CN106299535A - 电池组散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组散热系统，包括外框架，所述外框架内部设置数个电池模块，所述电池模块可以在外框架内部推拉式移动，所述电池模块与外框架背部接触的端部上设置A、B两组固定桩，所述固定桩为中空结构并且与电池模块内部相通，所述外框架背部设置进风管和出风管，所述进风管上设置容纳A组固定桩的插槽，所述出风管上设置容纳B组固定桩的插槽，所述进风管有且仅有一端开口，所述进风管开口端设置与其连通的入风柱，所述出风管有且仅有一端开口，所述出风管开口端设置与其连通的出风柱，所述电池模块与外框架之间设置锁止装置。本发明的电池组散热系统能够有效缩小电池组系统的体积，并且保证优异的散热性能。

Description

电池组散热系统
技术领域
本发明公开了一种锂离子电池用的易维护的电池组散热系统。
背景技术
储能/电动汽车的电力系统是由多个电池模块组成的，而且多采用固定电池架来容纳电池模块。特别是应用在电动大巴领域，为满足电池模块固定的严苛要求，对于组装成长条形的电池模块来说，将安装面与电池架直接锁死是现有技术中的常用手段。
然而，这种固定方式会带来诸多维护上的不便。电池模块在电池架中的安装形式是上下、左右堆叠，虽然各电池模块之间在物理上是相对独立的，但是在安装时仍然按照堆栈的规则次序进行。在长时间运行之后，需要对其中某个或某些电池模块进行维护，则要按照出栈的规则次序拿出其他无需更换的电池模块，卸下更多的连接线，再拿出需要维护的电池模块，施工难度加大，降低了维护效率。
申请号为CN201220165447.0，名称为“纯电动工程车快换电池箱”的专利中公开了一种抽屉式框架的电池组，将电池模块设置于抽屉之中，并且在电池模块的安装面上设置与电池架固定的锁紧装置，解决了现有技术存在的拆卸不方便，布线不合理的问题；但事实上，抽屉式的固定方式稳固性较差，专利中也只是对电池模块的一端进行锁紧，而深入车体的另外一端没有设置固定装置。
申请号为CN200920172815.2，名称为“具有四箱电池箱的电动货车底盘及其电池箱更换系统”的专利中公开了一种将四箱电池箱组合而成的供电系统，其中也是使用了抽屉式的结构，便于电池组的抽取。但是从附图中可以看出，该方案中的电池组的贯穿深度为整个车体的宽度，在对电池系统进行维护时可以从任何一边卸下。而且从常识来看，这种电池箱的固定结构的稳定性是基于单个电池箱的两头与电池架之间均设置锁紧装置。但是这种结构有很大局限性，特别是用于电动大巴车的时候，大巴车内空间非常有限,还要安装其他设备的情况下,单个电池模块的长度不能贯穿整个大巴，需要取出电池模块，就必须从单侧的开口拿出，如果电池模块的另外一侧与电池架之间也设置锁紧装置的话，必须将整个电池架取出，从后面打开锁紧装置，这也增加了维护的难度，没有完全解决电池模块从电池架中取出不便的问题。
对于电动汽车来说，装载的电池组的重量和体积都有严格要求，在此前提下，框架内的电池组之间的间隙往往很小，因此也带来了散热的问题，特别是单个电池组/模块内的电池单体的散热问题。申请号为CN201010107239.0，名称为“电动客车电池组自动控制冷却装置”的发明公开了一种冷却装置，在容纳电池的框架四周设有风道管，风道管上设有数个风孔，风孔对准电池组中间的缝隙，每组电池中间隔缝隙中设有冷却管，各组冷却管相互连通，并且在冷却管内流通冷却液。实际上这种方案增加了整个电池系统的体积，电池组与电池组之间必须预留一定的管道和空气的流通空间，而且这个空间越大，对散热越有利，同时这个方案中也只能做到对单个电池组的外部进行散热，无法为电池组内部的电池单体带来很好的散热效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种易维护的电池组散热系统，包括外框架，所述外框架内部设置数个电池模块，电池模块可以在外框架内部推拉式移动，所述电池模块与外框架背部接触的端部上设置两组固定桩，所述两组固定桩包括A组固定桩和B组固定桩，所述固定桩为中空结构并且与电池模块内部相通，所述外框架背部设置进风管和出风管，所述进风管和出风管互相隔绝,所述进风管上设置容纳A组固定桩的插槽，所述出风管上设置容纳B组固定桩的插槽，所述进风管有且仅有一端开口，所述进风管开口端设置与其连通的入风柱，所述出风管有且仅有一端开口，所述出风管开口端设置与其连通的出风柱，所述电池模块与外框架之间设置锁止装置。
易维护电池组散热系统使用在电动大巴上时，电池模块只需从电池架上单侧取出，在电池模块靠近外框架背部的端部设置两组固定桩，将电池模块推入外框架中，固定桩与外框架背部结合从而固定住电池模块，使其不发生平移，最后通过设置在电池模块与外框架之间的锁止装置完全固定住电池模块；当需要对其中个别电池模块进行更换时，首先打开锁止装置，然后直接抽出故障电池模块即可。
固定桩为中空结构并且与电池模块内部连通，所述外框架背部设置进风管和出风管，所述进风管上设置容纳A组固定桩的插槽，A组固定桩与进风管结合之后，散热风从进风管通过A组固定桩进入电池模块内部；所述出风管上设置容纳B组固定桩的插槽，B组固定桩与出风管结合之后，散热风通过B组固定桩流出，从而在单个电池模块内完成风冷循环。
进风管有且仅有一端开口，所述进风管开口端设置与其连通的入风柱，所述出风管有且仅有一端开口，所述出风管开口端设置与其连通的出风柱，这种结构能够使得散热结构更加紧凑，依托于现有的框架结构，使得整个电池系统的体积、能量密度更高。
作为优选，所述A组固定桩包括两个固定桩。
电池模块推入外框架之后，端板上设置的A组固定桩插入外框架背部进风管的插槽中，从而防止电池模块在外框架内发生晃动，最后通过锁止装置将其锁定在外框架上将电池模块完全固定，设置两个固定桩作为A组固定桩之后，提升了固定效果，也能有效防止固定桩在长时间震动后变形。从便于电池模块散热的角度看，设置两个固定桩与进风管连接后，对于电池模块就存在两个入风口，加大入风量，提升冷却效率。
作为优选，所述B组固定桩包括两个固定桩。
电池模块推入外框架之后，端板上设置的B组固定桩插入外框架背部出风管的插槽中，从而防止电池模块在外框架内发生晃动，并且与A组固定桩形成配合，最后通过锁止装置将其锁定在外框架上将电池模块完全固定。设置两个固定桩作为B组固定桩之后，提升了固定效果；从便于电池模块散热的角度看，设置两个固定桩与出风管连接后，对于电池模块就存在两个出风口，加大出风量，提升冷却效率
作为优选，所述固定桩包括圆台形固定桩，所述圆台形固定桩距离电池模块端部越近则截面的周长越长、距离外框架背部越近则截面的周长越短。
电池模块完全推入外框架之后，电池模块端板上的固定桩插入对应的进风管/出风管中，固定桩包括圆台形固定桩，并且圆台形固定桩与电池模块端部越近则截面的周长越长、与外框架北部越近则截面的周长越短，使得电池模块推入外框架时更加容易。
作为优选，所述固定桩内设置支撑网格，所述支撑网格从固定桩的顶面延伸至底面。
电池模块在外框架中的位置靠固定桩和锁止装置共同固定，而且固定桩受横向剪切力的影响，稳固性的要求较高。在固定桩内设置支撑网格，并且支撑网格从固定桩的顶面延伸至底面，可以有效增强固定桩的强度，而且网格的中空形态也留出了散热气流进出的通道，保证散热的效果。
作为优选，所述固定桩外部设置密封圈，所述A组固定桩与进风管之间密封连接，所述B组固定桩与出风管之间密封连接。
固定桩外部设置密封圈，A组固定桩与进风管之间密封连接，B组固定桩与出风管之间密封连接。设置密封圈使得固定桩与进风管之间结合的密封性更高，散热气流在导入固定桩时候的损耗更小，对于相对密封的电池模块来说，进入电池模块的风量越大，带走的热量也就越多，散热效果也就越好。
作为优选，所述入风柱和出风柱互相平行，并且分别设置在外框架背部的相对两侧，所述进风管与入风柱垂直设置，所述出风管与出风柱垂直设置。
入风柱和出风柱互相平行，所述进风管与入风柱垂直设置，所述出风管与出风柱垂直设置，在保证散热效果的前提下，紧凑的结构有利于提高电池组的体积密度。
使用了本发明提供的技术方案之后，利用电池模块可以从外框架单侧取放的特点，对单个电池模块的维护更加方便，避免了必须通过固定的顺序对电池模块进行取放的缺陷。通过对电池模块端部和外框架进行相互配合的改进，提升了固定强度，而且减小了整个系统的体积，整体能量密度更高；同时通过固定桩向电池模块内导入散热风，待散热风在电池模块内循环带走热量后，再通过另外一组固定桩将散热风排出，提升了电池模块的散热效果。
附图说明
图1是本发明公开的一种电池组散热系统的外框架的背部结构示意图；
图2是本发明公开的一种电池组散热系统的电池模块的端部结构示意图；
其中1.外框架背部，11.进风管，12出风管，111.入风柱，112.出风柱，13.加强筋，14.插槽，2.电池模块，21.A组固定桩，22.B组固定桩，211.支撑网格。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明公开了一种易维护电池组散热系统，特别适用于电动大巴，它包括外框架，外框架内部设置数个电池模块2，电池模块2推拉式地设置在外框架内部，电池模块2可以从电池架上单侧取放，便于对外框架内的故障电池模块2单独取放。电池模块2靠近外框架背部1的端部设置两组固定桩，两组固定桩分别为A组固定桩21和B组固定桩22，A组固定桩21包括两个固定桩，B组固定桩22包括两个固定桩，固定桩为中空结构并且与电池模块2内部连通，引入的散热风通过A组固定桩21进入电池模块2内，待散热风在电池模块2内循环后通过B组固定桩22排出。
固定桩为圆台形固定桩，圆台形固定桩与电池模块2端部越近则截面的周长越长、与外框架背部1越近则截面的周长越短，由于电池模块2在外框架中的位置靠固定桩和锁止装置共同固定，固定桩受横向剪切力的影响，稳固性的要求较高，在固定桩内设置支撑网格211，并且支撑网格211从固定桩的顶面延伸至底面可以有效增强固定桩的强度，而且网格的中空形态也留出了散热气流进出的通道，保证散热的效果。
外框架背部1设置进风管11和出风管12，进风管11上设置容纳A组固定桩21的插槽14，出风管12上设置容纳B组固定桩22的插槽14，固定桩外部设置密封圈，A组固定桩21与进风管11之间密封连接，B组固定桩22与出风管12之间密封连接，进风管11和出风管12之间设置加强筋13，进风管11有且仅有一端开口，进风管11开口端设置与其连通的入风柱111，出风管12有且仅有一端开口，出风管12开口端设置与其连通的出风柱112，电池模块2与外框架之间设置锁止装置，入风柱111和出风柱112互相平行，进风管11与入风柱111垂直设置，出风管12与出风柱112垂直设置,入风柱111接入正压气流，出风柱112接入负压气流，入风柱111与进风管11相对外界密封，出风柱112与出风管12相对外界密封。

Claims (10)

1.一种电池组散热系统，包括外框架，所述外框架内设置多个电池模块，所述电池模块可以在外框架内推拉式移动，其特征在于：所述电池模块与外框架背部接触的端部上设置A组固定桩和B组固定桩，所述A组固定桩和B组固定桩均为中空结构并且与电池模块内部相通，所述外框架背部设置进风管和出风管，所述进风管上设置容纳A组固定桩的插槽，所述出风管上设置容纳B组固定桩的插槽，所述进风管有且仅有一端开口，所述进风管开口端设置与其连通的入风柱，所述出风管有且仅有一端开口，所述出风管开口端设置与其连通的出风柱，所述电池模块与外框架之间设置锁止装置。
2.根据权利要求1所述的电池组散热系统，其特征在于：所述A组固定桩包括两个固定桩。
3.根据权利要求1所述的电池组散热系统，其特征在于：所述B组固定桩包括两个固定桩。
4.根据权利要求1至3任一所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩包括圆台形固定桩，所述圆台形固定桩距离电池模块端部越近则横截面的周长越长、距离外框架越近则横截面的周长越短。
5.根据权利要求1至3任一所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩内设置支撑网格，所述支撑网格从固定桩的顶面延伸至底面。
6.根据权利要求4所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩内设置支撑网格，所述支撑网格从固定桩的顶面延伸至底面。
7.根据权利要求1至3、6任一所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩外部设置密封圈，所述A组固定桩与进风管之间密封连接，所述B组固定桩与出风管之间密封连接。
8.根据权利要求4所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩外部设置密封圈，所述A组固定桩与进风管之间密封连接，所述B组固定桩与出风管之间密封连接。
9.根据权利要求5所述的电池组散热系统，其特征在于：所述固定桩外部设置密封圈，所述A组固定桩与进风管之间密封连接，所述B组固定桩与出风管之间密封连接。
10.根据权利要求1所述的电池组散热系统，其特征在于：所述入风柱和出风柱互相平行，所述进风管与入风柱垂直设置，所述出风管与出风柱垂直设置。
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