CN109216816A - 一种电动汽车用分布式电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种寿命长、安全性高的电动汽车用分布式电池模块；包括多个电池包；电池包分为一类电池包、二类电池包、三类电池包；一类电池包采用强制水冷方式冷却，由于一类电池包只用于汽车驱动电机的供电，所以体积比传统的汽车动力电池组体积大大减小，并可以与驱动电机同轴并排安装，节约了空间，同时使驱动电机也可以进行水冷冷却，提高了驱动电机的散热效率；二类电池包的输出功率较为恒定，采用风冷方式即可以有效冷却，三类电池包的输出功率较小，不需要强制冷却，只需采用自然冷却方式即可；提高了电池的冷却效率，同时减小了冷却系统的能量消耗；不同电池包分散安装在车桥、发动机舱、车内，使电动汽车的整体尺寸更紧凑。

Description

一种电动汽车用分布式电池模块
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车用分布式电池模块。
背景技术
目前电动汽车的供电电池组常见有两种结构，一种是类似于铅酸蓄电池结构的尺寸较大的单体电池，由一个单体电池向驱动电机、空调、车载多媒体装置等供电；第二种是将多个电池通过串联、并联的方式构成的组合式电池，由组合式电池向多个用电设备供电；但是现有技术中，以上两种电池通常均布置在同一位置，例如布置在汽车发动机舱内，或者布置在座椅下方的底盘纵梁上，即使是组合式电池，也是同时对多个供电设备进行供电，而电动汽车上的用电设备的功率、用电时机等差别较大，如果采用一组电池同时向多个设备供电，则该组电池中的所有单体电池都需要考虑最恶劣的用电情况，这也导致了电动汽车的电池冷却系统、监测系统以及控制系统的设计非常复杂，而实际上一些辅助用电设备的供电是较为简单的，可以针对这样的情况对组合式电池的用电方式和结构进行相应的优化，以简化相应的电池冷却、监测、控制系统的结构。
发明内容
针对上述问题，本发明目的是提供一种重量轻、节能效果好的电动汽车用分布式电池模块。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车用分布式电池模块，分布式电池模块包括安装在电动汽车上的多个电池包；
电池包根据供电设备不同分为一类电池包、二类电池包、三类电池包；
一类电池包为输出功率随汽车速度的增加而显著增加的电池包，二类电池包、三类电池包为输出功率随汽车速度的变化不发生明显改变的电池包，一类电池包、二类电池包在汽车启动后始终呈供电状态，三类电池包可由驾驶员控制开闭；
所述的一类电池包包括：用于给汽车驱动电机供电的主动力电池组、用于给强制水冷循环装置供电的冷却系统供电电池组；
所述的二类电池包包括：用于给汽车行车电脑及监测诊断装置供电的主控制单元供电电池组，用于给汽车照明装置供电的照明供电电池组；用于驱动辅助电机的辅助动力电池组；
所述的三类电池包包括：用于分别给车内多媒体装置、空调装置供电的辅助控制单元供电电池组；
所述的一类电池包、二类电池包、三类电池包相互并联设置且均通过通断开关与汽车侧面设置的充电插头的电源线连接；
所述的一类电池包包括两个相对设置的圆形连接板，连接板的中部设置贯通的通孔，两个连接板相对的端面上设置多个同心的圆形凹槽，圆筒形散热片的两端分别插入两个圆形连接板的凹槽内；凹槽的底部设置长条形引导孔，散热片的端头处设置凸出的长条形引导片，引导片穿入引导孔内；引导孔与圆形连接板的侧壁上沿其径向方向设置的导水孔连通；
引导片与引导孔的内侧面之间设置密封圈或涂抹密封胶；两个相邻的散热片之间环形阵列布置多个圆柱形电池；所述圆形连接板的端面上与圆柱形电池接触的位置设置沿圆形连接板轴线贯通的圆形通孔，圆形通孔内放置圆柱形导电棒；
多个一类电池包并排堆叠在一起，使多个一类电池包中同轴的多个圆柱形电池通过导电块形成串联式连接，并排堆叠的一类电池包的两端分别设置端盖，端盖的内端面上设置多个同心的圆弧形凹槽与散热片的端面连接，端盖的外端面上嵌入多个圆环形集电环，集电环的一端与导电棒连接，另一端与电池包输出端的供电导线连接；
多个并排堆叠的一类电池包安装在集成壳体内，集成壳体包括水平放置的胶囊形第一壳体，第一壳体包括圆筒形的中间壳体，中间壳体的两端与半球形的端部壳体通过螺栓或插销构成可拆卸式连接；
第一壳体的中间壳体外侧面上设置的安装支架与车身通过螺栓或插销固定连接；第一壳体的内腔中设置与其形状一致的第二壳体；
第二壳体穿过连接板的中部设置的通孔，使一类电池包安装在第一壳体与第二壳体之间的中部空间；
第二壳体的内腔中设置双轴输出式驱动电机；第一壳体、第二壳体各自的侧壁内沿其轴向方向设置多个冷却水孔，第一壳体、第二壳体的冷却水孔分别与导水孔的一端连通；
第一壳体端部的半球形内侧壁与第二壳体端部的半球形外侧壁之间设置循环水管，循环水管将第一壳体、第二壳体各自的冷却水孔连通，循环水管的内腔中部设置水泵；水泵的出口端设置节温器，节温器的两个出口端分别与循环水管、设置在汽车前部进气格栅后方的散热器的进水口连接，散热器的出水口与三通阀的一端连接，三通阀的另外两个端口将循环水管和水泵入水口进行连接；当节温器不工作时，节温器与循环水管的出口打开，与散热器连接的出口关闭，冷却液依次通过水泵、第一壳体、连接板、第二壳体、水泵，构成冷却液的内循环；当节温器工作时，节温器的两个出口均打开，冷却液进行内循环的同时，一部分冷却液还依次通过散热器入水口、散热器出水口、三通阀、水泵，构成冷却液的外循环；
所述的驱动电机的壳体外侧面与第二壳体的内侧面紧贴，驱动电机的转子轴为空心轴，转子轴的内腔中部的侧壁上设置沿其径向方向的卡槽，卡槽中插入十字轴的端头，使十字轴与转子轴共同旋转，十字轴的每个轴端内侧套设一个可旋转的圆锥小齿轮，圆锥小齿轮的两端分别与一个圆锥大齿轮啮合，两个圆锥大齿轮分别与一个半轴的一端固定连接，半轴的另一端伸出转子轴后与行星轮减速器中的太阳轮连接，行星轮减速器中的行星架与内段输出轴的一端连接，内段输出轴的另一端伸出第二壳体后通过万向节与外段输出轴的内端连接，外段输出轴的外端伸出第一壳体后与轮毂通过花键连接；第一壳体的端部半球形壳体顶端设置竖直的长圆形贯通孔，使外段输出轴上下摆动时不与第一壳体发生干涉。
优选的，所述的二类电池包由多个电池两两侧面接触并排放置排列形成的长方体形状，二类电池包放置在与其形状相适应的冷却箱体中，冷却箱体包括上面、下面均设置开口的通风壳体，通风壳体的内部设置蜂窝状支架，支架的菱形空当内插入电池，支架的底部通过卡扣或粘接方式与止挡板的上表面连接，止挡板的上表面与电池接触的位置设置贯通的通风孔；
所述通风壳体的下方设置截面为三角形的箱体式第一风道，第一风道的长度方向沿汽车横向方向设置，其三角形截面的底面水平的放置在发动机舱内，三角形截面的一个较长的斜面沿汽车行驶方向前高后低设置，该斜面的上表面设置导风开口，且该斜面与止挡板的下表面通过卡扣或粘接连接，三角形截面的一个较短的斜面靠近汽车前方，且该较短的斜面上设置左、右两个进风口，每个进风口分别与一个第二风道的出风口连通，第二风道的进风口设置在汽车进气格栅后方，散热器的左、右两侧相应位置；
所述第一风道的三角形底面的上表面、沿汽车前后方向间隔设置多个弧形的导风片，导风片的长度沿汽车的横向方向设置，导风片的数量n可被二类电池包中沿汽车前后方向排列的电池的列数N整除，令N/n＝m；
导风片的弧形下段与第一风道的三角形截面的底面相切，沿汽车前后方向，第1个/第i个导风条的弧形上段正好与其斜上方的第1*m列/i*m列的电池的轴线相切；沿汽车前后方向，导风片的高度逐渐增大；
所述的第一风道的较长的斜面上设置的出风口与第三风道的一端连接，第三风道的侧壁设置圆弧过渡段，使第三风道的另一端保持水平状态。
优选的，所述的三类电池包由多个电池首尾连接形成的长条形状，三类电池包的侧壁与带有透气孔的海绵层接触，海绵层的外侧设置扎带；所述的三类电池包安装在汽车车门装饰板内侧、或仪表台壳体内、或车内立柱饰板内侧。
本发明具有以下有益效果：一类电池包采用强制水冷方式冷却，充分保证环境温度，且由于一类电池包只用于汽车驱动电机的供电，不用于其他设备，所以一类电池包的体积比传统的汽车动力电池组体积大大减小，可以安装在汽车的驱动桥上，并可以与驱动电机同轴并排安装，也可以设计成为轴向带有贯通通孔的中空式胶囊形状，把驱动电机套在一类电池包的内部，极大的节约了空间，同时使驱动电机也可以进行水冷冷却，提高了驱动电机的散热效率；二类电池包的输出功率较为恒定，采用风冷方式即可以有效冷却，三类电池包的输出功率较小，不需要强制冷却，只需采用自然冷却方式即可；电动汽车的电池分为了一类电池包、二类电池包、三类电池包，且不同电池包的冷却方式不同，提高了电池的冷却效率，同时减小了冷却系统的能量消耗；不同电池包分散安装在车桥、发动机舱、车内，使电动汽车的整体尺寸更紧凑。
附图说明
图1为一类电池包结构正视图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为图1中B-B剖视图；
图4为图3中C-C剖视图；
图5为驱动电机结构示意图；
图6为连接板和散热片安装示意图；
图7为二类电池包结构正视图；
图8为图7中D-D剖视图；
图9为冷却箱体与第一风道、第二风道、第三风道连接示意图。
具体实施方式
如图1-图9所示的一种电动汽车用分布式电池模块，包括安装在电动汽车上的多个电池包；电池包根据供电设备不同分为一类电池包、二类电池包、三类电池包；
一类电池包为输出功率随汽车速度的增加而显著增加的电池包，二类电池包、三类电池包为输出功率随汽车速度的变化不发生明显改变的电池包，一类电池包、二类电池包在汽车启动后始终呈供电状态，三类电池包可由驾驶员控制开闭；控制的方式可以是分别将一类电池包、二类电池包、三类电池的电源线通过继电器与各自的供电设备连接，继电器的控制线与汽车行车电脑或单片机连接，驾驶员向行车电脑或单片机发送控制指令即可，单片机可以是AT89C51系列单片机或stm32系列单片机，也可以是其他型号的单片机；
所述的一类电池包包括：用于给汽车驱动电机1供电的主动力电池组、用于给强制水冷循环装置供电的冷却系统供电电池组；
所述的二类电池包包括：用于给汽车行车电脑及监测诊断装置供电的主控制单元供电电池组，用于给汽车照明装置供电的照明供电电池组；用于给辅助电机供电的辅助动力电池组，辅助电机包括座椅调节电机、车门门锁电机、车窗升降玻璃电机，以及车内其他电动设备用辅助驱动电机；
所述的三类电池包包括：用于分别给车内多媒体装置、空调装置供电的辅助控制单元供电电池组；
所述的一类电池包、二类电池包、三类电池包相互并联设置且均通过通断开关与汽车侧面设置的充电插头的电源线连接，通断开关可以是继电器式开关或IGBT模块式开关电路；
所述的一类电池包包括两个相对设置的圆形连接板1-11，连接板1-11的中部设置贯通的通孔，两个连接板1-11相对的端面上设置多个同心的圆形凹槽1-12，圆筒形散热片1-14的两端分别插入两个圆形连接板1-11的凹槽1-12内；凹槽的底部设置长条形引导孔，散热片1-14的端头处设置凸出的长条形引导片，引导片穿入引导孔内；引导孔与圆形连接板1-11的侧壁上沿其径向方向设置的导水孔1-13连通；
引导片与引导孔的内侧面之间设置密封圈或涂抹密封胶；两个相邻的散热片1-14之间环形阵列布置多个圆柱形电池1-18；所述圆形连接板1-11的端面上与圆柱形电池接触的位置设置沿圆形连接板1-11轴线贯通的圆形通孔，圆形通孔内放置圆柱形导电棒1-15；
多个一类电池包并排堆叠在一起，使多个一类电池包中同轴的多个圆柱形电池通过导电块1-15形成串联式连接，并排堆叠的一类电池包的两端分别设置端盖1-16，端盖1-16的内端面上设置多个同心的圆弧形凹槽1-12与散热片1-14的端面连接，端盖1-16的外端面上嵌入多个圆环形集电环1-17，集电环1-17的一端与导电棒1-15连接，另一端与电池包输出端的供电导线连接；当一类电池包使用在不同的电动汽车上时，只需要改变一类电池包排列的数量即可以改变一类电池包的输出电压，使用方便，例如使用的电池1-18额定输出电压为2.5V，则将20个一类电池包并排堆叠即可得到50V的输出电压，可很好的适应低电压电动汽车的供电需求，而集电环1-17可以将多个串联好的的电池1-18再进行并联，使输出电压更稳定。
多个并排堆叠的一类电池包安装在集成壳体内，集成壳体包括水平放置的胶囊形第一壳体1-21，第一壳体1-21包括圆筒形的中间壳体，中间壳体的两端与半球形的端部壳体通过螺栓或插销构成可拆卸式连接；
第一壳体1-21的中间壳体外侧面上设置的安装支架与车身或车桥的桥壳通过螺栓或插销固定连接；第一壳体1-21的内腔中设置与其形状一致的第二壳体1-22；
第二壳体1-22穿过连接板1-11的中部设置的通孔，使一类电池包安装在第一壳体1-21与第二壳体1-22之间的中部空间；
第二壳体1-22的内腔中设置双轴输出式驱动电机1；第一壳体1-21、第二壳体1-22各自的侧壁内沿其轴向方向设置多个冷却水孔1-23，第一壳体1-21、第二壳体1-22的冷却水孔1-23分别与导水孔1-13的一端连通；
第一壳体1-21端部的半球形内侧壁与第二壳体1-22端部的半球形外侧壁之间设置循环水管，循环水管将第一壳体1-21、第二壳体1-22各自的冷却水孔1-23连通，循环水管的内腔中部设置水泵1-24；水泵1-24的出口端设置节温器1-29，节温器的两个出口端分别与循环水管、设置在汽车前部进气格栅后方的散热器的进水口连接，散热器的出水口与三通阀1-28的一端连接，三通阀1-28的另外两个端口将循环水管和水泵入水口进行连接；当节温器不工作时，节温器与循环水管的出口打开，与散热器连接的出口关闭，冷却液依次通过水泵1-24、第一壳体1-21、连接板1-11、第二壳体1-22、水泵1-24，构成冷却液的内循环；当节温器工作时，节温器的两个出口均打开，冷却液进行内循环的同时，一部分冷却液还依次通过散热器入水口、散热器出水口、三通阀1-28、水泵1-24，构成冷却液的外循环；所述的节温器可以是蜡式节温器，也可以是带有温度传感器的电控式节温器，也可以是其他类型的节温器。
所述的驱动电机1的壳体外侧面与第二壳体1-22的内侧面紧贴，驱动电机1的转子轴11为空心轴，转子轴11的内腔中部的侧壁上设置沿其径向方向的卡槽，卡槽中插入十字轴12的端头，使十字轴12与转子轴11共同旋转，十字轴12的每个轴端内侧套设一个可旋转的圆锥小齿轮13，圆锥小齿轮13的两端分别与一个圆锥大齿轮14啮合，两个圆锥大齿轮14分别与一个半轴15的一端固定连接，半轴15的另一端伸出转子轴11后与行星轮减速器中的太阳轮16连接，行星轮减速器中的行星架17与内段输出轴18的一端连接，内段输出轴18的另一端伸出第二壳体1-22后通过万向节与外段输出轴19的内端连接，外段输出轴19的外端伸出第一壳体1-21后与轮毂通过花键连接；第一壳体1-21的端部半球形壳体顶端设置竖直的长圆形贯通孔，使外段输出轴19上下摆动时不与第一壳体1-21发生干涉。
汽车启动时，节温器不工作，冷却液在第一壳体1-21和第二壳体1-22内进行内循环，对一类电池包和驱动电机同时进行冷却，驱动电机的转子轴11通过十字轴、圆锥小齿轮、圆锥大齿轮将动力分别传递给左右两边的半轴，半轴再将动力传递给行星齿轮机构、内段输出轴、万向节、外段输出轴、轮毂，实现对汽车的驱动；汽车直线行驶时，转子轴11内的圆锥小齿轮只有绕十字轴的公转，当汽车转向行驶时，转子轴11内的圆锥小齿轮即有公转也有自转，使两个半轴的转速不同，实现了汽车的正常转向；驱动电机1内集成了差速器和减速器，使电动汽车的驱动单元体积大大减小，驱动电机1放置在第二壳体1-22内，冷却效果好，有效的延长了驱动电机1的使用寿命；
汽车加速行驶或行驶一段时间后，节温器开始工作，冷却液在第一壳体1-21、第二壳体1-22和散热器之间循环流动进行外循环，冷却液中多余的热量通过散热器与空气进行热交换，保证冷却液的温度始终处在合理的范围之内；
由于冷却液只针对一类电池包进行强制水冷式循环，因此冷却液用量少，水泵的功率也可以较小，同时第一壳体、第二壳体的体积可以制作的很紧凑，重量轻。
所述的二类电池包由多个电池两两侧面接触并排放置排列形成的长方体形状，二类电池包放置在与其形状相适应的冷却箱体2-10中，冷却箱体2-10包括上面、下面均设置开口的通风壳体2-11，通风壳体2-11的内部设置蜂窝状支架2-12，支架2-12的菱形空当内插入电池1-18，支架2-12的底部通过卡扣或粘接方式与止挡板2-13的上表面连接，止挡板2-13的上表面与电池1-18接触的位置设置贯通的通风孔；
所述通风壳体2-11的下方设置截面为三角形的箱体式第一风道2-15，第一风道2-15的长度方向沿汽车横向方向设置，其三角形截面的底面水平的放置在发动机舱内，三角形截面的一个较长的斜面沿汽车行驶方向前高后低设置，该斜面的上表面设置导风开口，且该斜面与止挡板2-13的下表面通过卡扣或粘接连接，三角形截面的一个较短的斜面靠近汽车前方，且该较短的斜面上设置左、右两个进风口，每个进风口分别与一个第二风道2-16的出风口连通，第二风道2-16的进风口设置在汽车进气格栅后方，散热器的左、右两侧相应位置；
所述第一风道2-15的三角形底面的上表面、沿汽车前后方向间隔设置多个弧形的导风片2-17，导风片2-17的长度沿汽车的横向方向设置，导风片2-17的数量n可被二类电池包中沿汽车前后方向排列的电池的列数N整除，令N/n＝m；
导风片2-17的弧形下段与第一风道2-15的三角形截面的底面相切，沿汽车前后方向，第1个/第i个导风条的弧形上段正好与其斜上方的第1*m列/i*m列的电池1-18的轴线相切；沿汽车前后方向，导风片2-17的高度逐渐增大；
最好的方式是电池的列数N与导风片的数量n相等，这样可以使电池各列的冷却效果较为均衡，二类电池包各处的电池温度较为平局。
所述的第一风道2-15的较长的斜面上设置的出风口与第三风道2-18的一端连接，第三风道2-18的侧壁设置圆弧过渡段，使第三风道2-18的另一端保持水平状态。
汽车开始行使时，由于二类电池包的功率较低，其发热量也较低，不需要水冷散热，此时冷空气从汽车前部的进气格栅进入发动机舱，并通过第二风道1-26进入到第一风道2-15中，水平流动的冷空气遇到导风片2-17后改变方向并沿着导风片2-17的上端切线方向流动，这样经过导风片的导向后，冷空气可以从电池正下方吹过，提高散热效果，沿汽车前后方向、导风片依次增高，可以使水平流动的冷空气可以较为均匀的被多个导风片导向，保证二类电池包各处的电池温度较为均衡，提高电池寿命；冷空气从支架2-12的菱形空当中吹出后，经过第三风道2-18的圆弧形侧壁导向后又变为水平流动，第三风道2-18的出口设置在汽车底盘前部并正对轮毂上设置的制动盘，这样可以充分利用进入进气格栅的冷空气，使其同时对制动盘进行降温。
所述的三类电池包对汽车行车无影响，只用于车内多媒体及空调装置，并对其他车内附属电器供电，因此输出功率较低，所以三类电池包的冷却方式完全可以采取自然冷却方式，以减轻三类电池包的重量。
为了方便放置，且不占用底盘空间和车内空间，三类电池包是由多个电池1-18首尾连接形成的长条形状，然后将多个条状的电池组并排放置，可以采用扎带或皮筋等软性连接方式连接；
三类电池包的侧壁与带有透气孔的海绵层接触，所述的三类电池包安装在汽车车门装饰板内侧、或仪表台壳体内、或车内立柱饰板内侧。
一类电池包采用强制水冷方式冷却，充分保证环境温度，且由于一类电池包只用于汽车驱动电机的供电，不用于其他设备，所以一类电池包的体积比传统的汽车动力电池组体积大大减小，可以安装在汽车的驱动桥上，并可以与驱动电机同轴并排安装，也可以设计成为轴向带有贯通通孔的中空式胶囊形状，把驱动电机套在一类电池包的内部，极大的节约了空间，同时使驱动电机也可以进行水冷冷却，提高了驱动电机的散热效率；二类电池包的输出功率较为恒定，采用风冷方式即可以有效冷却，三类电池包的输出功率较小，不需要强制冷却，只需采用自然冷却方式即可；电动汽车的电池分为了一类电池包、二类电池包、三类电池包，且不同电池包的冷却方式不同，提高了电池的冷却效率，同时减小了冷却系统的能量消耗；不同电池包分散安装在车桥、发动机舱、车内，使电动汽车的整体尺寸更紧凑。

Claims (3)

1.一种电动汽车用分布式电池模块，分布式电池模块包括安装在电动汽车上的多个电池包；
其特征在于：电池包根据供电设备不同分为一类电池包、二类电池包、三类电池包；
一类电池包为输出功率随汽车速度的增加而显著增加的电池包，二类电池包、三类电池包为输出功率随汽车速度的变化不发生明显改变的电池包，一类电池包、二类电池包在汽车启动后始终呈供电状态，三类电池包可由驾驶员控制开闭；
所述的一类电池包包括：用于给汽车驱动电机(1)供电的主动力电池组、用于给强制水冷循环装置供电的冷却系统供电电池组；
所述的二类电池包包括：用于给汽车行车电脑及监测诊断装置供电的主控制单元供电电池组，用于给汽车照明装置供电的照明供电电池组；用于驱动辅助电机的辅助动力电池组；
所述的三类电池包包括：用于分别给车内多媒体装置、空调装置供电的辅助控制单元供电电池组；
所述的一类电池包、二类电池包、三类电池包相互并联设置且均通过通断开关与汽车侧面设置的充电插头的电源线连接；
所述的一类电池包包括两个相对设置的圆形连接板(1-11)，连接板(1-11)的中部设置贯通的通孔，两个连接板(1-11)相对的端面上设置多个同心的圆形凹槽(1-12)，圆筒形散热片(1-14)的两端分别插入两个圆形连接板(1-11)的凹槽(1-12)内；凹槽的底部设置长条形引导孔，散热片(1-14)的端头处设置凸出的长条形引导片，引导片穿入引导孔内；引导孔与圆形连接板(1-11)的侧壁上沿其径向方向设置的导水孔(1-13)连通；
引导片与引导孔的内侧面之间设置密封圈或涂抹密封胶；两个相邻的散热片(1-14)之间环形阵列布置多个圆柱形电池(1-18)；所述圆形连接板(1-11)的端面上与圆柱形电池接触的位置设置沿圆形连接板(1-11)轴线贯通的圆形通孔，圆形通孔内放置圆柱形导电棒(1-15)
多个一类电池包并排堆叠在一起，使多个一类电池包中同轴的多个圆柱形电池通过导电块(1-15)形成串联式连接，并排堆叠的一类电池包的两端分别设置端盖(1-16)，端盖(1-16)的内端面上设置多个同心的圆弧形凹槽(1-12)与散热片(1-14)的端面连接，端盖(1-16)的外端面上嵌入多个圆环形集电环(1-17)，集电环(1-17)的一端与导电棒(1-15)连接，另一端与电池包输出端的供电导线连接；
多个并排堆叠的一类电池包安装在集成壳体内，集成壳体包括水平放置的胶囊形第一壳体(1-21)，第一壳体(1-21)包括圆筒形的中间壳体，中间壳体的两端与半球形的端部壳体通过螺栓或插销构成可拆卸式连接；
第一壳体(1-21)的中间壳体外侧面上设置的安装支架与车身通过螺栓或插销固定连接；第一壳体(1-21)的内腔中设置与其形状一致的第二壳体(1-22)；
第二壳体(1-22)穿过连接板(1-11)的中部设置的通孔，使一类电池包安装在第一壳体(1-21)与第二壳体(1-22)之间的中部空间；
第二壳体(1-22)的内腔中设置双轴输出式驱动电机(1)；第一壳体(1-21)、第二壳体(1-22)各自的侧壁内沿其轴向方向设置多个冷却水孔(1-23)，第一壳体(1-21)、第二壳体(1-22)的冷却水孔(1-23)分别与导水孔(1-13)的一端连通；
第一壳体(1-21)端部的半球形内侧壁与第二壳体(1-22)端部的半球形外侧壁之间设置循环水管，循环水管将第一壳体(1-21)、第二壳体(1-22)各自的冷却水孔(1-23)连通，循环水管的内腔中部设置水泵(1-24)；水泵(1-24)的出口端设置节温器(1-29)，节温器的两个出口端分别与循环水管、设置在汽车前部进气格栅后方的散热器的进水口连接，散热器的出水口与三通阀(1-28)的一端连接，三通阀(1-28)的另外两个端口将循环水管和水泵入水口进行连接；当节温器不工作时，节温器与循环水管的出口打开，与散热器连接的出口关闭，冷却液依次通过水泵(1-24)、第一壳体(1-21)、连接板(1-11)、第二壳体(1-22)、水泵(1-24)，构成冷却液的内循环；当节温器工作时，节温器的两个出口均打开，冷却液进行内循环的同时，一部分冷却液还依次通过散热器入水口、散热器出水口、三通阀(1-28)、水泵(1-24)，构成冷却液的外循环；
所述的驱动电机(1)的壳体外侧面与第二壳体(1-22)的内侧面紧贴，驱动电机(1)的转子轴(11)为空心轴，转子轴(11)的内腔中部的侧壁上设置沿其径向方向的卡槽，卡槽中插入十字轴(12)的端头，使十字轴(12)与转子轴(11)共同旋转，十字轴(12)的每个轴端内侧套设一个可旋转的圆锥小齿轮(13)，圆锥小齿轮(13)的两端分别与一个圆锥大齿轮(14)啮合，两个圆锥大齿轮(14)分别与一个半轴(15)的一端固定连接，半轴(15)的另一端伸出转子轴(11)后与行星轮减速器中的太阳轮(16)连接，行星轮减速器中的行星架(17)与内段输出轴(18)的一端连接，内段输出轴(18)的另一端伸出第二壳体(1-22)后通过万向节与外段输出轴(19)的内端连接，外段输出轴(19)的外端伸出第一壳体(1-21)后与轮毂通过花键连接；第一壳体(1-21)的端部半球形壳体顶端设置竖直的长圆形贯通孔，使外段输出轴(19)上下摆动时不与第一壳体(1-21)发生干涉。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用分布式电池模块，其特征在于：所述的二类电池包由多个电池两两侧面接触并排放置排列形成的长方体形状，二类电池包放置在与其形状相适应的冷却箱体(2-10)中，冷却箱体(2-10)包括上面、下面均设置开口的通风壳体(2-11)，通风壳体(2-11)的内部设置蜂窝状支架(2-12)，支架(2-12)的菱形空当内插入电池(1-18)，支架(2-12)的底部通过卡扣或粘接方式与止挡板(2-13)的上表面连接，止挡板(2-13)的上表面与电池(1-18)接触的位置设置贯通的通风孔；
所述通风壳体(2-11)的下方设置截面为三角形的箱体式第一风道(2-15)，第一风道(2-15)的长度方向沿汽车横向方向设置，其三角形截面的底面水平的放置在发动机舱内，三角形截面的一个较长的斜面沿汽车行驶方向前高后低设置，该斜面的上表面设置导风开口，且该斜面与止挡板(2-13)的下表面通过卡扣或粘接连接，三角形截面的一个较短的斜面靠近汽车前方，且该较短的斜面上设置左、右两个进风口，每个进风口分别与一个第二风道(2-16)的出风口连通，第二风道(2-16)的进风口设置在汽车进气格栅后方，散热器的左、右两侧相应位置；
所述第一风道(2-15)的三角形底面的上表面、沿汽车前后方向间隔设置多个弧形的导风片(2-17)，导风片(2-17)的长度沿汽车的横向方向设置，导风片(2-17)的数量n可被二类电池包中沿汽车前后方向排列的电池的列数N整除，令N/n＝m；
导风片(2-17)的弧形下段与第一风道(2-15)的三角形截面的底面相切，沿汽车前后方向，第1个/第i个导风条的弧形上段正好与其斜上方的第1*m列/i*m列的电池(1-18)的轴线相切；沿汽车前后方向，导风片(2-17)的高度逐渐增大；
所述的第一风道(2-15)的较长的斜面上设置的出风口与第三风道(2-18)的一端连接，第三风道(2-18)的侧壁设置圆弧过渡段，使第三风道(2-18)的另一端保持水平状态。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用分布式电池模块，其特征在于：所述的三类电池包由多个电池(1-18)首尾连接形成的长条形状，三类电池包的侧壁与带有透气孔的海绵层接触，海绵层的外侧设置扎带；所述的三类电池包安装在汽车车门装饰板内侧、或仪表台壳体内、或车内立柱饰板内侧。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490539A (zh) * 2020-05-12 2021-03-12 西华大学 安全性高的电动汽车中电池组用分布式温度均衡方法
CN113991208A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 西安交通大学 一种液体冷却动力电池箱

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10297570A (ja) * 1997-05-01 1998-11-10 Yamaha Motor Co Ltd ハイブリッド式二輪車
CN106585414A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 上海思致汽车工程技术有限公司 一种智能化多回路电动汽车冷却系统
CN106864284A (zh) * 2017-02-14 2017-06-20 苏州高迈新能源有限公司 一种电动汽车动力电池分布式非对称冷却装置和冷却方法
WO2017152843A1 (zh) * 2016-03-10 2017-09-14 曾丹玢 一种电池系统、具有该电池系统的电动汽车及储能系统
CN209200103U (zh) * 2018-08-31 2019-08-02 西华大学 一种电动汽车用分布式电池模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10297570A (ja) * 1997-05-01 1998-11-10 Yamaha Motor Co Ltd ハイブリッド式二輪車
WO2017152843A1 (zh) * 2016-03-10 2017-09-14 曾丹玢 一种电池系统、具有该电池系统的电动汽车及储能系统
CN106585414A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 上海思致汽车工程技术有限公司 一种智能化多回路电动汽车冷却系统
CN106864284A (zh) * 2017-02-14 2017-06-20 苏州高迈新能源有限公司 一种电动汽车动力电池分布式非对称冷却装置和冷却方法
CN209200103U (zh) * 2018-08-31 2019-08-02 西华大学 一种电动汽车用分布式电池模块

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490539A (zh) * 2020-05-12 2021-03-12 西华大学 安全性高的电动汽车中电池组用分布式温度均衡方法
CN112490539B (zh) * 2020-05-12 2021-09-03 西华大学 安全性高的电动汽车中电池组用分布式温度均衡方法
CN113991208A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 西安交通大学 一种液体冷却动力电池箱

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