CN115966805A - 一种风冷ip67快速加热散热电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风冷IP67快速加热散热电池系统，通过在箱体内设置加热散热一体块，使模组底部与加热散热一体块通过导热硅胶垫完美贴合，将电芯的热量均匀的传递到散热格栅上面，通过风道风扇和散热格栅双作用，将电池工作中产生的热量快速带走散失，使各电芯之间的温差较小；在低温环境下，模组两侧加热侧板和模组底部的加热散热一体块上的陶瓷加热体配合三面加热，使得加热更加均匀、速度更快，减少了使用前的准备时间，避免电芯加热不均匀功率过高的安全问题的出现，保证了电芯一致性以及整个电池模组的寿命，而且结构较为简单容易装配，降低了制造成本，通过加热散热一体块的材质和结构，减轻了电池的重量，提高电池系统的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是一种风冷IP67快速加热散热电池系统。
背景技术
作为当下热点的新能源领域，由于其环保节能等特点已开始逐步替代燃油车市场，随着新能源应用市场的扩大，对能适应各种地域环境的汽车电池的需求也应运而生。
目前常用电池系统包括液冷液热和风冷加热两种热交换方式，由于液冷液热成本高、重量大、维修保养复杂，无法满足大众化市场需求。常规的风冷池系统无法兼容IP67等级防水功能，也不能适应大多数地域环境要求(例如零下40度的使用环境)。随着消费者要求的提高，对电池系统低温环境加热时间要求、高温环境下和大倍率充放电状态的散热要求也有所提高。因此，亟需一种新型的风冷IP67快速加热散热电池系统来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种风冷IP67快速加热散热电池系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种风冷IP67快速加热散热电池系统，包括箱盖(100)、箱体(500)和散热风道(800)，所述箱体(500)由侧壁围成矩形方框、底部为空心结构，箱体(500)内放置有电池模组(300)和加热散热一体块(700)，其中，所述箱体内侧底部固定设置有固定支撑结构，所述固定支撑结构由固定支撑框(502)和固定支撑梁(501)组成，所述固定支撑框(502)沿矩形方框底部四周设置，所述固定支撑梁(501)与固定支撑框(502)垂直固定将固定支撑框(502)分为若干区域，所述加热散热一体块(700)置于该区域内，在该加热散热一体块(700)与固定支撑结构之间设有加热散热一体块密封垫(600)，所述电池模组(300)置于该加热散热一体块(700)上，电池模组(300)与加热散热一体块(700)之间通过导热硅胶垫(400)相连接，所述电池模组(300)由若干间隔设置的电芯(310)组成，电池模组(300)前后两侧设有加热侧板(311)、左右两侧设有端板，通过端板下部固定孔与固定支撑框(502)和固定支撑梁(501)上的安装孔对齐固定使电池模组(300)与箱体(500)通过固定支撑结构固定连接，所述散热风道(800)设置于箱体(500)外侧与箱体侧壁贴合固定，并与加热散热一体块(700)相连通，箱体(500)的顶部盖合有箱盖(100)，箱盖(100)盖于所述电池模组(300)上方，箱盖(100)与箱体(500)相接触处设有箱盖密封垫(200)。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块(700)上设有若干用于增大散热面积的散热格栅(701)。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块(700)的材质为铝或者是铝基超导材料。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块(700)的表面喷涂有铁氟龙进行表面处理。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块(700)的长度尺寸超过电池模组(300)的电芯厚度累计尺寸，加热散热一体块(700)与电芯底部的接触面积占到电芯底部面积的3/4。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块(700)内设置有陶瓷加热体(702)，所述陶瓷加热体(702)产生的热量通过导热硅胶垫(400)将热均匀的传递给所述电池模组(300)，电池充放电过程中的热量也会由电池模组(300)底部均匀及时地传递给加热散热一体块(700)进行散热；通过加热散热一体块上的陶瓷加热体(702)配合电池模组(300)两侧的加热侧板(311)一起加热，三面加热使得电池模组内的电芯受热均匀，并缩短加热时间。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述散热风道(800)内部设有若干用于带走部分热量的散热风扇(801)。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述散热风道(800)的出风口与加热散热一体块(700)的散热格栅(701)对应设置并相互连通。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述箱体(500)底部散热格栅(701)两侧还设置有支撑加强梁(508)，一方面可以起到支撑作用，防止加热散热一体块的散热格栅被撞坏，另一方面两条相邻加强梁508能增加空气流动。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述加热散热一体块密封垫(600)为IP67防水等级的密封垫。
优选的，上述风冷IP67快速加热散热电池系统，所述箱盖密封垫(200)为IP67防水等级的密封垫。
有益效果：
上述风冷IP67快速加热散热电池系统，通过在箱体内设置加热散热一体块，使模组底部与加热散热一体块通过导热硅胶垫完美贴合，将电芯的热量均匀的传递到散热格栅上面，通过风道风扇和散热格栅双作用，将电池工作中产生的热量快速带走散失，使各电芯之间的温差较小；另一方面在低温环境下，模组两侧加热侧板和模组底部的加热散热一体块上的陶瓷加热体配合三面加热，使得加热更加均匀加热速度更快，减少了低温下使用前的准备时间，避免了单个电芯加热不均匀功率过高的安全问题的出现，保证了电芯一致性以及整个电池模组的寿命,而且结构较为简单容易装配，降低了制造成本，通过加热散热一体块的材质和结构，减轻了电池的重量，提高电池系统的能量密度。
附图说明
图1为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统立体爆炸分解示意图；
图2为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统等轴线视图，即模组平躺放置时的立体结构示意图；
图3为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统模组立体结构示意图；
图4为为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统箱体立体结构示意图；
图5为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统加热散热一体块在箱体底部立体结构示意图；
图6为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统加热散热一体块上面陶瓷加热体的立体结构示意图；
图7为本发明所述风冷IP67快速加热散热电池系统散热风道正等轴测立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
实施例1
如图1-7所示，所述风冷IP67快速加热散热电池系统，包括箱盖100、箱体500和散热风道800，所述箱体500由侧壁围成矩形方框、底部为空心结构，所述箱体500内放置有电池模组300和加热散热一体块700，其中，所述箱体内侧底部固定设置有固定支撑结构，所述固定支撑结构由固定支撑框502和固定支撑梁501组成，所述固定支撑框502沿矩形方框底部四周设置，所述固定支撑梁501与固定支撑框502垂直固定将固定支撑框502分为四个矩形区域503，四个所述加热散热一体块700分别置于各矩形区域内，所述加热散热一体块700的材质为铝或者是铝基超导材料，在热散热一体块700的表面喷涂有铁氟龙，在该加热散热一体块700与固定支撑结构之间设有加热散热一体块密封垫600(为IP67防水等级的密封垫)，所述电池模组300数量为四个，对应置于该加热散热一体块700上，电池模组300与加热散热一体块700之间通过导热硅胶垫400相连接，所述电池模组300由若干间隔设置的电芯310组成，电池模组300前后两侧设有加热侧板311、左右两侧设有端板312，通过端板下部固定孔与固定支撑框502和固定支撑梁501上的安装孔对齐固定使电池模组300与箱体500通过固定支撑结构固定连接，所述加热散热一体块700的长度尺寸超过电池模组300的电芯厚度累计尺寸，加热散热一体块700与电芯底部的接触面积占到电芯底部面积的3/4，所述加热散热一体块700上设有若干用于增大散热面积的散热格栅701，同时散热一体块700内设置有陶瓷加热体702，所述陶瓷加热体702产生的热量通过导热硅胶垫400将热均匀的传递给所述电池模组300，电池充放电过程中的热量也会由电池模组300底部均匀及时地传递给加热散热一体块700进行散热；通过加热散热一体块上的陶瓷加热体702配合电池模组300两侧的加热侧板311一起加热，三面加热使得电池模组内的电芯受热均匀，并缩短加热时间；所述固定支撑结构的固定支撑梁501底部设有支撑加强梁508，所述支撑加强梁508设置在散热格栅701两侧，起到支撑作用的同时增加了空气的流动；所述散热风道800设置于箱体500外侧，散热风道800背面与箱体侧壁打螺丝方式固定，所述散热风道800数量为2个，每个散热风道800上设有2个用于带走部分热量的散热风扇801和2个出风口802，每个所述散热风道800的出风口与其中一个加热散热一体块700的散热格栅701对应设置并相互连通，箱体500的顶部盖合有箱盖100，箱盖100盖于所述电池模组300上方，箱盖100与箱体500相接触处设有箱盖密封垫200(为IP67防水等级的密封垫)。
上述风冷IP67快速加热散热电池系统通过设置若干个加热散热一体块700，由于加热散热一体块700一部分与箱体内电池模组底部313相接触，一部分与箱体外部大气行程热交换，其上的散热格栅701与散热风道的出风口相通，高温环境下工作时电芯310通过导热硅胶垫400，将电芯310上面的热量快速均匀的传递给加热散热一体块通过散热格栅701和散热风道的作用将热量散失掉。低温环境下工作时，电芯两侧的加热板和电池模组底部的加热散热一体块上的陶瓷加热体一起工作，三面加热更加均匀，加热效率可达到0.8℃/min-1.5℃/min，陶瓷加热体功率为11W/每个电芯，电池模组加热侧板加热功率8W/每个电芯。
上述风冷IP67快速加热散热电池系统中，加热散热一体块长度尺寸大于若干电芯厚度的累加尺寸，材质为铝或者铝基超导材料，减轻系统重量，提高导热性能，加热散热一体块表面喷涂铁氟龙，增加表面的绝缘性能；所述导热硅胶垫400厚度为1mm-2mm，导热系数一般在4-8W/m-K，凡是满足此导热系数的材料均在可选择范围内；在电池模组300与加热侧板311之间设置有绝缘膜进行防护，绝缘膜材质通常为聚酰亚胺，厚度通常为0.1-0.15mm，电芯与加热侧板311设置有导热结构胶，导热系数通常在1.2-2W/m-K，凡是满足此导热系数的材料均在可选择范围内；散热风道分为两个出风口，散热风扇可通过设置的风扇安装板自由安装拆卸；所述箱体500底部设置有支撑加强梁508，一方面可以起到支撑作用，防止加热散热一体块的散热格栅被撞坏，另一方面两条相邻加强梁508能增加空气流动。
综上，上述风冷IP67快速加热散热电池系统解决了高温环境下、低温环境下、对防水有要求、快速充电和大功率放电等情况下电池受热不均匀、电池温差大、散热性不好导致的压差大、电池一致性不好等问题。既能满足多种地域环境，也能满足消费者对新能源市场快速充电和大功率放电的要求，无需设置多种冷却方式，节省成本，减轻电池自重。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：包括箱盖(100)、箱体(500)和散热风道(800)，所述箱体(500)由侧壁围成矩形方框、底部为空心结构，箱体(500)内放置有电池模组(300)和加热散热一体块(700)，其中，所述箱体内侧底部固定设置有固定支撑结构，所述固定支撑结构由固定支撑框(502)和固定支撑梁(501)组成，所述固定支撑框(502)沿矩形方框底部四周设置，所述固定支撑梁(501)与固定支撑框(502)垂直固定将固定支撑框(502)分为若干区域，所述加热散热一体块(700)置于该区域内，在该加热散热一体块(700)与固定支撑结构之间设有加热散热一体块密封垫(600)，所述电池模组(300)置于该加热散热一体块(700)上，电池模组(300)与加热散热一体块(700)之间通过导热硅胶垫(400)相连接，所述电池模组(300)由若干间隔设置的电芯(310)组成，电池模组(300)前后两侧设有加热侧板(311)、左右两侧设有端板，通过端板下部固定孔与固定支撑框(502)和固定支撑梁(501)上的安装孔对齐固定使电池模组(300)与箱体(500)通过固定支撑结构固定连接，所述散热风道(800)设置于箱体(500)外侧与箱体侧壁贴合固定，并与加热散热一体块(700)相连通，箱体(500)的顶部盖合有箱盖(100)，箱盖(100)盖于所述电池模组(300)上方，箱盖(100)与箱体(500)相接触处设有箱盖密封垫(200)。
2.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块(700)上设有若干用于增大散热面积的散热格栅(701)。
3.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块(700)的材质为铝或者是铝基超导材料。
4.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块(700)的表面喷涂有铁氟龙进行表面处理。
5.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块(700)的长度尺寸超过电池模组(300)的电芯厚度累计尺寸，加热散热一体块(700)与电芯底部的接触面积占到电芯底部面积的3/4。
6.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块(700)内设置有陶瓷加热体(702)。
7.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述散热风道(800)内部设有若干用于带走部分热量的散热风扇(801)。
8.根据权利要求2或7所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述散热风道(800)的出风口与加热散热一体块(700)的散热格栅(701)对应设置并相互连通。
9.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述箱体(500)底部散热格栅(701)两侧还设置有支撑加强梁(508)。
10.根据权利要求1所述的风冷IP67快速加热散热电池系统，其特征在于：所述加热散热一体块密封垫(600)和箱盖密封垫(200)均为IP67防水等级的密封垫。
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