CN104241727A - 一种新型空气散热型电动汽车电池包 - Google Patents

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Abstract

电池组是电动汽车的动力核心，若电池工作温度过高，会严重影响到电池的放电效率，进而导致整车性能大幅下降。对此，提供了一种新型空气散热型的电动汽车电池包。该电池包包括：底壳，为上端敞口的方形箱式结构，内设置有格栅插槽与导流板；格栅，栅条为网状结构，可以滤除一部分空气中的杂物，通过格栅插槽与底壳相连，安装方式为抽插式结构，方便实现定期除尘清洗；导流板，将前端进入的冷却气流引至边缘及后端局部高温区域，起导流作用；上盖，底壳上方的盖板，用于封装电池组；散热风扇，可将电池包内热气流抽出，实现强制散热。通过改进，本新型电动汽车的电池包克服了局部高温现象，确保电池组在最佳温度环境中放电，提高了放电效率和寿命。

Description

一种新型空气散热型电动汽车电池包
技术领域
本发明属于车辆工程领域，具体地说，特别涉及电动汽车上的电池包。
背景技术
当今世界环境污染问题日益严重，石油资源稀缺，新能源汽车成为开发热点，特别是各大汽车企业都在投入巨资进行纯电动汽车的研发，提高其续驶里程和最高车速是当前纯电动汽车技术难点。电池组为电动汽车的储能装置，提高其能量利用率是解决纯电动汽车技术难点的有效途径之一。电池组理想工作温度为18~43℃，在30℃时，电池放电效率可高达90%以上。电池组工作温度过高或过低，可造成单体电池间温度分布不均匀，进而导致电池组整体放电效率降低，影响到续驶里程和最高车速，严重时可影响到电池使用安全和寿命。因此，通过自然空气实现对电池组及时散热，消除其局部高温现象，保障电池组处于最佳的工作温度区间内，可以有效提升纯电动汽车的续驶里程。如何正确的设计电池包，使得冷却空气在电池包内能够得到高效地利用，是行业内正努力解决的技术问题。
发明内容
如背景技术所述，申请人首先对目前广泛使用的IFP1型电池包在实车行驶过程中的温度进行了实验测量，布置在电池包内部温度传感器监测显示后方存在局部高温，温度达47℃，且43℃以上的面积达到33.3%，因此说明，该电池包结构上存在缺陷，分析认为电池包内后方电池组因远离空气入口处，吹入的冷却空气被逐步加热，由于热量的累积效应，后方电池已无法实现散热，进而存在局部高温现象，使得该部分电池组无法发挥正常使用效能，导致电池包整体放电效率低下，且使用寿命大幅下降。对此，本发明提出了一种新型空气散热型电动汽车电池包，包括：底壳4，该底壳为上端敞口的方形箱式结构，内设置有电池组放置区域，并且底壳上还设置有格栅插槽7与导流板2；格栅1，该格栅为网状结构，可以滤除一部分空气中的灰尘与较大的沙粒，通过格栅插槽7与底壳4相连，安装拆卸方便，便于清洗；导流板2，导流板2与底壳4为一体结构，该导流板对气流进行疏导，可以增加冷却空气在电池包内的流径；上盖6，为底壳4上方的盖板，用于封装电池组3；散热风扇5，设置在底壳两侧，每侧两个呈上下排列方式，对电池包内空气进行抽吸，可将电池包内热气流抽出，实现强制散热。
优选地，所述外壳包括底壳4和上盖6，其中，所述电池组放置区域设置在所述底壳内，所述导流板2与底壳4为一体结构。
优选地，所述两块导流板2位于所述格栅1两侧，导流板2长度短于底壳4长度，距底壳后部的最佳间隙为40mm。
优选地，所述底壳4的冷却空气入口处，设置有网状结构的进气格栅1，用于滤除一部分空气中杂物，格栅1通过格栅插槽7与底壳相连，安装方式为抽插式结构，方便实现定期除尘清洗；。
优选地，所述底壳4两侧各安装有两个所述散热风扇5，所述散热风扇5直径为120mm。
优选的，所述电池组3平铺于底壳的电池组放置区域内。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。以下结合附图，详细说明本发明的特征和优点。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为电动汽车电池包布置位置示意图；
图2为IFP1电池包底壳的结构示意图；
图3为新型电池包结构示意图；
图4为新型电池包上盖；
图5为新型电池包底壳；
图6为新型电池包格栅与插槽结构。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了本发明的工作原理与流程说明，以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如图1所示，电池包B布置在乘员舱A与车的底盘之间，空气由箭头所指方向，从汽车的前舱进入电池包，对电池组进行冷却后，从车身尾部排出热量。
如图2所示，为IFP1型电池包的底壳结构，由于设计上的缺陷，使得空气进入电池包后并没有与电池组充分接触，且电池单体间排列紧密，导致电池包内空气流速缓慢，因此，电池工作时产生的热量无法及时排出，电池包后部及边缘的热量不断累积，造成电池包边缘及远离空气入口处的电池温度过高，电池单体间温差过大，电池放电效率大幅降低，进而导致电动汽车性能大幅下降。
如图3-图6所示，本发明由1、格栅，2、导流板，3、单体动力电池，4、底壳，5、散热风扇，6、上盖构成。其中，底壳4为上方敞口的方形箱式结构，底壳4的上方敞口处由上盖6密封，所述上盖6通过螺钉与底壳4相固定，在底壳4的前端设有格栅1，在格栅1两侧，加装有两块导流板2，导流板2长度比电池包底壳4长度略短，导流板2前端与格栅1的两侧紧密贴合，导流板2后端距底壳4后端留有一段距离，经过仿真与试验相互验证，最佳距离为40mm，导流板2的宽度与底壳4的高度一致，所述两块导流板2经格栅隔出一条导流通道，将电池组由中间分为两部分，在底壳4两侧靠近空气入口方向各安装有两个散热风扇5，每一侧的两个散热风扇布置形式为上下布置。
如图3所示，箭头所指方向为空气来流方向，冷却空气由格栅1处进入电池包，空气流经由导流板2阻隔出的导流通道，直至导流板2的末端，由于导流板2的长度短于底壳4的总长，冷却空气被挤入电池组所在的电池包两侧，底壳4的两侧加装的散热风扇5，对电池包内的空气进行抽吸，空气最终夹带着电池组产生的热量由散热风扇5处流出。加装导流板2后，冷却空气在电池包内的流径大幅增加，与电池单体间的接触也更加充分，有利于带走更多的热量，并且由于散热风扇5的抽吸作用，加速了电池包内空气的流速，使得电池工作时产生的热量能更快的被排出电池包外，保证了电池能在良好的温度区间内工作。
通过改进，申请人再次进行了实验验证，与IFP1型电池包相比，本发明：一种新型空气散热型电动汽车电池包，其内部电池组工作时的最高温度下降了约6℃，电池组的高温区域基本消失，电池组整体温度处于18-43℃的最佳工作温度区间内，电池单体间温差缩小了3.8℃，能保证电池组的放电效率在80%以上，说明该发明具有较优秀的空气散热性能。 

Claims (4)

1.一种新型空气散热型电动汽车电池包，其特征在于：底壳4，该底壳为上端敞口的方形箱式结构，内设置有电池组放置区域，并且底壳上还设置有格栅插槽7与导流板2；格栅1，该格栅为网状结构，可以滤除一部分空气中的杂物，通过格栅插槽7与底壳4相连，安装方式为抽插式结构，方便实现定期除尘清洗；导流板2，导流板2与底壳4为一体结构，主要是将前端进入的冷却气流引至边缘及后端局部高温区域，起导流作用；上盖6，为底壳4上方的盖板，用于封装电池组3；散热风扇5，设置在底壳两侧，每侧两个呈上下排列方式，对电池包内空气进行抽吸，可将电池包内热气流抽出，实现强制散热。
2.根据权利要求1所述的一种新型空气散热型电动汽车电池包，其特征在于：在空气进入电池包处，加装格栅1，该格栅为网状结构，可以滤除一部分空气中的杂物，通过插槽7与底壳4相连，安装方式为抽插式结构，方便实现定期除尘清洗。
3.根据权利要求1所述的一种新型空气散热型电动汽车电池包，其特征在于：用于散热的风扇5加装于电池包的两侧，每侧各两个，每一侧的两个风扇为上下布置，风扇的电源由电池包内的电池组提供。
4.根据权利要求1或2所述的一种空气散热型电动汽车电池包，其特征在于：在格栅1两侧装有导流板2，导流板2与底壳4为一体结构，导流板2为长方形结构，导流板2的宽度与电池包底壳4的高度一致，导流板2前端与格栅1的两侧紧密贴合，导流板2的长度略短于底壳4的总长，导流板2后端距底壳4后端留有一段距离。
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