CN107394314B - 一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱 - Google Patents

一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，电池箱壳体内自上而下依次设置有上层电池包、上层安装板、下层电池包和下层安装板，电池箱壳体的外底面上安装有散热器，上层电池包与上层安装板、下层电池包与下层安装板、下层安装板与电池箱壳体的内底面、散热器与电池箱壳体的外底面之间均安装导热填料；电池箱壳体内安装有通过液体管路连通的液冷泵和储液器，液体管路依次连接液冷泵、贯穿上层安装板、贯穿下层安装板，穿出电池箱壳体，贯穿散热器的顶部安装面并迂回，穿入电池箱壳体连接液冷泵形成回路；本发明通过一个循环的液冷回路排散电动汽车电池的热量，低温时，通过薄膜电加热器或电加热丝对电池包加热控温，从而低温启动。

Description

一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱
技术领域
本发明属于电动汽车电池箱技术领域，特别涉及一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱。
背景技术
电动汽车作为一种绿色、环保的新型交通工具，逐渐受到广大消费者的喜爱，特别是在空气污染的北方地区，为减少对空气的污染，不少城市采取了严格的私家车限行措施。为解决交通出行问题，各地政府鼓励选用电动汽车。而目前因电动汽车的电池箱热控难题，制约着电动汽车的推广应用。目前电动汽车电池箱大都不采取热控措施，通过电池箱的自然对流与空气换热，将其产生的热量排散至空气中。对于废热较少的电池箱，这种方式能够满足电池箱散热的需求，但是采用这种电池箱的电动汽车无法在夏季高温环境下长时间长路程的行驶，很容易导致电池箱中心区域的电池包超温，降低电池包的性能和可靠性，甚至导致电池箱发生爆炸，造成人员伤亡，此外无散热措施的电池箱也制约着电动汽车的续航能力。此外在北方冬季寒冷的环境下，电动汽车长时间停放启动时，因电池箱无加热保温措施，温度很容易降至-10℃以下，导致电动汽车开机时无法放电，从而无法启动的问题。
为解决电动汽车电池箱散热和保温的热控难题，本发明提出了一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱热控制方法，可以有效的解决电池箱放电时废热排散以及长时间停放时保温的需求。
发明内容
本发明提供一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，以解决现有技术中电动汽车热排散和低温启动的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，包括一个密封的电池箱壳体5，所述电池箱壳体5内自上而下依次设置有上层电池包6、上层安装板8、下层电池包9和下层安装板10，所述电池箱壳体5的外底面上安装有散热器4，所述上层电池包6与上层安装板8之间、下层电池包9与下层安装板10之间、下层安装板10与电池箱壳体5的内底面之间、散热器4与电池箱壳体5的外底面之间均安装导热填料7；所述电池箱壳体5内还包括通过液体管路3连通的液冷泵1和储液器2，所述储液器2的顶部伸出于电池箱壳体5，且储液器2的顶面上设置有传热工质加注入口，液体管路3依次连接液冷泵1、然后贯穿上层电池包6与下层电池包9之间的上层安装板8、再贯穿下层电池包9与电池箱壳体5下底面之间的下层安装板10，然后穿出电池箱壳体5下底面位于电池箱壳体5外，贯穿散热器4的顶部安装面并迂回，再穿入电池箱壳体5下底面回到电池箱壳体5内，连接液冷泵1形成回路。
进一步的，位于上层电池包6和下层电池包9中部的电池包上缠绕有薄膜电加热器（或电加热丝），且各个薄膜电加热器（或电加热丝）之间串联连接。
进一步的，所述上层安装板8和下层安装板10的下表面均开设有槽道，所述液体管路3钎焊固定于上层安装板8或下层安装板10的槽道内，强化液体管路3与上层安装板8或下层安装板10之间的换热。
进一步的，所述散热器4的顶部安装面上设有槽道，所述液体管路3钎焊固定于散热器4的槽道内，强化液体管路3与散热器4之间的换热。
进一步的，所述散热器4的散热翅片的延伸方向与电动汽车的前进方向平行，确保在电动汽车行驶过程中散热器与空气之间有良好的换热。
进一步的，所述储液器2与电池箱壳体5之间的间隙通过涂覆的密封胶固封。
进一步的，所述液体管路3在电池箱壳体5底面的开孔进出电池箱壳体5内外，且液体管路3与电池箱壳体5之间的间隙通过涂覆的密封胶固封。
进一步的，所述储液器2和液体管路3的材质均为不锈钢，所述散热器4、上层安装板8和下层安装板10的材质均为铝合金，所述电池箱壳体5的材质为碳纤维，所述导热填料7为导热硅脂或者导热胶垫。
进一步的，所述储液器2和液体管路3中的传热工质在常压下，温度-30-70℃时为液体。
优选的，所述传热工质为乙二醇、酒精与水的混合液。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过一个循环的液冷回路排散电动汽车电池的热量，低温时，通过薄膜电加热器（或电加热丝）对电池包进行加热控温，从而解决低温启动的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构放大图；
图3是图2的侧视图；
其中：1-液冷泵，2-储液器，3-液体管路，4-散热器，5-电池箱壳体，6-上层电池包，7-导热填料，8-上层安装板，9-下层电池包，10-下层安装板，11-电加热丝。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示，一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，包括一个密封的电池箱壳体5，所述电池箱壳体5内自上而下依次设置有上层电池包6、上层安装板8、下层电池包9和下层安装板10，所述电池箱壳体5的外底面上安装有散热器4，所述上层电池包6与上层安装板8之间安装导热填料7，强化上层安装板8与上层电池包6之间的换热，下层电池包9与下层安装板10之间安装导热填料7，强化下层电池包9与下层安装板10之间的换热，下层安装板10与电池箱壳体5的内底面之间安装导热填料7，强化下层安装板10与电池箱壳体5之间的换热，散热器4与电池箱壳体5的外底面之间安装导热填料7，强化散热器4与电池箱壳体5之间的换热；所述电池箱壳体5内侧壁上安装有液冷泵1，所述电池箱壳体5的内顶面上安装有储液器2，所述储液器2的顶部伸出于电池箱壳体5，且储液器2的顶面上设置有传热工质加注入口，所述电池箱壳体5内液冷泵1和储液器2通过液体管路3连通，所述液体管路3依次连接液冷泵1、贯穿上层电池包6与下层电池包9之间的上层安装板8、再贯穿下层电池包9与电池箱壳体5下底面之间的下层安装板10，然后穿出电池箱壳体5下底面位于电池箱壳体5外，贯穿散热器4的顶部安装面并迂回，再穿入电池箱壳体5下底面回到电池箱壳体5内，连接液冷泵1形成回路。
如1图中的虚线框内，位于上层电池包6和下层电池包9中部的电池包上缠绕有薄膜电加热器（或电加热丝11），且各个薄膜电加热器（或电加热丝11）之间串联连接。
所述上层安装板8和下层安装板10的下表面均开设有槽道，所述液体管路3钎焊固定于上层安装板8或下层安装板10的槽道内，强化液体管路3与上层安装板8或下层安装板10之间的换热。
所述散热器4的顶部安装面上设有槽道，所述液体管路3钎焊固定于散热器4的槽道内，强化液体管路3与散热器4之间的换热。
所述散热器4的散热翅片的延伸方向与电动汽车的前进方向平行，确保在电动汽车行驶过程中散热器与空气之间有良好的换热。
所述储液器2与电池箱壳体5之间的间隙通过涂覆的密封胶固封；所述液体管路3在电池箱壳体5底面的开孔进出电池箱壳体5内外，且液体管路3与电池箱壳体5之间的间隙通过涂覆的密封胶固封。
所述储液器2和液体管路3的材质均为不锈钢，所述散热器4、上层安装板8和下层安装板10的材质均为铝合金，所述电池箱壳体5的材质为碳纤维，所述导热填料7为导热硅脂或者导热胶垫。
所述储液器2和液体管路3中的传热工质在常压下，温度-30-70℃时为液体，优选的，所述传热工质为乙二醇、酒精与水的混合液。
本发明的原理：电池开始放电发热后，对液冷泵1供电，启动液冷泵，传热工质在液冷泵1的驱动下，首先流入上层安装板8中，吸收上层电池包6产生的热量，传热工质温度升高，之后传热工质在流入下层安装板10中，吸收下层电池包9产生的热量，传热工质温度持续升高，传热工质沿着液体管路3流入散热器4中，将吸收的电池包热量传递给散热器4，传热工质温度降低，散热器4通过强迫对流换热的途径将热量排散在空气中，温度降低后的传热工质循环流入液冷泵1中，形成一个循环，通过传热工质的循环流动实现电池包的热量排向空气中。随着液冷回路的持续工质，传热工质量会逐渐减小，当传热工质量低于液冷回路下限后，通过储液器2的传热工质加注入口，将液冷回路系统中添加传热工质。
因电池包的温度低于一定温度后，电池包将不会对外放电，因此通过薄膜电加热器（或电加热丝）对电池包进行加热控温。当电动汽车停止运行，处于关机状态时，电池箱内电池包的温度逐渐降低，当布置有薄膜电加热器（或电加热丝）的电池包的温度低于设定温度值后，该区域电池包放电，对其进行加热控温，从而确保该区域内电池包的温度不低于无法放电的温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：包括一个密封的电池箱壳体（5），所述电池箱壳体（5）内自上而下依次设置有上层电池包（6）、上层安装板（8）、下层电池包（9）和下层安装板（10），所述电池箱壳体（5）的外底面上安装有散热器（4），所述上层电池包（6）与上层安装板（8）之间、下层电池包（9）与下层安装板（10）之间、下层安装板（10）与电池箱壳体（5）的内底面之间、散热器（4）与电池箱壳体（5）的外底面之间均安装导热填料（7）；所述电池箱壳体（5）内还包括通过液体管路（3）连通的液冷泵（1）和储液器（2），所述储液器（2）的顶部伸出于电池箱壳体（5），且储液器（2）的顶面上设置有传热工质加注入口，液体管路（3）依次连接液冷泵（1）、然后贯穿上层电池包（6）与下层电池包（9）之间的上层安装板（8）、再贯穿下层电池包（9）与电池箱壳体（5）下底面之间的下层安装板（10），然后穿出电池箱壳体（5）下底面位于电池箱壳体（5）外，贯穿散热器（4）的顶部安装面并迂回，再穿入电池箱壳体（5）下底面回到电池箱壳体（5）内，连接液冷泵（1）形成回路；
所述储液器（2）和液体管路（3）中的传热工质在常压下，温度-30-70℃时为液体；
所述传热工质为乙二醇、酒精与水的混合液。
2.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：位于上层电池包（6）和下层电池包（9）中部的电池包上缠绕有薄膜电加热器或电加热丝（11），且各个薄膜电加热器或电加热丝（11）之间串联连接。
3.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述上层安装板（8）和下层安装板（10）的下表面均开设有槽道，所述液体管路（3）钎焊固定于上层安装板（8）或下层安装板（10）的槽道内。
4.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述散热器（4）的顶部安装面上设有槽道，所述液体管路（3）钎焊固定于散热器（4）的槽道内。
5.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述散热器（4）的散热翅片的延伸方向与电动汽车的前进方向平行。
6.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述储液器（2）与电池箱壳体（5）之间的间隙通过涂覆的密封胶固封。
7.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述液体管路（3）在电池箱壳体（5）底面的开孔进出电池箱壳体（5）内外，且液体管路（3）与电池箱壳体（5）之间的间隙通过涂覆的密封胶固封。
8.根据权利要求1所述的基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱，其特征在于：所述储液器（2）和液体管路（3）的材质均为不锈钢，所述散热器（4）、上层安装板（8）和下层安装板（10）的材质均为铝合金，所述电池箱壳体（5）的材质为碳纤维，所述导热填料（7）为导热硅脂或者导热胶垫。
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