CN106981592A - 一种并联式风冷电池箱 - Google Patents

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彭雄斌
张健
李整
陈方圆
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Abstract

本发明涉及电动车领域，具体涉及一种并联式风冷电池箱，包括电池箱箱盖、电池箱箱体、进风管道和电池模组，所述电池箱箱盖盖设在所述电池箱箱体上，所述电池箱箱体底部设置有安装支架，侧壁设置有进风孔和出风孔，所述电池模组设置在所述安装支架上，所述电池箱箱体底部、电池模组、安装支架三者之间形成进气室，所述进风管道的进风口与所述电池箱箱体的进风孔连接，所述进风管道穿过所述安装支架，所述进风管道的出风口设置在所述进气室内，所述电池模组包括模组箱体和其内的若干电池，所述模组箱体的上端面和下端面均设置有导风孔。本发明有效解决电池箱电池散热、电池模组内部温度均衡及各电池模块间温度均衡问题，从而提高电池包寿命。

Description

一种并联式风冷电池箱
技术领域
本发明涉及电动车领域，具体涉及一种并联式风冷电池箱。
背景技术
随着社会发展，新能源电池得到了广泛的推广及使用，新能源汽车技术也在高速发展。受限于新能源汽车的装载空间，作为车辆主要能源存储原件的电池常以模组为单位紧密排列连接，以此保证整车的功率需求。紧凑分布的电池模组在车辆运行过程中产生大量热量，电池温升明显，严重缩短电池寿命。同时，由于模组内的电池温升情况不一致，模组间的温升情况也不尽相同，严重影响电池的一致性，最终缩短了整个电池包的使用寿命。
如何保证整个电池箱的电池散热效果及电池模组内、模组间的温度均衡，是新能源电池包散热设计的关键问题。目前常用的电池箱散热方法主要包括风冷、水冷及相变材料制冷的方法。由于水冷及相变材料制冷的方法成本较高、技术复杂且需要增加额外的设备，风冷是更为常用的方法。但是风冷方式存在温度均衡性难保证的问题，常见的风冷方式是串联方式和并联方式，基于温度均衡性的考虑，并联式风冷是更适用于新能源电池箱的散热方式。
目前实用的并联式风冷电池箱设计较少，如专利CN105024021A公开的一种并联式风冷电池箱，存在结构不紧凑、各模组散热情况一致性欠佳、没有充分考虑模组内部温度均衡性等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种并联式风冷电池箱，以解决电池箱电池散热、电池模组内部温度均衡及各电池模块间温度均衡问题。
为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种并联式风冷电池箱，包括电池箱箱盖、电池箱箱体、进风管道和电池模组，所述电池箱箱盖盖设在所述电池箱箱体上，所述电池箱箱体底部设置有安装支架，侧壁设置有进风孔和出风孔，所述电池模组设置在所述安装支架上，所述电池箱箱体底部、电池模组、安装支架三者之间形成进气室，所述进风管道的进风口与所述电池箱箱体的进风孔连接，所述进风管道穿过所述安装支架，所述进风管道的出风口设置在所述进气室内，所述电池模组包括模组箱体和其内的若干电池，所述模组箱体的上端面和下端面均设置有导风孔。工作中，电池发热，热气主要集中在模组箱体内。冷却风从电池箱箱体的进风孔进入电池箱，经过进风管道、进气室、模组箱体下端面导风孔进入模组箱体内，将电池产生的热量从模组箱体上端面导风孔带出，最后从电池箱箱体的出风孔排出。
所述电池模组还包括进口导风板和出口导风板，所述进口导风板倾斜设置在下端面之下，所述出口导风板倾斜设置在上端面之上。设置进口导风板和出口导风板，可以引导冷却风的流动，提高冷却效率。
所述进口导风板与下端面的平面夹角不小于3°，不大于5°，所述出口导风板与上端面的平面夹角不小于2°，不大于5°。该结构可以保证电池模组内部排列的各排电池的散热通道的压差、风速基本一致，提高电池模组内部散热均衡性。
所述进口导风板端面及出口导风板端面为样条曲面。该设计可以保证电池模组内部排列的各排电池的散热通道的压差、风速一致，进一步提高电池模组内部散热均衡性。
所述模组箱体的上端面和下端面的导风孔均匀分布，设置在所述电池之间间隙对应的位置。电池产生的热量主要集中在电池之间的间隙，导风孔设置在间隙对应的位置，能使冷却风更直接地与热量接触并带走，提高冷却效率，导风孔的均匀分布，能使冷却风均匀进入，确保冷却的均匀性。
所述进风管道包括主管和与其相连的若干支管，所述主管与进风孔连接，所述支管分散设置在所述进气室内。通过设置若干支管分散均匀分布，可以使进入的冷却风较均匀地到达各个电池模组。
所述电池模组有若干个，分为两列对称设置，所述主管设置在两列电池模组之间，所述支管分散设置在两列电池模组下方。该结构能够使进入的冷却风更加均匀地到达各个电池模组。
所述进风管道的出风口设置在远离电池箱宽度对称轴并靠近电池箱箱体内壁的位置。电池箱箱体底部靠近内壁处由于处于边缘角落位置而容易累积高温，进风管道出风口设置在该位置有利于冷却该位置的温度。
与现有技术相比，本发明通过设置电池箱箱体的进风孔出风控、进风管道、模组箱体的导风孔，再结合进口导风板和出口导风板，保证各电池模组进出口的气体压强、温度的一致性，从而确保各电池模组温度均衡，保证电池模组内部不同位置电池散热情况一致性，有效解决电池箱电池散热、电池模组内部温度均衡及各电池模块间温度均衡问题，从而提高电池包寿命。
附图说明
图1是电池箱箱体、进风管道、安装支架及两个电池模组的结构示意图；
图2是本发明的外部结构示意图；
图3是本发明去掉电池箱箱盖的结构示意图；
图4是安装支架和电池模组的结构示意图；
图5是电池箱箱体的结构示意图；
图6是安装支架的结构示意图；
图7是进风管道的结构示意图；
图8是电池模组安装方式的示意图；
图9是电池模组的立体结构示意图；
图10是电池模组的侧面结构示意图；
图11是模组箱体的结构示意图；
图12是电池模组内部的结构示意图；
图13是进口导风板的结构示意图；
图14是出口导风板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的结构如图1、图2、图3所示，包括电池箱箱盖2、电池箱箱体1、进风管道4和电池模组3。电池箱箱盖2盖设在电池箱箱体1上，电池箱箱体1底部设置有安装支架5，安装支架结构如图6所示，侧壁设置有进风孔11和出风孔12，如图5所示，电池模组3设置在安装支架5上，如图4所示。电池箱箱体1底部、电池模组3、安装支架5三者之间形成进气室。如图7所示，进风管道4的进风口与电池箱箱体1的进风孔11连接，进风管道4穿过安装支架5，进风管道4的出风口设置在进气室内。如图8、图9、图10、图11、图12所示，电池模组3包括模组箱体31和其内的若干电池312，模组箱体31的上端面314和下端面313均设置有导风孔311。
如图9、图10、图13、图14所示，电池模组3还包括进口导风板32和出口导风板33，进口导风板32倾斜设置在下端面313之下，出口导风板33倾斜设置在上端面314之上。进口导风板32与下端面313的平面夹角不小于3°，不大于5°。出口导风板33与上端面314的平面夹角不小于2°，不大于5°。进口导风板端面321及出口导风板端面331为样条曲面。如图12所示，模组箱体31的上端面314和下端面313的导风孔311均匀分布，设置在电池312之间间隙对应的位置。
进风管道4可设置为包括主管和与其相连的若干支管，主管与进风孔11连接，支管分散设置在进气室内。如图1、图3、图4所示，电池模组3可设置若干个，分为两列对称设置，主管设置在两列电池模组3之间，支管分散设置在两列电池模组3下方。如图1、图7所示，进风管道4设置为一根主管和四根支管，支管的出风口均设置在远离电池箱宽度对称轴并靠近电池箱箱体内壁的位置。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种并联式风冷电池箱，其特征在于，包括电池箱箱盖、电池箱箱体、进风管道和电池模组，所述电池箱箱盖盖设在所述电池箱箱体上，所述电池箱箱体底部设置有安装支架，侧壁设置有进风孔和出风孔，所述电池模组设置在所述安装支架上，所述电池箱箱体底部、电池模组、安装支架三者之间形成进气室，所述进风管道的进风口与所述电池箱箱体的进风孔连接，所述进风管道穿过所述安装支架，所述进风管道的出风口设置在所述进气室内，所述电池模组包括模组箱体和其内的若干电池，所述模组箱体的上端面和下端面均设置有导风孔。
2.根据权利要求1所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述电池模组还包括进口导风板和出口导风板，所述进口导风板倾斜设置在下端面之下，所述出口导风板倾斜设置在上端面之上。
3.根据权利要求2所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述进口导风板与下端面的平面夹角不小于3°，不大于5°，所述出口导风板与上端面的平面夹角不小于2°，不大于5°。
4.根据权利要求2所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述进口导风板端面及出口导风板端面为样条曲面。
5.根据权利要求1所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述模组箱体的上端面和下端面的导风孔均匀分布，设置在所述电池之间间隙对应的位置。
6.根据权利要求1所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述进风管道包括主管和与其相连的若干支管，所述主管与进风孔连接，所述支管分散设置在所述进气室内。
7.根据权利要求6所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述电池模组有若干个，分为两列对称设置，所述主管设置在两列电池模组之间，所述支管分散设置在两列电池模组下方。
8.根据权利要求1所述的并联式风冷电池箱，其特征在于，所述进风管道的出风口设置在远离电池箱宽度对称轴并靠近电池箱箱体内壁的位置。
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