CN108110176A - 一种动力电池组安装组件及其工作方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种动力电池组安装组件，包括安装箱、电池组、管道以及电池组固定件，电池组固定件固定安装在安装箱内，电池组固定件内固定有电池组，电池组通过电池组固定件与管道接通。本发明冷却液管道均匀铺设在装置内，通过相变槽内的相变材料吸收或释放热量，并与电池进行热量传导，相变材料作为中间介质，降低了电池的温度变化范围与变化速度，同时由于相变材料包裹在电池的外层，使电池的吸热与放热更加均匀，改善了电池散热不均匀以及电池温度变化速率快所导致的电池使用寿命减少的问题，本发明通过冷却液与加热液的同时使用改变了动力电池在温度较低环境下充放电速率慢的问题，提高了动力电池组的使用寿命。

Description

一种动力电池组安装组件及其工作方式
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，具体的，涉及一种动力电池组安装组件及其工作方式。
背景技术
作为电动车或混合动力车的动力来源，必须具有高输出大容量的特点，因此需要将多个电池连接在一起形成电池组，为了减小电池组的体积，提高电池组的能量密度，在安装时需要将电池紧凑排列。
电池组在工作时会产生大量热量，而温度过高会对电池的能量转换效率产生很大的影响，因此需要及时将电池组产生的热量及时排出，而在寒冷天气且电池组不工作时，电池组温度的降低也会降低能量转换效率，在温度降到0度时，甚至会使电池组停止工作，为了解决这些问题，需要通过冷却和加热对电池组进行保护，由于圆柱形电池技术更加成熟，其产品的一致性与对称性更加优秀，所以目前电动汽车所用的电池组主要采用圆柱形电池，但是由于圆柱形电池的结构，在对其进行冷却时往往不均匀，靠近冷却装置的部分冷却速度快一点，远离冷却部分的冷却速度慢一点，这样会降低电池组的使用寿命，为了解决这一问题，现提供以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力电池组安装组件及其工作方式。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种动力电池组安装组件，包括安装箱、电池组、管道以及电池组固定件，电池组固定件固定安装在安装箱内，电池组固定件内固定有电池组，电池组通过电池组固定件与管道接通；
所述电池组包括电池固定盒与冷却固定架，每一个电池组由至少三个电池固定盒与冷却固定架组成，电池固定盒的一侧面上开有一排电池安装孔，电池安装孔内安装圆柱形电池，所述电池安装孔的周边开有相变槽，相变槽内设置有相变材料；
所述冷却固定架包括导热板、分割板、限位板以及开在限位板上的第一孔道，导热板的一面上固定安装有两块分割板，两块分割板将导热板分割成三个形状面积相等的区间，分割板的上端面上为限位板，所述分割板的一端开有四个第一孔道，第一孔道与铺设在分割板内的第一液流管连接；
所述电池组固定件包括分隔柱、导热隔板、固封板，电池组固定件的中间位置安装有温度传感器，所述导热隔板将安装箱的内部分割成若干个矩形区域，然后分隔柱将这若干个矩形区域分隔成形状面积与电池组完全相同的空间用以固定电池组，所述固封板与导热隔板和安装箱的箱壁配合形成四周环绕的结构，固封板上开有导管通孔，所述导热隔板的一端开有第二孔道，第二孔道与铺设在导热隔板内的第二液流管连接；
所述安装箱分内外两层，安装箱的侧壁上开有第三孔道,安装箱的底部开有第四孔道，第三孔道与第四孔道分别与安装箱侧壁的第三液流管以及安装箱底部的第四液流管连通，第三孔道与第四孔道外接有冷却液管道；
所述管道包括主管道、分流管以及连接管，主管道与冷却液管道连接，主管道将冷却液输入分流管后经分流管分流后进入连接管，连接管与导管通孔与第二孔道连通，管道有四个，其中两个为进液，另外两个为出液。
进一步的，所述相变槽与电池安装孔为同轴设置的圆筒。
进一步的，所述相变材料为质量比86％的石蜡与质量比14％的铝粉的均匀混合物。
进一步的，所述导热板为厚度为2-3.5mm的矩形铜板。
进一步的，所述第一液流管有两根，冷却液在一根第一液流管中的流动方向为从分割板的下半部分到上半部分，冷却液在另一根中的流动方向为从分割板的上半部分到下半部分。
进一步的，所述分隔柱每三个为一组，且相邻两个分隔柱之间留有空隙，相邻两个电池组之间的冷却液管道通过两个分隔柱之间所留的空隙铺设。
进一步的，所述导管通孔在固封板上的分布位置与电池组中分割板上所开第一孔道的位置相对应。
进一步的，第二液流管、第三液流管以及第四液流管的组成与铺设方式与所述第一液流管的铺设方式相同。
进一步的，所述安装箱的内层为由铝合金制成的内设冷却管道的板材，安装箱的外层为保温材料。
一种动力电池组安装组件的工作方式，所述温度传感器将所采集的温度上传至控制器，控制器根据设定模块中所预设的数据对第一阀门与第二阀门进行控制，当温度超过T1时，控制器控制第一阀门打开，装置内通入冷却液对电池进行降温，当温度低于T2时，控制器控制第二阀门打开，装置内通入加热液对电池进行加热，当温度在T1与T2之间时，控制器控制第一阀门与第二阀门关闭。
本发明的有益效果：工作时，冷却液或加热液通过冷却液管道进入安装箱的侧壁与底座、电池固定安装架以及导热隔板内，通过电池固定盒以及冷却固定架将热量传导至相变槽，相变槽内的相变材料吸收或释放热量，并与电池进行热量传导，相变材料作为中间介质，降低了电池的温度变化范围与变化速度，同时由于相变材料包裹在电池的外层，使电池的吸热与放热更加均匀，改善了电池散热不均匀以及电池温度变化速率快所导致的电池使用寿命减少的问题，本发明通过冷却液与加热液的同时使用改变了动力电池在温度较低环境下充放电速率慢的问题，提高了动力电池组的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构示意图；
图3是本发明的局部结构示意图；
图4是本发明的局部结构示意图；
图5是本发明的局部结构示意图；
图6是本发明的局部结构示意图；
图7是本发明的局部结构示意图；
图8是本发明的局部结构示意图；
图9是本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种动力电池组安装组件及其工作方式，如图1所示，包括安装箱1、电池组2、管道3以及电池组固定件4，电池组固定件4固定安装在安装箱1内，电池组固定件4内固定有电池组2，电池组2通过电池组固定件4与管道3接通。
如图5、图6所示，所述电池组2包括电池固定盒5与冷却固定架6，每一个电池组2由至少三个电池固定盒5与冷却固定架6组成，在本实施例中，电池组2由三个固定盒5与冷却固定架6组成；
所述电池固定盒5为铝合金制成的矩形结构，电池固定盒5的一侧面上开有一排电池安装孔51，电池安装孔51内安装圆柱形电池，如图7所示，所述电池安装孔51的周边开有相变槽52，相变槽52与电池安装孔51为同轴设置的圆筒，相变槽52的内壁与电池安装孔51的外壁通过铝合金连接(图中未标示)，相变槽52内设置有相变材料；
所述相变材料为质量比86％的石蜡与质量比14％的铝粉的均匀混合物，石蜡的熔点为47℃-64℃，当电池的温度上升到一定程度时，石蜡会吸热溶解，使电池的温度维持在较为平衡的状态，通过石蜡作为电池与冷却液之间的导热介质，使电池的温度变化速度降低，对延长电池的使用寿命有着较好的作用，同时，在石蜡中添加铝粉，提高了相变材料的导热效果；
如图8所示，所述冷却固定架6包括导热板61、分割板62、限位板63以及开在限位板63上的第一孔道64，所述导热板61为厚度为2-3.5mm的矩形铜板，导热板61的一面上固定安装有两块分割板62，分割板62的高度与电池固定盒5的高度相同，两块分割板62将导热板61分割成三个形状面积相等的区间，分割板62的上端面上为限位板63，用于在竖直方向上固定电池固定盒5，防止电池固定盒在颠簸中脱落；
所述分割板62的一端开有四个第一孔道64，第一孔道64与铺设在分割板62内的第一液流管65连接，第一液流管65有两根，冷却液在一根第一液流管65中的流动方向为从分割板62的下半部分到上半部分，冷却液在另一根中的流动方向为从分割板62的上半部分到下半部分，防止冷却液在冷却液在流动过程中逐渐变暖导致各部分的电池冷却效果不均匀的现象发生。
如图1、图2所示，所述电池组固定件4包括分隔柱41、导热隔板42、固封板43，所述导热隔板42将安装箱1的内部分割成形状面积完全相同的若干个矩形区域，然后分隔柱41将这若干个矩形区域分隔成形状面积与电池组2完全相同的空间用以固定电池组2，分隔柱41每3个为一组，且相邻两个分隔柱41之间留有空隙，安装时，相邻两个电池组之间的冷却液管道通过两个分隔柱41之间所留的空隙铺设，方便工作人员对损坏的冷却液管道与电池组进行更换；
所述固封板43与导热隔板42和安装箱1的箱壁配合形成四周环绕的结构，固封板43上开有导管通孔44，导管通孔44在固封板43上的分布位置与电池组2中分割板62上所开第一孔道64的位置相对应，所述导热隔板42的一端开有第二孔道45；
第二孔道45与铺设在导热隔板42内的第二液流管(图中未画出)连接，第二液流管有两根，冷却液在一根第二液流管中的流动方向为从导热隔板42的下半部分到上半部分，冷却液在另一根中的流动方向为从导热隔板42的上半部分到下半部分，防止冷却液在流动过程中逐渐变暖导致各部分的电池冷却效果不均匀的现象发生。
所述安装箱1为一矩形箱体，安装箱1分内外两层，安装箱1的内层为由铝合金制成、内设冷却管道的板材，安装箱1的外层为保温材料，防止冷却液效果降低以及外界环境温度对电池的温度造成了较大的影响，安装箱1的侧壁上开有第三孔道12,安装箱1的底部开有第四孔道11，第三孔道12与第四孔道11分别与安装箱侧壁的第三液流管以及安装箱底部的第四液流管(图中未画出)连通，(图中未画出)连通，第三孔道12与第四孔道11外接有冷却液管道，冷却液管道通过并联的阀门接通冷却液与加热液。
如图1、图3、图4所示，所述管道3包括主管道73、分流管72以及连接管71，主管道73与冷却液管道连接，冷却液管道通过并联的阀门接通冷却液与加热液，主管道73将冷却液输入分流管72后经分流管72分流后进入连接管71，连接管71与导管通孔44与第二孔道45连通，管道3有四个，其中两个为进液，另外两个为出液。
本发明在装置的中间位置安装有温度传感器，减小外接温度对温度传感器所采集的温度数值造成影响，具体安装位置可以根据实际情况决定，如图9所示，所述温度传感器将所采集的温度上传至控制器，控制器根据设定模块中所预设的数据对第一阀门与第二阀门进行控制，当温度超过T1时，控制器控制第一阀门打开，装置内通入冷却液对电池进行降温，当温度低于T2时，控制器控制第二阀门打开，装置内通入加热液对电池进行加热，当温度在T1与T2之间时，控制器控制第一阀门与第二阀门关闭。
工作时，冷却液或加热液通过冷却液管道进入安装箱1的侧壁与底座、电池固定安装架6以及导热隔板42内，通过电池固定盒5以及冷却固定架6将热量传导至相变槽52，相变槽52内的相变材料吸收或释放热量，并与电池进行热量传导，相变材料作为中间介质，降低了电池的温度变化范围与变化速度，同时由于相变材料包裹在电池的外层，使电池的吸热与放热更加均匀，改善了电池散热不均匀以及电池温度变化速率快所导致的电池使用寿命减少的问题，本发明通过冷却液与加热液的同时使用改变了动力电池在温度较低环境下充放电速率慢的问题，提高了动力电池组的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池组安装组件，其特征在于，包括安装箱(1)、电池组(2)、管道(3)以及电池组固定件(4)，电池组固定件(4)固定安装在安装箱(1)内，电池组固定件(4)内固定有电池组(2)，电池组(2)通过电池组固定件(4)与管道(3)接通；
所述电池组(2)包括电池固定盒(5)与冷却固定架(6)，每一个电池组(2)由电池固定盒(5)与冷却固定架(6)组成，电池固定盒(5)的一侧面上开有一排电池安装孔(51)，所述电池安装孔(51)的周边开有相变槽(52)，相变槽(52)内设置有相变材料；
所述冷却固定架(6)包括导热板(61)、分割板(62)、限位板(63)以及开在限位板(63)上的第一孔道(64)，导热板(61)上设置有分割板(62)，分割板(62)的上端面上设置有限位板(63)，分割板(62)的一端开有四个第一孔道(64)，第一孔道(64)与铺设在分割板(62)内的第一液流管(65)连接；
所述电池组固定件(4)包括分隔柱(41)、导热隔板(42)、固封板(43)，电池组固定件(4)的中间位置安装有温度传感器，所述导热隔板(42)与分隔柱(41)将安装箱(1)的内部分割成若干个矩形区域用以固定电池组(2)，所述固封板(43)与导热隔板(42)和安装箱(1)的箱壁配合形成四周环绕的结构，固封板(43)上开有导管通孔(44)，所述导热隔板(42)的一端开有第二孔道(45)，第二孔道(45)与铺设在导热隔板(42)内的第二液流管连接；
所述安装箱(1)分内外两层，安装箱(1)的侧壁上开有第三孔道(12),安装箱(1)的底部开有第四孔道(11)，第三孔道(12)与第四孔道(11)分别与安装箱(1)侧壁的第三液流管以及安装箱底部的第四液流管连通，第三孔道(12)与第四孔道(11)外接有冷却液管道；
所述管道(3)包括主管道(73)、分流管(72)以及连接管(71)，主管道(73)与冷却液管道连接，主管道(73)将冷却液输入分流管(72)后经分流管(72)分流后进入连接管(71)，连接管(71)与导管通孔(44)与第二孔道(45)连通。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述相变槽(52)与电池安装孔(51)为同轴设置的圆筒。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述相变材料为质量比86％的石蜡与质量比14％的铝粉的均匀混合物。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述导热板(61)为厚度为2-3.5mm的矩形铜板。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述第一液流管(65)有两根，冷却液在一根第一液流管(65)中的流动方向为从分割板(62)的下半部分到上半部分，冷却液在另一根中的流动方向为从分割板(62)的上半部分到下半部分。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述分隔柱(41)每三个为一组，且相邻两个分隔柱(41)之间留有空隙，相邻两个电池组(2)之间的冷却液管道通过两个分隔柱(41)之间所留的空隙铺设。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述导管通孔(44)在固封板(43)上的分布位置与电池组(2)中分割板(62)上所开第一孔道(64)的位置相对应。
8.根据权利要求5所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，第二液流管、第三液流管以及第四液流管的组成与铺设方式与所述第一液流管(65)的铺设方式相同。
9.根据权利要求1所述的一种动力电池组安装组件，其特征在于，所述安装箱(1)的内层为由铝合金制成的内设冷却管道的板材，安装箱(1)的外层为保温材料。
10.一种动力电池组安装组件的工作方式，其特征在于，包括如下步骤：
所述温度传感器将所采集的温度上传至控制器，控制器根据设定模块中所预设的数据对第一阀门与第二阀门进行控制，当温度超过T1时，控制器控制第一阀门打开，装置内通入冷却液对电池进行降温，当温度低于T2时，控制器控制第二阀门打开，装置内通入加热液对电池进行加热，当温度在T1与T2之间时，控制器控制第一阀门与第二阀门关闭。
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