CN109449338B - 一种电动汽车的电芯固定结构及电动车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车的电芯固定结构，其包括汽车底盘、散热板和若干个电芯，所述散热板固定连接于所述汽车底盘上，各所述电芯通过固定材料排布于所述散热板上，各所述电芯均为软包电芯或钢壳电芯，当各所述电芯均为软包电芯时，各所述软包电芯之间留有1mm～10mm的空隙。本发明提供的电动汽车的电芯固定结构及电动车，其散热效率高，在汽车底盘上可以排布更多的电芯，能量密度大。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是一种电动汽车的电芯固定结构及电动车。
背景技术
电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯，包括软包电芯和钢壳电芯。电池PACK一般是指单个电池组件，譬如：两个电芯串联起来，按照客户要求组成某一特定形状，我们就叫它电池PACK，一般指组合电池。电池模组是由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成的多个电池PACK，除了机构设计部分，再加上电池管理系统和热管理系统就可组成一个较完整的电池包系统。
随着电动汽车的逐渐普及，人们越来越关注电动汽车电池的性能和制造成本。电动汽车的电池一般安装在汽车底盘上，现阶段的电芯，无论是软包电芯或钢壳电芯，均无法通过焊接等方式固定在汽车底盘上，一般是通过机械结构固定成电池PACK，多个电池PACK再通过机械结构固定成为整套模组后，再与电动车底盘固定连接。
考虑到电池模组和电池PACK的整体性和一致性问题，底盘上需要加设加强筋、结构梁等，导致电芯不能完全布满在整个底盘上，导致电池的安装工程量大，在整车上造成大量的空间浪费和重量增加，使电池的能量密度受到限制对电动汽车续航造成影响，对未来电动汽车的续航发展造成很大制约。而且电池模组和电池PACK在设计时需要考虑散热问题，避免造成热失控，但当前的电池设计因受本身加工工艺的制约，没办法做到电芯散热和保温的最大化，容易发生因热失控而导致电动汽车起火的事故。另外，现阶段的电动汽因车辆的型号、尺寸和外观设计等的不同，电池模组和电池PACK都因不同汽车而需要重新设计，造成大量的重复工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车的电芯固定结构及电动车，其散热效率高，在汽车底盘上可以排布更多的电芯，能量密度大。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电动汽车的电芯固定结构，其包括汽车底盘、散热板和若干个电芯，所述散热板固定连接于所述汽车底盘上，各所述电芯通过固定材料排布于所述散热板上，
各所述电芯均为软包电芯或钢壳电芯，当各所述电芯均为软包电芯时，各所述软包电芯之间留有1mm～10mm的空隙。
作为优选方案，所述固定材料为胶体。
作为优选方案，所述固定材料为树脂材料或者橡胶材料。
作为优选方案，所述树脂材料包括丙烯酸和/或聚氨酯。
作为优选方案，还包括导热材料，所述导热材料填充于所述空隙中。
作为优选方案，所述导热材料为导热胶体或泡棉或导热硅胶垫。
作为优选方案，所述导热胶体为树脂或凝胶。
作为优选方案，所述散热板内排布有散热水冷管。
为了解决相同的问题，本发明实施例还提供一种电动汽车，其包括上述技术方案所述的电动汽车的电芯固定结构。
综上，本发明实施例所提供的一种电动汽车的电芯固定结构及电动车，具有以下优点：
1、将电芯通过固定材料直接固定于散热板上，散热板固定在汽车底盘上，省去了不必要的用于固定电池的机械结构，降低了电芯固定结构的重量，使用者能根据汽车底盘和散热板上的空间，对电芯进行最优化的排布，将尽可能多的电芯排布至汽车底盘上，做到空间利用和能量密度的最大化；
2、电芯底部设有散热板，散热板内设有散热水冷管，加强了电芯固定结构的散热性能，在电芯和电芯之间的空隙中填充导热材料，进一步提高了电芯固定结构的导热率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电动汽车的软包电芯固定结构的立体图；
图2是本发明实施例提供的电动汽车的钢壳电芯固定结构的俯视图；
图3是本发明实施例提供的电动汽车的钢壳电芯固定结构的立体图。
附图标记：
1、汽车底盘，2、散热板，3、电芯，4、固定材料，5、空隙，6、导热材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“底”、“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。
如图1至图3所示，本发明提供一种电动汽车的电芯固定结构，其包括汽车底盘1、散热板2和若干个电芯3，散热板2固定连接于汽车底盘1上，各电芯3通过固定材料4排布于散热板2上，各电芯3均为软包电芯或钢壳电芯，当各电芯3均为软包电芯时，各软包电芯之间留有1mm～10mm的空隙5。
基于上述技术方案，将散热板2通过机械结构固定在汽车底盘1上，使得电芯3具有一个结构强度较好，散热性能较佳的承托底板。电芯3通过固定材料4直接固定在散热板2上，该结构的温度冷却和控制效果较好，具有较强的散热性能，同时不需要采用如加强筋或结构梁等传统的机械固定的方式，降低了电芯固定结构的重量，也使得汽车底盘1上有更多的空间可以布置更多的电芯3，最大化地利用现有空间，令电动汽车的电池能量密度更大。使用者可以调整电芯3之间的距离，降低电芯3与电芯3之间的相互影响和干扰。考虑到软包电芯在充放电过程中存在厚度方向的体积变化，电芯3排布时，软包电芯与软包电芯之间可以预留1～10mm空隙5。钢壳电芯因其体积已被其金属外壳束缚，因此，不需要考虑体积膨胀的问题。当然，如图3所示，使用者也可以根据自己需要给钢壳电芯和钢壳电芯之间留有一定的空隙5。该电动汽车的电芯固定结构能根据汽车底盘和散热板做出最优的电芯排布，不需要将电芯封装为电池模组和电池PACK，电芯固定结构可以一次成型，造价更低廉，可靠性更高。
其中，固定材料4为胶体结构，当某车型需要匹配硬度较强的结构胶时，可通过改进胶体的配方，使得胶水固化后具有较高的硬度。当某车型需要匹配软性结构胶时，可通过改进胶体的配方保证胶体固化后具有较低的硬度。具体的固定材料4配方需根据具体的车型要求进行匹配。固定材料4为树脂材料或者橡胶材料，用于将电芯3粘合在散热板2上，固定好每一个电芯3的位置。树脂材料包括丙烯酸和/或聚氨酯。丙烯酸可应用于合成树脂单体，制备高聚物，如固体树脂。聚氨酯具有较强的机械强度和氧化稳定性，具有优良的耐火性。在本实施例中，树脂材料可以是丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。
特别地，本发明实施例提供的电动汽车的电芯3固定结构还包括导热材料6，导热材料6填充于空隙5中。使用者可以根据不同使用需要，选择硬质或软质的导热材料6。导热材料6可以选择软质的导热材料6，在固定电芯结构的同时，可以吸收电动汽车在运行过程中的震动及冲击，使得原本刚性的电芯固定结构变得柔性化，增加安全性能。导热材料6能明显提高散热率，当电芯3过热时，热量除了可以传递给散热板2外，还可以传递给导热材料6，避免热失控造成事故。在实际应用中，如图2所示，钢壳电芯也可以通过导热材料6的填充来获得更好的导热性能。导热材料6可以为导热胶体或泡棉或导热硅胶垫。导热胶体为树脂或凝胶，耐热性好，导热性高。泡棉具有较好的弹性，而且重量较轻，可以降低电芯3固定结构的整体重量。导热硅胶垫具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位间的热传递，同时还起到绝缘、减震等作用，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求，是极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，是一种极佳的导热填充材料。
进一步的，散热板2内部可根据使用者的需要，排布有散热水冷管。散热水冷管设置在散热板2内部，根据不同的散热效率要求，可以有不同的排布方式，如蛇形排布或环形排布。所有散热水冷管均排布在散热板2内部，不会突出于散热板2的外部。
为了解决相同的问题，本发明实施例还提供一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的电芯固定结构。该电动汽车具有更大的电池能量密度，更安全可靠，整车的性能得以提高。
综上，本发明实施例所提供的一种电动汽车的电芯固定结构及电动车，具有以下优点：
将电芯通过固定材料直接固定于散热板上，散热板固定在汽车底盘上，省去了不必要的用于固定电池的机械结构，降低了电芯固定结构的重量，使用者能根据汽车底盘和散热板上的空间，对电芯进行最优化的排布，将尽可能多的电芯排布至汽车底盘上，做到空间利用和能量密度的最大化；
电芯底部设有散热板，散热板内设有散热水冷管，加强了电芯固定结构的散热性能，在电芯和电芯之间的空隙中填充导热材料，进一步提高了电芯固定结构的导热率。
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“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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车的电芯固定结构，其特征在于：包括汽车底盘、散热板和若干个电芯，所述散热板固定连接于所述汽车底盘上，各所述电芯通过固定材料排布于所述散热板上，所述固定材料为胶体，所述固定材料为树脂材料或者橡胶材料；
各所述电芯均为软包电芯或钢壳电芯，当各所述电芯均为软包电芯时，各所述软包电芯之间留有1mm～10mm的空隙；
还包括导热材料，所述导热材料填充于所述空隙中，所述导热材料采用软质导热材料。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的电芯固定结构，其特征在于：所述树脂材料包括丙烯酸和/或聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的电芯固定结构，其特征在于：所述导热材料为导热胶体或泡棉或导热硅胶垫。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的电芯固定结构，其特征在于：所述导热胶体为树脂或凝胶。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的电芯固定结构，其特征在于：所述散热板内排布有散热水冷管。
6.一种电动汽车，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述的电动汽车的电芯固定结构。
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