CN111029502A - 一种用于铁路牵引车的电池箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于铁路牵引车的电池箱，包括：箱体，内侧形成收容腔，其上设有进风口以及与进风口连通的出风口；箱盖，与箱体可拆卸连接，以盖合收容腔；电池模组，可拆卸地收容于收容腔中，包括多个并排设置集成一体结构的电池、以及连接相邻设置的两个电池的连接件；相邻设置的两个电池之间留设间隔，以形成与进风口和出风口连通的第一散热风道；散热风扇，设置于出风口处，以将收容腔的热风抽出；用于铁路牵引车的电池箱还包括在收容腔的温度达到设定温度时由散热风扇将电池模组的热量抽出的第一散热状态、以及在收容腔的温度低于设定温度电池模组的自然冷却的第二散热状态。该电池箱具有结构强度大、散热性能好、使用寿命长的优点。

Description

一种用于铁路牵引车的电池箱

技术领域

本发明涉及动力电池领域，更具体地说，涉及一种用于铁路牵引车的电池箱。

背景技术

国内矿山、隧道施工用途的主要运输工具的铁路牵引车通常采用动力电池系统作为动力源。相关技术中的用于铁路牵引车的电池箱，通常将电池装载于密封箱中，在高负荷工作下，该电池产生的热量很难及时散出，导致该电池箱存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的用于铁路牵引车的电池箱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于铁路牵引车的电池箱，包括：

箱体，内侧形成收容腔，其上设有进风口以及与所述进风口连通的出风口；

箱盖，与所述箱体可拆卸连接，以盖合所述收容腔；

电池模组，可拆卸地收容于所述收容腔中，包括多个并排设置集成一体结构的电池、以及连接相邻设置的两个电池的连接件；相邻设置的两个电池之间留设间隔，以形成与所述进风口和出风口连通的第一散热风道；

散热风扇，设置于所述出风口处，以将所述收容腔的热风抽出；

所述用于铁路牵引车的电池箱还包括在所述收容腔的温度达到设定温度时由所述散热风扇将所述电池模组的热量抽出的第一散热状态、以及在所述收容腔的温度低于设定温度所述电池模组的自然冷却的第二散热状态。

优选地，每一所述电池包括壳体、以及设置于该壳体中的电芯；

所述壳体两相对设置的侧壁上开设有若干散热孔；所述壳体两相对设置的侧壁上散热孔相互连通；

每一所述电池上的所述壳体的所述若干散热孔与所述散热风扇相对设置。

优选地，所述电池模组与所述箱体的内侧壁之间留设有间隔，所述间隔沿所述出风方向延伸设置，以形成第二散热风道。

优选地，还包括设置于所述箱体中以检测所述箱体温度的温度检测装置、与所述温度检测装置以及散热风扇连接的BMS电池管理装置。

优选地，所述箱体包括相对设置的两个第一侧板；所述进风口设置于其中一个所述第一侧板上；所述出风口设置于其中另一所述第一侧板上。

优选地，所述进风口和/或所述出风口上设有百叶窗；

所述百叶窗与所述第一侧板之间设有第一防水密封结构。

优选地，所述箱体包括相对设置的两个第二侧板；所述第二侧板上设有与所述箱盖配合连接的连接部；

所述箱盖包括盖合所述收容腔的第一盖体；所述第一盖体的侧边折弯设置形成配合部，以与所述连接部配合；

所述第一盖体与所述连接部之间设有第二防水密封结构。

优选地，还包括设置于所述箱体中的消防装置；

所述消防装置与所述BMS电池管理装置连接；

所述消防装置包括在所述收容腔的温度达到预设消防温度可自动熔断的消防管路。

优选地，还包括与所述BMS电池管理装置连接的防爆装置以及压力检测装置。

优选地，所述防爆装置包括将箱体与外界连接的泄压管路、以及设置于该泄压管路上且与所述BMS电池管理装置连接以在所述箱体压力达到压力设定值时开启的泄压阀。

实施本发明的用于铁路牵引车的电池箱，具有以下有益效果：该用于铁路牵引车的电池箱通过在箱体上设置进风口以及出风口，以及将该电池模组中的多个电池间隔设置形成第一散热风道，并在该出风口处设置散热风扇，当该收容腔中的温度达到设定温度时该散热风扇可通过散热风扇将该收容腔中该电池模组的热量抽出，当收容腔中的温度低于设定温度时可由该电池模组自然冷却进行散热，从而在高负荷工作下快速散热，提高该电池箱的安全性能，以及电池的使用寿命，并且也可起到节能的作用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明用于铁路牵引车的电池箱的立体结构示意图；

图2是本发明用于铁路牵引车的电池箱的分解示意图；

图3是图2所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体的分解示意图；

图4是图3所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体一端局部放大图；

图5是图3所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体的另一端的局部放大图；

图6是本发明用于铁路牵引车的电池箱的箱体和箱盖配合的剖视图；

图7是图6所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体和箱盖配合A处局部放大示意图；

图8是图6所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体和箱盖配合B处局部放大示意图；

图9是图2所示用于铁路牵引车的电池箱的箱体处于第一散热状态的示意图；

图10是图2所示用于铁路牵引车的电池箱的电池的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1及图2示出了本发明用于铁路牵引车的电池箱的一些优选实施例。该用于铁路牵引车的电池箱可以用于作为铁路牵引车的动力电源，其具有结构强度大、散热性能好、使用寿命长的优点。

如图1至图8所示，该用于铁路牵引出的电池箱可包括箱体10、箱盖20、电池模组30、以及散热风扇40；该箱体10可用于供该电池模组30装入，该箱盖20可与该箱体10可拆卸连接，其可盖合该箱体10；该散热风扇40可设置于该箱体10上，其可用于将该箱体10中的热量抽出。

进一步地，在一些实施例中，该箱体10可采用3mm厚的钢板经折弯、翻边等工艺焊接而成。该箱体10可呈长方体状，其长度可以为3.9米、宽度可以为1.35米、高度可以为0.9米，可以理解地，在其他一些实施例中，该箱体10可不限于采用3mm厚的钢板制成，且其可不限于呈长方体状，其长度不限于3.9米，宽度不限于1.35米，高度不限于0.9米。

在一些实施例中，该箱体10可包括底板11、两个第一侧板12、以及两个第二侧板13；该底板11可以为长方形板状，该两个第一侧板12可设置于该底板11的两端，且该两个第一侧板12相对设置。该两个第三侧板13可分别设置于该两个第一侧板12之间，且分别与该第一侧板12连接。在一些实施例中，该底板11、该两个第一侧板12、以及两个第三侧板13分别采用满焊工艺焊接而成，以满足IP65防护等级的要求。

在一些实施例中，该底板11上可设置多个限位槽111；该多个限位槽111 可沿该底板11的长度方向设置，其可用于供该电池模组30限位。

在一些实施例中，该箱体10上可设置进风口124以及出风口121；具体地，在一些实施例罩，该出风口121可设置于该两个第一侧板121中的其中一个第一侧板121上，可以选择地，该出风口121可以为两个，该两个出风口 121可沿该第一侧板121的横向间隔设置。该第一侧板121上可设置盖板122；该盖板122可与该出风口121对应设置，且与该出风口121可拆卸连接，其可以盖合该出风口121，其在该电池箱停止工作时对防止灰尘以及水汽从该出风口121进入该箱体10中。该盖板122可通过螺钉与该第一侧板121连接。在一些实施例中，该出风口121上还可设置百叶窗123；该百叶窗123可用于防止灰尘以及水汽从该出风口121进入该箱体10中。该进风口124可设置于该两个第一侧板121中的另一个第一侧板121上；可以选择地，该进风口124 可以为一个，其可与该出风口121连通设置，以便于供空气流通，将该电磁模组30的热量带出。该进风口124上也可设置百叶窗123，以防止灰尘以及水汽从该进风口124进入箱体10中。该百叶窗123与该第一侧板12之间还可设置第一防水密封结构25，该防水密封结构可与该进风口124对应设置，其可用于密封该百叶窗123与该进风口124边缘的间隙，以防止灰尘以及水汽进入。在一些实施例中，该防水密封结构可以为防水胶圈，可以理解地，在其他一些实施例中，该防水密封结构可以不限于防水胶圈。

在一些实施例中，该第一侧板121上可设置接口126，该接口126可以为正负极出线接口与通信接口；该接口126可选择与该接口126配合的防水接插件能保在隧道上方漏水、下方积水严重的环境下，该箱体10能够该箱体10 能达到IP65级别防水，防止电池箱内部漏水腐蚀、短路等风险。

在一些实施例中，该第二侧板13上还可开设有维修窗口131，通过该窗口131，窗口131还可设置维修开关60，通过该窗口131可便于操作该维修开关60，对电池箱进行维修时可拔下维修开关60上的插头即可断开主回路电流以保障接线、维护时的人身安全，同时维修开关60内还内置有保险丝且支持快速更换。该第二侧板13的外侧壁还可以设置多个第一吊环132；该多个第一吊环132可沿该第二侧板13的长度方向间隔设置，其可用于供箱体10吊装。在一些实施例中，该第二侧板13上可设置与该箱盖20配合连接的连接部133；该连接部133可设置于该第二侧板13的顶部，且其可凸出该第二侧板13设置，该连接部133可沿该第二侧板13的长度方向设置，该连接部133可以为板状，该连接部133的顶部可以朝该箱体10的外侧折弯形成翻边，以与该箱盖20 配合，以箱体10与箱盖20配合的稳定性以及提高该电池箱整体的密封性能。

在一些实施例中，该第二侧板13的内侧壁可设置多个用于加强第二侧板 13的强度的骨架14；该多个骨架14可沿该第二侧板13的长度方向间隔设置，该骨架14可垂直于该底板11设置，可以选择地，该骨架14可采用规格为80*80 的方钢13(厚度为4mm)，其可与该第二侧板13焊接，在一些实施例中该第一吊环132也可与该骨架14直接满焊一起，通过该骨架14可以保证整个箱体 10的结构强度与承载能力，不仅可以满足满载电池时安全起吊的要求，还可以保证箱体10能够抵挡机车行驶过程中刹车所受的冲击力。

该箱体10内侧为中空结构，其可形成收容腔15，以收容该电池模组30。该箱体10的内外侧壁可设置防护涂层；具体地，在一些实施例中，该箱体10 内外全部可进行喷塑烤漆处理以形成防护涂层，以保证箱体10在遂道潮湿环境的抗腐性能。

该箱体10还可设置多个横梁16；该多个横梁16可沿该箱体10的长度方向并排且间隔设置，该多个横梁16可将该收容腔15分隔为多个格栅，以便于该电池模组30的组装。

在一些实施例中，该箱体10的外侧壁上还可设置防高压警示标识与对应接口的标识，方便客户使用与操作。该标识可丝印于该箱体10的第一侧板12 和/或第二侧板13的外侧壁。

进一步地，在一些实施例中，该箱盖20可盖合该收容腔15，其可以为长方体状，其可套设于该连接部133的外围。该箱盖20可包括第一盖体21以及第二盖体22；该第一盖体21可盖合该收容腔15，该第二盖体22可拆卸地设置于该第一盖体21上。

在一些实施例中，该第一盖体21其可为长方形板状，该第一盖体21上可设置维修窗口211，该维修窗口211可便于在不打开该盖体20的情况下对该箱体10中的电气部件进行维修。该维修窗口211可以设置于靠近该第一侧板 12的一端。该第一盖体21上还可设置两组第二吊环212，该两组第二吊环212 可间隔设置。每组第二吊环212中可包括为多个沿该第一盖体21长度方向间隔设置的第二吊环212。在一些实施例中，该第一盖体121的侧边折弯设置形成配合部123与该连接部133配合。该配合部123可以为该第一盖体121的翻边，其可套设于该连接部133的外围，以与该连接部133配合连接，提高该箱体10与该箱盖20配合的稳定性以及整个电池箱的密封性。该第一盖体21与该连接部133之间还可设置第二防水密封结构80，该防水密封结构80可以为 EPDM密封防水胶条，其可黏贴于第一侧板11以及第二侧板12的顶部，其可用于将该第一盖体21与该连接部密封连接，进而可以防止漏水现象发生。

在一些实施例中，该第二盖体22可以与该维修窗口211可拆卸连接，其可用于盖合该维修窗口211。该第一盖体21上可设置槽该第一盖体21的顶面凸起的框体，该框体内侧可形成维修窗口211，该框体的顶边可以向外翻折形成翻边，该第二盖体22的侧边可以弯折形成与该框体上的翻边配合的另一翻边。该第二盖体22与该维修窗口211之间还可设置第三防水密封结构90；该第三防水密封结构90可以为EPDM密封防水胶条，其可粘贴于该维修窗口211 与该第二盖体22的结合处，进而可进行防水，以保证机车内电池在涉水或是受雨水浸渍时也不会发生漏水的现象。

如图2及图10所示，在一些实施例中，该电池模组30可与该箱体10可拆卸连接。该电池模组30可包括多个电池31以及连接件32；该多个电池31 可以并排设置并且其可集成一体结构，其可用于给牵引车供电。该连接件32 可以为五金件，其可设置于相邻设置的两个电池31的顶部，且通过螺钉与该电池31连接。

作为选择，该多个电池31可以为28个电池，该28个电池可以分为两组，该两组电池可沿该箱体10的宽度方向设置，每组电池可以包括14个电池，该 14个电池可沿该箱体10的长度方向间隔设置。该电池31可与该底板11上的限位槽111一一对应设置，该限位槽11可以给该电池31进行限位。相邻设置的两个电池31之间留设有间隔，该间隔可形成第一散热风道33；该第一散热风道33可与该进风口124和该出风口121连通，以便于该电池31的热量散出。在一些实施例中，该电池模组30与该箱体10的内侧壁之间可留设间隔，该间隔可沿该出风方向延伸设置，其可位于该电池模组30的两侧，其可形成第二散热风道，以便于该电池模组30的热量散出。

在一些实施例中，该电池31可以包括壳体311以及收容于该壳体311中的电芯。该壳体311两相对设置的侧壁上均可开设若干散热孔3111；该壳体 311两相对设置的侧壁上的散热孔3111相互连通，以便于空气流通。该若干散热孔311可朝向该出风口121设置，且其与该散热风扇40相对设置，该壳体311中热量可通过该散热孔311被散热风扇40抽出，进而可有效防止大功率放电时电池过热的现象产生。该壳体311上还可设置第三吊环312；该第三吊环312可固定于该壳体311的顶部，其可便于该电池31吊装。相邻设置的两个电池31可通过连接件32连接。

通过将该多个电池31集成一体结构，形成模块化，进而可更快，更高效地进行安装。安装时，只需要通过选取两个或者多个电池的第三吊环312进行吊装，进而可将整个电池模组30吊起，并装入于该箱体10中。将该多个电池 31模块化设计，其不仅便于整个电池模组的装配和维护，而且还可提高生产效率。

如图2至6及图9所示，进一步地，在一些实施例中，该散热风扇40可以为两个，其可与该出风口121一一对应设置，其可用于将该收容腔15的热风抽出，该散热风扇18可以为温控风扇，其可在该收容腔15中的温度达到设定温度时自动启动，新风就会经过另一侧的进风口124吸进来，经过该该电池 31靠近该进风口124一侧设置的散热孔3111进入靠近该出风口121一侧设置的散热孔3111，并经过该第一散热风道33、第二散热风道将热量从该出风口 121带出，排出至该箱体10外侧，进而可给该电池模组降温，有效防止大功率放电时电池过热的现象产生。

进一步地，在一些实施例中，该用于铁路牵引车的电池箱还可包括温度检测装置以及BMS电池管理装置。该温度检测装置可设置于该箱体10中，其可用于检测该箱体10的温度。作为选择，该温度检测装置可以为温度传感器，可以理解地，在其他一些实施例中，该温度检测装置可不限于温度传感器，其可为其他常规的温度检测装置。该温度检测装置可与该BMS电池管理装置连接，其可将该箱体10中的温度信息反馈至该BMS电池管理装置。该BMS电池管理装置可与该散热风扇40以及电池模组30连接，其可在该箱体10中的温度达到设定温度时开启该散热风扇40，以起到散热的作用，在温度低于设定温度时关闭该散热风扇40，以起到节能的作用。该BMS电池管理装置可以选自现有的BMS电池管理系统。

在一些实施例中，该电池箱具有两种散热模式，该两种散热模式分别对应第一散热状态以及第二散热状态。当温度检测装置检测到该收容腔15中的温度达到设定温度时，采用第一种散热模式，该散热风扇40开启，此时，风可从进风口124吸进来，经过该该电池31靠近该进风口124一侧设置的散热孔 3111进入靠近该出风口121一侧设置的散热孔3111，并经过该第一散热风道 33、第二散热风道将热量从该出风口121带出，排出至该箱体10外侧，进而可给该电池模组降温，形成第一散热状态。当温度检测装置检测到该收容腔 15中的温度低于设定温度时，采用第二种散热模式，该第二种散热模式为自然冷却散热模式，此时，切断该散热风扇40，该电池模组30可通过自然冷却散热，形成第二散热状态。在该模式下，该进风口124以及该出风口121也可以进行封闭，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，当采用第二种散热模式，该进风口124以及出风口121也可不封闭。

进一步地，在一些实施例中，该用于铁路牵引车的电池箱还可包括高压控制装置50；该高压控制装置50可以设置于该电池模组30的一端，并与该电池模组30连接，其可位于该维修窗口211的下方。具体地，在一些实施例中，该高压控制装置50可通过连接件32以及螺钉与设置于一端的电池31可拆卸连接，并可与该电池模组30一并吊装，从而便于组装。

进一步地，在一些实施例中，该用于铁路牵引车的电池箱还可包括消防装置70；该消防装置70可设置于该箱体10中，其可与该BMS电池管理装置连接。该消防装置70可采用七氟丙烷自动消防灭火系统。作为选择地，该消防装置70可包括消防管路，当该温度检测装置检测到该收容腔15中的问你的达到预设消防温度时，该消防管路可在该BMS电池管理装置的控制下，自动熔断，喷出七氟丙烷气体进行灭火，从而保护箱体10内部的电池模组30。

进一步地，在一些实施例中，用于铁路牵引车的电池箱还可包括防爆装置以及压力检测装置，该防爆装置和该压力检测装置均可与该BMS电池管理装置连接，该压力检测装置可用于检测该箱体10中的压力并将压力信息反馈至该BMS电池管理装置，作为选择，该压力检测装置可以为压力传感器。在一些实施例中，该防爆装置可包括泄压管路以及泄压阀，该泄压管路可穿入该箱体10中设置，其可用于将该箱体10与外界连通，该泄压阀可设置于该泄压管路上，且其可位于其中一个第二侧板13上，且其与该BMS电池管理装置连接，当压力检测装置检测到该箱体10中的压力达到压力设定值时，该泄压阀由该BMS电池管理装置控制制度开启，泄压，从而防止该箱体10发生爆炸。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，包括：

箱体(10)，内侧形成收容腔(15)，其上设有进风口(124)以及与所述进风口(124)连通的出风口(121)；

箱盖(20)，与所述箱体(10)可拆卸连接，以盖合所述收容腔(15)；

电池模组(30)，可拆卸地收容于所述收容腔(15)中，包括多个并排设置集成一体结构的电池(31)、以及连接相邻设置的两个电池(31)的连接件(32)；相邻设置的两个电池(31)之间留设间隔，以形成与所述进风口(124)和出风口(121)连通的第一散热风道(33)；

散热风扇(40)，设置于所述出风口(121)处，以将所述收容腔(15)的热风抽出；

所述用于铁路牵引车的电池箱还包括在所述收容腔(15)的温度达到设定温度时由所述散热风扇(40)将所述电池模组(30)的热量抽出的第一散热状态、以及在所述收容腔(15)的温度低于设定温度所述电池模组(30)的自然冷却的第二散热状态。

2.根据权利要求1所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，每一所述电池(31)包括壳体(311)、以及设置于该壳体(311)中的电芯；

所述壳体(311)两相对设置的侧壁上开设有若干散热孔(3111)；所述壳体(311)两相对设置的侧壁上散热孔(3111)相互连通；

每一所述电池(31)上的所述壳体(311)的所述若干散热孔(3111)与所述散热风扇(40)相对设置。

3.根据权利要求1所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，所述电池模组(30)与所述箱体(10)的内侧壁之间留设有间隔，所述间隔沿所述出风方向延伸设置，以形成第二散热风道。

4.根据权利要求1所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，还包括设置于所述箱体(10)中以检测所述箱体(10)温度的温度检测装置、与所述温度检测装置以及散热风扇(40)连接的BMS电池管理装置。

5.根据权利要求1所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，所述箱体(10)包括相对设置的两个第一侧板(12)；所述进风口(124)设置于其中一个所述第一侧板(12)上；所述出风口(121)设置于其中另一所述第一侧板(12)上。

6.根据权利要求5所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，所述进风口(124)和/或所述出风口(121)上设有百叶窗(123)；

所述百叶窗(123)与所述第一侧板(12)之间设有第一防水密封结构(125)。

7.根据权利要求1所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，所述箱体(10)包括相对设置的两个第二侧板(13)；所述第二侧板(13)上设有与所述箱盖(20)配合连接的连接部(133)；

所述箱盖(20)包括盖合所述收容腔(15)的第一盖体(21)；所述第一盖体(21)的侧边折弯设置形成配合部(123)，以与所述连接部(133)配合；

所述第一盖体(21)与所述连接部(133)之间设有第二防水密封结构(80)。

8.根据权利要求4所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，还包括设置于所述箱体(10)中的消防装置(70)；

所述消防装置(70)与所述BMS电池管理装置连接；

所述消防装置(70)包括在所述收容腔(15)的温度达到预设消防温度可自动熔断的消防管路。

9.根据权利要求4所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，还包括与所述BMS电池管理装置连接的防爆装置以及压力检测装置。

10.根据权利要求9所述的用于铁路牵引车的电池箱，其特征在于，所述防爆装置包括将箱体(10)与外界连接的泄压管路、以及设置于该泄压管路上且与所述BMS电池管理装置连接以在所述箱体(10)压力达到压力设定值时开启的泄压阀。

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