CN108550746A - 一种空气冷却电池箱结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气冷却电池箱结构，包括电池箱及电池模块，所述电池箱为非均匀结构，沿着空气流动的方向，电池箱的横截面积逐渐减小，电池模块沿着空气流动方向横向或纵向布置。本发明结构简单、经济实用，有效地解决了空气冷却的电池箱体内各电池模块温度分布不均的问题，能够满足各种电池的温度控制要求。

Description

一种空气冷却电池箱结构
技术领域
本发明涉及一种冷却装置，具体涉及一种空气冷却电池箱结构。
背景技术
电池是电动汽车的核心部件之一，其性能好坏直接影响到电动汽车的性能。然而受技术条件的限制，动力电池的性能很难在短期内有大的突破，如果要使电动汽车得到商业化应用，就必须保证电池在最优条件下工作，以提高其工作性能、延长寿命。电动汽车上使用的动力电池包是由多个电池模块通过串并联方式组成的，电池充放电过程中都会产生热量，从而使得电池包整体温度升高，而温度过高时会严重影响电池性能和寿命，甚至会直接导致电池失效。同时，充放电时，电池包中各个单池的放热或者散热不均匀会导致电池包中出现温差，局部温度较高的电池老化较快，长时间运行会破坏电池组的一致性，从而使电池组失效。对电池进行有效的热管理，使得电池包工作时，其内部温度分布均匀，而且整个电池包温度维持在电池的最佳工作温度范围内，对提高电池性能、延长电池寿命至关重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够确保电池箱内部每个电池模块的温度分布均匀并将电池温度维持在最佳工作范围的空气冷却电池箱结构。
本发明采用如下技术方案：
一种空气冷却电池箱结构，包括电池箱及电池模块，所述电池箱为非均匀结构，沿着空气流动的方向，电池箱的横截面积逐渐减小，电池模块沿着空气流动方向横向或纵向布置。
所述电池箱从上往下看的形状为梯形。
所述电池模块横向布置时，布置为顺列、错列或混合列。
所述电池模块纵向布置时，布置为同心圆形或梅花形。
进一步的，还包括加热器。
本发明全部冷却空气从电池箱横截面积大的一侧流入，从横截面积小的一侧流出；或部分冷却空气从电池箱横截面积大的一侧流入，另一部分从电池箱侧面的不同位置分批流入，最后全部从横截面积小的一侧流出。
垂直于空气流动方向的电池箱横截面可以是方形、圆形或者其他形状；电池模块可以为圆形、方形或其他形状。
本发明的原理：
电池工作时产生的热量通过流经电池的冷却空气带出电池箱。当冷却空气从电池箱体的一侧进入电池箱体，对电池模块进行冷却时，沿空气流动方向，布置在上游的电池模块温度较低，而下游的电池模块温度较高。采用所述空气冷却电池箱时，沿空气流动方向电池箱体的横截面积逐步减小，使得冷却空气的流速逐步增大，从而增强了下游电池的对流换热，使每个电池模块都得到相同的冷却效果，从而保证每个电池模块的温度分布均匀。另外，当外界环境温度较低，电池需要加热时，冷却管中通入加热后的空气，可将电池加热至工作温度。
本发明的有益效果：
1、空气进入电池箱后，由于对电池的冷却作用，使得沿空气流动方向，下游空气的温度高于上游空气的温度，而该结构能够使电池箱内空气流速从入口到出口逐步增大，增强下游电池的对流换热系数，从而保证电池箱内各电池模块的温度分布均匀，并维持在最佳工作范围内。
2、结构简单可靠，没有运动部件，适合电动汽车的运行环境。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种空气冷却电池箱结构，包括电池箱及多个电池模块，所述多个电池模块设置在电池箱内，所述电池箱为非均匀结构，本实施例中的电池箱从上往下看为梯形结构，从空气入口到出口，沿着冷却空气流动方向，电池箱的横截面积逐渐减小，电池模块横向布置在电池箱内。
冷却空气从电池箱横截面积较大的左侧进入电池箱，对电池箱中的电池模块进行冷却，然后从电池箱横截面积较小的右侧流出，所以沿着空气流动方向，空气温度逐渐升高。同时，由于本发明中，沿空气流动方向，电池箱101的横截面积逐渐减小，所以空气流动速度越来越大，电池模块与空气间的对流换热系数增大。因而，可以保证电池箱内的每个电池模块102都有相同的散热，从而可保证各电池模块的温度均匀。
本发明还包括冷却风机和空气流量控制系统，其中，风机可以布置在电池箱的前面将冷却空气吹入电池箱，也可布置在电池箱的后面将冷却空气抽入电池箱。
当外界环境温度过低而导致电池温度过低，电池需要加热时，为了把电池温度快速加热至工作温度，可把加热后的空气通入冷却装置，所述电池箱前还设有加热器。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1不同之处在于，电池箱内，沿着空气流动的方向，电池模块为纵向布置。
实施例3
如图3所示，一种空气冷却电池箱结构，包括电池箱和设置于电池箱内的圆柱形电池模块，沿着空气流动方向，电池模块横向布置，电池箱体两侧面设置有冷却空气进口106和108。
一部分冷却空气从电池箱横截面积较大的左侧进入电池箱，另一部分冷却空气从电池箱体侧壁面的进风口106和108进入电池箱体，对电池箱内的电池模块进行冷却，冷却空气从电池箱体横截面较小的右侧流出电池箱。这样的电池箱结构，可以降低下游的冷却空气的温度，同时增大下游冷却空气的流速。因而可以保证电池箱内各电池模块的温度均匀。
电池箱体侧壁面上的进风口，其形状、大小、布置方式、数量多少等都不受上述实施例的限制。
电池箱体中，电池模块的形状、数量、排列方式、以及空气横向或者纵向流过电池模块等都不受上述实施例的限制。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空气冷却电池箱结构，包括电池箱及电池模块，其特征在于，所述电池箱为非均匀结构，沿着空气流动的方向，电池箱的横截面积逐渐减小，电池模块沿着空气流动方向横向或纵向布置。
2.根据权利要去1所述的一种空气冷却电池箱结构，其特征在于，所述电池箱从上往下看的形状为梯形。
3.根据权利要求1所述的一种空气冷却电池箱结构，其特征在于，电池模块横向布置时，布置为顺列、错列或混合列。
4.根据权利要求1所述的一种空气冷却电池箱结构，其特征在于，电池模块纵向布置时，布置为同心圆形或梅花形。
5.根据权利要求1所述的一种空气冷却电池箱结构，其特征在于，还包括加热器。
6.根据权利要求1所述的一种空气冷却电池箱结构，其特征在于，全部冷却空气从电池箱横截面积大的一侧流入，从横截面积小的一侧流出；或部分冷却空气从电池箱横截面积大的一侧流入，另一部分从电池箱侧面的不同位置分批流入，最后全部从横截面积小的一侧流出。
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