CN105895993A - 一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构 - Google Patents

一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，包括电池箱体，设置于电池箱体上部与电池箱体形成密封结构的顶盖密封组件；电池箱体与顶盖板之间自下而上依次设置有底部支撑板和电池组，电池组由3组电池单元并联而成，相邻电池单元之间预留有气流通过的间隙；电池组通过电池组固定板紧固于底部支撑板；底部支撑板中心与设置于中间位置的电池单元相对的部位设置有通气孔。本发明利用自然热对流效应，通过导流设计，使箱体内部形成制定的气流循环，达到控制内部环境温度，降低不同电池单元之间的温度差，提高电池使用寿命。

Description

一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构
技术领域
本发明涉及纯电动汽车动力用电池技术领域，特别涉及一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构。
背景技术
动力电池组作为新能源汽车唯一的动力核心，其成组性能是影响电动汽车整车性能的关键。通常情况下，新能源汽车电池组是由若干小容量的单体电芯经过并联、串联整合成大容量的电池模组，模组再经并联、串联并且辅以相关电源管理元器件最终集成电池包系统。由于环境温度的变化，引起各个电芯之间温度差异，导致电池包整体性能参数下降，甚至降低电池寿命，因此，电池组热管理是影响电池包性能的关键因素。
电池热管理有两个重要参数，第一是所有电芯的平均温度，第二是温度梯度，即不同电芯之间的温度差异。针对不同的电芯，会有一个最佳温度范围，而各个电芯的温度差异越小越好。现有用于纯电动汽车动力用的电池包模组由于设计缺陷，致使靠近外侧的电池单元外围温度较低，而位于中心位置的电池单元外围温度极高，形成较大的温度差，如图1所示，假设电池单元的发热量相同，由于空间位置造成的散热条件差异引起热边界的不同，造成中心电池单元温度高，而边缘电池单元温度低的现象，随着电池组数量的增大，这种热量在中心的集聚效应越明显，电池模块之间的温度差就越高，这一缺陷一定程度上限制了电池使用寿命。
基于以上分析，我公司成立项目部，经过长期的现场测试和试验研究，设计一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，简化动力电池包的加工工艺，降低生产成本，提高电池包的防尘等级，提高电池包的强度和刚性。
发明内容
本发明的目的是，针对现有动力电池存在的技术问题，设计一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，利用自然热对流效应，通过导流设计，使箱体内部形成制定的气流循环，达到控制内部环境温度，降低不同电池单元之间的温度差，提高电池使用寿命，避免提供气流源，增加强制气流装备等所带来的设计费和加工费，降低成本，促进纯电动汽车产业发展。
本发明通过以下技术方案实现：
一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，结构包括电池箱体(5)，设置于电池箱体(5)上部与电池箱体(5)形成密封结构的顶盖密封组件(1)；
所述电池箱体(8)与顶盖板(1)之间自下而上依次设置有底部支撑板(4)和电池组(2)，电池组(2)由3组电池单元(21)并联而成，相邻电池单元(21)之间预留有气流通过的间隙；
所述电池组(2)通过电池组固定板(3)紧固于底部支撑板(4)；
所述底部支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置有通气孔(41)；
所述电池箱体(5)设置为由箱体侧板(51)和箱体底板(52)拼接而成；
所述箱体侧板(51)外侧加工有铝挤出散热侧壁(5102)，箱体侧板(51)内侧加工有用于支撑底部支撑板(4)的支撑板定位支撑座(5101)；
所述底部支撑板(4)支撑于支撑板定位支撑座(5101)上，底部支撑板(4)与箱体底板(52)之间的垂直方向预留有预埋螺母的间隙；
所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与顶盖板(1)之间顶留有20～30mm的气流间隙。
进一步，所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20mm的气流间隙。
进一步，所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20mm的气流间隙。
进一步，所述电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20mm的气流间隙。
进一步，所述顶盖板(1)由0.5毫米的铝薄板冲压而成。
进一步，所述箱体侧板(51)为铝挤压型材加工而成。
本发明提供了一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，与现有技术相比，有益效果在于：
本发明设计的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，电池组(2)通过电池组固定板(3)紧固于底部支撑板(4)，电池组(2)与电池箱体(5)及顶盖板(1)不直接接触，在电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20～30mm的气流间隙；在电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20～30mm的气流间隙；在电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20～30mm的气流间隙，与此同时，底部支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置有通气孔(41)，此种设计结构，便于电池运行过程中产生的热气流在内部流通，有助于内部热交流，侧壁的冷却气流直接导入底部支撑板(4)中心，直接与位于中心位置的电池单元(21)接触，使得位于中心位置温度较高的电池单元(21)能够优先得到冷却，降低由于集聚效应引起的电池单元(21)之间的温度差异，提高电池使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中电池热量集聚效应结构示意图。
图2为本发明中纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构示意图。
图3为本发明中热气流循环结构示意图。
图4为本发明中电池组承接结构示意图。
图5为本发明中底部支撑板的结构示意图。
具体实施方式
参阅附图1、图2、图3、图4及图5对本发明做进一步描述。
本发明涉及一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，结构包括电池箱体(5)，设置于电池箱体(5)上部与电池箱体(5)形成密封结构的顶盖密封组件(1)；
所述电池箱体(8)与顶盖板(1)之间自上而上依次设置有底部支撑板(4)和电池组(2)，电池组(2)由3组电池单元(21)并联而成，相邻电池单元(21)之间预留有气流通过的间隙；
所述电池组(2)通过电池组固定板(3)紧固于底部支撑板(4)；
所述底部支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置有通气孔(41)；
所述电池箱体(5)设置为由箱体侧板(51)和箱体底板(52)拼接而成；
所述箱体侧板(51)外侧加工有铝挤出散热侧壁(5102)，箱体侧板(51)内侧加工有用于支撑底部支撑板(4)的支撑板定位支撑座(5101)；
所述底部支撑板(4)支撑于支撑板定位支撑座(5101)上，底部支撑板(4)与箱体底板(52)之间的垂直方向预留有预埋螺母的间隙；
所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20～30mm的气流间隙。
优选地在，作为改进，所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20mm的气流间隙。
优选地在，作为改进，所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20mm的气流间隙。
优选地在，作为改进，所述电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20mm的气流间隙。
优选地在，作为改进，所述顶盖板(1)由0.5毫米的铝薄板冲压而成。
优选地在，作为改进，所述箱体侧板(51)为铝挤压型材加工而成。
与现有技术相比，本发明设计的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，电池组(2)通过电池组固定板(3)紧固于底部支撑板(4)，电池组(2)与电池箱体(5)及顶盖板(1)不直接接触，在电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20～30mm的气流间隙；在电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20～30mm的气流间隙；在电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20～30mm的气流间隙，与此同时，底部支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置有通气孔(41)，此种设计结构，便于电池运行过程中产生的热气流在内部流通，有助于内部热交流，侧壁的冷却气流直接导入底部支撑板(4)中心，直接与位于中心位置的电池单元(21)接触，使得位于中心位置温度较高的电池单元(21)能够优先得到冷却，降低由于集聚效应引起的电池单元(21)之间的温度差异，提高电池使用寿命。
本发明设计的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，在电池充放电过程中，由于内部电化学作用，会产生热量，加上前述图1所示的集聚效应，在箱内中心位置的温度相对较高，被加热的空气通过电池单元(21)之间的空隙不断上升，使得位于中间位置的电池单元(21)底部出现负压区，通过在底部 支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置通气孔(41)，将经过侧壁的冷却气流直接导入设置于中间位置的电池单元(21)的中心，使得温度较高的电池单元(21)能够优先得到冷却，降低由于集聚效应引起的电池之间的温度差异。
本发明设计的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，从功能性方面讲，在没有风扇的情况下，充分利用上升热气流为动力源，使内部形成气流循环，降低大量电池单元(21)成组带来的温度集聚效应，将温差控制在很小范围内，提升续航里程，延长电池寿命；从经济性方面讲，由于没有冷凝器、风扇、水冷管等强制散热装置，大大节省了生产成本、使用成本和维护成本。
按照以上描述，即可对本发明进行应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，部应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，结构包括电池箱体(5)，设置于电池箱体(5)上部与电池箱体(5)形成密封结构的顶盖密封组件(1)；
所述电池箱体(8)与顶盖板(1)之间自下而上依次设置有底部支撑板(4)和电池组(2)，电池组(2)由3组电池单元(21)并联而成，相邻电池单元(21)之间预留有气流通过的间隙；
所述电池组(2)通过电池组固定板(3)紧固于底部支撑板(4)；
所述底部支撑板(4)中心与设置于中间位置的电池单元(21)相对的部位设置有通气孔(41)；
所述电池箱体(5)设置为由箱体侧板(51)和箱体底板(52)拼接而成；
所述箱体侧板(51)外侧加工有铝挤出散热侧壁(5102)，箱体侧板(51)内侧加工有用于支撑底部支撑板(4)的支撑板定位支撑座(5101)；
所述底部支撑板(4)支撑于支撑板定位支撑座(5101)上，底部支撑板(4)与箱体底板(52)之间的垂直方向预留有预埋螺母的间隙；
所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20～30mm的气流间隙；
所述电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20～30mm的气流间隙。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，所述电池组(2)与箱体侧板(51)之间预留有20mm的气流间隙。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，所述电池组(2)与箱体底板(52)之间预留有20mm的气流间隙。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，所述电池组(2)与顶盖板(1)之间预留有20mm的气流间隙。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，所述顶盖板(1)由0.5毫米的铝薄板冲压而成。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力用气流热均衡性电池结构，其特征在于，所述箱体侧板(51)为铝挤压型材加工而成。
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