CN208637482U - 一种电池箱 - Google Patents

Abstract

一种电池箱，其包括电池、电池箱壳体、散热系统和保温系统，所述散热系统包括安装在电池箱内部的热管、风扇和布置在电池箱壳体上的透气孔,所述透气孔贯穿电池箱壳体,使电池箱内部空气与外界发生交换；所述保温系统包括隔热保温层，涂敷在所述电池箱壳体上，所述隔热保温层为气凝胶涂层。该电池箱既可以实现保温性能,也可在电池高温时对电池散热,并能在实现保温的同时有效的降低电池箱的自重。

Description

一种电池箱

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域,具体的涉及一种电池箱。

背景技术

随着现代工业的发展，电动汽车逐步登上历史舞台，成为人们生活中必不可少的新型交通工具。电池作为电动汽车的关键部件之一，对电池的要求也因汽车性能的发展而日益提出新的挑战。电池的性能是与电池温度密切相关的，由于各种电化学变化和物理变化都在锂离子动力电池充放电过程中发生，导致产生大量的热量，如果这些热量在车辆行驶过程中得不到散发，则会引起电池组的生热和散热温度场分布不均，最终使电池组的充放电性能和使用寿命降低。此外，箱内成组电池中的单体电池温度分布是否相同，决定了单体电池是否具有相同的寿命。对电池组进行冷却散热，保证单体电池有相同温度分布。研究表明40～50℃以上的高温会明显加速电池的衰老，更高的温度(如120～150℃以上)则会引发电池热失控。一般说来，要求电动汽车的散热系统将电池的工作温度控制在293～313K，模块间的温差控制在5K以下。而冬天的时候电池的性能又会受低温的影响，对于电池的保温方式又提出来要求。由此可见，对于电池的有效温度控制技术刻不容缓，也对电池箱的外壳材料提出了更高的要求。

传统的电池箱的外壳材料主要是采用金属外壳，来方便在电池温度很高时进行热量交换，进行散热，取得了不错的散热效果。然而当到了冬天低温的环境下，金属材质的外壳材料并不能很好的保温，导致电池在低温下性能急剧下降。并且，金属的重量给电动汽车增加的负担也是不容忽视的。

传统金属外壳的电池箱散热性能好但是保温效果很差，并且笨重，在低温情况下为了保持电池性能还需要加入额外的泡沫保温板；热塑性材料的电池箱，主要是靠集成在电池箱体中的连接器能起到热障层的作用，避免受到充电时电池过热和冬季气温过低的影响。组合而成的纤维层采用加热和压缩成型方式，而其他零部件则通过注塑方式添加到其中。由此制成的电池箱体在体积上比金属箱体小50％，重量则要轻30％，虽轻便性的得到了满足，但是对于保温的实现仍需要依靠额外的连接器，并不能靠自身的材料实现。

为了解决电池箱需要适应不同季节实现电池更好保温和散热的情况，本实用新型提出了一种电池箱，电池箱外部包裹有气凝胶涂层。气凝胶，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，具有凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。气凝胶是世界上密度很小的固体之一，因为密度极低，并且里面的颗粒非常小(纳米量级)，其中一般80％以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。同时，其轻量的性质也是优点之一。采用这种新型的材料使得电池的适应性和轻便性得到了很大的提高。

此外，现有技术，诸如中国专利(申请号：CN201420862681，公告号：CN204375870U)公开了一种电池无源热管理装置，其技术方案包括：电池无源热管理装置，包括电池组、电池箱(1)、箱内水平毛细热管(2)、重力热管(4)、箱外水平毛细热管(5)和散热装置(6)，所述电池箱(1)上设置有保温层，所述电池组和箱内水平毛细热管(2)均设置在所述电池箱(1)内，所述箱内水平毛细热管(2)设置在所述电池组的正上方，所述箱外水平毛细热管(5)设置在所述电池箱(1)的正上方，所述重力热管(4)连接所述箱内水平毛细热管(2)和箱外水平毛细热管(5)，所述箱外水平毛细热管(5) 连接所述散热装置；所述电池箱内还包括加热控制电路(7)，所述加热控制电路(7)用于控制给所述电池组加热；所述散热装置(6)为散热翘片。然而，上述专利与本申请存在众多区别，诸如本申请采用了“所述散热系统包括安装在电池箱内部的热管、风扇和布置在电池箱壳体上的透气孔,所述透气孔贯穿电池箱壳体,电池箱内部空气与外界通过透气孔发生交换；所述保温系统包括隔热保温层，涂敷在所述电池箱壳体上，所述隔热保温层为气凝胶涂层；电池箱内还设置有一个温控开关和温度传感器，当电池箱内部温度低于预定温度，温度传感器控制温控开关关闭，透气孔挡片关闭，风扇不启动，热管介质流动开关关闭，热管内介质不流通；当电池箱内部温度高于预定温度，温度传感器控制温控开关开启，透气孔挡片开启，热管介质流动开关开启，热管内介质流通，风扇启动”等区别技术特征，从而进一步优化了电池箱内部温度调节，同时有效的降低了电池箱的自重。

现有技术，诸如中国专利(申请号：CN201621066974，公告号： CN206301911U)公开了一种具有防灾害系统的动力电池模组，其公开的技术方案如下：包括单体电池和电池模块，所述单体电池包含电池芯、电池芯外壁、温度传感器、壳体和底座；所述电池模块包含框体、通风孔道和顶盖；所述的框体上设置有通风孔道，所述通风孔道上端设置凸台，所述顶盖上设置凹槽，所述凹槽与所述凸台相对应并相接；所述的温度传感器用导热胶固定在电池芯外壁表面。然而，该专利并没有公开诸如“隔热保温层为气凝胶涂层”，也不能达到该技术特征实现的“可以实现保温性能, 也可在电池高温时对电池散热,在实现保温的同时有效的降低电池箱的自重”有益效果。

现有技术，诸如中国专利(申请号：CN201020533200，公告号： CN201781012U)公开了一种高散热动力电池包，高散热动力电池包，包括电池箱和位于电池箱内的多个单体电池，其特征是该电池包设有热管，热管的吸热端通过铜片或导热硅胶附着于单体电池表面，热管的散热端伸出电池箱外，并与电池箱外的散热片相连，然而，该现有技术仅仅解决了电池包的散热效果，但是由于其结构简单，仅仅依靠热管、风扇实现散热、并不能准确的监测电池包中温度、也不能降低电池包的自重。

再如现有技术：诸如中国专利(申请号：CN201721208619，公告号： CN207587792U)公开了一种风冷电池箱，包括箱体和置于所述箱体内部的电池模组；所述箱体包括主箱体和箱盖，所述主箱体内安装有导热组件和散热组件，所述导热组件包含导热管、导热硅胶垫及保温棉，所述导热管安装在所述主箱体内部，在主箱体与所述导热管对应的位置粘贴所述保温棉，导热管与主箱体侧壁的接触面粘接所述导热硅胶垫，电池模组安装后与所述导热管接触；所述散热组件包含散热翅片及离心风扇，所述散热翅片通过螺栓安装在所述主箱体的侧壁上，所述离心风扇通过螺栓安装在散热翅片上。然而，该现有技术没有先用热管、风扇、气凝胶涂层等技术手段，因此相对本申请，上述现有技术与本申请的缺点是显而易见的。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种电池箱，既可以在低温时实现保温性能, 也可在电池高温时对电池散热同时有效的降低电池箱的自重。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电池箱，其特征在于，包括电池、电池箱壳体、散热系统和保温系统，所述散热系统包括安装在电池箱内部的热管、风扇和布置在电池箱壳体上的透气孔,所述透气孔贯穿电池箱壳体,电池箱内部空气与外界通过透气孔发生交换；所述保温系统包括隔热保温层，涂敷在所述电池箱壳体上，所述隔热保温层为气凝胶涂层；所述电池箱壳体为一次成型的硬性塑料外壳；所述热管具有一根以上，热管内充有相变导热介质，热管的一端为吸热端、另一端为散热端，吸热端和散热端通过所述相变导热介质循环回路连接；所述吸热端与电池相连，设置在电池箱壳体内；所述散热端伸出电池箱壳体，设置在壳体外部；吸热端和散热端之间设置有介质流动开关，控制相变导热介质循环；介质流动开关设置在电池箱内；所述散热系统包括一个以上风扇，风扇固定安装在电池箱壳体内壁上；所述散热系统包括一个以上布置在电池箱壳体上的透气孔，所述透气孔上设置有挡片，当电池箱需要散热时，挡片开启，当电池箱需要保温时，挡片关闭；所述电池箱内还设置有一个温控开关和温度传感器，当电池箱内部温度低于预定温度，温度传感器控制温控开关关闭，透气孔挡片关闭，风扇不启动，热管介质流动开关关闭，热管内介质不流通；当电池箱内部温度高于预定温度，温度传感器控制温控开关开启，透气孔挡片开启，热管介质流动开关开启，热管内介质流通，风扇启动。

优选的，所述气凝胶涂层为掺有二氧化钛的气凝胶。

优选的，所述热管的吸热端与电池通过导热填充物连接。

优选的，所述导热填充物为导热硅胶或导热硅脂。

优选的，所述电池箱内多个电池连接组成电池组，热管通过导热填充物与电池组相连。

优选的，所述热管与电池箱内单个电池通过导热填充物相连。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本实用新型提供的一种电池箱，既可以实现保温性能,也可在电池高温时对电池散热,在实现保温的同时有效的降低电池箱的自重。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图；

附图标记：1：热管；2：风扇；3：透气孔；4:电池；5:介质流动开关

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1是本实用新型的外部结构示意图。

其中电池箱壳体外部包裹着隔热保温层，所述电池箱壳体为一次成型的硬性塑料外壳；隔热保温层为气凝胶涂层(图中未示出)，气凝胶涂层掺有二氧化钛，可使气凝胶成为新型高温隔热材料，800K时的热导率仅为 0.03w/m·K，有效的保证了电池在各种恶劣低温情况下的性能。

电池箱内安有两根热管用以给电池箱内部电池散热，热管数量可根据电池数量增减。热管的一种实施方式为电池箱内多个电池通过导热填充物联合成电池组，热管的吸热端伸入导热填充物内，与电池组连接；或者热管的吸热端伸入电池组之间的间隔内，其间的缝隙填入导热填充物。热管也可单独与单个电池通过导热填充物连接。另外，热管也可以直接与电池紧密邻接，不需要填充导热填充物。在本实施例中，热管优选为L形，可以设置为一根、两根、三根或多根，但不限于上述列举。导热填充物为导热硅胶或导热硅脂。

热管内充有相变导热介质，热管的一端为吸热端、另一端为散热端，吸热端和散热端通过所述相变导热介质循环回路连接；所述吸热端与电池相连，设置在电池箱壳体内；所述散热端伸出电池箱壳体，设置在壳体外部；吸热端和散热端之间设置有介质流动开关，控制变导热介质循环；介质流动开关设置在电池箱内。介质流动开关控制热管内介质的流动，当介质流动开关关闭，热管内介质无法流通，热管不工作，电池箱内的热量不通过热管散失。

在电池箱外壳体上布置有透气孔，透气孔的作用是散热、透气，防止当温度急剧变化时对电池的破坏，并且保证空气流动。

透气孔上设置有挡片，当电池箱需要散热时，挡片开启，当电池箱需要保温时，挡片关闭。

在壳体内壁用螺钉固定安装有多个风扇，风扇与电池箱内电池电连接。风扇的作用是促进内部热空气流通，使热空气能快速通过透气孔流出，或通过热管导出。

电池箱外部的气凝胶涂层可以有效避免电池箱内温度散失，构成电池箱的保温系统。电池箱外壳上的透气孔、电池箱壳体内壁上的风扇以及连接电池和电池箱外部的热管构成电池箱的散热系统。

在电池箱内设置有一个温控开关和温度传感器，温度传感器可以测量电池箱内内温度，并且连接温控开关。当冬天或外界环境较低使用电池箱时，启动电池，电池箱内部温度低于预定温度，温度传感器控制温控开关关闭，温控开关控制透气孔挡片关闭，风扇不启动，热管介质流动开关关闭，热管内介质不流通，整个电池箱内部保温。当夏季或外界温度过高使用电池箱时，电池箱内部温度高于预定温度，温度传感器控制温控开关开启，温控开关控制开启透气孔挡片，开启热管介质流动开关，热管内介质流通，风扇启动，整个电池箱散热系统和保温系统同时工作。温控开关和风扇都靠电池箱内电池提供电能工作。应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种电池箱，其特征在于，包括电池、电池箱壳体、散热系统和保温系统，所述电池箱壳体为一次成型的硬性塑料外壳；所述散热系统包括安装在电池箱内部的热管、风扇和布置在电池箱壳体上的透气孔,所述透气孔贯穿电池箱壳体,电池箱内部空气与外界通过透气孔发生交换；所述保温系统包括隔热保温层，涂敷在所述电池箱壳体上，所述隔热保温层为气凝胶涂层；

所述热管具有一根以上，热管内充有相变导热介质，热管的一端为吸热端、另一端为散热端，吸热端和散热端通过所述相变导热介质循环回路连接；所述吸热端与电池相连，设置在电池箱壳体内；所述散热端伸出电池箱壳体，设置在壳体外部；吸热端和散热端之间设置有介质流动开关，控制相变导热介质循环；介质流动开关设置在电池箱内；

所述散热系统包括一个以上风扇，风扇固定安装在电池箱壳体内壁上；

所述散热系统包括一个以上布置在电池箱壳体上的透气孔，所述透气孔上设置有挡片，当电池箱需要散热时，挡片开启，当电池箱需要保温时，挡片关闭；所述电池箱内还设置有一个温控开关和温度传感器，当电池箱内部温度低于预定温度，温度传感器控制温控开关关闭，透气孔挡片关闭，风扇不启动，热管介质流动开关关闭，热管内介质不流通；当电池箱内部温度高于预定温度，温度传感器控制温控开关开启，透气孔挡片开启，热管介质流动开关开启，热管内介质流通，风扇启动。

2.根据权利要求1所述的一种电池箱，其特征在于所述气凝胶涂层为掺有二氧化钛的气凝胶。

3.根据权利要求2所述的一种电池箱，其特征在于所述热管的吸热端与电池通过导热填充物连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池箱，其特征在于所述导热填充物为导热硅胶或导热硅脂。

5.根据权利要求1所述的一种电池箱，其特征在于，所述电池箱内多个电池连接组成电池组，热管通过导热填充物与电池组相连。

6.根据权利要求1所述的一种电池箱，其特征在于所述热管与电池箱内单个电池通过导热填充物相连。