CN202685981U - 新能源汽车用动力电池箱装置及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源汽车用动力电池箱装置及新能源汽车，包括电池箱体以及内置于电池箱体内部的电子组件，电池箱体上设有用于连通高压气源的进气口，以及连通外界的出气口，进气口和出气口通过电子组件所处的空间连通；新能源汽车用动力电池箱装置还包括根据环境参数控制高压气源工作状态的控制器；该电池箱装置利用整车上已有的高压气源，实现对电子组件的冷却或预热，且气体与电子组件的表面直接接触进行换热，无需经过第三者进行二次热量传递，换热效率得到提高；并且，该装置利用高压气源的自身压力驱动气流在电池箱中的流通，气流流通性比较好，进一步提高了气体与电子组件的换热效率。

Description

新能源汽车用动力电池箱装置及新能源汽车

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种新能源汽车用动力电池箱装置及新能源汽车。 

背景技术

目前，动力电池为汽车主要的储能元件，更是新能源汽车的关键部件，动力电池的好坏决定着电动汽车的成本及使用性能。 

车用动力电池在充、放电过程中产生大量的热量，可能引起电池模块内部的单体电池出现热失控现象，并使各单体或模块之间产生非常严重的不均衡现象，从而造成各单体间性能的不匹配，进一步导致电池模块过早失效。因此，需要采取一定的冷却措施将电池降温。 

现有技术一般采用动力电池风冷系统对动力电池进行降温，一般地，动力电池一般被置于电池箱中的箱体内部，电池箱的外壳上开一些通风口，通过风扇将外界空气引入电池箱中，或在电池箱内部加装粗大的通风管道，由风机将外界空气引入电池箱对动力电池的密封箱体进行降温，从而间接实现对动力电池进行降温的目的。 

而电池箱内部，为了防尘防水，各部件通常(电子部件、模块)是密封的，冷却空气进入电池箱后，不能直接和内部组件(如电池单体、电气连接点等)接触，以避免对系统造成破坏。 

此外，动力电池在低温下的加热一般是通过专门的加热装置(如电热器)，将传热介质(风或冷却液)加热后再将电池预热。 

综上所述，现有技术对电池箱内部零部件的冷却或加热存在以下几方面的缺点： 

第一，只是利用环境空气对电池密封部件进行降温，不能将冷却空气直接引入电池箱体内部，和各部件(如电池单体、电气连接点等)直接接触以进行冷却，这样存在多级传热，降低了散热效率。 

第二，现有动力电池的加热和冷却方法需要增加其它设备，如风 扇、风机以及通风管道。这样增加了系统的结构复杂性，占据了整车空间，并需要消耗额外的能量进行驱动，增加整车系统的能耗，不利于和整车配套。 

因此，如何提供一种新能源汽车用动力电池箱装置，该装置传热效率比较高，且结构比较简单，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种新能源汽车用动力电池箱装置，该装置传热效率比较高，且结构比较简单。此外，本实用新型还提供了一种包括上述新能源汽车用动力电池箱装置的汽车。 

本实用新型提供了一种新能源汽车用动力电池箱装置，包括电池箱体以及内置于所述电池箱体内部的电子组件，所述电池箱体上设有用于连通高压气源的进气口，以及连通外界的出气口，所述进气口和所述出气口通过所述电子组件所处的空间连通；所述新能源汽车用动力电池箱装置还包括根据环境参数控制所述高压气源工作状态的控制器。 

优选地，所述电池箱体包括分流箱体和组件箱体，所述电子组件安装于所述组件箱体中，所述出气口设于所述组件箱体上，所述进气口设于所述分流箱体上，所述分流箱体和所述组件箱体之间设有气体均流通道。 

优选地，所述气体均流通道均匀且平行布置于所述分流箱体和所述组件箱体的隔板上。 

优选地，所述气体均流通道的轴线与所述进气口的轴线垂直。 

优选地，所述组件箱体内部设置有检测电子组件温度的第一温度传感器和检测所述高压气源的第三温度传感器和第三压力传感器，所述环境参数包括所述电子组件的温度和所述高压气源的温度。 

优选地，所述分流箱体内部设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述环境参数还包括所述分流箱体内部的温度和压力。 

优选地，还包括报警部件； 

当所述控制器判断所述第二温度传感器检测的温度处于预设温度范围之外，且所述第二压力传感器检测的压力处于预设压力范围之外时，所述控制器发送报警指令于所述报警部件。 

优选地，所述进气口和所述高压气体源的连通管道上设置有电控调节阀门。 

优选地，所述出气口与外界连通管道上还设置有单向阀，以便气体由所述出气口向外界单向流动。 

本实用新型中的新能源汽车用动力电池箱装置中利用高压气源对电池箱体中的电子组件进行热交换，并且该高压气源的气体直接通过电子组件所处的空间，也就是说，气体与电子组件的表面直接接触进行换热，无需经过第三者进行二次热量传递，因此，换热效率比较高；并且，该装置利用高压气源自身的压力驱动气体流动，有利于气流在电池箱中的流通，气流流通性比较好，进一步提高了气体与电子组件的换热效率。 

另外地，与现有技术采用风扇以及在电池箱中设置换热管道相比，该装置结构中控制器可以根据环境参数控制整车上自身所携带的高压气源，实现对电池箱内部电子组件的冷却或加热，结构相对比较简单，易于与整车配套，并且可以避免液体冷却介质的泄漏问题，提高电池组件等部件的使用安全性和工作可靠性。 

在一种优选的实施方式中，所述电池箱体包括分流箱体和组件箱体，所述电子组件安装于所述组件箱体中，所述出气口设于所述组件箱体上，所述进气口设于所述分流箱体上，所述分流箱体和所述组件箱体之间设有气体均流通道。 

该实施方式中，高压气源的气体首先进入分流箱体，由于气体压力降低，气体速度也相对降低，流动性稍微变缓，当气流充注满整个分流箱体之后，再经分流箱体和组件箱体之间的气体均流通道均匀喷出，流经电子组件的表面，与电子组件进行热量交换，最后由出气口流出；该装置利用汽车自身所带的清洁气源进行工作，不会造成内部 污染，换热效果比较好。 

在上述新能源汽车用动力电池箱装置的基础上，本实用新型还提供了一种新能源汽车，包括车架以及设置于所述车架上的新能源汽车用动力电池箱装置，所述新能源汽车用动力电池箱装置为上述任一项所述的新能源汽车用动力电池箱装置。 

由于，本实用新型提供的新能源汽车具有上述技术效果的新能源汽车用动力电池箱装置，故也应具有上述新能源汽车用动力电池箱装置的上述技术效果。 

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种具体实施中新能源汽车用动力电池箱装置的结构示意图； 

图2为本实用新型所提供的隔板一种具体实施方式的俯视结构示意图； 

图3为图2的剖视示意图。 

其中，图1至图3中附件名称与标号之间的一一对应关系如下所示： 

分流箱体11、组件箱体12、隔板13、圆孔131、电子组件14、固定装置15、单向阀16、电控调节阀门17、高压气源20、第三温度传感器31、第三压力传感器32、第二温度传感器33、第二压力传感器34。 

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种新能源汽车用动力电池箱装置，该装置传热效率比较高，且结构比较简单。此外，本实用新型还提供了一种包括上述新能源汽车用动力电池箱装置的新能源汽车。 

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 

本实用新型提供了一种新能源汽车用动力电池箱装置，包括电池 箱体以及内置于所述电池箱体内部的电子组件，电池箱体上设有用于连通外部高压气源的进气口，以及连通外界的出气口，进气口和出气口通过电子组件所处的空间连通，高压气源可以为汽车自身的压缩气体系统，一般地，高压气源所提供的气体为清洁、干燥的气体。 

并且，所述新能源汽车用动力电池箱装置还包括根据环境参数控制所述高压气源工作状态的控制器，高压气源的工作状态可以为提供热风的加热状态或提供冷风的冷却状态的正常工作状态，也可以为处于关闭的状态。 

本文中所述的电子组件主要包括车用电池单体或模块。 

本实用新型中的新能源汽车用动力电池箱装置中控制器可以根据环境参数控制整车上已经有的高压气源20对电池箱体中的电子组件14进行降温或预热，并且该高压气源20的气体直接通过电子组件14所处的空间，也就是说，气体与电子组件14的表面直接接触进行换热，无需经过第三者进行二次热量传递，因此，换热效率相比现有技术得到提高；并且，该装置利用高压气源20的自身压力驱动气流在电池箱中的流通，气流流通性比较好，进一步提高了气体与电子组件14的换热效率。 

另外地，与现有技术采用风扇以及在电池箱中设置换热管道相比，该装置结构可以通过合理的利用车体自身所携带的高压气源20，实现对电池箱内部电子组件14的冷却或加热，结构相对比较简单，易于与整车配套，并且可以避免液体介质的泄露问题，提高电池组件等部件的使用安全性和工作可靠性。 

在一种具体的实施方式中，电池箱体可以包括分流箱体11和组件箱体12，电子组件14设于组件箱体12中，出气口设于组件箱体12上，进气口设于分流箱体11上，分流箱体11和组件箱体12之间设有若干气体均流通道。 

该实施方式中，高压气源20的气体首先进入分流箱体11，由于气体压力降低，气体速度也相对降低，流动性稍微变缓，当气流充注满整个分流箱体11之后，再经分流箱体11和组件箱体12之间的气体 通道流经电子组件14的表面，与电子组件14进行热量交换，最后由出气口流出；该设置可以提高高压气源的气体利用率，换热效果比较好。 

在一种优选的实施方式中，各气体均流通道均匀且平行布置于分流箱体11和所述组件箱体12的隔板13上，隔板13的结构可以参考图2和图3，隔板13的外形可以根据具体的电池箱体设计，隔板13上设置有如图所示的一系列具有一定孔径和深度的圆孔131，即该系列圆孔131为分流箱体11和组件箱体12间的气体均流通道，通道圆孔131的直径大小及孔径与孔深比根据分流箱体11的气体压力以及预设流过组件箱体12的气流的流速进行确定；隔板13的厚度取决于圆孔131的孔径与孔深比，为了保证达到一定的气体流通均匀性，均流圆孔的孔深和孔径比至少应达到2∶1以上，建议5∶1以上，此外考虑到机械加工，孔径应当适当，如在5mm～10mm之间，孔径过小，加工困难，孔径过大，均流效果受到影响。 

本实施方式中各气体通道均匀且平行布置于隔板13上，有利于分流箱体11中的气流均匀、快速的流进组件箱体12中，进而均匀的流经各电子组件14的表面，实现各电子组件14均匀换热，减小电子组件14的温度差异。 

上述实施方式中，气体均流通道的轴线与进气口的轴线大致垂直，进气口可以设置于分流箱体11的顶板或侧板上；这样，由高压气源20喷入的气流能够快速分布到分流箱体11的各处，避免高速气体只喷向隔板13的某些设有气体通道的区域，该设置方式可以使分流箱体11中的气体沿气体通道均匀吹向电子组件14，对电子组件14均匀降温。 

进一步地，组件箱体12内部还设置有检测电池组件温度的第一温度传感器，操作人员可以通过第一温度传感器的检测结果，了解电池组件的工作温度，当电池组件的温度在预设温度范围之外时，启动响应的高压气源20对电池组件进行热量交换，使其维持在一定范围内工作。 

该方式不仅可以提高对电子组件14工作温度的精确控制，而且有利于节省能源。 

上述各实施例中，进气口和高压气体源的连通管道上设置有电控调节阀门17，根据上述第一温度传感器的检测结果，调节电控调节阀门17的开度，对电子组件14进行换热，当然为了进一步实现精确调节，还可以进一步设置第三温度传感器31和第三压力传感器32检测高压气源20的温度和压力，结合高压气源20的温度和压力进一步调节电控调节阀门17的开度。 

上述各实施方式中，分流箱体11内部还可以设置有第二温度传感器33和第二压力传感器34；操作人员可以通过观察第二温度传感器33和第二压力传感器34的检测结果，实时了解分流箱体11内部的情况，即使发现漏气、气路堵塞等现象。 

当然，在上述实施例的基础上，新能源汽车用动力电池箱装置还可以包括报警部件； 

当控制器判断所述第二温度传感器33的温度处于预设温度范围之外，且所述第二压力传感器34的压力处于预设压力范围之外时，所述控制器发送报警指令于所述报警部件，有利于实现工程机械的自动化控制。 

上述各检测部件可以由一个控制器控制，也可以由多个整车上的多个控制器协同控制。具体实施方式可以为整车控制器HCU监控高压气源的温度Ts和压力Ps；电池管理系统BMS监控分流箱体内气体的温度T0和压力P0以及电子组件的温度Tm，HCU和BMS通过CAN进行通讯，并由BMS输出控制信号控制电控调节阀门17的开启状态。 

上述各实施方式中，出气口与外界连通管道上还可以设置有单向阀16，以便所述气体由所述出气口向外界单向流动，即不会回流；单向阀16可以保证电池箱内部气体可以排出电池箱，而外界空气却不能进入电池箱内部，从而防止了对电池箱内部的污染和腐蚀。 

单向阀16的开启条件可调，要通过实际测试设定开启条件，具体要求是保证电池箱内部压力大于外界大气压一定值时阀门自动开 启，否则阀门处于常闭状态。 

上述各实施例中，电子组件14可以使用固定装置15将其固定于电池箱体中，增加通风换热时电子组件14的稳定性。 

在上述新能源汽车用动力电池箱装置的基础上，本实用新型还提供了一种新能源汽车，包括车架以及设置于所述车架上的新能源汽车用动力电池箱装置，所述新能源汽车用动力电池箱装置为上述任一实施例所述的新能源汽车用动力电池箱装置。 

由于，本实用新型提供的新能源汽车具有上述技术效果的新能源汽车用动力电池箱装置，故也应具有上述新能源汽车用动力电池箱装置的上述技术效果。 

所述新能源汽车的其他部分结构请参考现有技术，在此不做赘述。 

以上对本实用新型所提供的一种新能源汽车用动力电池箱装置及新能源汽车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种新能源汽车用动力电池箱装置，包括电池箱体以及内置于所述电池箱体内部的电子组件(14)，其特征在于，所述电池箱体上设有用于连通高压气源(20)的进气口，以及连通外界的出气口，所述进气口和所述出气口通过所述电子组件(14)所处的空间连通；所述新能源汽车用动力电池箱装置还包括根据环境参数控制所述高压气源工作状态的控制器。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于所述电池箱体包括分流箱体(11)和组件箱体(12)，所述电子组件(14)安装于所述组件箱体(12)中，所述出气口设于所述组件箱体(12)上，所述进气口设于所述分流箱体(11)上，所述分流箱体(11)和所述组件箱体(12)之间设有气体均流通道。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述气体均流通道均匀且平行布置于所述分流箱体(11)和所述组件箱体(12)的隔板(13)上。

4.根据权利要求2所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述气体均流通道的轴线与所述进气口的轴线垂直。

5.根据权利要求1至4任一项所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述组件箱体(12)内部设置有检测电子组件温度的第一温度传感器和检测所述高压气源(20)的第三温度传感器(31)和第三压力传感器(32)，所述环境参数包括所述电子组件的温度和所述高压气源的温度。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述分流箱体(11)内部设置有第二温度传感器(33)和第二压力传感器(34)，所述环境参数还包括所述分流箱体内部的温度和压力。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，还包括报警部件；

当所述控制器判断所述第二温度传感器检测的温度处于预设温度范围之外，且所述第二压力传感器检测的压力处于预设压力范围之 外时，所述控制器发送报警指令于所述报警部件。

8.根据权利要求5所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述进气口和所述高压气体源的连通管道上设置有电控调节阀门(17)。

9.根据权利要求5所述的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述出气口与外界连通管道上还设置有单向阀(16)，以便气体由所述出气口向外界单向流动。

10.一种新能源汽车，包括车架以及设置于所述车架上的新能源汽车用动力电池箱装置，其特征在于，所述新能源汽车用动力电池箱装置为权利要求1至9任一项所述的新能源汽车用动力电池箱装置。 

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