间隔排列。
2.根据权利要求1所述的一种动力锂电池箱，其特征是，所述矩管状框架由框架底板（14）、集流条盒（17）和两个框架侧板（20）拼接而成，所述框架底板（14）与箱体（1）的底板固定连接，所述集流条盒（17）压在框架底板（14）上的锂离子电池（12）上并通过螺栓（10）与框架底板（14）连接，两个框架侧板（20）的上端分别与集流条盒（17）的两端连接，下端分别与框架底板（14）的两端连接。
3.根据权利要求2所述的一种动力锂电池箱，其特征是，所述集流条盒（17）的内部设置有锂电池组的集流条，其侧壁上设置有集流条引出口（19）。
4.根据权利要求3所述的一种动力锂电池箱，其特征是，所述集流条盒（17）的上部设置有压条（7），所述压条（7）的两端与箱体（1）连接。
5.根据权利要求4所述的一种动力锂电池箱，其特征是，相邻两电池模块（6）的矩管状框架之间设置有密封条（13）。
6.根据权利要求5所述的一种动力锂电池箱，其特征是，所述箱体（1）由骨架（9）、箱体底板、箱体顶板和四个箱体侧板构成，四个箱体侧板通过螺钉与骨架（9）连接。
7.根据权利要求6所述的一种动力锂电池箱，其特征是，构成中还包括电池管理系统，所述电池管理系统由主控制板（8）和多个与电池模块（6）一一对应的从控制板（21）组成，所述主控制板（8）固定在电池模块（6）与箱体顶板之间，从控制板（21）固定在对应电池模块（6）的框架侧板（20）上，主控制板（8）的液晶屏（2）、通信接口（5）和输入输出端子（3）固定在箱体侧壁上。
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