CN110492027B - 一种动力电池风冷模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种动力电池风冷模组，包括上端盖、下端盖以及由若干电芯堆叠而成的电池组，所述电池组水平放置且固定于上端盖与下端盖之间，所述上端盖的上表面开设有若干上下贯通的第一风口，所述下端盖的下表面开设有若干与第一风口连通的上下贯通的第二风口，所述电池组的前后两侧设置有固定框，所述固定框的外表面设置有若干连接板，所述连接板的顶部与上端盖连接，底部与下端盖连接，相邻的两块连接板之间形成上下贯通的半风道。本发明所述的风冷模组轻量化设计，小型化设计，能节约系统的空间，能最大限度的传导热量，有利于节约模组和系统的成本。

Description

一种动力电池风冷模组
技术领域
本发明属于新能源汽车行业电池系统技术领域，尤其是涉及一种动力电池风冷模组。
背景技术
近年来，中国主要城市的持续雾霾使得人们对于环境问题的关注日益增加，在此背景下，国内外的车企们纷纷推出以混合动力、纯电动为主的新能源汽车。国内外各个新能源企业纷纷看好中国市场，推出自己的先进技术。
新能源汽车，核心是动力电池系统，电池系统的最小单元是电芯，若干个电芯组成一个模组，若干个模组组成一个动力电池系统。动力电池系统的冷却方式主要分为风冷、水冷和自然冷却。其中，混合动力的电池系统的主流冷却方式是风冷。
目前，现有的风冷模组存在如下缺陷：(1)热量的传递过程是风-导热部件-电芯，其中导热部件的材料通常为铝材，密度比较大，会增大模组的重量。同时，由于导热部件的存在，会增大传热内阻，不利于热量的高效传递。(2)极耳及采样焊接均需要厚铜排或铝排支撑进行焊接，铜排和铝排的作用仅仅是结构支撑，对模组的性能没有作用，增大了模组的重量。(3) 模组和系统的固定点通常在模组底部，模组和系统通过紧固件连接，紧固件连接需要安装空间，浪费了系统的空间，不利于系统的最小化设计。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池风冷模组，以解决现有技术存在的上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池风冷模组，包括上端盖、下端盖以及由若干电芯堆叠而成的电池组，所述电池组水平放置且固定于上端盖与下端盖之间，所述上端盖的上表面开设有若干上下贯通的第一风口，所述下端盖的下表面开设有若干与第一风口连通的上下贯通的第二风口，所述电池组的前后两侧的上下均设置有固定框，所述固定框的外表面连接有若干连接板，所述连接板的顶部与上端盖连接，底部与下端盖连接，相邻的两块连接板之间形成上下贯通的半风道。
进一步的，每相邻的两块电芯为一组，每组电芯之间设置有电芯支撑件，所述电芯支撑件的顶部开设有与第一风口连通的第三风口，所述电芯支撑件的底部开设有与第二风口连通的第四风口。
进一步的，所述下端盖的底部设置有中部镂空的固定板，所述固定板与下端盖之间安装有采样构件，所述采样构件包括线束、信号采集输入接口、采样端子护套以及采样端子，所述信号采集输入接口和采样端子均安装在线束的端部，所述采样端子与电芯的极耳焊接，所述采样端子与线束的连接处设置于采样端子护套内。
进一步的，相邻两个电芯的极耳通过焊接的方式连接。
进一步的，所述上盖的顶部开设有若干第一连接孔和若干用于与系统其他部件连接的连接件，所述下端盖的内表面设置有与第一连接孔配合的第二连接孔。
进一步的，所述上端盖和下端盖上均设置有与固定框插接的插接板，所述上端盖上设置的插接板与连接板的顶端相抵接，所述下端盖上设置的插接板与连接板的底端相抵接，相邻的两块连接板与相邻的两块接插板之间形成上下贯通的半风道。
进一步的，所述上端盖、下端盖、电芯支撑件、固定框、连接板以及固定板为塑料材质。
进一步的，所述连接板的厚度为第一风口宽度的二分之一。
进一步的，所述第一风口、第二风口、第三风口和第四风口的宽度均为 3mm，所述连接板的厚度为1.5mm。
进一步的，所述第一风口、第二风口、第三风口和第四风口的数量均为 18个，分为三排，每排6个，电池组每侧的半风道的数量为6个，且其位置与每列第一风口的位置相对应。
相对于现有技术，本发明所述的动力电池风冷模组具有以下优势：
(1)本发明所述的风冷模组中的电芯之间由塑料电芯支撑架支撑，热量的传递过程是由风直接到电芯，减小模组重量和热阻。
(2)本发明所述的风冷模组相邻的两个电芯极耳之间通过焊接的方式连接、采样端子与极耳通过焊接的方式连接，两种连接均采用直接悬空激光焊接，不需要铜排或铝排打底支撑。
(3)本发明所述的风冷模组与系统的其他构件的连接处(即连接件) 设计在模组上部，紧固件连接不需要额外的空间，节约系统的空间。
(4)本发明所述的风冷模组轻量化设计，小型化设计，能节约系统的空间，能最大限度的传导热量，有利于节约模组和系统的成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的动力电池风冷模组的整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的动力电池风冷模组的主视图；
图3为本发明实施例所述的动力电池风冷模组中固定框和连接板的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的动力电池风冷模组中电芯支撑件的结构示意图；
图5为本发明实施例所述的动力电池风冷模组中电池组的内部结构示意图；
图6为本发明实施例所述的动力电池风冷模组中电池组的俯视图。
附图标记说明：
1、上端盖；2、下端盖；3、第一风口；4、第二风口；5、固定框；6、连接板；7、半风道；8、电芯支撑件；9、第三风口；10、第四风口；11、固定板；12、线束；13、信号采集输入接口；14、采样端子；15、插接板； 16、第一连接孔；17、连接件；18、采样端子护套；19、风道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示的一种动力电池风冷模组，包括上端盖1、下端盖2以及由若干电芯堆叠而成的电池组，所述电池组水平放置且固定于上端盖1与下端盖2之间，所述上端盖1的上表面开设有若干上下贯通的第一风口3，所述下端盖2的下表面开设有若干与第一风口3连通的上下贯通的第二风口4。每相邻的两块电芯为一组，每组电芯之间设置有电芯支撑件8，所述电芯支撑件8的顶部开设有与第一风口3连通的第三风口9，所述电芯支撑件8的底部开设有与第二风口4连通的第四风口10。沿第一风口3、第三风口9、第二风口4至第四风口10形成完整的风道19。外部空气由第一风口3进入模组内，再沿着第三风口9、第四风口10，最后由第二风口4排出模组，在模组内部与电芯表面进行热量交换，及时将电芯产生的热量排出模组，达到延长模组使用寿命的作用。
如图2和3所示所述电池组的前后两侧的上下均设置有固定框5，所述固定框5的外表面连接有若干竖直设置的连接板6，所述连接板6的顶部与上端盖1连接，底部与下端盖2连接，相邻的两块连接板6之间形成上下贯通的半风道7。具体地，所述上端盖1、下端盖2上设置的插接板15与固定框5插接，所述上端盖1、下端盖2上设置的插接板15与连接板6的两端相抵接。相邻的两块连接板6与相邻的两块接插板15之间形成上下贯通的半风道7。当然连接板6也可通过其他的方式与上端盖1和下端盖2连接，如插接板15为空心板，连接板6的两端分别插入上下的插接板15即可，也可不设置插接板15，使连接板6的两端延伸出固定框5，且其端面与上下端盖 2齐平。固定框5和连接板6一体注塑成型。
所述连接板6的厚度为第一风口3宽度的二分之一。具体地，参照图1、 4、5、6，所述第一风口3、第二风口4、第三风口9和第四风口10的宽度均为3mm，所述连接板6的厚度为1.5mm。所述第一风口3、第二风口4、第三风口9和第四风口10的数量均为18个，分为三排，每排6个，电池组每侧的半风道7的数量为6个，且其位置与每列第一风口3的位置相对应。电池系统中包含多个本发明的模组，相邻的两个模组连接后，之间的半风道7 对接形成6个完整的风道19。当然，可根据模组的大小调整风口的大小、位置和排列位置，以上也均在本发明的保护范围之内。
所述下端盖2的底部设置有中部镂空的固定板11，所述固定板11与下端盖2之间安装有采样构件，所述采样构件包括线束12、信号采集输入接口 13、采样端子14以及采样端子护套18，所述信号采集输入接口13和采样端子14均安装在线束12的端部，所述采样端子14与线束12的连接处设置于采样端子护套18内，采样端子护套18可保证采样端子14与线束12的连接精度，且便于二者的连接。同时采样端子护套18可保证采样端子14的定位精度，方便和极耳的焊接定位。固定板11的结构可设计为其他结构，保证电芯内部的空气流通以及线束12不裸露在外即可。如固定板11包括两个端板以及连接两个端板的连接杆，线束12设置在连接杆与下端盖2之间。具体地，下端盖2的底部设置有凹槽，安装的过程中将固定板11卡接入凹槽内，既提高了采样端子14的定位精度，也利于生产线固定安装。同时也减少模组体积，节约系统空间。
相邻两个电芯的极耳通过焊接的方式连接，所述采样端子14与电芯的焊接后的极耳焊接。极耳焊接、采样端子14与极耳的焊接均为无支撑悬空焊接，现有技术中采样构件均为将采样端子焊接到铜排或者铝排等金属构件上进行收集采样，本发明创新地去掉铜排或铝排等金属构件，采用悬空焊接的连接方式降低了模组的重量。
所述上盖的顶部开设有若干第一连接孔16和若干用于与系统其他部件连接的连接件17(如螺栓、螺钉、铆钉、销轴)，所述下端盖2的内表面设置有与第一连接孔16配合的第二连接孔(图中未示出)。现有技术一般是在模组的四周进行或底部开孔，增大了紧固操作的操作空间。第一连接孔16 和连接件17与上端盖一体注塑成型，第二连接孔与下端盖一体注塑成型。连接孔可设计为螺纹孔，通过螺钉连接，也可设计为其他连接结构。连接件 17设置在上盖顶部，在将本发明的模组与系统的其他构件安装时，只需在模组的上方进行紧固操作。
所述上端盖1、下端盖2、电芯支撑件8、固定框5、连接板6以及固定板11为塑料材质。本发明中的主要支撑结构均采用塑料材质，可明显减少模组的重量，同时也能节约成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力电池风冷模组，其特征在于：包括上端盖(1)、下端盖(2)以及由若干电芯堆叠而成的电池组，所述电池组水平放置且固定于上端盖(1)与下端盖(2)之间，所述上端盖(1)的上表面开设有若干上下贯通的第一风口(3)，所述下端盖(2)的下表面开设有若干与第一风口(3)连通的上下贯通的第二风口(4)，所述电池组的前后两侧的上下均设置有固定框(5)，所述固定框(5)的外表面连接有若干连接板(6)，所述连接板(6)的顶部与上端盖(1)连接，底部与下端盖(2)连接，相邻的两块连接板(6)之间形成上下贯通的半风道(7)；
每相邻的两块电芯为一组，每组电芯之间设置有电芯支撑件(8)，所述电芯支撑件(8)的顶部开设有与第一风口(3)连通的第三风口(9)，所述电芯支撑件(8)的底部开设有与第二风口(4)连通的第四风口(10)；
所述上端盖(1)的顶部开设有若干第一连接孔(16)和若干用于连接系统其他部件的连接件(17)，所述下端盖(2)的内表面设置有与第一连接孔(16)配合的第二连接孔；
所述下端盖(2)的底部设置有中部镂空的固定板(11)，所述固定板(11)与下端盖(2)之间安装有采样构件，所述采样构件包括线束(12)、信号采集输入接口(13)、采样端子(14)以及采样端子护套(18)，所述信号采集输入接口(13)和采样端子(14)均安装在线束(12)的端部，所述采样端子(14)与电芯的极耳焊接，所述采样端子(14)与线束(12)的连接处设置于采样端子护套内(18)；
相邻两个电芯的极耳通过焊接方式连接；
所述上端盖(1)和下端盖(2)上均设置有与固定框(5)插接的插接板(15)，所述上端盖上(1)设置的插接板(15)与连接板(6)的顶端相抵接，所述下端盖(2)上设置的插接板(15)与连接板(6)的底端相抵接，相邻的两块连接板(6)与相邻的两块接插板(15)之间形成上下贯通的半风道(7)。
2.根据权利要求1所述的动力电池风冷模组，其特征在于：所述上端盖(1)、下端盖(2)、电芯支撑件(8)、固定框(5)、连接板(6)以及固定板(11)为塑料材质。
3.根据权利要求1所述的动力电池风冷模组，其特征在于：所述连接板(6)的厚度为第一风口(3)宽度的二分之一。
4.根据权利要求1所述的动力电池风冷模组，其特征在于：所述第一风口(3)、第二风口(4)、第三风口(9)和第四风口(10)的宽度均为3mm，所述连接板(6)的厚度为1.5mm。
5.根据权利要求1所述的动力电池风冷模组，其特征在于：所述第一风口(3)、第二风口(4)、第三风口(9)和第四风口(10)的数量均为18个，分为三排，每排6个，电池组每侧的半风道(7)的数量为6个，且其位置与每列第一风口(3)的位置相对应。
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