CN110739504B - 一种车用动力电池风冷散热装置 - Google Patents

一种车用动力电池风冷散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其时涉及一种车用动力电池风冷散热装置，包括箱体，所述箱体内底壁上均匀设有多组用于固定的底壁横梁结构，所述底壁横梁结构包括竖直对称固定设置在内底壁上的两块盛放板，两块所述盛放板上端面均设有放置用的开槽，两块所述限位板均与箱体内底壁固定连接，所述顶壁横梁结构包括竖直对称固定在箱体内顶壁上的两块抵板，所述抵板下端的前后侧均固定连接有限位短板，所述底壁横梁结构与顶壁横梁结构之间设有导风装置。本发明通过改进现有电池包结构，增加了风冷的作用，保证了电池组的散热作用，提高散热效率，减少因热管理不当而引起的电池组负面影响。

Description

一种车用动力电池风冷散热装置
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种车用动力电池风冷散热装置。
背景技术
电池作为电动汽车的储能动力源，在电动汽车上发挥着非常重要的作用，而电池对其实际效应来说，有着许多的性能指标。比如：电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等。而且，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。电池中的电解液是用有机溶剂配制而成，其易燃的程度不亚于汽油。正极的氧化剂和负极的还原剂只隔一层微米级厚的隔膜，内短路则生热；充放电时，电池内阻也生热。在达到一定温度时，正极上的氧化剂可与电解液发生化学反应。大量的化学反应热会造成热失控，产生大量气体，导致气压升高、电池破裂，继而出现车辆燃烧、爆炸情况。因此，电动汽车的电池散热系统变得相当重要。
电池是一辆电动汽车中最主要的储能元件，是电动汽车的关键部件，直接影响到电动汽车的性能。而电池组的热管理对当今的电动汽车来说是必须的，原因在于：
(1)电动汽车电池组会长时间工作在恶劣的热环境中，这将缩短电池的使用寿命并且降低电池的性能。
(2)电池箱内的温度场长久不均匀分布会导致各个电池模块和电池单体性能的不平衡。
(3)电池组的热监控和热管理对整车的运行安全来说是相当重要的。
因此，对电动汽车的电池组进行热管理主要意义在于提高电池性能，维持电池使用寿命。
目前相对于液冷散热来说，风冷散热的技术更成熟，可靠性更高，价格实惠。假使液冷散热出现问题，例如，装冷却液体的管道破裂，如果冷却液直接与电池包接触或流到车辆上的其他部分中，那可能造成的损失是巨大的。但是假如在风冷散热中，冷却风扇突然出现故障，那它造成的影响只是电池包内温度过高而已，不会引起致命的故障。再之，水冷散热，它的冷却液在管道内，在高负荷环境下长时间工作后，冷却液温度本身也高，在管道内继续流的散热效果也下降。不像风冷，只要有电驱动，风扇就能一直保持高转速运作，进行强制冷却电池温度。
为此，我们提出一种车用动力电池风冷散热装置来解决上述问题。
发明内容
1、发明目的。
本发明提出了一种结构进行改进，增加风冷效果的的车用动力电池风冷散热装置，整体散热性较好，对比现有的散热结构散热效率更高，提高了电池使用安全性和使用寿命。
2、本发明所采用的技术方案。
一种车用动力电池风冷散热装置，包括箱体，所述箱体内底壁上均匀设有多组用于固定的底壁横梁结构，所述箱体内顶壁上均匀设有多组用于固定的顶壁横梁结构，多个组所述底壁横梁结构分别与多组顶壁横梁结构位置对应，所述底壁横梁结构包括竖直对称固定设置在内底壁上的两块盛放板，两块所述盛放板上端面均设有放置用的开槽，两块所述盛放板相互背离的一侧对称设有两块限位板，两块所述限位板均与箱体内底壁固定连接，所述顶壁横梁结构包括竖直对称固定在箱体内顶壁上的两块抵板，两块所述抵板相互靠近的端面上均设有限位半开槽，所述抵板下端的前后侧均固定连接有限位短板，所述底壁横梁结构与顶壁横梁结构之间设有导风装置，所述导风装置通过螺栓与底壁横梁结构与顶壁横梁结构固定连接。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述箱体尺寸为：长毫米，宽毫米，高毫米，所述箱体左右侧壁和上壁厚度为毫米，所述箱体底壁厚度为毫米。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，相邻所述盛放板与盛放板和限位板之间的间隔为毫米，相邻所述抵板之间的间隔为毫米。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述盛放板、限位板和抵板的端面均加工出毫米的倒角。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述导风装置为梯形块，所述导风装置的尺寸：长为毫米，宽为毫米，高设为毫米，所述导风装置的每个面倾斜角度都为度。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述导风装置采用高导热性的金属材料。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述开槽内壁、限位板表面、限位半开槽内壁和限位短板表面均设有减震橡胶层。
在上述的车用动力电池风冷散热装置，所述风冷装置固定设置在箱体靠近导风装置的一端。
3、本发明所产生的技术效果。
通过设置了底壁横梁结构和顶壁横梁结构可以用于对电池板包进行固定，底壁横梁结构和顶壁横梁结构设计为最佳的结构，保证稳固性的前提下增加散热的效果，使得电池包的散热效率更高，而且设置了导风装置，避免风直接吹在电池包上的损耗，从而进一步的增加了散热效率，保证了电池包的使用安全性以及使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置的安装结构示意图；
图3为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置未安装导风装置的侧视结构示意图；
图4为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置中底壁横梁结构的结构示意图；
图5为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置未安装导风装置的仰视结构示意图；
图6为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置中底壁横梁结构固定电池包的结构示意图；
图7为本发明提出的一种车用动力电池风冷散热装置中未安装导风装置的正视结构示意图。
附图标记说明：
图中：1箱体、2底壁横梁结构、3顶壁横梁结构、4盛放板、5限位板、6抵板、7限位短板、8导风装置。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-7，一种车用动力电池风冷散热装置，包括箱体1，箱体1尺寸为：长1070毫米，宽350毫米，高260毫米，箱体1左右侧壁和上壁厚度为10毫米，箱体1底壁厚度为20毫米，电池包内要放置电池组，箱体厚度需要达到安全承载电池组的效果，因此将电池包壳体的厚度设为10毫米，由于电池包底面需要承载电池组，其一定是最大的受力面，电池包底面厚度为20毫米。
其中，箱体1内底壁上均匀设有多组用于固定的底壁横梁结构2，箱体1内顶壁上均匀设有多组用于固定的顶壁横梁结构3，多个组底壁横梁结构2分别与多组顶壁横梁结构3位置对应，底壁横梁结构2包括竖直对称固定设置在内底壁上的两块盛放板4，两块盛放板4上端面均设有放置用的开槽，两块盛放板4相互背离的一侧对称设有两块限位板5，两块限位板5均与箱体1内底壁固定连接。
其中，顶壁横梁结构3包括竖直对称固定在箱体1内顶壁上的两块抵板6，两块抵板6相互靠近的端面上均设有限位半开槽，抵板6下端的前后侧均固定连接有限位短板7，电池安装在电池包内，而车辆在行驶时，车辆在运动，电池包跟随着车辆，也保持着相对的运动状态，在驾驶的过程中，不可能一直保持一种很稳的状态去行驶，总会因为道路情况和外部条件有急刹或者走走停停的情况，电池会随车辆有相同的运动状态，单纯将电池放在电池包内的话，在行驶中电池组会随车辆运动状态的不同在电池内做各种方向的任意移动，从而需要对电池组进行轴向和径向固定，设置盛放板4、限位板5、抵板6和限位短板7可以起到固定作用，同时不影响风冷的散热作用，开槽内壁、限位板5表面、限位半开槽内壁和限位短板7表面均设有减震橡胶层，保证固定的稳固性，同时对于电池包具有减震保护的作用。
其中，相邻盛放板4与盛放板4和限位板5之间的间隔为30毫米，相邻抵板6之间的间隔为50毫米，电池在工作时底部也会发热，于是给电池组底部也留有间隙用来散热，间隙距离为30毫米，即横梁高30mm，由于热在产生后是向上运动的，电池包内的上部空间会在电池工作中积攒较多的热量，因电池组的上部空间需要较下部空间来说更大一些，间隔为50毫米，盛放板4、限位板5和抵板6的端面均加工出2毫米的倒角。
其中，在实际的风冷散热测试过程中，风吹向电池组的时候，过于直角的设计不是很好，这对空气流通有影响，横梁四周需要2毫米的倒角，更有助于散热效果，底壁横梁结构2与顶壁横梁结构3之间设有导风装置8，风直接吹向电池会导致散热过程中不必要的风能损耗，因此需要一个导风装置8做气体的引流作用，导风装置8通过螺栓与底壁横梁结构2与顶壁横梁结构3固定连接，导风装置8为梯形块，导风装置8的尺寸：长为110毫米，宽为154毫米，高设为45毫米，导风装置8的每个面倾斜角度都为35度，经检测在倾角为35度时，风能在风道内的较远处还能达到比较高的风速，这对散热是很有利的,导风装置8采用高导热性的金属材料，避免电池包的热量产生堆积，风冷装置固定设置在箱体1靠近导风装置8的一端，采用现有技术，用于产生空气流通进行风冷散热。
具体工作时，将电池包放置在两个盛放板4上的开槽上，可以限制下侧以及前后的自由度，同时设置了两块限位板5，可以对电池包的左右自由度进行限制，保证对电池包下端的固定作用，通过设置了两块抵板6，两块抵板6上均设有限位半开槽，从而对上侧以及左右的自由度进行限制，而且设置了限位短板7，可以对前后自由度进行限制，从而保证对电池包上端的固定作用，进而完成对整体电池包的固定作用，同时对于风冷时产生气流的损耗较小，保证气流的散热性，设置了导风装置8，避免气流直接吹在电池包上的较大损耗，提高散热效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
尽管本文较多地使用了箱体1、底壁横梁结构2、顶壁横梁结构3、盛放板4、限位板5、抵板6、限位短板7和导风装置8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (8)

1.一种车用动力电池风冷散热装置，包括箱体(1)，其特征在于，所述箱体(1)内底壁上均匀设有多组用于固定的底壁横梁结构(2)，所述箱体(1)内顶壁上均匀设有多组用于固定的顶壁横梁结构(3)，多个组所述底壁横梁结构(2)分别与多组顶壁横梁结构(3)位置对应，所述底壁横梁结构(2)包括竖直对称固定设置在内底壁上的两块盛放板(4)，两块所述盛放板(4)上端面均设有放置用的开槽，两块所述盛放板(4)相互背离的一侧对称设有两块限位板(5)，两块所述限位板(5)均与箱体(1)内底壁固定连接，所述顶壁横梁结构(3)包括竖直对称固定在箱体(1)内顶壁上的两块抵板(6)，两块所述抵板(6)相互靠近的端面上均设有限位半开槽，所述抵板(6)下端的前后侧均固定连接有限位短板(7)，所述底壁横梁结构(2)与顶壁横梁结构(3)之间设有导风装置(8)，所述导风装置(8)通过螺栓与底壁横梁结构(2)与顶壁横梁结构(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，所述箱体(1)尺寸为：长1070毫米，宽350毫米，高260毫米，所述箱体(1)左右侧壁和上壁厚度为10毫米，所述箱体(1)底壁厚度为20毫米。
3.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，相邻所述盛放板(4)与盛放板(4)和限位板(5)之间的间隔为30毫米，相邻所述抵板(6)之间的间隔为50毫米。
4.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，所述盛放板(4)、限位板(5)和抵板(6)的端面均加工出2毫米的倒角。
5.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，所述导风装置(8)为梯形块，所述导风装置(8)的尺寸：长为110毫米，宽为154毫米，高设为45毫米，所述导风装置(8)的每个面倾斜角度都为35度。
6.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，所述导风装置(8)采用高导热性的金属材料。
7.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，所述开槽内壁、限位板(5)表面、限位半开槽内壁和限位短板(7)表面均设有减震橡胶层。
8.根据权利要求1所述的一种车用动力电池风冷散热装置，其特征在于，风冷装置固定设置在箱体(1)靠近导风装置(8)的一端。
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