CN109244281B - 电池箱及电池温控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池箱及电池温控装置，涉及电池控温技术领域，本发明提供的电池箱包括箱体，所述箱体包括外箱、内箱和导热件，所述内箱设于所述外箱内，且所述外箱与所述内箱之间形成隔离腔，所述导热件连接于所述内箱内，本发明提供的电池箱缓解了现有技术中动力电池冷却和保温效果不佳的技术问题，可对内箱进行保温隔离，避免低温环境影响内箱的温度，不仅有利于动力电池散热，而且有利于通过加热内箱，使动力电池快速达到适宜的工作温度。

Description

电池箱及电池温控装置

技术领域

本发明涉及电池控温技术领域，尤其是涉及一种电池箱及电池温控装置。

背景技术

电动汽车是由动力电池来提供整车能源，并由驱动电机提供车辆的驱动力。由于动力电池需要提供大量的能量，因此在工作过程中，动力电池不可避免的会产生大量的热量。当对动力电池进行充电时，动力电池也同样会产生大量热量。这些热量的过量累积会对动力电池的工作效率产生不利影响，进而影响电动汽车的正常运行。此外，在低温环境下，动力电池的充放电均较困难，因此外界环境的温度变化对动力电池的工作性能影响很大。

动力电池的热安全性是其安全使用的前提，如何较好的控制动力电池的温度，防止发生热失控，是目前动力电池热管理的关键。目前，电动汽车上的动力电池包通常采用风冷或者液冷的方式，但对电池的冷却效率较低，且浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池箱及电池温控装置，以缓解现有技术中动力电池冷却效率低的技术问题。

第一方面，本发明提供的电池箱，包括箱体，所述箱体包括外箱、内箱和导热件，所述内箱设于所述外箱内，且所述外箱与所述内箱之间形成隔离腔，所述导热件连接于所述内箱内。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述内箱内连接固定架，所述固定架用于连接动力电池。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述箱体包括遮盖件，所述遮盖件盖合于所述内箱的开口端。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述外箱的外侧壁连接多个散热片。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述外箱上连接有第一管件、第二管件和第三管件，所述第一管件、所述第二管件和所述第三管件均与所述隔离腔流体连通，所述第三管件连接于所述外箱的顶端，所述第二管件连接于所述外箱的底端。

第二方面，本发明提供的电池温控装置，包括：控制器、储液罐、第一电磁阀和第一方面提供的电池箱，所述第一电磁阀连接在所述储液罐和所述隔离腔之间，且分别与所述储液罐和所述隔离腔流体连通，所述控制器与所述第一电磁阀相连接。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电池温控装置包括：液泵和第二电磁阀，所述液泵的出液端与所述储液罐流体连通，所述第二电磁阀连接在所述液泵的进液端和所述隔离腔的底端之间，且分别与所述液泵和所述隔离腔流体连通，所述液泵和所述第二电磁阀分别与所述控制器相连接。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电池温控装置包括：气泵和第三电磁阀，所述第三电磁阀连接在所述气泵和所述隔离腔之间，且分别与所述气泵和所述隔离腔流体连通，所述气泵和所述第三电磁阀分别与所述控制器相连接。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第三电磁阀流体连通于所述隔离腔的顶端。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述箱体内设置加热器，所述加热器与所述控制器相连接。

本发明实施例带来了以下有益效果：采用箱体包括外箱、内箱和导热件，内箱设于外箱内，且外箱与内箱之间形成隔离腔，导热件连接于内箱内的方式，隔离腔内可以填充冷却液，便于实现对内箱的冷却；或者，将隔离腔抽成真空状态，由此可对内箱进行保温隔离，避免低温环境影响内箱的温度，同时降低加热内箱的能源消耗，达到了节能和保温的目的。

此外，导热件连接于内箱中，通过导热件将动力电池产生的热量传递至内箱，从而提高内箱与动力电池之间的热传导效率，不仅有利于动力电池散热，而且有利于通过加热内箱，使动力电池快速达到适宜的工作温度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的电池箱剖视图一；

图2为本发明实施例一提供的电池箱主视图；

图3为本发明实施例一提供的电池箱剖视图二；

图4为本发明实施例二提供的电池温控装置的结构部分示意图；

图5为本发明实施例二提供的电池温控装置的电器部分示意图。

图标：1-箱体；11-外箱；12-内箱；13-导热件；14-固定架；15-遮盖件；16-散热片；17-第一管件；18-第二管件；19-第三管件；2-控制器；3-储液罐；4-第一电磁阀；5-液泵；6-第二电磁阀；7-气泵；8-第三电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的电池箱，包括箱体1，箱体1包括外箱11、内箱12和导热件13，内箱12设于外箱11内，且外箱11与内箱12之间形成隔离腔，导热件13连接于内箱12内。

具体的，外箱11与内箱12之间形成密闭的隔离腔，内箱12的底端设置开口，隔离腔沿内箱12的周向延伸，并包裹内箱12的顶部和侧壁，内箱12内部用于存放动力电池。隔离腔设置为真空，可以防止内箱12与外界产生热传递，进而达到对内箱12的保温目的；隔离腔内填充较大比热容的冷却介质，由此可以吸收动力电池热量，从而避免内箱12在动力电池的作用下温度大幅升高，导热件13连接在内箱12的内侧，通过导热件13抵接动力电池和内箱12，从而将动力电池的热量传递至内箱12，并由内箱12传递至冷却介质，由此避免热量传递至外箱11，从而避免动力电池产生的热量散发至周围环境中，在此过程中，导热件13作为热的良导体，相比于空气传热效率更佳，内箱12中的热量通过导热件13传递至内箱12，由此实现对动力电池的高效散热。

需要说明的是，可将隔离腔抽成真空，从而使隔离腔不仅可以避免内箱12中的动力电池的热量传递至外箱11，而且可以避免低温环境中，内箱12遭受低温影响，从而避免影响动力电池性能。

在本发明实施例中，内箱12内连接固定架14，固定架14用于连接动力电池。

如图1和图3所示，固定架14设置有两个，两个固定架14分别位于内箱12的顶端和底端，并且固定架14上设置有多个动力电池安装孔，用以安装动力电池。此外，导热件13为多个导热翅片，多个导热翅片间隔设置在内箱12中，并与内箱12的内壁连接；导热翅片的端面与固定架14的端面平行，并且导热翅片上设置有多个通孔，导热翅片上的多个通孔与多个动力电池安装孔一一相对设置，动力电池配合在导热翅片的通孔中，动力电池产生的热量，可以通过多个导热翅片传递至内箱12，由此将动力电池产生的热量及时传递至内箱12，解决动力电池温度过高带来的安全隐患问题。

如图1所示，箱体1包括遮盖件15，遮盖件15盖合于内箱12的开口端。

具体的，遮盖件15用于盖合内箱12的开口端，遮盖件15朝向内箱12的一侧设置加热器，用以在低温环境下为内箱12中的动力电池加热。

如图2所示，外箱11的外侧壁连接多个散热片16。

具体的，散热片16为铝制翅片，多个铝制翅片间隔设置，并垂直于外箱11的外侧壁端面；散热片16用于吸收外箱11的热量，通过多个铝制翅片增大散热面积，从而有利于提高外箱11的散热效率。

如图2所示，外箱11上连接有第一管件17、第二管件18和第三管件19，第一管件17、第二管件18和第三管件19均与隔离腔流体连通，第三管件19连接于外箱11的顶端，第二管件18连接于外箱11的底端。

具体的，第一管件17用于流体连通储液罐3和隔离腔，从而可以使储液罐3内的冷却介质通过第一管件17流入隔离腔内；第二管件18用于流体连通液泵5和隔离腔，且第二管件18连接于外箱11的底端，从而可以将隔离腔内的液态冷却介质抽出，以便在低温环境中，可以实现内箱12的快速加热升温；第三管件19用于流体连通气泵7的进气端和隔离腔，气泵7工作可以将隔离腔内气体排出，从而使隔离腔内部形成负压空腔，在真空状态下，隔离腔具有隔热保温的作用，第三管件19连接于外箱11的顶端，从而避免液体通过第三管件19排出；并且，负压状态下的隔离腔，内部液态冷却介质的沸点降低，从而可以通过蒸发吸热实现内箱12的高效降温。以使用纯水作为冷却介质为例，在负压状态下，纯水的沸点降低至30摄氏度-40摄氏度之间，当内箱12受动力电池作用升温至负压状态纯水沸点时，纯水受热沸腾汽化，从而快速带走热量，以实现内箱12的高效冷却。

实施例二

如图4和图5所示，本发明实施例提供的电池温控装置，包括：控制器2、储液罐3、第一电磁阀4和实施例一提供的电池箱，第一电磁阀4连接在储液罐3和隔离腔之间，且分别与储液罐3和隔离腔流体连通，控制器2与第一电磁阀4相连接。

具体地，控制器2为PLC控制器，储液罐3用于存储冷却液。储液罐3位于电池箱的上方，当PLC控制器控制第一电磁阀4开启时，储液罐3内的冷却液可在重力作用下流动至隔离腔内。冷却液选用纯水，具有较大的比热容，从而可吸收较多的热量，且不会引起电池箱的大量升温。

在本发明实施例中，电池温控装置包括：液泵5和第二电磁阀6，液泵5的出液端与储液罐3流体连通，第二电磁阀6连接在液泵5的进液端和隔离腔的底端之间，且分别与液泵5和隔离腔流体连通，液泵5和第二电磁阀6分别与控制器2相连接。

具体的，控制器2控制第一电磁阀4关闭，并控制第二电磁阀6开启，启动液泵5，在液泵5的作用下，隔离腔内的冷却液可流经液泵5流至储液罐3中存储，由此有利于在低温环境下快速对电池箱进行加热，避免冷却液吸热的能量损耗。

进一步的，电池温控装置包括：气泵7和第三电磁阀8，第三电磁阀8连接在气泵7和隔离腔之间，且分别与气泵7和隔离腔流体连通，气泵7和第三电磁阀8分别与控制器2相连接。

具体的，控制器2控制第一电磁阀4和第二电磁阀6关闭，开启第三电磁阀8，并启动气泵7，在气泵7的作用下将隔离腔内气体吸出，从而使隔离腔内部气压降低。如此时隔离腔内存在冷却液，则冷却液的沸点降低，当动力电池升温至冷却液沸点时，冷却液汽化吸热，可以快速降低电池箱的温度，进而避免动力电池高温自燃；如隔离腔内无冷却液，控制器2控制第一电磁阀4短暂开启，并使第二电磁阀6和第三电磁阀8保持关闭状态，从而使冷却液进入隔离腔，并使隔离腔内维持负压状态，以在动力电池升温至冷却液沸点时，实现电池箱的高效降温。

进一步的，第三电磁阀8流体连通于隔离腔的顶端。当气泵7工作，且隔离腔内存有冷却液时，第三电磁阀8流体连通于隔离腔的顶端，可以避免气泵7将冷却液吸出。

进一步的，箱体1内设置加热器，加热器与控制器2相连接。在严寒环境中，控制器2控制第一电磁阀4关闭，第二电磁阀6开启，并启动液泵5，从而将隔离腔内的冷却液吸入储液罐3中。同时，控制器2控制电热器工作，通过电热器为内箱12加热，从而确保内箱12内的动力电池工作在适宜的温度环境中。

需要说明的是，内箱12内设置温度传感器，温度传感器与控制器2相连接，控制器2读取温度传感器的数据，以判断动力电池的工作温度。当动力电池温度高于预设最高温度时，控制器2控制第三电磁阀8开启，并启动气泵7，用以使隔离腔内形成低压环境，此外，控制器2控制第一电磁阀4短暂开启，从而使储液罐3中的冷却液流至隔离腔内，通过冷却液在低压环境中汽化吸热，实现对动力电池的降温。当动力电池温度高于预设最低温度时，控制器2控制加热器启动，通过加热器为动力电池加热，以使动力电池工作在适宜温度环境中。此外，控制器2可以控制第一电磁阀4和第二电磁阀6均关闭，开启第三电磁阀8，并启动气泵7，从而使隔离腔内形成真空状态，由此实现较佳的保温效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电池箱，其特征在于，包括箱体（1），所述箱体（1）包括外箱（11）、内箱（12）和导热件（13），所述内箱（12）设于所述外箱（11）内，且所述外箱（11）与所述内箱（12）之间形成隔离腔，所述导热件（13）连接于所述内箱（12）内；

所述内箱（12）内连接固定架（14），所述固定架（14）用于连接动力电池，所述固定架（14）设置两个，其一位于所述内箱（12）的顶端，另一位于所述内箱（12）的底端；

所述固定架（14）上设置有多个动力电池安装孔，用以安装动力电池；

所述导热件（13）配置为多个导热翅片，多个所述导热翅片间隔设置在所述内箱（12）中，并与所述内箱（12）的内壁连接；

所述导热翅片的端面与所述固定架（14）的端面平行，并且所述导热翅片上设置有多个通孔，所述导热翅片上的多个所述通孔与多个所述动力电池安装孔一一相对设置；

所述外箱（11）上连接有第一管件（17）、第二管件（18）和第三管件（19），所述第一管件（17）、所述第二管件（18）和所述第三管件（19）均与所述隔离腔流体连通，所述第三管件（19）连接于所述外箱（11）的顶端，所述第二管件（18）连接于所述外箱（11）的底端。

2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述箱体（1）包括遮盖件（15），所述遮盖件（15）盖合于所述内箱（12）的开口端。

3.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述外箱（11）的外侧壁连接多个散热片（16）。

4.一种电池温控装置，其特征在于，包括：控制器（2）、储液罐（3）、第一电磁阀（4）和权利要求1-3任一项所述的电池箱，所述第一电磁阀（4）连接在所述储液罐（3）和所述隔离腔之间，并分别与所述储液罐（3）和所述隔离腔流体连通，所述控制器（2）与所述第一电磁阀（4）相连接。

5.根据权利要求4所述的电池温控装置，其特征在于，所述电池温控装置包括：液泵（5）和第二电磁阀（6），所述液泵（5）的出液端与所述储液罐（3）流体连通，所述第二电磁阀（6）连接在所述液泵（5）的进液端和所述隔离腔的底端之间，且分别与所述液泵（5）和所述隔离腔流体连通，所述液泵（5）和所述第二电磁阀（6）分别与所述控制器（2）相连接。

6.根据权利要求5所述的电池温控装置，其特征在于，所述电池温控装置包括：气泵（7）和第三电磁阀（8），所述第三电磁阀（8）连接在所述气泵（7）和所述隔离腔之间，且分别与所述气泵（7）和所述隔离腔流体连通，所述气泵（7）和所述第三电磁阀（8）分别与所述控制器（2）相连接。

7.根据权利要求6所述的电池温控装置，其特征在于，所述第三电磁阀（8）流体连通于所述隔离腔的顶端。

8.根据权利要求4所述的电池温控装置，其特征在于，所述箱体（1）内设置加热器，所述加热器与所述控制器（2）相连接。