CN109301393A - 一种电动汽车电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池系统，包括电池壳体，所述电池壳体内设有多个依次排列的电池仓，电池仓内设有多个单体电池；还包括进风主管、排风主管、间接风冷管及前风路切换机构，相邻两个电池仓之间通过内气口连通，电池壳体上设有直冷进风口及直冷出风口；所述间接风冷管上设有若干导热体，导热体上端处在间接风冷管内，导热体下端处在电池壳体内；所述前风路切换机构包括竖滑管、设于竖滑管上的竖换气罐、设于竖滑管内的竖滑体及串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁。本发明的有益效果是：利用了车辆行驶时的环境特性，通过设置被动式的风冷结构，实现了对电池部分效进行散热、降温的功能，可有效保障电池的使用寿命并提升安全性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池系统。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以电动汽车电池为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。而随着技术的发展，电动汽车已经越来越普及，近年来，其发展势头更是极为迅猛。电动汽车电池容易发热，尤其是电动汽车加速或高速行驶时，电池汽车电池的发热量则更大，而目前，如何更好地对电动汽车电池进行相对低成本的有效降温、以更好地保障使用寿命及行驶安全性，一直是各国致力解决的问题的之一。
发明内容
本发明提供了一种电动汽车电池系统，利用了车辆行驶时的环境特性，通过设置被动式的风冷结构，实现了对电池部分效进行散热、降温的功能，可有效保障电池的使用寿命并提升安全性。
一种电动汽车电池系统，
包括电池壳体，所述电池壳体内设有多个依次排列的电池仓，电池仓内设有多个单体电池；
还包括进风主管、排风主管、间接风冷管及前风路切换机构，所述进风主管设置在进气格栅后方，进风主管的进风端朝向进气格栅；
相邻两个电池仓之间通过内气口连通，电池壳体上设有直冷进风口及直冷出风口，任一内气口处在直冷进风口与直冷出风口之间；
所述间接风冷管上设有若干导热体，导热体上端处在间接风冷管内，导热体下端处在电池壳体内，间接风冷管的一个管口为间冷进风口，间接风冷管的另一个管口为间冷出风口；
所述前风路切换机构包括竖滑管、设于竖滑管上的竖换气罐、设于竖滑管内的竖滑体及串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁，竖滑管上端开口且下端封闭，竖滑体与竖滑管滑动密封配合，竖滑体上设有竖切换孔，竖滑体顶部设有可被电磁铁吸附的铁块，铁块处在电磁铁下方，竖滑管上设有竖前第一孔、竖前第二孔、竖后第一孔及竖后第二孔，进风主管的出风端、竖前第一孔及竖前第二孔均与竖换气罐连通，竖后第一孔连通直冷进风口，竖后第二孔连通间冷进风口；
所述竖前第一孔可通过竖切换孔与竖后第一孔连通，竖前第二孔可通过竖切换孔与竖后第二孔连通，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通时，竖前第二孔与竖后第二孔之间被竖滑体隔断，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通时，竖前第一孔与竖后第一孔之间被竖滑体隔断，当铁块吸附在电磁铁上时，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通，直冷出风口与间冷出风口均与排风主管的进风端连通。
作为优选，所述间接风冷管固定在电池壳体顶部，导热体为铜板，铜板与电池仓一一对应，铜板下端处在对应的电池仓内。
作为优选，所述间接风冷管的长度方向平行于铜板，在间接风冷管长度方向上：任一铜板的投影与直冷进风口的投影分离，任一铜板的投影与直冷出风口的投影分离，任一铜板的投影与任一内气口的投影分离。
作为优选，所述竖滑管内设有处在竖滑体下方的支撑柱，支撑柱接触竖滑体底部时，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通。
作为优选，所述支撑柱外套设有弹簧，弹簧一端连接竖滑管的封闭端，弹簧另一端连接竖滑体底部。
作为优选，还包括后风路稳定结构及后风路切换机构；所述后风路稳定结构包括左压气管、中平气管、右压气管、左尾翼板及右尾翼板，左压气管轴线、中平气管轴线及右压气管轴线均平行于电动汽车车身的前后方向，左尾翼板与右尾翼板均固定在车身上，左尾翼板处在左后车轮上方，右尾翼板处在右后车轮上方，左尾翼板与水平面之间成15至45度角，左尾翼板前端低于左尾翼板后端，右尾翼板与水平面之间成15至45度角，右尾翼板前端低于右尾翼板后端，左压气管的出口端朝向左尾翼上表面，右压气管的出口端朝向右尾翼上表面；所述后风路切换机构包括横滑管、设于横滑管上的横换气罐及设于横滑管内的横滑体，横滑体与横滑管滑动密封配合，横滑体上设有横切换孔，横滑管一端设有左挡板，横滑管另一端设有右挡板，左挡板上设有左气孔，左挡板与横滑体之间形成左腔，左腔内设有左弹簧及左限位座，左弹簧一端接触左挡板，左弹簧另一端接触横滑体，右挡板上设有右气孔，右挡板与横滑体之间形成右腔，右腔内设有右弹簧及右限位座，右弹簧一端接触右挡板，右弹簧另一端接触横滑体，横滑管上设有横前第一孔、横前第二孔、横前中孔、横后第一孔、横后第二孔及横后中孔，排风主管的出风端、横前第一孔、横前第二孔及横前中孔均与横换气罐连通，横后第一孔连通右压气管的进口端，横后第二孔连通左压气管的进口端，横后中孔连通中平气管的进口端；电动汽车静止时，横前中孔与横后中孔通过横切换孔连通，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；横滑体接触左限位座时，横前第一孔与横后第一孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；横滑体接触右限位座时，横前第二孔与横后第二孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断。
作为优选，所述左前车轮与右前车轮沿车身左右对称面对称布置，左后车轮与右后车轮沿车身左右对称面对称布置，左压气管与右压气管沿车身左右对称面对称布置，左尾翼板与右尾翼板沿车身左右对称面对称布置，左弹簧与右弹簧沿车身左右对称面对称布置。
作为优选，所述横后第一孔通过后第一导气管连通右压气管的进口端，横后第二孔通过后第二导气管连通左压气管的进口端，横后中孔通过后中导气管连通中平气管的进口端。
本发明的有益效果是：利用了车辆行驶时的环境特性，通过设置被动式的风冷结构，实现了对电池部分效进行散热、降温的功能，可有效保障电池的使用寿命并提升安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1中B处的放大图；
图4是本发明的局部结构示意图；
图5是本发明横滑管处的结构示意图；
图6是本发明左尾翼板处的结构示意图；
图7是本发明右尾翼板处的结构示意图；
图8是图5中C处的放大图。
附图标记：电池壳体1、内气口1a、直冷进风口1b、直冷出风口1c、进风主管2、排风主管3、间接风冷管4、导热体41、竖滑管51、竖前第一孔51a、竖前第二孔51b、竖后第一孔51c、竖后第二孔51d、支撑柱511、弹簧512、竖换气罐52、竖滑体53、竖切换孔53a、铁块531、电磁铁54、左压气管61、中平气管62、右压气管63、左尾翼板64、右尾翼板65、横滑管71、横前第一孔71a、横前第二孔71b、横前中孔71c、横后第一孔71d、横后第二孔71e、横后中孔71f、左挡板711、右挡板712、横换气罐72、横滑体73、横切换孔73a、左弹簧741、左限位座742、右弹簧751、右限位座752、后第一导气管76、后第二导气管77。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1至图8所示，
一种电动汽车电池系统，
包括电池壳体1，所述电池壳体内设有多个依次排列的电池仓，电池仓内设有多个单体电池；
还包括进风主管2、排风主管3、间接风冷管4及前风路切换机构，所述进风主管设置在进气格栅后方，进风主管的进风端朝向进气格栅；
相邻两个电池仓之间通过内气口1a连通，电池壳体上设有直冷进风口1b及直冷出风口1c，任一内气口处在直冷进风口与直冷出风口之间；
所述间接风冷管上设有若干导热体41，导热体上端处在间接风冷管内，导热体下端处在电池壳体内，间接风冷管的一个管口为间冷进风口，间接风冷管的另一个管口为间冷出风口；
所述前风路切换机构包括竖滑管51、设于竖滑管上的竖换气罐52、设于竖滑管内的竖滑体53及串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁54，竖滑管上端开口且下端封闭，竖滑体与竖滑管滑动密封配合，竖滑体上设有竖切换孔53a，竖滑体顶部设有可被电磁铁吸附的铁块531，铁块处在电磁铁下方，竖滑管上设有竖前第一孔51a、竖前第二孔51b、竖后第一孔51c及竖后第二孔51d，进风主管的出风端、竖前第一孔及竖前第二孔均与竖换气罐连通，竖后第一孔连通直冷进风口，竖后第二孔连通间冷进风口；
所述竖前第一孔可通过竖切换孔与竖后第一孔连通，竖前第二孔可通过竖切换孔与竖后第二孔连通，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通时，竖前第二孔与竖后第二孔之间被竖滑体隔断，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通时，竖前第一孔与竖后第一孔之间被竖滑体隔断，当铁块吸附在电磁铁上时，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通，直冷出风口与间冷出风口均与排风主管的进风端连通。
各单体电池可以串联、并联或混联，这属于电动汽车电池领域的现有技术，在此不予赘述。行驶时，车前方的气流通过进气格栅后进入进风主管，从而提供了冷却气流。需要指出的是，由于不是燃油车，所以原本从进气格栅进入发动机舱的空气气流不再需要对原本的一些结构进行散热，而是可以改为对电池部分进行散热了。而若不设置开放式的进气格栅（即进气格栅处为封闭结构），则不仅进气格栅处的风阻依然存在，还无法提供冷却气流。所以设置本发明中的进风主管，让一部分气流“物尽其用”，不失为一种综合效果更佳的选择。
电动汽车行驶时，气流经进风主管快速进入竖换气罐，不下雨时，雨刮器未工作（雨刮电路未通电），串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁不带电，铁块保持在如图1、图2所示位置，气流经进风主管、竖换气罐、竖前第一孔、竖切换孔、竖后第一孔及直冷进风口进入电池壳体内，气流通过各电池仓后，再经直冷出风口及排风主管排出，此过程中气流直接通过电动汽车电池内部，可实现直接、有效的散热。
下雨时，驾驶员开启雨刮电路，串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁得电，电磁铁具有了磁性，电磁铁吸附铁块，竖滑体上移。此时，气流依次流经进风主管、竖换气罐、竖前第二孔、竖切换孔、竖后第二孔、间冷进风口、间接风冷管、间冷处风口及排风主管。导热体会将相对高温区域（电池仓内）的热量传导至相对低温区域（间接风冷管内），气流经过间接风冷管时，会将一部分热量带走，从而有效实现间接散热。下雨时进行间接散热，可以效避免大量潮湿空气直接经过电动汽车电池内部，从而可有效对电动汽车电池进行防潮保护。且下雨时，外部空气相对温度会更低（其它条件相同，且相对不下雨而言），所以此时虽然是间接散热，但散热效果也良好。
所述间接风冷管固定在电池壳体顶部，导热体为铜板，铜板与电池仓一一对应，铜板下端处在对应的电池仓内。铜板导热能力强，且一一对应设置可以强化散热的效果，保障更均匀地降温散热。
所述间接风冷管的长度方向平行于铜板，在间接风冷管长度方向上：任一铜板的投影与直冷进风口的投影分离，任一铜板的投影与直冷出风口的投影分离，任一铜板的投影与任一内气口的投影分离。
所述竖滑管内设有处在竖滑体下方的支撑柱511，支撑柱接触竖滑体底部时，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通。支撑柱可以提升结构稳定性，使竖滑体能维持在一个更为稳定的状态。
所述支撑柱外套设有弹簧512，弹簧一端连接竖滑管的封闭端，弹簧另一端连接竖滑体底部。弹簧既可以强化竖滑体的稳定性（避免因震动而导致竖滑体上移过多），又能够提升竖滑体的复位能力（电磁铁失电后，弹簧能辅助铁块、竖滑体复位）。
还包括后风路稳定结构及后风路切换机构；
所述后风路稳定结构包括左压气管61、中平气管62、右压气管63、左尾翼板64及右尾翼板65，左压气管轴线、中平气管轴线及右压气管轴线均平行于电动汽车车身的前后方向，左尾翼板与右尾翼板均固定在车身上，左尾翼板处在左后车轮上方，右尾翼板处在右后车轮上方，左尾翼板与水平面之间成15至45度角，左尾翼板前端低于左尾翼板后端，右尾翼板与水平面之间成15至45度角，右尾翼板前端低于右尾翼板后端，左压气管的出口端朝向左尾翼上表面，右压气管的出口端朝向右尾翼上表面；
所述后风路切换机构包括横滑管71、设于横滑管上的横换气罐72及设于横滑管内的横滑体73，横滑体与横滑管滑动密封配合，横滑体上设有横切换孔73a，横滑管一端设有左挡板711，横滑管另一端设有右挡板712，左挡板上设有左气孔，左挡板与横滑体之间形成左腔，左腔内设有左弹簧741及左限位座742，左弹簧一端接触左挡板，左弹簧另一端接触横滑体，右挡板上设有右气孔，右挡板与横滑体之间形成右腔，右腔内设有右弹簧751及右限位座752，右弹簧一端接触右挡板，右弹簧另一端接触横滑体，横滑管上设有横前第一孔71a、横前第二孔71b、横前中孔71c、横后第一孔71d、横后第二孔71e及横后中孔71f，排风主管的出风端、横前第一孔、横前第二孔及横前中孔均与横换气罐连通，横后第一孔连通右压气管的进口端，横后第二孔连通左压气管的进口端，横后中孔连通中平气管的进口端；
电动汽车静止时，横前中孔与横后中孔通过横切换孔连通，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；
横滑体接触左限位座时，横前第一孔与横后第一孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；
横滑体接触右限位座时，横前第二孔与横后第二孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断。
所述左前车轮与右前车轮沿车身左右对称面对称布置，左后车轮与右后车轮沿车身左右对称面对称布置，左压气管与右压气管沿车身左右对称面对称布置，左尾翼板与右尾翼板沿车身左右对称面对称布置，左弹簧与右弹簧沿车身左右对称面对称布置。
所述横后第一孔通过后第一导气管76连通右压气管的进口端，横后第二孔通过后第二导气管77连通左压气管的进口端，横后中孔通过后中导气管连通中平气管的进口端。
需要指出的是：由于本发明是设置在电动汽车上的，所以在前端、后端在常识上属于明确的概念，对于一个结构而言，相对靠近车头一端为前端、相对靠近车尾一端为后端，例如，“左尾翼板前端低于左尾翼板后端”，就是说左尾翼板相对靠近车头一端为前端，左尾翼板相对靠近车尾一端为后端，且左尾翼板前端所处高度低于左尾翼板后端所处高度。
电动汽车转弯时，内侧车身会向上侧倾、外侧车身会向下侧倾（由汽车结构决定：质心高于摆动中心，所以转弯时，在离心力作用下，就会出现上述侧倾趋势，这是汽车领域的常识），在此基础上，内侧车轮也容易因抓地力不足而导致打滑，加剧车身侧滑。
电动汽车向前行驶时，从排风主管排出的气流经横换气罐、横前中孔、横切换孔、横后中孔及中平气管排出，基本不产生其它影响。
电动汽车右转弯时，右侧为内侧，左侧为外侧，在离心力作用下，横滑体左移、接触接触左限位座，横前第一孔与横后第一孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；此时从排风主管排出的气流经横换气罐、横前第一孔、横切换孔、横后第一孔、第一导气管及右压气管排出，且排出时，会给予右尾翼板一个压力，该压力具有向下的分力，从而可有效改善车身内侧（右侧）向上侧倾的问题，加强内侧轮胎的抓地力，提升车身稳定性，保障安全。
电动汽车左转弯时，左侧为内侧，右侧为外侧，在离心力作用下，横滑体左移、接触接触左限位座，横前第二孔与横后第二孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断；此时从排风主管排出的气流经横换气罐、横前第二孔、横切换孔、横后第二孔、第二导气管及左压气管排出，且排出时，会给予左尾翼板一个压力，该压力具有向下的分力，从而可有效改善车身内侧（左侧）向上侧倾的问题，加强内侧轮胎的抓地力，提升车身稳定性，保障安全。
Claims (8)
1.一种电动汽车电池系统，
包括电池壳体，所述电池壳体内设有多个依次排列的电池仓，电池仓内设有多个单体电池；
其特征是，
还包括进风主管、排风主管、间接风冷管及前风路切换机构，所述进风主管设置在进气格栅后方，进风主管的进风端朝向进气格栅；
相邻两个电池仓之间通过内气口连通，电池壳体上设有直冷进风口及直冷出风口，任一内气口处在直冷进风口与直冷出风口之间；
所述间接风冷管上设有若干导热体，导热体上端处在间接风冷管内，导热体下端处在电池壳体内，间接风冷管的一个管口为间冷进风口，间接风冷管的另一个管口为间冷出风口；
所述前风路切换机构包括竖滑管、设于竖滑管上的竖换气罐、设于竖滑管内的竖滑体及串联在电动汽车雨刮电路中的电磁铁，竖滑管上端开口且下端封闭，竖滑体与竖滑管滑动密封配合，竖滑体上设有竖切换孔，竖滑体顶部设有可被电磁铁吸附的铁块，铁块处在电磁铁下方，竖滑管上设有竖前第一孔、竖前第二孔、竖后第一孔及竖后第二孔，进风主管的出风端、竖前第一孔及竖前第二孔均与竖换气罐连通，竖后第一孔连通直冷进风口，竖后第二孔连通间冷进风口；
所述竖前第一孔可通过竖切换孔与竖后第一孔连通，竖前第二孔可通过竖切换孔与竖后第二孔连通，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通时，竖前第二孔与竖后第二孔之间被竖滑体隔断，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通时，竖前第一孔与竖后第一孔之间被竖滑体隔断，当铁块吸附在电磁铁上时，竖前第二孔通过竖切换孔与竖后第二孔连通，直冷出风口与间冷出风口均与排风主管的进风端连通。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述间接风冷管固定在电池壳体顶部，导热体为铜板，铜板与电池仓一一对应，铜板下端处在对应的电池仓内。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述间接风冷管的长度方向平行于铜板，在间接风冷管长度方向上：任一铜板的投影与直冷进风口的投影分离，任一铜板的投影与直冷出风口的投影分离，任一铜板的投影与任一内气口的投影分离。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述竖滑管内设有处在竖滑体下方的支撑柱，支撑柱接触竖滑体底部时，竖前第一孔通过竖切换孔与竖后第一孔连通。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述支撑柱外套设有弹簧，弹簧一端连接竖滑管的封闭端，弹簧另一端连接竖滑体底部。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，
还包括后风路稳定结构及后风路切换机构；
所述后风路稳定结构包括左压气管、中平气管、右压气管、左尾翼板及右尾翼板，左压气管轴线、中平气管轴线及右压气管轴线均平行于电动汽车车身的前后方向，左尾翼板与右尾翼板均固定在车身上，左尾翼板处在左后车轮上方，右尾翼板处在右后车轮上方，左尾翼板与水平面之间成15至45度角，左尾翼板前端低于左尾翼板后端，右尾翼板与水平面之间成15至45度角，右尾翼板前端低于右尾翼板后端，左压气管的出口端朝向左尾翼上表面，右压气管的出口端朝向右尾翼上表面；
所述后风路切换机构包括横滑管、设于横滑管上的横换气罐及设于横滑管内的横滑体，横滑体与横滑管滑动密封配合，横滑体上设有横切换孔，横滑管一端设有左挡板，横滑管另一端设有右挡板，左挡板上设有左气孔，左挡板与横滑体之间形成左腔，左腔内设有左弹簧及左限位座，左弹簧一端接触左挡板，左弹簧另一端接触横滑体，右挡板上设有右气孔，右挡板与横滑体之间形成右腔，右腔内设有右弹簧及右限位座，右弹簧一端接触右挡板，右弹簧另一端接触横滑体，横滑管上设有横前第一孔、横前第二孔、横前中孔、横后第一孔、横后第二孔及横后中孔，排风主管的出风端、横前第一孔、横前第二孔及横前中孔均与横换气罐连通，横后第一孔连通右压气管的进口端，横后第二孔连通左压气管的进口端，横后中孔连通中平气管的进口端；
电动汽车静止时，横前中孔与横后中孔通过横切换孔连通，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；
横滑体接触左限位座时，横前第一孔与横后第一孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第二孔与横后第二孔之间被横滑体隔断；
横滑体接触右限位座时，横前第二孔与横后第二孔之间通过横切换孔连通，横前中孔与横后中孔之间被横滑体隔断，横前第一孔与横后第一孔之间被横滑体隔断。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述左前车轮与右前车轮沿车身左右对称面对称布置，左后车轮与右后车轮沿车身左右对称面对称布置，左压气管与右压气管沿车身左右对称面对称布置，左尾翼板与右尾翼板沿车身左右对称面对称布置，左弹簧与右弹簧沿车身左右对称面对称布置。
8.根据权利要求6所述的一种电动汽车电池系统，其特征是，所述横后第一孔通过后第一导气管连通右压气管的进口端，横后第二孔通过后第二导气管连通左压气管的进口端，横后中孔通过后中导气管连通中平气管的进口端。
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