CN115000581B - 一种具备温控系统的电动汽车电池箱 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具备温控系统的电动汽车电池箱，包括箱体和盖体，箱体包括内壳和外壳，内壳的内腔设有若干用于安装电池包的安装腔室，安装腔室内设有温度传感器以及控制器，内壳和外壳之间设有中空的流道，流道盘设于安装腔室背离箱体的一侧，流道的两端分别连有出管和入管，箱体外壁固定有用于存储换热液的储液室，储液室连有用于驱动换热液流动的驱动泵，外壳外壁设有用于对出管进行冷却的散热风机，储液室内设有电热丝，电热丝和驱动泵均与控制器电性连接。电热丝和散热风机可对换热液的温度进行调节控制，进而通过换热液对电池包进行热交换，以达到控制电池包温度的效果。

Description

一种具备温控系统的电动汽车电池箱

技术领域

本申请涉及电动汽车的技术领域，尤其是涉及一种具备温控系统的电动汽车电池箱体安装结构。

背景技术

随着环保意识的逐渐盛行，以电力驱动的新能源汽车（又称电动汽车），逐渐开始风靡。新能源汽车中的蓄电池作为重要的一部分被人们广泛的关注，电动车的蓄电池多是集中于电池箱内然后安装于电动汽车的车架上。

新能源汽车中的电池工作环境一直是限制新能源汽车广泛推广的重要因素。而工作环境最主要的影响因素就是温度。首先，电池包在运行过程中，自身由于电阻的原因就会产生大量的热量，运行时间越长热量越高，而过高的温度会对电池包造成损伤，致使电池包鼓包甚至自燃影响驾驶安全。其次，温度过低也会影响电池的正常运行，在我国北方或较为寒冷的地区以及季节，新能源汽车的使用率会大幅度下降，因为电池包在较低温度下启动较慢，车辆容易产生熄火现象。

目前，新能源汽车中的电池箱往往只起到对电池包进行安装固定的作用，电池包自身的温度难以控制，从而影响新能源汽车的使用。

发明内容

为了对电池包的温度进行控制，本申请提供一种具备温控系统的电动汽车电池箱。

本申请提供一种具备温控系统的电动汽车电池箱，采用如下的技术方案：

一种具备温控系统的电动汽车电池箱，包括箱体和盖体，所述箱体包括内壳和外壳，所述内壳的内腔设有若干用于安装电池包的安装腔室，所述安装腔室内设有用于对电池包温度进行测量的温度传感器以及与温度传感器电性连接的控制器，所述内壳和外壳之间设有中空的流道，所述流道盘设于安装腔室背离箱体的一侧，所述流道的两端分别连有出管和入管，所述箱体外壁固定有用于存储换热液的储液室，所述储液室连有用于驱动换热液流动的驱动泵，所述出管远离流道的一端与储液室一侧相连，所述入管远离流道的一端与储液室另一侧相连，所述外壳外壁设有用于对出管进行冷却的散热风机，所述储液室内设有电热丝，所述电热丝和驱动泵均与控制器电性连接。

通过采用上述技术方案，电池包安装于安装腔室内，温度传感器实时对电池包的温度进行监测，并将监测结果反馈给控制器。控制器控制驱动泵启动，换热液在储液室与流道之间进行流动。当温度传感器监测到电池包的温度较低时，控制器控制电热丝启动，电热丝对换热液进行加热，换热液从储液室流入流道时，温度较高的换热液对电池包进行加热，从而提高电池包的温度。当电池包的温度较高时，电热丝关闭，散热风机启动，温度较低的换热液流入流道经过安装腔室时，对电池包进行吸热降温。吸热后换热液从出管流出时，经过散热风机，散热风机对换热液进行风冷降温，从而保证换热液的冷却效果。电热丝和散热风机可对换热液的温度进行调节控制，进而通过换热液对电池包进行热交换，以达到控制电池包温度的效果。

可选的，所述出管包括盘设于散热风机处的散热部，所述散热部与散热风机正对，所述散热风机包括转动轴以及固定于转动轴上的散热叶片，所述散热部轴线所在平面与转动轴相垂直，所述转动轴远离散热叶片的一端穿设于散热部内且固定有若干倾斜设置的转动叶片。

通过采用上述技术方案，电池包在正常运行过程中，由于自身会发热，所以电池包的温度会逐渐升高，即使是在较为寒冷的地区或季节，也仅是在启动前电池包处于较低的温度，正常运行后电池包的温度会逐渐升高。因此，在电池包的长期运行过程中，电池包散热所需的时间是远大于电池包加热所需要的时间。即散热风机的启动时间要长于电热丝的启动时间。因此，当换热液流入散热部内时，换热液对转动叶片进行推动带动转动轴转动，转动轴带动散热叶片转动，从而对散热部进行吹风降温。即当驱动泵启动，换热液进行流动时，散热风机会自行启动，不需要额外为散热风机提供动力，达到节能的效果。

可选的，所述安装腔室内开设有若干与流道相连通的散热口，所述散热口处密封有由软质材料制成的散热块，所述散热块内部开设有与流道相连通的散热腔。

通过采用上述技术方案，换热液流入流道内并通过散热口流入散热块内，对散热块进行填充，电池包直接与散热块抵触，从而提高电池包的散热效果。且软质的散热块与电池包的接触面积较大，散热效果较好。

可选的，所述外壳和内壳之间形成用于安装流道的流道腔，所述流道腔的四周开设有多个与流道腔相连通的通风口，所述通风口处设有用于启闭通风口的通风阀，所述通风阀与控制器电性连接。

通过采用上述技术方案，安装腔室内的温度较高时，控制器控制通风阀开启，外部空气可通过通风口流入流道腔内从而对流道进行风冷降温，也可对安装腔室的底部进行降温，从而提高冷却效果。

可选的，所述流道腔内滑动连接有外置板，所述外置板上开设有放置槽，所述放置槽内放置有外置换热板。

通过采用上述技术方案，操作人员可提前将外置换热板取出，提前进行加热或降温。当车辆在温度过高或过低的情况下行驶之前，可将外置换热板放入放置槽内，将外置板插入流道腔内，外置换热板对流道腔进行吸热或放热。由于外置换热板本身的温度与流道腔内的温度的温差较大，可加快对流道腔内温度的调节，提高对电池包的温度进行控制的效率。

可选的，所述入管与流道连通处活动连接有用于启闭入管的控制阀，所述流道上连有通气管，所述通气管一端与流道连通，另一端伸出外壳且设有允许外部空气流入流道的单向阀，所述储液室上开设有排气管，所述排气管内设有排气阀，所述控制阀和排气阀均与控制器电性连接。

通过采用上述技术方案，在较为寒冷的地区或季节使用时，车辆熄火前，控制器对控制阀进行控制，使其关闭入管，并打开排气阀。驱动泵启动，使得流道内的换热液全部回流至储液室内。随后车辆熄火，当再次启动车辆时，电热丝对储液室内的换热液进行加热，受热的换热液重新流入流道内，对电池包进行加热，以加快电池包的启动速度。车辆熄火期间，换热液全部位于储液室内，一方面，即使换热液受冻凝固成固体，储液室能够对换热液承载，不会致使流道或箱体受损；另一方面，电热丝能够直接对所有的换热液进行加热，加热效率较快。

可选的，所述电热丝呈网状设于储液室内。

通过采用上述技术方案，电热丝与储液室内的换热液的接触面积较大，加热效率较高。

可选的，所述安装腔室内滑动连接有用于固定电池包的固定板，所述固定板设于电池包四周，所述固定板与安装腔室之间设有缓冲弹簧。

通过采用上述技术方案，电池包放置于固定板围成的区域内，电池包与四周的固定板同时固定相连。一方面，当箱体发生振动时，缓冲弹簧可以对电池包进行缓冲减震，减少电池包所受的冲击。另一方面，当电池包自身鼓包时，电池包对固定板进行挤压，固定板对缓冲弹簧进行挤压。缓冲弹簧对电池包的膨胀鼓包提供避让空间，降低电池鼓包时，与安装腔室硬性抵接，致使电池包爆炸的风险。

可选的，所述固定板朝向电池包的一面设有缓冲层。

通过采用上述技术方案，缓冲层进一步对电池包进行缓冲保护。

可选的，所述内壳的内腔中设有用于安装控制器和温度传感器的控制腔室，所述控制腔室与安装腔室之间留有走线槽，所述控制器和温度传感器与电池包电性连接。

通过采用上述技术方案，控制器和温度传感器安装于内壳中，走线槽用于放置控制器的连接线，整体结构紧凑，减小箱体整体体积和占用空间。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过温度传感器和控制器的设置，温度传感器对电池包的温度进行实时监测，控制器通过电热丝和散热风机可对换热液的温度进行调节控制，进而通过换热液对电池包进行热交换，以达到控制电池包温度的效果。

附图说明

图1是实施例中的整体结构示意图。

图2是实施例中内壳的内腔结构示意图。

图3是图2中A部的放大示意图。

图4是实施例中用于展示流道腔的结构示意图。

图5是实施例中储液室的内部结构示意图。

图6是外壳底部的结构示意图。

图7是散热风机的结构示意图。

图8是图4中B部的放大示意图。

图9是实施例中外置板的结构示意图。

附图标记说明：1、箱体；11、内壳；111、安装腔室；112、散热口；113、散热块；1131、散热腔；114、控制腔室；115、走线槽；12、外壳；13、流道腔；14、通风口；15、通风阀；16、外置板；161、放置槽；162、外置换热板；17、固定板；171、缓冲层；18、缓冲弹簧；2、盖体；3、电池包；4、温度传感器；5、控制器；6、流道；61、出管；611、散热部；62、入管；63、控制阀；64、通气管；641、单向阀；7、储液室；71、驱动泵；72、电热丝；73、排气管；74、排气阀；8、散热风机；81、转动轴；82、散热叶片；83、转动叶片。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

实施例

本申请实施例公开一种具备温控系统的电动汽车电池箱，参照图1，包括箱体1和盖体2，箱体1通过螺栓等连接件安装于车架上，电池包3安装于箱体1内，盖体2盖合于箱体1上，将箱体1进行密封，对电池包3进行防护。

参照图1，箱体1包括内壳11和外壳12，内壳11和外壳12固定相连。内壳11和外壳12的形状一致。内壳11上表面敞口用于安装电池包3，外壳12的上表面与盖体2固定相连。

参照图2，内壳11的上表面内凹形成内腔，内腔包括用于安装电池包3的安装腔室111，以及用于安装电器元件的控制腔室114。控制腔室114和安装腔室111之间留有用于导线穿过的走线槽115，走线槽115对导线进行承载。

参照图2和图3，安装腔室111内滑动连接有四块水平设置的固定板17，固定板17两两正对，围成“口”字形。电池包3安装于四块固定板17围成的区域内，固定板17位于电池包3的四周，且电池包3与所有固定板17固定相连。固定板17背离电池包3的一面与安装腔室111内壁之间固定有缓冲弹簧18，固定板17朝向电池包3的一面固定有缓冲层171。缓冲层171和缓冲弹簧18对电池包3进行缓冲保护，防止车辆行驶过程中，由于振动致使电池包3与安装腔室111发生碰撞。另一方面，当电池包3鼓包时，固定板17压缩缓冲弹簧18，固定板17移位为电池鼓包避让出空间，防止电池包3鼓包时与安装腔室111内壁发生硬性抵触碰撞，从而降低电池包3爆炸的风险。

参照图1，箱体1上设有用于对电池包3温度进行控制的温控系统，温控系统对电池包3的温度进行控制，一方面防止电池包3的温度过高产生自燃的风险；另一方面防止电池包3的温度过低，影响电池包3的启动效率。

参照图2和图4，温控系统包括温度传感器4、控制器5、储液室7和流道6。温度传感器4和控制器5安装于控制腔室114内，且都与电池包3电性连接，电池包3对两者进行供电。温度传感器4安装于控制腔室114与安装腔室111的连接处，便于温度传感器4对安装腔室111内电池包3温度的监控。温度传感器4和控制器5电性连接，并实时将电池包3的温度反馈给控制器5，控制器5根据电池包3的温度进行判断，电池包3需要加热还是放热。

参照图2和图4，流道6和储液室7内设有换热液，换热液用于对电池包3进行降温或升温。内壳11和外壳12之间中空设置，内壳11和外壳12之间形成流道腔13，流道6安装于流道腔13内。流道6盘设于安装腔室111背离箱体1的一侧。

参照图4和图5，流道6的两端分别连有出管61和入管62，出管61远离流道6的一端与储液室7一侧相连，入管62远离流道6的一端与储液室7另一侧相连。储液室7连有用于驱动换热液流动的驱动泵71，驱动泵71与控制器5（见图2）电性连接，控制器5（见图2）对驱动泵71的启停进行控制。驱动泵71启动，换热液从入管62流入流道6，并从出管61流出流道6。驱动泵71启动，换热液在储液室7和流道6之间循环流动，换热液流经安装腔室111时，换热液与安装腔室111进行热交换，从而对电池包3的温度进行控制。

参照图4和图5，储液室7内设有电热丝72，电热丝72与控制器5（见图2）电性连接，控制器5（见图2）对电热丝72的启停进行控制。电热丝72呈网状设于储液室7内，对换热液进行加热，从而提高换热液的温度，以便对电池包3进行加热升温。温度传感器4检测到电池包3的温度较低时，控制器5（见图2）控制驱动泵71以及电热丝72启动，电热丝72对换热液进行加热，驱动泵71驱动换热液流入流道6内对电池包3进行加热，提高电池包3的启动和运行速度。

参照图4和图5，入管62与流道6的连通处活动连接有用于启闭入管62的控制阀63，流道6靠近入管62的一端连有通气管64。通气管64一端与流道6连通，另一端伸出外壳12且设有允许外部空气流入流道6的单向阀641，储液室7上开设有用于与外部空气连通的排气管73，排气管73内安装有用于启闭排气管73的排气阀74。控制阀63和排气阀74均与控制器5（见图2）电性连接。

参照图4和图5，在较为寒冷的地区和季节，车辆熄火后停车的期间内，换热液受外界温度影响容易凝固，变成固体从而将流道6胀裂对箱体1造成破坏。为对箱体1进行保护，设置控制阀63、单向阀641和排气阀74。车辆熄火之前，控制阀63关闭，排气阀74开启，驱动泵71启动，此时，由于控制阀63关闭入管62，换热液无法流入流道6，只能从流道6流入储液室7内。换热液在流动过程中，流道6内的压强减小，外部空气通过单向阀641流入流道6内，从而对流道6内的气压进行平衡便于换热液的流出。同时，储液室7内多余的空气通过排气阀74排出，防止储液室7内气压过高。所有的换热液都存于储液室7中，储液室7的容积能够容纳所有换热液。换热液即使受外界温度影响进行凝固，也不会对流道6造成损坏，从而对流道6进行保护。另外，电热丝72能够对储液室7内所有的换热液进行加热，从而能够提高加热效率。

参照图5和图6，外壳12外壁设有用于对出管61进行冷却的散热风机8，出管61包括盘设于散热风机8处的散热部611，散热部611与散热风机8正对。换热液流入散热部611时，散热风机8启动对换热液进行吹风冷却，从而降低其温度，以便对电池包3进行冷却降温。

参照图6和图7，散热风机8包括转动轴81和散热叶片82，散热叶片82固定于转动轴81的一端。转动轴81的轴线与散热部611轴线所在平面相垂直。转动轴81远离散热叶片82的一端穿设于散热部611内且固定有若干倾斜设置的转动叶片83，转动轴81与散热部611转动相连。当换热液流经转动叶片83时，换热液带动转动叶片83转动，从而带动转动轴81和散热叶片82同步转动，从而对散热部611进行吹风冷却。

参照图6和图7，电池包3（见图4）正常运行时，由于自身发热，温度会越来越高，因此需要长时间对电池包3（见图4）进行冷却降温。而加热升温一般是车辆启动前以及刚启动的一段时间内，电池包3（见图4）需要受热，提高电池包3（见图4）的启动速度。因此，散热风机8的运行时间要比电热丝72的运行时间要长。通过转动轴81和转动叶片83的设置，换热液在流动过程中，散热风机8能够自行转动，从而对换热液进行降温冷却，不需要额外设置动力装置，节约能源且能够降低箱体1配重。

参照图4和图8，安装腔室111内壁开设有若干与流道6相连通的散热口112，散热口112处密封有由软质材料制成的散热块113，散热块113内部开设有与流道6相连通的散热腔1131。换热液流入流道6内，换热液填充入散热腔1131内，散热块113直接与电池包3进行接触，从而与电池包3进行换热，换热效率较高。

参照图4和图6，流道腔13的四周开设有多个与流道腔13相连通的通风口14，通风口14处安装有用于启闭通风口14的通风阀15，通风阀15与控制器5（见图2）电性连接。控制器5（见图2）控制通风阀15开启，从而打开通风口14，外部空气可流入流道腔13内从而对流道6以及换热液进行冷却降温，提高换热效果。

参照图4和图9，流道腔13内滑动连接有外置板16，外置板16上开设有放置槽161，放置槽161内设有外置换热板162。车辆在温度过高或过低的环境下行驶，操作人员可提前将外置换热板162取出，提前进行加热或降温。车辆行驶前，将外置换热板162放入放置槽161内，外置板16插入流道腔13内，外置换热板162对流道腔13进行吸热或放热。由于外置换热板162本身的温度与流道腔13内温度的温差较大，可加快对流道腔13内温度的调节，提高对电池包3的温度进行控制的效率。

本申请实施例一种具备温控系统的电动汽车电池箱的实施原理为：电池包3装于安装腔室111内，温度传感器4检测到电池包3温度较低时，控制器5控制电热丝72和驱动泵71启动，电热丝72对换热液进行加热，换热液从储液室7流入流道6中，并对安装腔室111进行加热，从而对电池包3进行加热，提高电池包3温度。当电池包3的温度较高时，控制器5控制电热丝72关闭，通风阀15开启，驱动泵71启动，换热液从储液室7流入流道6中对安装腔室111和电池包3进行冷却降温，散热风机8自行转动对换热液进行冷却，外部空气通过通风口14流入流道腔13内对流道6进行降温。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具备温控系统的电动汽车电池箱，包括箱体（1）和盖体（2），其特征在于：所述箱体（1）包括内壳（11）和外壳（12），所述内壳（11）的内腔设有若干用于安装电池包（3）的安装腔室（111），所述安装腔室（111）内设有用于对电池包（3）温度进行测量的温度传感器（4）以及与温度传感器（4）电性连接的控制器（5），所述内壳（11）和外壳（12）之间设有中空的流道（6），所述流道（6）盘设于安装腔室（111）背离箱体（1）的一侧，所述流道（6）的两端分别连有出管（61）和入管（62），所述箱体（1）外壁固定有用于存储换热液的储液室（7），所述储液室（7）连有用于驱动换热液流动的驱动泵（71），所述出管（61）远离流道（6）的一端与储液室（7）一侧相连，所述入管（62）远离流道（6）的一端与储液室（7）另一侧相连，所述外壳（12）外壁设有用于对出管（61）进行冷却的散热风机（8），所述储液室（7）内设有电热丝（72），所述电热丝（72）和驱动泵（71）均与控制器（5）电性连接，所述入管（62）与流道（6）连通处活动连接有用于启闭入管（62）的控制阀（63），所述流道（6）上连有通气管（64），所述通气管（64）一端与流道（6）连通，另一端伸出外壳（12）且设有允许外部空气流入流道（6）的单向阀（641），所述储液室（7）上开设有排气管（73），所述排气管（73）内设有排气阀（74），所述控制阀（63）和排气阀（74）均与控制器（5）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述出管（61）包括盘设于散热风机（8）处的散热部（611），所述散热部（611）与散热风机（8）正对，所述散热风机（8）包括转动轴（81）以及固定于转动轴（81）上的散热叶片（82），所述散热部（611）轴线所在平面与转动轴（81）相垂直，所述转动轴（81）远离散热叶片（82）的一端穿设于散热部（611）内且固定有若干倾斜设置的转动叶片（83）。

3.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述安装腔室（111）内开设有若干与流道（6）相连通的散热口（112），所述散热口（112）处密封有由软质材料制成的散热块（113），所述散热块（113）内部开设有与流道（6）相连通的散热腔（1131）。

4.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述外壳（12）和内壳（11）之间形成用于安装流道（6）的流道腔（13），所述流道腔（13）的四周开设有多个与流道腔（13）相连通的通风口（14），所述通风口（14）处设有用于启闭通风口（14）的通风阀（15），所述通风阀（15）与控制器（5）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述流道腔（13）内滑动连接有外置板（16），所述外置板（16）上开设有放置槽（161），所述放置槽（161）内放置有外置换热板（162）。

6.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述电热丝（72）呈网状设于储液室（7）内。

7.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述安装腔室（111）内滑动连接有用于固定电池包（3）的固定板（17），所述固定板（17）设于电池包（3）四周，所述固定板（17）与安装腔室（111）之间设有缓冲弹簧（18）。

8.根据权利要求7所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述固定板（17）朝向电池包（3）的一面设有缓冲层（171）。

9.根据权利要求1所述的一种具备温控系统的电动汽车电池箱，其特征在于：所述内壳（11）的内腔中设有用于安装控制器（5）和温度传感器（4）的控制腔室（114），所述控制腔室（114）与安装腔室（111）之间留有走线槽（115），所述控制器（5）和温度传感器（4）与电池包（3）电性连接。

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