CN110739503A - 一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构，包括散热箱体和阶梯形框架，所述阶梯形框架安装在散热箱体内，用于将散热箱体分割成进风区、出风区和电池组安装区；所述电池组安装区设有安装在所述阶梯形框架内的若干电池组。所述左框架包括上顶板、下底板、隔板和侧板；所述上顶板和下底板均呈阶梯状；所述上顶板和下底板之间的台阶处通过若干隔板分割成若干电池槽；相邻隔板之间设有侧板；所述左框架和右框架均滑动安装在散热箱体内。本发明能够使电池在最佳的温度范围内工作，保证电池工作时的温度一致性，同时大幅度减小了箱体体积，提高了系统的质量能量密度和体积能量密度。

Description

一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构。
背景技术
锂离子电池最佳工作温度为25℃到40℃。当温度过低时，电池内部电解液的粘度增加，致使导电离子的运动速率下降，从而导致电池的众多使用特性如充放电容量、放电电压平台等性能显著下降。同时，过低的温度还会促使电池负极生成锂枝晶，造成电池内部短路，影响电池的使用寿命。当温度过高时，电池内部各成分会逐级分解，一系列的放热反应相互积累、相互增强，产生大量的高温气体，严重时引发纯电动汽车爆炸起火事故。所以进行有效地电池热管理具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构，散热箱体内设有滑动连接的阶梯形框架，电池被固定在阶梯形框架中。阶梯形框架的隔板将相邻的电池隔开，同时作为空气流动通道。这种阶梯形散热结构连接简单、风道路径短，能够使电池在最佳的温度范围内工作，保证电池工作时的温度一致性，同时大幅度减小了箱体体积，提高了系统的质量能量密度和体积能量密度。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构，包括散热箱体和阶梯形框架，所述阶梯形框架安装在散热箱体内，用于将散热箱体分割成进风区、出风区和电池组安装区；所述电池组安装区设有安装在所述阶梯形框架内的若干电池组。
进一步，所述阶梯形框架内设有若干阶梯排布的电池槽，任一电池槽内安装电池组。
进一步，所述阶梯形框架包括左框架和右框架；所述左框架和右框架为对称结构；所述左框架包括上顶板、下底板、隔板和侧板；所述上顶板和下底板均呈阶梯状；所述上顶板和下底板之间的台阶处通过若干隔板分割成若干电池槽；相邻隔板之间设有侧板；所述左框架和右框架均滑动安装在散热箱体内。
进一步，所述上顶板的两端和下底板的两端分别安装突出高度相同的滑槽板，所述滑槽板滑动安装在散热箱体内。
进一步，呈阶梯状的所述上顶板和下底板每层阶梯高度间隔相同，且所述上顶板和下底板相互平行。
进一步，所述散热箱体包括左壳体和右壳体，所述左壳体和右壳体为对称结构；所述左壳体包括顶板、底板、左通风板和右通风板；所述顶板、底板、左通风板和右通风板围城开式壳体，所述右通风板上设有出风口，所述左通风板上设有进风口；所述左通风板和右通风板上分别设有滑槽，所述阶梯形框架滑动安装在滑槽内。
进一步，所述左壳体为开式的长方体，所述左壳体的端点处设有螺纹孔(10)，用于左壳体和右壳体的安装。
进一步，所述阶梯形框架为耐热硬质塑料。
本发明的有益效果在于：
本发明所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，这种阶梯形散热结构连接简单、风道路径短，能够使电池在最佳的温度范围内工作，保证电池工作时的温度一致性，同时大幅度减小了箱体体积，提高了系统的质量能量密度和体积能量密度。
附图说明
图1为本发明所述的阶梯形框架左框架示意图；
图2为本发明所述的散热箱体左壳体示意图；
图3为本发明所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构总装图；
图4为现有结构的电池模组的温度分布图；
图5为本发明所述的电池模组的温度分布图；
图中：
1-上顶板；2-下底板；3-隔板；4-侧板；5-滑槽板；6-顶板；7-底板；8-左通风板；9-右通风板；10-螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图3所示，本发明所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，包括散热箱体和阶梯形框架，所述阶梯形框架安装在散热箱体内，用于将散热箱体分割成进风区、出风区和电池组安装区；所述电池组安装区设有安装在所述阶梯形框架内的若干电池组。所述阶梯形框架内设有若干阶梯排布的电池槽，任一电池槽内安装电池组。
如附图1所示，所述阶梯形框架包括左框架和右框架；所述左框架和右框架为对称结构；所述左框架包括上顶板1、下底板2、隔板3、滑槽板5和侧板4，材料都为耐热硬质塑料。上顶板1和下底板2俯视图看为长方形，从主视图看都呈现阶梯形，每层阶梯高度间隔相同。两块板相互平行，在两板的最左端、最右端和对应的阶梯下沿处都存在垂直于板面的隔板3，将两板之间分隔为数个电池槽。上顶板1和下底板2间的外端面存在垂直于这两块板和隔板3的侧板4。四个滑槽板5都为长方体，位于上顶板1和下底板2两端位置同时垂直于这两块板。滑槽板5突出的一端的四个面在一个平面上，左右框架以这个平面相对称，通过滑槽板5端面的完全体贴合相合并。
如附图2所示，所述散热箱体包括左壳体和右壳体，所述左壳体和右壳体为对称结构；所述左壳体顶板6、底板7、左通风板8和右通风板9背板。左通风板8的下端有矩形缺口，作为进风口；右通风板9上端也有一个矩形缺口，作为出风口。左通风板8进风口上端有两个滑槽，滑槽间的距离和图1中所示的左端滑槽板间的距离一致；右通风板9出风口下端有两个滑槽，滑槽间的距离和图1中所示的右端滑槽板之间的距离一致。左壳体的四个顶角处存在螺纹孔10。左右壳体通过螺纹孔10所在的平面相对称。
如附图3所示，通过凹槽先将左框架固定在箱体左壳中，框架外壁面与壳体内壁面相贴合，然后放入电池，用同样的方法将右框架固定在箱体右壳中，最后合并箱体，通过螺栓将左右壳体固定。
气体以一定的流速从进风口流入，通过框架间的间隙流过电池各表面，带走热量，最后从出风口留出，从而起到散热效果。与传统并行风冷散热结构相比，省略了导流板和各种连接件，结构简单，同时降低了箱体的高度，减小了箱体的体积。
如附图4所示，该图为改进前风速为2m/s时的电池模组温度分布；如附图5所示，该图为改进后风速为2m/s时的电池模组温度分布。在模组热均衡方面，两种方案差异不大，均可以将个单体电池相同位置的最大温差控制在2K左右，满足实际工程5K以内的要求。改进前后的箱体的长度和宽度保持不变，改进后箱体的高度较改进前降低，同时改进后的方案不需要安置导流板，因此系统的质量能量密度和体积能量密度都能够得提升。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，包括散热箱体和阶梯形框架，所述阶梯形框架安装在散热箱体内，用于将散热箱体分割成进风区、出风区和电池组安装区；所述电池组安装区设有安装在所述阶梯形框架内的若干电池组。
2.根据权利要求1所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述阶梯形框架内设有若干阶梯排布的电池槽，任一电池槽内安装电池组。
3.根据权利要求2所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述阶梯形框架包括左框架和右框架；所述左框架和右框架为对称结构；所述左框架包括上顶板(1)、下底板(2)、隔板(3)和侧板(4)；所述上顶板(1)和下底板(2)均呈阶梯状；所述上顶板(1)和下底板(2)之间的台阶处通过若干隔板(3)分割成若干电池槽；相邻隔板(3)之间设有侧板(4)；所述左框架和右框架均滑动安装在散热箱体内。
4.根据权利要求3所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述上顶板(1)的两端和下底板(2)的两端分别安装突出高度相同的滑槽板(5)，所述滑槽板(5)滑动安装在散热箱体内。
5.根据权利要求3所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，呈阶梯状的所述上顶板(1)和下底板(2)每层阶梯高度间隔相同，且所述上顶板(1)和下底板(2)相互平行。
6.根据权利要求1所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述散热箱体包括左壳体和右壳体，所述左壳体和右壳体为对称结构；所述左壳体包括顶板(6)、底板(7)、左通风板(8)和右通风板(9)；所述顶板(6)、底板(7)、左通风板(8)和右通风板(9)围城开式壳体，所述右通风板(9)上设有出风口，所述左通风板(8)上设有进风口；所述左通风板(8)和右通风板(9)上分别设有滑槽，所述阶梯形框架滑动安装在滑槽内。
7.根据权利要求6所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述左壳体为开式的长方体，所述左壳体的端点处设有螺纹孔(10)，用于左壳体和右壳体的安装。
8.根据权利要求1所述的阶梯形电池模组并行风冷散热结构，其特征在于，所述阶梯形框架为耐热硬质塑料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111370614A (zh) * 2020-03-20 2020-07-03 深圳市雄韬锂电有限公司 一种具有多层散热结构的电池箱
CN111952507A (zh) * 2020-08-25 2020-11-17 重庆千多昌科技有限公司 一种新能源汽车电池组散热装置
CN114243154A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 中南大学 一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201210506Y (zh) * 2008-06-20 2009-03-18 重庆长安汽车股份有限公司 一种混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热结构
CN106129529A (zh) * 2016-08-17 2016-11-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种混合散热式动力电池包
CN106374164A (zh) * 2016-11-14 2017-02-01 中国科学院广州能源研究所 一种分区域空冷散热的锂离子动力电池组热管理系统
CN107768773A (zh) * 2017-10-31 2018-03-06 华南理工大学 一种大型动力电池的高效热管理系统及控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201210506Y (zh) * 2008-06-20 2009-03-18 重庆长安汽车股份有限公司 一种混合动力汽车用镍氢电池组包热阻的散热结构
CN106129529A (zh) * 2016-08-17 2016-11-16 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种混合散热式动力电池包
CN106374164A (zh) * 2016-11-14 2017-02-01 中国科学院广州能源研究所 一种分区域空冷散热的锂离子动力电池组热管理系统
CN107768773A (zh) * 2017-10-31 2018-03-06 华南理工大学 一种大型动力电池的高效热管理系统及控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111370614A (zh) * 2020-03-20 2020-07-03 深圳市雄韬锂电有限公司 一种具有多层散热结构的电池箱
CN111952507A (zh) * 2020-08-25 2020-11-17 重庆千多昌科技有限公司 一种新能源汽车电池组散热装置
CN111952507B (zh) * 2020-08-25 2022-08-12 张玉清 一种新能源汽车电池组散热装置
CN114243154A (zh) * 2021-12-14 2022-03-25 中南大学 一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置
CN114243154B (zh) * 2021-12-14 2023-10-24 中南大学 一种基于对称式阶梯型布局的电池混合散热装置

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