CN111370614A - 一种具有多层散热结构的电池箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多层散热结构的电池箱，属于电池技术领域。所述电池箱，包括箱体及箱盖；所述箱体与箱盖密封连接形成容纳腔；所述容纳腔前后两侧对称设置有阶梯固定板；所述容纳腔内设置有至少两层或多层模组支架；所述模组支架包括底板和分隔板；所述分隔板之间设置有电池模组单元；所述底板的左右两侧与所述箱体之间设置有间隙；由上至下，从第二层开始，每层所述模组支架的一侧呈阶梯状设置；设置于最底层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第一散热组件；设置于中间一层或多层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第二散热组件。本发明的电池箱空间利用率高，散热效果良好，具有广阔的应用前景。

Description

一种具有多层散热结构的电池箱

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种具有多层散热结构的电池箱。该电池箱具有多层散热结构，空间利用率高，散热效果较好。

背景技术

面对当今国内乃至全球日益严格的尾气排放标准及未来的能源危机，纯电动汽车已经成为了各大汽车厂商积极研发的领域之一。对于不同类型的电动汽车来说，其内部放置电池的空间有所不同，为了对电动车内部空间进行充分的利用，电池箱已朝向模块化发展。目前，防水等级达到要求在IP67以上的电池箱均采用内循环的散热结构。

由于电池箱采用全密封式组装，风扇在箱体内主要靠内部空气循环利用箱体热传递，将热量散发到周围的空气中，靠近箱体四壁的电池可以利用钣金件将热量传递给箱壁散到周围空气中，但是箱体中心的电池由于空间等因素很难得到充分散热，因此目前市面上大部分达到IP67防水等级以上的电池箱在散热方面均存在一定问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多层散热结构的电池箱。该电池箱具有多层散热结构，空间利用率高，散热效果较好。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种具有多层散热结构的电池箱，包括箱体及设置于所述箱体顶端、且可用于散热的箱盖；所述箱体与所述箱盖密封连接形成容纳腔；所述容纳腔前后两侧对称设置有阶梯固定板；所述阶梯固定板靠近所述容纳腔的一侧面上设置有多个支撑台；

所述容纳腔内还设置有至少两层模组支架；其中，所述模组支架包括水平设置的底板和多个垂直设置于所述底板上的分隔板；所述分隔板上设置有多个用于空气流动的第一通风开口；所述分隔板之间设置有电池模组单元；所述底板的左右两侧与所述箱体之间设置有间隙，所述底板的前后两侧分别连接于前后设置的位于同一水平面的所述支撑台上，这样可以承接以及固定设置有电池模组单元的模组支架；

由上至下，从第二层开始，每层所述模组支架的一侧呈阶梯状设置；由上至下，设置于最底层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第一散热组件；设置于中间层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第二散热组件。

进一步地，所述第一散热组件包括第一安装座及设置于所述第一安装座上的第一涡轮风扇；所述第二散热组件包括第二安装座及设置于所述第二安装座上的第二涡轮风扇。

第一涡轮风扇、第二涡轮风扇将所在层电池模组单元处的热空气向上吹向箱盖冷却，最上层电池模组单元的热空气基于热空气向上流动的原理自行流动到箱盖处冷却，由于压强及空气流动的原理，冷空气自上而下流动，箱盖处的冷空气从底板与箱体壁之间的间隙流动到每层的电池模组单元处，对电池模组进行散热，然后变为热空气后再由第一涡轮风扇、第二涡轮风扇吹出至箱盖处进行冷却，从而实现电池箱内部循环散热。

进一步地，所述第一安装座包括水平设置的第一定位板、自所述第一定位板的一端竖直向下延伸设置的第二定位板、以及通过螺丝固定于所述第一定位板上的第一固定板；所述第一固定板的一端固定于所述第一定位板上，另一端向远离所述第一定位板的方向水平延伸设置；所述第二定位板与所述箱体底面连接；所述第二定位板上设置有用于固定所述第一涡轮风扇的风腔的卡位，所述第一固定板的另一端上设置有用于固定所述第一涡轮风扇的第一出风通道的第一方形缺口，所述第一方形缺口与所述第一出风通道过盈配合。通过第一方形缺口与第一出风通道过盈配合，进一步固定第一涡轮风扇，可以防止第一涡轮风扇在工作过程中发生抖动，避免产生异响或杂音。

进一步地，所述第二安装座包括垂直设置于所述底板上的第二固定板、以及自所述第二固定板的一端向靠近所述电池模组单元的方向水平延伸设置的第三定位板；所述第二固定板靠近所述电池模组单元的一面上设置有多个螺柱，多个所述螺柱呈三角形设置；所述第三定位板上设置有用于固定所述第二涡轮风扇的第二出风通道的第二方形缺口，所述第二方形缺口与所述第二出风通道过盈配合。

进一步地，所述第二涡轮风扇的风腔外侧设置有多个与所述螺柱相匹配的第一通孔，所述风腔与多个所述第一通孔一体成型。

进一步地，所述电池模组单元之间设置有压条；所述压条包括凹形压条及连接于所述凹形压条两侧的板形压条，所述凹形压条与所述板形压条一体成型；所述凹形压条通过螺丝固定于所述分隔板上侧；所述板形压条设置于所述分隔板两侧的所述电池模组单元上。拧紧螺丝后板形压条给电池模组单元提供向下的压力，将所述电池模组单元固定于所述模组支架上，凹形压条的设置使得螺丝的头部不高于电池模组单元，不会影响多层结构的稳定性。

进一步地，所述电池模组单元包括多个平行设置的电芯、设置于所述电芯上侧的上护套、设置于所述电芯下侧的下护套及用于盛放并固定多个所述电芯的定框箱体；所述定框箱体为无顶盖设置，且两侧设置有多个用于空气流动的第二通风开口。

进一步地，所述上护套包括盖设于所述电芯上侧的盖体、设置于所述盖体一侧边的一端的第一梯形槽、设置于所述盖体一侧边的另一端的第一梯形凸块、设置于所述盖体另一相对侧边的一端的第二梯形凸块以及设置于所述盖体另一相对侧边的另一端的第二梯形槽，所述第一梯形槽与所述第二梯形凸块相对设置且适配、所述第一梯形凸块与所述第二梯形槽相对设置且适配。通过所述第一梯形槽与所述第二梯形凸块适配、所述第一梯形凸块与所述第二梯形槽适配，将多个电芯并排连接起来。

进一步地，所述下护套包括用于承接和固定所述电芯的盒体、设置于所述盒体一侧边的一端的第三梯形凸块、设置于所述盒体一侧边的另一端的第三梯形槽、设置于所述盒体另一相对侧边的一端的第四梯形槽以及设置于所述盒体另一相对侧边的另一端的第四梯形凸块，所述第三梯形槽与所述第四梯形凸块相适配，所述第三梯形凸块与所述第四梯形槽相适配。通过所述第三梯形槽所述第四梯形凸块适配、所述第三梯形凸块与所述第四梯形槽适配，将多个电芯并排连接起来；所述盒体的两侧还对称设置有多个矩形凸块，相邻的所述盒体并排连接时所述矩形凸块相抵连接，增强结构稳定性。

多个下护套并排连接好后放置于定框箱体的底部，电芯放置于下护套上，在电芯上侧盖上上护套，构成电池模组单元。上、下护套之间的连接使得电芯之间存在一定间隙，有利于空气的流动，并且提供给电池受热膨胀的空间。

进一步地，所述箱盖为铝合金箱盖，具有良好的散热效果。

进一步地，所述箱体靠近所述阶梯状的一侧面设置有检修口，便于对电池模组单元及第一、第二涡轮风扇进行维修。

本发明提出的技术方案中，具有以下有益效果：

本申请采用多层层叠排布的结构，使得电池模组单元以层叠的方式设置在电池箱体内，可以充分利用电池箱内有效空间，空间利用率高。并且，本申请采用多层散热结构促进箱体内部的散热：由上至下，从第二层开始，每层所述模组支架的一侧呈阶梯状设置；由上至下，设置于最底层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第一散热组件；设置于中间层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第二散热组件，这样使得电池箱体内可以采用内循环方式进行散热，能够快速降低电池箱体内部的温度，从而有效提高电池的整体性能和使用寿命，进而保障电池容量一致性、提高电池使用的安全性。

附图说明

图1为本发明的一实施例的具有多层散热结构的电池箱的结构爆炸图；

图2为图1的电池箱的第一散热组件及第二散热组件的结构示意图；

图3为图1的电池箱的模组支架及压条的结构示意图；

图4为图1的电池箱的电池模组单元的结构爆炸图；

图5为图4在A处的放大图；

图6为图4在B处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在本申请中，所述容纳腔内设置有至少两层模组支架，所述模组支架上设置有多个电池模组单元，多层电池模组单元的设置使得箱体在一定的空间内具有更高的电池容量，很好的提高空间的利用以及提升电池的性能。

此外，本申请的所述电池模组单元之间设置有压条，所述压条包括凹形压条及板形压条，拧紧螺丝后板形压条为电池模组单元提供向下的压力，将所述电池模组单元固定在所述模组支架上，凹形压条使得螺丝的头部不高于电池模组单元，不会影响多层结构的稳定性。

本申请的电池模组单元通过定框箱体将多个通过上、下护套并排连接起来的电芯固定，电芯上、下护套的设置使得电芯之间留有一定间隙，有利于空气的流动，并且提供给电池受热膨胀的空间。

如图1所示，本发明实施例提供一种具有多层散热结构的电池箱，包括箱体10及设置于所述箱体顶端、且可用于散热的箱盖20；所述箱体10与所述箱盖20密封连接形成容纳腔30；

所述容纳腔前后两侧对称设置有阶梯固定板31；所述阶梯固定板靠近所述容纳腔的一侧面设置有多个支撑台311；

在本实施例中，所述容纳腔30内设置有三层模组支架40，其中，所述模组支架40包括水平设置的底板41和多个垂直设置于所述底板41上的分隔板42；所述分隔板42上设置有多个用于空气流动的第一通风开口421；所述分隔板42之间设置有电池模组单元50；所述底板41的左右两侧与所述箱体之间设置有间隙，所述底板41的前后两侧分别连接于前后设置的位于同一水平面的所述支撑台311上，对设置有电池模组单元50的模组支架40进行承接以及固定；由上至下，从第二层开始，每层所述模组支架40的一侧呈阶梯状设置；由上至下，设置于最底层的所述模组支架40在所述阶梯状的一侧设置有第一散热组件60；设置于中多层的所述模组支架40在所述阶梯状的一侧设置有第二散热组件70。

可以理解的是，在其他实施例中，根据实际需要，容纳腔30内也可以设置两层、或者四层、或者五层或者更多层所述模组支架40。

如图2所示，所述第一散热组件60包括第一安装座61及设置于所述第一安装座61上的第一涡轮风扇62；所述第二散热70组件包括第二安装座71及设置于所述第二安装座71上的第二涡轮风扇72。

在具体实施中，第一散热组件60可以根据实际情况设置一个或多个第一涡轮风扇62，第二散热组件70也可以设置一个或多个第二涡轮风扇72；具体的，在本实施例中，第二散热组件70设置有一个；第一涡轮风扇62和第二涡轮风扇72均对称设置有两个。

本发明通过第一涡轮风扇62、第二涡轮风扇72将所在层的电池模组单元50处的热空气向上吹向箱盖20冷却，最上层电池模组单元50的热空气基于热空气向上流动的原理自行流动到箱盖20处冷却，由于压强及空气流动的原理，冷空气自上而下流动，箱盖20处的冷空气从底板41与箱体壁之间的间隙流动到每层的电池模组单元50处，对电池模组进行散热，然后变为热空气后再由第一涡轮风扇62、第二涡轮风扇72吹出至箱盖20处进行冷却，从而实现电池箱内部的循环散热。

进一步地，所述第一安装座61包括水平设置的第一定位板611、自所述第一定位板的一端竖直向下延伸设置的第二定位板612、以及设置于所述第一定位板611上的第一固定板613；所述第一固定板613的一端固定于所述第一定位板611上，另一端向远离所述第一定位板611的方向水平延伸设置；所述第二定位板612与所述箱体10底面连接；所述第二定位板612上设置有用于固定所述第一涡轮风扇62的卡位6121，所述第一固定板613的另一端上设置有用于固定所述第一涡轮风扇62的第一出风通道621的第一方形缺口(图中未标识)，所述第一方形缺口与所述第一出风通道621过盈配合。通过第一方形缺口与第一出风通道621过盈配合，进一步固定第一涡轮风扇62，可以防止第一涡轮风扇62在工作过程中发生抖动，避免产生异响或杂音。

进一步地，所述第二安装座71包括垂直设置于所述底板41上的第二固定板711、以及自所述第二固定板711的一端向靠近所述电池模组单元50的方向水平延伸设置的第三定位板712；所述第二固定板711靠近所述电池模组单元50的一面上设置有多个螺柱(图中未标识)，多个所述螺柱呈三角形设置；所述第三定位板712上设置有用于固定所述第二涡轮风扇72的第二出风通道721的第二方形缺口(图中未标识)，所述第二方形缺口与所述第二出风通道721过盈配合。

进一步地，所述第二涡轮风扇72的风腔外侧设置有多个与所述螺柱相匹配的通孔722，多个所述通孔与所述第二涡轮风扇72一体成型。

进一步地，如图3所示，所述电池模组单元50之间设置有压条80；所述压条80包括凹形压条81及连接于凹形压条81两侧的板形压条82，所述凹形压条81与所述板形压条82一体成型；所述凹形压条81设置于所述分隔板42上侧，并且与所述分隔板42通过螺丝90固定连接；所述板形压条82设置于所述分隔板42两侧的所述电池模组单元50上。拧紧螺丝90后板形压条82给电池模组单元50提供向下的压力，将所述电池模组单元50固定于所述模组支架40上，凹形压条81的设置使得螺丝90的头部不高于电池模组单元50，不会影响多层结构的稳定性。

如图4－6所示，所述电池模组单元50包括多个平行设置的电芯51、设置于所述电芯51上侧的上护套52、设置于所述电芯51下侧的下护套53及用于盛放并固定多个所述电芯51的定框箱体54；

进一步地，所述上护套52包括盖设于所述电芯51上侧的盖体521、设置于所述盖体521一侧边的一端的第一梯形槽522、设置于所述盖体521一侧边的另一端的第一梯形凸块523、设置于所述盖体521另一相对侧边的一端的第二梯形凸块524以及设置于所述盖体521另一相对侧边的另一端的第二梯形槽525，所述第一梯形槽522与所述第二梯形凸块524相对设置且适配、所述第一梯形凸块523与所述第二梯形槽525相对设置且适配。通过所述第一梯形槽522与所述第二梯形凸块524适配、所述第一梯形凸块523与所述第二梯形槽525适配，将多个电芯51并排连接起来。

进一步地，所述下护套53包括用于承接和固定所述电芯51的盒体531、设置于所述盒体531一侧边的一端的第三梯形凸块532、设置于所述盒体531一侧边的另一端的第三梯形槽533、设置于所述盒体531另一相对侧边的一端的第四梯形槽534以及设置于所述盒体531另一相对侧边的另一端第四梯形凸块535，所述第三梯形槽533与所述第四梯形凸块535相适配，所述第三梯形凸块532与所述第四梯形槽534相适配。通过所述第三梯形槽533所述第四梯形凸块535适配、所述第三梯形凸块532与所述第四梯形槽534适配，将多个电芯51并排连接起来；所述盒体531的两侧还对称设置有多个矩形凸块536，相邻的所述盒体531并排连接时所述矩形凸块536相抵连接，增强结构稳定性。

进一步地，所述定框箱体54为无顶盖设置，且两侧设置有多个用于空气流动的第二通风开口541。

多个下护套53并排连接好后放置于定框箱体54的底部，电芯51放置于下护套53上，在电芯51上侧盖上上护套52，构成电池模组单元50。上护套52、下护套53之间的连接使得电芯51之间存在一定间隙，有利于空气的流动，并且提供给电池受热膨胀的空间。

进一步地，所述箱盖20为铝合金箱盖，具有良好的散热效果。

进一步地，所述箱体10在靠近所述阶梯状的一侧面设置有检修口11，便于对电池模组单元50及第一涡轮风扇62、第二涡轮风扇72进行维修。

本申请的电池箱体内可以采用内循环方式进行散热，能够快速降低电池箱体内部的温度，从而有效提高电池的整体性能和使用寿命，进而保障电池容量一致性、提高电池使用的安全性。本申请的制备成本较低，可加工性好，经济实用，结构简单，安装方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，包括箱体及设置于所述箱体顶端、且可用于散热的箱盖；所述箱体与所述箱盖密封连接形成容纳腔；所述容纳腔前后两侧对称设置有阶梯固定板；所述阶梯固定板靠近所述容纳腔的一侧面上设置有多个支撑台；

所述容纳腔内还设置有至少两层模组支架；其中，所述模组支架包括水平设置的底板和多个垂直设置于所述底板上的分隔板；所述分隔板上设置有多个用于空气流动的第一通风开口；所述分隔板之间设置有电池模组单元；所述底板的左右两侧与所述箱体之间设置有间隙，所述底板的前后两侧分别连接于前后设置的位于同一水平面的所述支撑台上；

由上至下，从第二层开始，每层所述模组支架的一侧呈阶梯状设置；由上至下，设置于最底层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第一散热组件；设置于中间层的所述模组支架在所述阶梯状的一侧设置有第二散热组件。

2.根据权利要求1所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述第一散热组件包括第一安装座及设置于所述第一安装座上的第一涡轮风扇；所述第二散热组件包括第二安装座及设置于所述第二安装座上的第二涡轮风扇。

3.根据权利要求2所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述第一安装座包括水平设置的第一定位板、自所述第一定位板的一端竖直向下延伸设置的第二定位板、以及通过螺丝固定于所述第一定位板上的第一固定板；所述第一固定板的一端固定于所述第一定位板上，另一端向远离所述第一定位板的方向水平延伸设置；所述第二定位板与所述箱体底面连接；所述第二定位板上设置有卡位，所述第一固定板的另一端上设置有第一方形缺口，所述第一方形缺口与所述第一出风通道过盈配合。

4.根据权利要求2所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述第二安装座包括垂直设置于所述底板上的第二固定板、以及自所述第二固定板的一端向靠近所述电池模组单元的方向水平延伸设置的第三定位板；所述第二固定板靠近所述电池模组单元的一面上设置有多个螺柱，多个所述螺柱呈三角形设置；所述第三定位板上设置有第二方形缺口，所述第二方形缺口与所述第二出风通道过盈配合；所述第二涡轮风扇的风腔外侧设置有多个与所述螺柱相匹配的第一通孔，所述风腔与多个所述第一通孔一体成型。

5.根据权利要求1所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述电池模组单元之间设置有压条；所述压条包括凹形压条及连接于所述凹形压条两侧的板形压条，所述凹形压条与所述板形压条一体成型；所述凹形压条通过螺丝固定于所述分隔板上侧；所述板形压条设置于所述分隔板两侧的所述电池模组单元上。

6.根据权利要求1所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述电池模组单元包括多个平行设置的电芯、设置于所述电芯上侧的上护套、设置于所述电芯下侧的下护套及定框箱体；所述定框箱体为无顶盖设置，且两侧设置有多个用于空气流动的第二通风开口。

7.根据权利要求6所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述上护套包括盖设于所述电芯上侧的盖体、设置于所述盖体一侧边的一端的第一梯形槽、设置于所述盖体一侧边的另一端的第一梯形凸块、设置于所述盖体另一相对侧边的一端的第二梯形凸块以及设置于所述盖体另一相对侧边的另一端的第二梯形槽，所述第一梯形槽与所述第二梯形凸块相对设置且适配、所述第一梯形凸块与所述第二梯形槽相对设置且适配。

8.根据权利要求6所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述下护套包括用于承接和固定所述电芯的盒体、设置于所述盒体一侧边的一端的第三梯形凸块、设置于所述盒体一侧边的另一端的第三梯形槽、设置于所述盒体另一相对侧边的一端的第四梯形槽以及设置于所述盒体另一相对侧边的另一端的第四梯形凸块，所述第三梯形槽与所述第四梯形凸块相适配，所述第三梯形凸块与所述第四梯形槽相适配。

9.根据权利要求1所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述箱盖为铝合金箱盖。

10.根据权利要求1所述的具有多层散热结构的电池箱，其特征在于，所述箱体靠近所述阶梯状的一侧面设置有检修口。

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