CN108110165A - 一种新能源车用水冷电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源车用水冷电池包，包括一个下本体(1)和上盖(2)，上盖(2)为板材冲压制成，起覆盖和保护作用，上盖(2)通过锁紧螺母(22)与下本体(1)进行固定，在上盖(2)侧面还设有底部为螺柱形式的吊钩(21)；下本体(1)内安装有BCU电池控制单元(5)，多个电池模组(3)，冷却板(4)和冷却驱动水泵(6)。通过将电池模组上下分组夹住冷却板，通过将电池模组安装在一块独特设计的下本体中，然后通过上盖进行覆盖和保护，在这个前提下，通过冷却驱动水泵与冷却板的配合，对电池模组形成循环冷却回路。

Description

一种新能源车用水冷电池包
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，尤其是与新能源汽车的水冷电池包相关的技术领域。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
目前现有技术中，新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。这其中，电动汽车是目前最热门也最有发展前景的一个方向。从全球电动汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显，与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距，这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。电动汽车的电池是采用电池模组的方式构成，为了满足车辆使用要求，必须采取增加电池用量的方法,由此造成电动汽车装用大量的动力电池。
由于电池需要在一定的温度范围内工作，而汽车的工作温度范围则完全取决于使用环境，所以在考虑电池系统的环境使用条件的之后，往往需要一套相对复杂的散热(加热)系统来保证其全天候工作。从设计上考虑，冷却系统分为单体和电池组两个层次：1.单体级别：考虑的问题是将单体的热量散步出去，是考虑将单体与冷却系统进行有效连接。单体与冷却系统中使用的接口材料，需要从电气绝缘和热传导效率两个方面去考虑。2.电池组：从系统层面，液冷和风冷是两个整体性的考虑，需要从系统空间需求、散热效率和成本等多个方面去综合考虑。
在实际的电动大巴应用中，由于电池组容量大、体积大，相对来讲功率密度比较低，因此多采用风冷方案。而对于普通乘用车的电池组，其功率密度则要高得多。相应的，它对散热的要求也会更高，所以水冷的方案也更加普遍。这方面的现有技术，主要有：由北汽福田汽车股份有限公司申请的实用新型专利：一种水冷电池包(专利申请号为：CN201420622925.5)，该技术方案的水冷电池包通过将冷却结构与下箱体的底板固定连接，解决了电池包内的结构复杂对冷却结构的布置困难，而造成的电池包内的结构稳定性和可靠性差的问题，使电池包的结构简单、稳定性高，从而增加电池包的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种新能源车用水冷电池包，从电池模组的结构布置和内部散热等方面对现有的新能源汽车的电池组的技术方案进行改进，以促进新能源汽车的技术进步。
本发明是这样实现的：
首先，本发明的这种新能源车用水冷电池包，包括一个下本体和上盖，下本体的外部设置有螺栓孔或连接支架与车身连接实现装置与车辆的连接。上盖为板材冲压制成，起覆盖和保护作用，上盖通过锁紧螺母与下本体进行固定，在上盖侧面还设有底部为螺柱形式的吊钩，安装状态该吊钩旋入下本体内，安装时方便进行整体起吊；下本体内安装有BCU电池控制单元，多个电池模组，冷却板和冷却驱动水泵等部件。
其中，下本体整体为铸铝材质，下本体设有底板和侧板，下本体的底板四周边缘位置与侧板相连接，同时侧板上部设计有安装面，安装面上设置多个螺栓孔，用于与上盖的连接(即与上盖的吊钩连接)，底板内设置有多个电池模组安装孔位，同时设置有多个冷却板安装柱，同时设置有多个BCU安装孔位和冷却驱动水泵安装孔位。
为提升系统刚度和连接可靠度，受力较大的冷却板安装柱和电池模组安装孔位通过加强筋相连接。
另外，侧板侧部设置有水管连接端子和电池连接端子分别与冷却驱动水泵和BCU电池控制单元进行连接。电池模组上部开有四个安装凹槽，同时其内分别穿过内六角螺柱，同时中部设置有插接口凹槽，内设电池模组插接端。电池模组为上下两组，每组为3个横向排列。电池模组上下两组安装完成后将冷却板夹在中间位置。
进一步的，冷却板包括冷却面，冷却面为两个铝板焊合而成，夹层内连接有冷却金属管，同时冷却面上表面设置有多个开有内螺纹的模组连接柱，同时冷却面侧部设置有多个下本体连接凸起；时冷却面侧设置有连接固定端将冷却金属管进行固定，防止连接过程中出现损坏。
进一步的，BCU电池控制单元包括BCU本体，从其上引出多组线束；上组线束通过多个上组连接端子与上组电池模组连接，相应的，下组线束通过多个下组连接端子与下组电池模组连接，相应的，连接线束通过水泵连接端与冷却驱动水泵连接，外联端与电池连接端子相连接；BCU本体通过底部两侧的左连接凸台和右连接凸台采用螺栓连接的方式与BCU安装孔位进行连接实现固定，同时BCU本体上组线束、下组线束和连接线束进行连接实现对电池包的综合控制。
进一步的，冷却驱动水泵包括水泵体，优选的内部集成有温度传感器对冷却液温度进行测量，设插接端与BCU电池控制单元上的水泵连接端相连实现温度信号的传输与供电控制，同时水泵体上设置有冷却板进水口和冷却板出水口，与冷却板相连，同时设置有水泵进水口和水泵出水口与水管连接端子相连接，优选的外部设置有散热器，冷却水通过水泵进水口进入水泵加压后通过冷却板进水口进入冷却板内的冷却金属管内后通过冷却板出水口流回冷却驱动水泵内，冷却驱动水泵内冷却板出水口与水泵出水口连接，最终从水泵出水口流出形成冷却回路。
本发明的这种新能源车水冷电池包采用了独创性的设计，通过将电池模组上下分组夹住冷却板，通过将电池模组安装在一块独特设计的下本体中，然后通过上盖进行覆盖和保护，在这个前提下，通过冷却驱动水泵与冷却板的配合，对电池模组形成循环冷却回路。而且，由于本发明是将所有部件全部集成在一个由下本体与上盖构成的盒体中成为整体结构，使其安装和拆卸都十分便利，而又通过下本体的螺栓孔或连接支架与车身连接实现装置与车辆的连接，可以保证其连接的可靠性。本发明的技术方案能够解决新能源汽车电池组的散热问题，对于新能源汽车技术的进步和推广具有重大意义。
附图说明
图1是本发明的装置外部结构示意图；
图2是本发明的装置内部结构示意图；
图3是本发明的下本体结构示意图；
图4是本发明的电池模组结构示意图；
图5是本发明的冷却板结构示意图；
图6是电池模组上下两组安装完成后将冷却板夹在中间位置示意图；
图7是本发明的BCU电池控制单元结构示意图；
图8是本发明的冷却驱动水泵结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-2所示：首先，本发明的这种新能源车用水冷电池包包括一个下本体1和上盖2，上盖2为板材冲压制成，起覆盖和保护作用，上盖2通过锁紧螺母22与下本体1进行固定，在上盖2侧面还设有底部为螺柱形式的吊钩21，安装状态旋入下本体1内，安装时方便进行整体起吊，下本体1内安装有BCU电池控制单元5，多个电池模组3，冷却板4，冷却驱动水泵6等部件。
下面对各部件及其连接关系进行详细说明：
首先，是下本体1，下本体1整体为铸铝材质，保证轻量化，如图3所示，下本体1设有底板11和侧板12，下本体1的底板11四周边缘位置与侧板12相连接，同时侧板12上部设计有安装面13，安装面13上设置多个螺栓孔，用于与上盖2的连接，底板11内设置有多个电池模组安装孔位111，同时设置有多个冷却板安装柱112，同时设置有多个BCU安装孔位113和冷却驱动水泵安装孔位114。
优选的为提升系统刚度和连接可靠度，受力较大的冷却板安装柱112和电池模组安装孔位111通过加强筋115相连接。同时侧板12侧部设置有水管连接端子121和电池连接端子122分别与冷却驱动水泵6和BCU电池控制单元55进行连接。优选的，下本体1的外部设置有螺栓孔或连接支架与车身连接实现装置与车辆的连接。
如图4所示，电池模组3上部开有四个安装凹槽31，同时其内分别穿过内六角螺柱311，同时中部设置有插接口凹槽32，内设电池模组插接端321。本发明中电池模组3为上下两组，每组为3个横向排列，下组通过内六角螺柱311与电池模组安装孔位111连接实现固定，上组通过内六角螺柱311与模组连接柱411连接实现固定。
如图5所示，冷却板4包括冷却面41，冷却面41为两个铝板焊合而成，夹层内连接有冷却金属管42，同时冷却面41上表面设置有多个开有内螺纹的模组连接柱411，同时冷却面41侧部设置有多个下本体连接凸起412，安装状态下螺母穿过下本体连接凸起412后与下本体1内的冷却板安装柱112进行拧紧固定，实现固连。同时冷却面41侧设置有连接固定端43将冷却金属管42进行固定，防止连接过程中出现损坏。
如图6所示，电池模组3上下两组安装完成后将冷却板4夹在中间位置。
如图7所示，BCU电池控制单元5包括BCU本体53，从其上引出多组线束。上组线束521通过多个上组连接端子5211与上组电池模组3连接，相应的，下组线束522通过多个下组连接端子5221与下组电池模组3连接，相应的，连接线束523通过水泵连接端5231与冷却驱动水泵6连接，外联端5232与电池连接端子122相连接。BCU本体53通过底部两侧的左连接凸台531和右连接凸台532采用螺栓连接的方式与BCU安装孔位113进行连接实现固定，同时BCU本体53与上组线束521、下组线束522和连接线束523进行连接实现对电池包的综合控制。
如图8所示，冷却驱动水泵6包括水泵体61，优选的内部集成有温度传感器对冷却液温度进行测量，设插接端62与BCU电池控制单元5上的水泵连接端5231相连实现温度信号的传输与供电控制，同时水泵体61上设置有冷却板进水口631和冷却板出水口632，与冷却板4相连，同时设置有水泵进水口641和水泵出水口642与水管连接端子121相连接，优选的外部设置有散热器，冷却水通过水泵进水口641进入水泵加压后通过冷却板进水口631进入冷却板4内的冷却金属管42内后通过冷却板出水口632流回冷却驱动水泵6内，冷却驱动水泵6内冷却板出水口632与水泵出水口642连接，最终从水泵出水口642流出形成冷却回路。
优选的管路连接处设置有橡胶管和卡环，实现软连接和密封。
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源车用水冷电池包，其特征在于：包括一个下本体(1)和上盖(2)，上盖(2)为板材冲压制成，起覆盖和保护作用，上盖(2)通过锁紧螺母(22)与下本体(1)进行固定，在上盖(2)侧面还设有底部为螺柱形式的吊钩(21)；下本体(1)内安装有BCU电池控制单元(5)，多个电池模组(3)，冷却板(4)和冷却驱动水泵(6)。
2.根据权利要求1所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述下本体(1)整体为铸铝材质，下本体(1)设有底板(11)和侧板(12)，下本体(1)的底板(11)四周边缘位置与侧板(12)相连接，同时侧板(12)上部设计有安装面(13)，安装面(13)上设置多个螺栓孔，用于与上盖(2)的连接，底板(11)内设置有多个电池模组安装孔位(111)，同时设置有多个冷却板安装柱(112)，同时设置有多个BCU安装孔位(113)和冷却驱动水泵安装孔位(114)。
3.根据权利要求2所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述冷却板安装柱(112)和电池模组安装孔位(111)通过加强筋(115)相连接。
4.根据权利要求3所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：侧板(12)侧部设置有水管连接端子(121)和电池连接端子(122)分别与冷却驱动水泵(6)和BCU电池控制单元(55)进行连接。
5.根据权利要求1所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述电池模组(3)上部开有四个安装凹槽(31)，同时其内分别穿过内六角螺柱(311)，同时中部设置有插接口凹槽(32)，内设电池模组插接端(321)。
6.根据权利要求5所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述电池模组(3)为上下两组，每组为3个横向排列。
7.根据权利要求6所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：电池模组(3)上下两组安装完成后将冷却板(4)夹在中间位置。
8.根据权利要求1所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述冷却板(4)包括冷却面(41)，冷却面(41)为两个铝板焊合而成，夹层内连接有冷却金属管(42)，同时冷却面(41)上表面设置有多个开有内螺纹的模组连接柱(411)，同时冷却面(41)侧部设置有多个下本体连接凸起(412)；时冷却面(41)侧设置有连接固定端(43)将冷却金属管(42)进行固定，防止连接过程中出现损坏。
9.根据权利要求1所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述BCU电池控制单元(5)包括BCU本体(53)，从其上引出多组线束；上组线束(521)通过多个上组连接端子(5211)与上组电池模组(3)连接，相应的，下组线束(522)通过多个下组连接端子(5221)与下组电池模组(3)连接，相应的，连接线束(523)通过水泵连接端(5231)与冷却驱动水泵(6)连接，外联端(5232)与电池连接端子(122)相连接；BCU本体(53)通过底部两侧的左连接凸台(531)和右连接凸台(532)采用螺栓连接的方式与BCU安装孔位(113)进行连接实现固定，同时BCU本体(53)与上组线束(521)、下组线束(522)和连接线束(523)进行连接实现对电池包的综合控制。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述所述的新能源车用水冷电池包，其特征在于：所述下本体(1)的外部设置有螺栓孔或连接支架与车身连接实现装置与车辆的连接。
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