CN109755429B - 一种高效散热的抗震吸能电池箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，包括：电池箱箱体，鳞状散热板，导热三明治板，电池模组；所述电池箱箱体由六块三明治板焊接而成，每块三明治板由两块碳纤维板和铝合金夹心构成；所述电池箱箱体还设置有进风口和吸风机；所述导热三明治板分布于电池模组的上侧和下侧；所述导热三明治板由两块碳纤维板和蜂窝夹心构成；所述导热三明治板与鳞状散热板由点焊的方式连接；所述鳞状散热板上装有多个弹簧，弹簧与电池箱箱体相连。本发明解决了目前电池箱不能有效散热和没有吸能、缓冲结构等问题，旨在提高电池箱的使用性能和安全性能，并且实现车辆轻量化。

Description

一种高效散热的抗震吸能电池箱

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池包技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高效散热的抗震吸能电池箱。

背景技术

随着社会的飞速发展，新型的节能环保的新能源汽车受到消费者的青睐，近几年电动车飞速发展，越来越多的电动车涌现出来，成为一种新型便利的交通工具，与传统汽车相比，电动车主要依赖电力驱动，在一定程度上不仅节省了消费者的费用，更重要的是减少了尾气的排放，但是制约电动车发展的一个重要的因素就是电池箱，在电池输出动力的同时，会产生大量的热量，如果这些热量在行驶过程中不能及时有效地散发出去，会导致电化学性能严重降低，削弱电池充放电容量，影响电池的使用寿命。另外，传统的电池箱主要由钣金冲压而成，结构简单，缺少必要的吸能、缓冲结构，当车辆行驶在不平的路面上或者发生碰撞事故时，传统电池箱不能起到有效地吸能作用，导致电池发生短路爆炸等事故，威胁人们生命安全。因此，完善电动车电池箱成为了汽车研究的一大热点。

电池箱的设计既要满足行驶时可以有效的散热，又能够在汽车发生震动和碰撞时尽可能地吸收冲击能，避免电池受到过多冲击而引发安全事故。另外，轻量化也是需要考虑的一大重要因素。因此，设计一种高效散热的抗震吸能电池箱具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效散热的抗震吸能电池箱，解决目前电池箱不能有效散热和没有吸能、缓冲结构等问题，旨在提高电池箱的使用性能和安全性能，并且实现车辆轻量化。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，包括：电池箱箱体，鳞状散热板，导热三明治板，电池模组；

所述电池箱箱体由六块三明治板焊接而成，每块三明治板由两块碳纤维板和铝合金夹心构成，所述铝合金夹心的横截面为负泊松比结构；所述电池箱箱体还设置有进风口和吸风机；

所述导热三明治板分布于电池模组的上侧和下侧；所述导热三明治板由两块碳纤维板和蜂窝夹心构成；所述蜂窝夹心的横截面为正六边形单元阵列排列而成，相邻两行的正六边形单元相错开，每一个正六边形单元的对角通过对角线连接，并且每一个正六边形单元内都具有与之同轴设置的子正六边形单元；

所述导热三明治板与鳞状散热板由点焊的方式连接；所述鳞状散热板上装有多个弹簧，弹簧与电池箱箱体相连。

在一较佳实施例中：所述铝合金夹心内填充有氢氧化镁。

在一较佳实施例中：所述鳞状散热板具有鱼鳞状凸起和位于鱼鳞状凸起之间的凹坑。

在一较佳实施例中：所述弹簧设置在鳞状散热板远离导热三明治板的一侧，并且分布在导热三明治板沿着长度方向的两端，每一端中分别具有多个沿着宽度方向间隔分布的弹簧。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1.具有高效的散热能力

本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，导热三明治板由两层碳纤维板和蜂窝铝合金夹心粘合而成，利用碳纤维板和铝合金优良的热导率以及蜂窝结构的多孔特性，可以将电池模组所产生的大量热高效、及时地传到散热板，避免电池模组过热，影响其电化学性能，热量传到散热板后，由于散热板表面鳞状凸起和凹陷，大大增加了其表面积，利用进风口和吸风机增强的空气流动，可以带走大量的热量。此外，由于箱体采用的材料和结构，也可以透过箱体将热量传到外界。因此，利用多个传热、散热结构，本发明具有高效的散热能力。

2.具有良好的抗震吸能性

本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，碳纤维和铝合金都具有良好的抗震吸能效果，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能，铝合金夹心通过其变形诱导结构可以显著地降低碰撞峰值力，具有优良的抗震吸能能力。二者通过粘合形成的箱体具有优缺互补、相辅相成的效果，相对于钣金材料具有更优良的抗震吸能性，有效地提高了电池箱吸收外界冲击能的能力。箱体内部则通过散热板和箱体之间的弹簧以及导热板的蜂窝三明治结构，可以有效地吸收由箱体传来的冲击能，从而多方面保护电池模组工作不受影响，提高电动车的安全性。

3.具有良好的稳定性，满足轻量化要求

本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，箱体外层的碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，增强了三明治板的强度和刚度，具有优良的外界适应性。铝合金夹心内填充有氢氧化镁阻燃剂，受热分解时可以释放出水蒸气，吸收大量的热量，降低箱体表面的温度，具有抑制燃烧的作用，分解生成的氧化镁也是良好的耐火材料，能帮助提高箱体的抗火性能，通过氢氧化镁阻燃剂在极端条件下抑制电池模组燃烧，防止电池发生漏电爆炸，有助于提高电池箱的稳定性。本发明采用铝合金轻质材料和多孔结构，有助于节省材料，减轻自重，满足轻量化的要求。

4.结构简单，可持续性强

本发明提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，结构简单，各零件装配方便，大部分结构由胶结或焊接组合，避免了复杂的机械结构和设计，便于更换，各结构具有良好的耐腐蚀和耐冲击性能，可持续性强。

附图说明

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明箱体示意图；

图3是本发明箱内结构示意图；

图4是鳞状散热板结构示意图；

图5是导热三明治板结构示意图；

图中：201是箱体把手；202是进风口；203是吸风机；204是箱体三明治板；205、501是碳纤维板；206是铝合金夹心；207是氢氧化镁；301是鳞状散热板；302是电池模组；303是导热三明治板；304是弹簧；502是蜂窝夹心。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述说明。应该说明的是：以下实施例仅用以说明本发明并非限制本发明所描述的技术方案，一切不脱离本范围的技术方案及其改进均应包括在本发明的权利要求范围当中。

本实施例为了克服电池箱散热和吸能问题，旨在提高电池箱的使用性能和安全性能，并且实现车辆轻量化。如图1所示，提供了一种高效散热的抗震吸能电池箱，包括电池箱箱体，鳞状散热板，导热三明治板，电池模组。

电池箱箱体如图2所示，电池箱箱体由六块三明治板204焊接而成，每块三明治板204由两块碳纤维板205和铝合金夹心206通过环氧树脂胶粘剂粘合而成。所述铝合金夹心的横截面为负泊松比结构。碳纤维板205具有优良的抗震性和吸能性，铝合金夹心206通过变形诱导结构降低碰撞峰值力，碳纤维板205和铝合金夹心206优缺互补、相辅相成，使得三明治板204相对于钣金材料具有更优良的抗震吸能性，有效地提高了电池箱吸收外界冲击能的能力。同时，碳纤维和铝合金具有良好地热导率，可以有效地传递热量，有助于箱体热量的散发。

为了进一步增加散热效果，所述电池箱箱体的相向的两个侧面分别设置有进风口202和吸风机203，加强了电池箱箱体内空气的流动能力，进而增强了散热效果。铝合金夹心206内填充有氢氧化镁207，其受热分解时可以释放出水蒸气，吸收大量的热量，降低箱体表面的温度，具有抑制燃烧的作用，分解生成的氧化镁也是良好的耐火材料，能帮助提高箱体的抗火性能，通过氢氧化镁207在极端条件下抑制电池模组燃烧，可以防止电池发生漏电爆炸。

此外，电池箱箱体的上表面还设置有箱体把手201。

电池箱箱内结构如图3所示，所述导热三明治板303分布于电池模组302的上侧和下侧；所述导热三明治板303由两块碳纤维板501和蜂窝夹心502通过环氧树脂胶粘剂结合构成；所述蜂窝夹心的横截面为正六边形单元阵列排列而成，相邻两行的正六边形单元相错开，每一个正六边形单元的对角通过对角线连接，并且每一个正六边形单元内都具有与之同轴设置的子正六边形单元；因碳纤维具有良好的热导率以及蜂窝结构的多孔特性，使得该三明治板具有优良的热传导功能，可以及时地将电池模组所产生的热量传出，防止电池模组过热，影响其电化学性能。同时，利用蜂窝结构的吸能特性，还可以吸收外界传到箱体内部的冲击能，避免影响电池模组的正常工作。

所述导热三明治板303与鳞状散热板301由点焊的方式连接；所述鳞状散热板301上装有多个弹簧304，弹簧304与电池箱箱体相连。导热三明治板303与鳞状散热板301由点焊的方式连接，整个鳞状散热板301呈鱼鳞状，如图4所示，具有大量的凸起和凹坑，由铝合金制备，热量通过导热三明治板303传到鳞状散热板301，利用其鱼鳞状凸起和凹坑，有效地增大了其表面积，从而通过增强的气流可以带走大量的热量。鳞状散热板301上装有多个弹簧304，弹簧304与箱体相连，利用其弹性变形用来吸收箱体传来的冲击能。

所述弹簧304设置在鳞状散热板301远离导热三明治板303的一侧，并且分布在导热三明治板303沿着长度方向的两端，每一端中分别具有多个沿着宽度方向间隔分布的弹簧304。

本发明采用铝合金轻质材料和多孔结构，有助于节省材料，满足轻量化的要求。此外，本发明结构简单，便于更换，各结构具有良好的耐腐蚀和耐冲击性能，可持续性强。

以上仅为本发明的优选实施例，但本发明的范围不限于此，本领域的技术人员可以容易地想到本发明所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围应由权利要求的范围确定。

Claims (4)

1.一种高效散热的抗震吸能电池箱，其特征在于包括：电池箱箱体，鳞状散热板，导热三明治板，电池模组；

所述电池箱箱体由六块三明治板焊接而成，每块三明治板由两块碳纤维板和铝合金夹心构成，所述铝合金夹心的横截面为负泊松比结构；所述电池箱箱体还设置有进风口和吸风机；

所述导热三明治板分布于电池模组的上侧和下侧；所述导热三明治板由两块碳纤维板和蜂窝夹心构成；所述蜂窝夹心的横截面为正六边形单元阵列排列而成，相邻两行的正六边形单元相错开，每一个正六边形单元的对角通过对角线连接，并且每一个正六边形单元内都具有与之同轴设置的子正六边形单元；

所述导热三明治板与鳞状散热板由点焊的方式连接；所述鳞状散热板上装有多个弹簧，弹簧与电池箱箱体相连。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热的抗震吸能电池箱，其特征在于：所述铝合金夹心内填充有氢氧化镁。

3.根据权利要求1所述的一种高效散热的抗震吸能电池箱，其特征在于：所述鳞状散热板具有鱼鳞状凸起和位于鱼鳞状凸起之间的凹坑。

4.根据权利要求1所述的一种高效散热的抗震吸能电池箱，其特征在于：所述弹簧设置在鳞状散热板远离导热三明治板的一侧，并且分布在导热三明治板沿着长度方向的两端，每一端中分别具有多个沿着宽度方向间隔分布的弹簧。

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