CN108565374A - 风冷电池箱和包含该风冷电池箱的车辆 - Google Patents

风冷电池箱和包含该风冷电池箱的车辆 Download PDF

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华剑锋
田硕
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Abstract

本发明提供了一种风冷电池箱和包含该风冷电池箱的车辆，风冷电池箱包括电池箱体，电池箱体内设置有至少一条冷却风道，冷却风道与电池箱体内隔绝且与电池箱体外相通，冷却风道在电池箱体内设有冷却面。本发明还提供了一种安装有前述风冷电池箱的车辆。本发明采用自然风冷和强制风冷相结合，既充分利用了自然风冷的优点，避免了完全强制风冷对能源的依赖，减少了整车能耗；又通过强制风冷的方式，加快了电池箱的散热效率，避免了仅依靠自然风冷冷却量不足的问题。风冷电池箱具有结构简单、能耗低、密封性能和散热性能好的优点。

Description

风冷电池箱和包含该风冷电池箱的车辆
技术领域
本发明涉及交通工具领域，特别涉及一种风冷电池箱和包含该风冷电池箱的车辆。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，新能源汽车电池系统的散热问题也得到了越来越多的重视。锂离子动力电池的充放电过程都会产生大量的热，特别是随着大单体容量、高比能量离子电池的发展，锂离子动力电池的这种热效应显著，导致电池包内的温度显著升高，不仅极大地影响锂离子动力电池的性能和使用寿命，而且充放电过程中的热扰动，可能会超过电池组成材料的热稳定性，导致热失控而引发安全问题。
目前的电动汽车电池系统散热的形式有多种，例如自然冷却、风冷、水冷、制冷液压缩制冷等多种形式。风冷是目前最经济、环保、安全的一种散热方式，但是现有的风冷散热结构还存在如下缺点：风道将电池包内部空间与外部连通，破坏了电池箱的防水防尘条件。
因此，如何提供一种结构简单、密封性好、散热效果好的电池箱成为摆在本领域人员面前的一道难题。
发明内容
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种风冷电池箱，风冷电池箱包括电池箱体，电池箱体内设置有至少一条冷却风道，冷却风道与电池箱体内隔绝且与电池箱体外相通，冷却风道在电池箱体内设有冷却面。
进一步地，冷却风道的进风口和出风口分别与电池箱体密封连接。
进一步地，冷却风道的进风口和出风口分别与电池箱体通过法兰密封连接。
进一步地，冷却风道的冷却面与电池箱体内的电池模组的散热面导热连接。
进一步地，冷却风道的冷却面与电池箱体内电气件的散热面导热连接。
进一步地，冷却风道的横截面为扁平状。
进一步地，冷却风道内设有翼片。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括上述提供的风冷电池箱，车辆包括车辆主体和设置在车辆主体前部的导风结构，自然风通过导风结构进入冷却风道。
进一步地，与冷却风道相通的外部风道上设置有风扇。
进一步地，与冷却风道相通的外部风道上设置有风阀，风阀能够调节冷却风道的流通面积。
进一步地，风阀能够关闭冷却风道。
进一步地，冷却风道的进风口与车辆的乘客舱相通。
本发明采用自然风冷和强制风冷相结合，既充分利用了自然风冷的优点，避免了完全强制风冷对能源的依赖，减少了整车能耗；又通过强制风冷的方式，提高了电池箱的散热效率，避免了仅依靠自然风冷冷却量不足的问题。风冷电池箱结构简单、密封性好，冷却风不与电池箱内的部件直接接触，具有能耗低、散热好的优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明的一个实施方式的风冷电池箱的示意图；
图2为根据本发明的一个实施方式的冷却通道与电池箱体的安装示意图；
图3为根据本发明的一个实施方式的风冷电池箱和安装有该风冷电池箱车辆的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、电池箱体；11、前侧板；12、后侧板；2、电池模组；3、冷却风道；31、进风口；311、第一密封件；312、法兰；313、第二密封件；32、出风口；33、内腔；4、导风结构；5、进风阀；6、乘客舱；7、出风阀；8、风扇。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
在下文中，结合附图来具体说明根据本发明的风冷电池箱的一个示意性实施方式。
图1示出了本发明的一种风冷电池箱的示意图，风冷电池箱包括电池箱体1，电池箱体1内设置有两条冷却风道3，冷却风道3与电池箱体1内隔绝且与电池箱体1外相通。 冷却风道3包括进风口31、出风口32和内腔33，进风口31和出风口32位于冷却风道3的两端，并分别与电池箱体1密封连接。如图2所示，法兰312与电池箱体1的前侧板11通过第一密封件311密封，法兰312与内腔33通过第二密封件313密封。出风口32也采用同样的结构与电池箱体1的后侧板12密封。在本发明的另一实施例中，冷却风道3与电池箱体1采用焊接的方式密封连接。通过设置多条冷却风道3，可以均匀分布冷风资源，达到均匀降温的目的，能够确保电芯性能稳定，延长电池寿命。由于冷却风道3与电池箱体1内隔绝，冷却风不与电池箱体1内的部件直接接触，因此冷却风中带有的水汽、灰尘等杂质不会进入电池箱体1内，保证了电池和电气部分的防尘、防水。
冷却风道3在电池箱体1内设有冷却面，电池箱体1内的电池模组2至少有一个散热面与冷却风道3的冷却面导热连接，电池箱体1内的电气件如DCDC、充电机等的散热面与冷却风道3的冷却面导热连接。在本实施例中，导热连接是指电池模组2或电气件的至少部分表面与冷却风道3的至少部分表面直接接触（接触面可以存在微观间隙）或通过导热材料连接。冷却风经过冷却风道3，与电池模组2和电气件进行热量交换，然后通过出风口32处的排风管排出车身外或直接排入乘客舱6。冷却风道3的横截面为扁平状，可以增大电池模组2与冷却风道3的接触面积，提高冷却效果。为了进一步提高冷却效果，冷却风道3内设有翼片。
根据本发明的另一方面，提出了一种安装有前述风冷电池箱的车辆，如图3所示，所述车辆包括车辆主体和设置在车辆主体前部的导风结构4，自然风可以通过导风结构4进入冷却风道3。进风管路上设置有三通进风阀5，通过管路分别与导风结构4、乘客舱6和冷却风道3相连。出风管路上设置有四通出风阀7，通过管路分别与冷却风道3、乘客舱6、大气和带有风扇8的管路相连。通过调节三通进风阀5和四通出风阀7，可以形成不同的冷却风流通通道，也可以控制进入冷却风道3内的冷却风量。
车辆在行驶过程中产生的气流通过导风结构4、三通进风阀5，进入冷却风道3，与电池模组2和电气件进行热量交换后，从出风口32处的排风管经过出风阀7排入大气。利用从环境中直接引入的自然风，对电池箱内电池模组2和电气件进行风冷散热，避免了强制风冷对能源的依赖，减少了整车能耗，是经济、环保、安全的一种散热方式。
如果采用自然风冷却达不到冷却效果，冷却风根据需要切换为经过热交换器冷却后引入。环境中的空气经过整车空调冷却之后进入乘客舱6，随后经过进风阀5进入冷却风道3对电池模组2和电气件进行冷却，由于冷却风不与电池包内部件直接接触，不会受到污染，冷却风通过出风口32可以返回乘客舱6，也可以直接排入大气中。在本发明的另一实施例中，环境中的空气经过整车空调系统冷却后直接经过进风阀5进入冷却风道3。通过引入经过热交换器冷却的冷却风，提高了电池箱的散热效率，避免了仅依靠自然风冷冷却量不足的问题。通过采用自然风冷和冷却风冷相结合的方式，使电池箱具有能耗低、散热好的优点。
在冷却风道3出风口32处设置有风扇8，车辆在停驶过程中，开启风扇8，自然风通过进风阀5进入冷却风道3，与电池模组2和电气件进行热量交换后，通过风扇8排入大气中。在本发明的另一实施例中，风扇8设置在冷却风道3的进风口31处。通过设置风扇8，保证车辆在停驶过程中，能够对电池模组2和电气件进行冷却。
在低温环境下，通过关闭进风阀5和出风阀7，从而关闭冷却风道3，实现对电池模组2的保温。
综上所述，本发明涉及一种风冷电池箱，电池箱体1的前侧设有供冷却风进入的进风口31，电池箱体1的后侧设有供气流排出的出风口32。通过从电池箱前方进入、后方排出的冷却风，对电池箱体1内电池模组2和电气件进行风冷散热。用于风冷的冷却风可以是从环境中直接引入的自然风，也可以是经过热交换器冷却而后引入的冷却风。在与冷却风道3相通的外部风道上设置风扇8，保证在车辆停驶过程中，能够对电池模组2和电气件进行冷却。本发明采用自然风冷和强制风冷相结合，既充分利用了自然风冷的优点，避免了完全强制风冷对能源的依赖，减少了整车能耗；又通过强制风冷的方式，提高了电池箱的散热效率，避免了仅依靠自然风冷冷却量不足的问题。风冷电池箱结构简单、密封性好，具有能耗低、散热好的优点。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

Claims (12)

1.一种风冷电池箱，其特征在于，所述风冷电池箱包括电池箱体，所述电池箱体内设置有至少一条冷却风道，所述冷却风道与所述电池箱体内隔绝且与所述电池箱体外相通，所述冷却风道在所述电池箱体内设有冷却面。
2.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道的进风口和出风口分别与所述电池箱体密封连接。
3.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道的进风口和出风口分别与所述电池箱体通过法兰密封连接。
4.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道的冷却面与所述电池箱体内的电池模组的散热面导热连接。
5.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道的冷却面与所述电池箱体内电气件的散热面导热连接。
6.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道的横截面为扁平状。
7.根据权利要求1所述的风冷电池箱，其特征在于，所述冷却风道内设有翼片。
8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的风冷电池箱，所述车辆包括车辆主体和设置在所述车辆主体前部的导风结构，自然风通过所述导风结构进入所述冷却风道。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，与所述冷却风道相通的外部风道上设置有风扇。
10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，与所述冷却风道相通的外部风道上设置有风阀，所述风阀能够调节所述冷却风道的流通面积。
11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述风阀能够关闭所述冷却风道。
12.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述冷却风道的进风口与所述车辆的乘客舱相通。
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