CN212991205U - 一种用于电动叉车的散热电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电动叉车的散热电池箱，包括箱体、能量电池组和控制系统，在所述箱体内部安装有N个支撑架组件，支撑架组件将箱体内部从下往上分隔为N+1层空间，支撑架组件包括电池组支架和托盘A，在托盘A上设置有百叶孔，控制系统安装在第N+1层空间的托盘A上，其与空间安装能量电池组；在一对相对箱壁上分别设置有进风口和出风口，在进风口和出风口中分别安装进风风扇和出风风扇。本实用新型不仅在电池箱内部形成横向散热通道、纵向散热通道，利于电池的散热降温，还通过主动进风、排风加速了电池箱内部热气排出、冷气进入，从而更快地对电池组进行降温，提升了电池箱的散热效率。

Description

一种用于电动叉车的散热电池箱

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种用于电动叉车的散热电池箱。

背景技术

随着现代工业的发展，生产对于能源的需求也日益增大。电动叉车由液压动力系统、控制系统、制动系统、转向系统、电池、车架等几大部分组成。电池是电动叉车的基本核心，行车、载物均以其推动，少了电池，叉车如废铁般毫无价值可言，电池的性能与电池温度密切相关。高温会明显加速电池的衰老，更高的温度(如120-150℃以上)，会引发电池热失控。

时下，新能源汽车市场发展迅速，动力锂离子电池(以下简称锂电池)技术在汽车行业中的应用亦日渐普及。汽车行业针对锂电池热性能管控技术的研究与应用也已逐渐成熟，较为典型的做法如液冷系统，以电池包液循环吸热的方式提升电池的散热性能，保障电池在较为合适的温度范围内工作，从而保障电池的应用安全并延长电池的使用寿命。而在叉车行业，由于叉车本身结构、性能及系统成本的限制，目前尚无法应用汽车上的热性能管控技术。

目前在叉车上使用锂电池存在以下几个问题：

1、与新能源汽车的高压电源系统不同，锂电池叉车通常采用的为48V或80V的低压电源系统。在电池大功率输出时，低压系统要求电池以大电流输出，由此造成了电池发热量的剧增。

2、其次，叉车相较于汽车，其还包含了液压起重系统，高热的液压油温及频繁工作的泵电机所辐射的热量导致了叉车内部车身的高温。电池本身的热积累再加上由叉车工作所辐射的热量，最终导致锂电池很快地进入高温保护状态而使车辆无法工作。

根据锂电池性能测试，在室温环境下一组电池可循环充放电2000-3000余次，而在高温 (例如55℃)环境下，其循环使用寿命只能达到800-1000次。因此需要对叉车上的锂电池设置散热降温结构。现有技术CN208272069U所公开的一种锂电池叉车散热系统中，虽然该散热系统设计了第一散热通道、第二散热通道、进风空隙、排热空隙、进风口、出风口等散热通道与散热空隙，但是该系统仅涉及到了电池箱物理与钣金结构件方面的散热措施；虽然该系统能有效的降低电池箱的内部温度，但是仅采取物理方式的降温方式并不能完成有效的解决电池箱散热问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了一种用于电动叉车的散热电池箱，解决了现有的电动叉车用的电池箱对于散热的需求。可靠的散热系统既能保障电池安全、可靠的使用，也能大幅提高电池的在叉车上的使用寿命。因此，本实用新型针对叉车锂电池需要解决的问题主要有： 1、针对叉车用锂电池的结构特点，合理设计电池箱结构，降低叉车热源对锂电池温升的影响； 2、设计电池电芯布局结构，保障电池自身的散热性能，以降低电池本身的热积累。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于电动叉车的散热电池箱，包括箱体、位于箱体内侧的能量电池组以及用于控制能量电池组的控制系统，在所述箱体内部安装有N个支撑架组件，所述N为不小于的自然数，所述支撑架组件将箱体内部从下往上分隔为N+1层空间，从下往上依次为第一层空间、第二层空间......以及第N+1层空间，支撑架组件包括多根布置在同一平面内、且固定在箱体内壁上的电池组支架以及安装在电池组支架上的托盘A，在所述托盘A上设置有多个百叶孔，所述控制系统安装在第N+1层空间的托盘A上，在第一层至第N层空间分别各安装一组能量电池组；

至少在其中一层空间的一对相对箱壁上分别设置有进风口和出风口，在所述进风口和出风口中分别安装有进风风扇和出风风扇。

进一步地，所述能量电池组包括多个沿着一直线依次排列的电芯以及将各个电芯彼此锁紧固定的电池组框架，在相邻两个电芯之间均设置有绝缘条，所述绝缘条两侧分别各与一个电芯贴合。

进一步地，在相邻两个电芯之间均设置有防撞棉，所述防撞棉两侧分别各与一个电芯贴合，且绝缘条和防撞棉分别位于电芯之间相对面的两侧。

进一步地，所述绝缘条和防撞棉的厚度均为mm。

进一步地，所述百叶孔为条形孔，其长径平行于托盘A的场边，且其在托盘A上成矩阵分布。

进一步地，在所述箱体内腔的底部安装有底部托盘，位于第一层空间的能量电池组安装在底部托盘上。

进一步地，所述控制系统包括BMS电池管理模块、功率分配器、温度传感器以及功率电池组，其中，所述功率电池组与能量电池组并联，且功率电池组有多个，分别各与一个能量电池组对应；

所述温度传感器有多个，其分别各采集一个功率电池组的温度，并将采集到的温度信息发送给BMS电池管理模块；

BMS电池管理模块接收来自温度传感器所采集到的温度信息，并通过功率分配器分配各个能量电池组的输出功率。

进一步地，在所述箱体的外壁上且位于进风口和出风口处均设置有百叶口，所述百叶口通过螺钉安装在箱体上。

由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种用于电动叉车的散热电池箱，提升了箱体与电池自身的散热能力，保障了电池应用的可靠性与安全性；具体地，进风风扇将外部低温空气吸入电池箱内部，出风风扇将电池箱内部的高温空气排出电池箱，此为横向散热通道；由于热空气向上走、低温空气向下走，位于电池箱内部的高温空气向上移动，直到在横向散热通道下排出电池箱内部，此为纵向散热通道。本实用新型通过结构设置以及主动进风、排风部件的设置，不仅在电池箱内部形成横向散热通道、纵向散热通道，利于电池的散热降温，还通过主动进风、排风加速了电池箱内部热气排出、冷气进入，从而更快地对电池组进行降温，提升了电池箱的散热效率，延长了电池箱的使用寿命；

2.本实用新型一种用于电动叉车的散热电池箱，能量电池组的电芯之间贴有绝缘条与防撞棉，在保证了能量电池组稳固的前提下增加了电芯之间的间隙，并通过此间隙进行散热，使得电芯之间可以更好的散热，从而降低能量电池组之间的温度，达到散热的目的；

3.本实用新型一种用于电动叉车的散热电池箱，温度传感器通过采样线将采集到的与能量电池组并联的功率电池组的温度信息发送给BMS控制系统，当采样到的温度过高时，BMS 则开始进行电池管理，减少温度过高电池组的使用，同时通过功率分配器也开始进行功率的分配，达到主动降温散热的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是箱体的结构示意图(图中箱体前板只展示了部分)；

图3是能量电池组的结构示意图；

图4是散热通道示意图；

图5是控制系统的结构原理图。

附图中标号说明：

1-箱体，101-箱体后板，102-箱体壳体，103-箱体前板，104-箱体隔板，105-托盘A，106- 电池组支架，107-底部托盘；

2-功率分配器，3-BMS电池管理模块，4-进风风扇，5-百叶口；

6-能量电池组，601-绝缘条，602-防撞棉，603-电芯；

7-进风口，8-出风口，9-百叶孔，10-出风风扇。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合图1至图4对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图1～图4所示，本实用新型一种用于电动叉车的散热电池箱，包括箱体1、位于箱体内侧的能量电池组以及用于控制能量电池组的控制系统，在所述箱体1内部安装有N个支撑架组件，所述N为不小于1的自然数，所述支撑架组件将箱体1内部从下往上分隔为N+1层空间，从下往上依次为第一层空间、第二层空间......以及第N+1层空间，支撑架组件包括多根布置在同一平面内、且固定在箱体1内壁上的电池组支架106以及安装在电池组支架106 上的托盘A105，在所述托盘A105上设置有多个百叶孔9，所述控制系统安装在第N+1层空间的托盘A105上，在第一层至第N层空间分别各安装一组能量电池组；

至少在其中一层空间的一对相对箱壁上分别设置有进风口7和出风口8，在所述进风口7 和出风口8中分别安装有进风风扇4和出风风扇。

进一步地，所述百叶孔9为条形孔，其长径平行于托盘A105的场边，且其在托盘A105 上成矩阵分布。

进一步地，在所述箱体1内腔的底部安装有底部托盘107，位于第一层空间的能量电池组安装在底部托盘107上。

进一步地，在所述箱体1的外壁上且位于进风口7和出风口8处均设置有百叶口5，所述百叶口5通过螺钉安装在箱体1上。

本实用新型所设计的电池箱在箱体结构设计上有横向散热通道、纵向散热通道、散热进风口、散热出风口，如图4所示；同时基于散热需求还设计有进风风扇和出风风扇，并基于防尘需求，优选地在进风端和出风端设置有百叶口以及防尘网。

箱体壳体102、箱体前板103、箱体后板101、箱体隔板104焊接而成箱体1。在箱体1的侧面开设有进风口7与出风口8，出风口8设置有出风风扇10，进风口7设置有进风风扇 4，从而形成了电池箱的横向散热通道；优选地，出风口8与进风口7设置于电池箱的高热量区侧面，并保证每层均设置有出风口8与进风口7，同时相邻两层可共用一个进风口和一个出风口，如图1和图2所示；进风口7通过进风风扇4从外部带入冷空气，冷空气进入箱体1内部达到降温的目的；出风口8通过出风风扇10将内部的热空气排出箱体1，从而达到散热的目的。

能量电池组使用电池组支架106放置于电池箱内，电池组支架106结构稳固、强度高，占用空间小，为电池箱内部节省了大量的空间，方便气体的流动，达到散热的目的。同时上层的托盘与下层的托盘均开设有百叶孔，便于气体的纵向流通，从而形成的电池箱内部的纵向散热通道，达到了散热的目的。

本实用新型提升了箱体与电池自身的散热能力，保障了电池应用的可靠性与安全性；具体地，进风风扇将外部低温空气吸入电池箱内部，出风风扇将电池箱内部的高温空气排出电池箱，此为横向散热通道；由于热空气向上走、低温空气向下走，位于电池箱内部的高温空气向上移动，直到在横向散热通道下排出电池箱内部，此为纵向散热通道。本实用新型通过结构设置以及主动进风、排风部件的设置，不仅在电池箱内部形成横向散热通道、纵向散热通道，利于电池的散热降温，还通过主动进风、排风加速了电池箱内部热气排出、冷气进入，从而更快地对电池组进行降温，提升了电池箱的散热效率，延长了电池箱的使用寿命。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对本实用新型的散热结构做出进一步地优化说明。

如图3所示，本实用新型中，所述能量电池组包括多个沿着一直线依次排列的电芯603 以及将各个电芯彼此锁紧固定的电池组框架，在相邻两个电芯603之间均设置有绝缘条601，所述绝缘条601两侧分别各与一个电芯603贴合。

进一步地，在相邻两个电芯603之间均设置有防撞棉602，所述防撞棉602两侧分别各与一个电芯603贴合，且绝缘条601和防撞棉602分别位于电芯603之间相对面的两侧。

进一步地，所述绝缘条601和防撞棉602的厚度均为1mm。

能量电池组中的电芯603为整个电池箱中的主要发热源，因此本实用新型的能量电池组的电芯603之间贴有1mm厚的绝缘条601与1mm厚的防撞棉602，在保证了能量电池组稳固的前提下增加了电芯603之间的间隙，并通过此间隙进行散热，使得电芯603之间可以更好的散热，从而降低能量电池组之间的温度，达到散热的目的。

实施例3

本实施例是在上述实施例的基础上，对本实用新型的散热结构做出进一步地说明。

如图1和图5所示，所述控制系统包括BMS电池管理模块3、功率分配器2、温度传感器以及功率电池组，其中，所述功率电池组与能量电池组并联，且功率电池组有多个，分别各与一个能量电池组对应；

所述温度传感器有多个，其分别各采集一个功率电池组的温度，并将采集到的温度信息发送给BMS电池管理模块3；

BMS电池管理模块3接收来自温度传感器所采集到的温度信息，并通过功率分配器2分配各个能量电池组的输出功率，BMS芯片可以采用EVAL-ADM1062LFEBZ电源管理IC芯片。

本实用新型中，控制系统的各电子器件均为现有的电子器件，例如温度传感器可以采用型号为MF5B-15450的温度传感器，功率分配器可以采用信号为UP200 DUO的功率分配器，

能量电池组上设置有采样线与温度传感器，温度传感器通过采样线将采集到的与能量电池组并联的功率电池组的温度信息发送给BMS控制系统，当采样到的温度过高时，BMS则开始进行电池管理，减少温度过高电池组的使用，同时通过功率分配器也开始进行功率的分配，达到主动降温散热的目的。

Claims (8)

1.一种用于电动叉车的散热电池箱，包括箱体(1)、位于箱体内侧的能量电池组以及用于控制能量电池组的控制系统，其特征在于：在所述箱体(1)内部安装有N个支撑架组件，所述N为不小于1的自然数，所述支撑架组件将箱体(1)内部从下往上分隔为N+1层空间，从下往上依次为第一层空间、第二层空间......以及第N+1层空间，支撑架组件包括多根布置在同一平面内、且固定在箱体(1)内壁上的电池组支架(106)以及安装在电池组支架(106)上的托盘A(105)，在所述托盘A(105)上设置有多个百叶孔(9)，所述控制系统安装在第N+1层空间的托盘A(105)上，在第一层至第N层空间分别各安装一组能量电池组；

至少在其中一层空间的一对相对箱壁上分别设置有进风口(7)和出风口(8)，在所述进风口(7)和出风口(8)中分别安装有进风风扇(4)和出风风扇。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：所述能量电池组包括多个沿着一直线依次排列的电芯(603)以及将各个电芯彼此锁紧固定的电池组框架，在相邻两个电芯(603)之间均设置有绝缘条(601)，所述绝缘条(601)两侧分别各与一个电芯(603)贴合。

3.根据权利要求2所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：在相邻两个电芯(603)之间均设置有防撞棉(602)，所述防撞棉(602)两侧分别各与一个电芯(603)贴合，且绝缘条(601)和防撞棉(602)分别位于电芯(603)之间相对面的两侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：所述绝缘条(601)和防撞棉(602)的厚度均为1mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：所述百叶孔(9)为条形孔，其长径平行于托盘A(105)的场边，且其在托盘A(105)上成矩阵分布。

6.根据权利要求1所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：在所述箱体(1)内腔的底部安装有底部托盘(107)，位于第一层空间的能量电池组安装在底部托盘(107)上。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：所述控制系统包括BMS电池管理模块(3)、功率分配器(2)、温度传感器以及功率电池组，其中，所述功率电池组与能量电池组并联，且功率电池组有多个，分别各与一个能量电池组对应；

所述温度传感器有多个，其分别各采集一个功率电池组的温度，并将采集到的温度信息发送给BMS电池管理模块(3)；

BMS电池管理模块(3)接收来自温度传感器所采集到的温度信息，并通过功率分配器(2)分配各个能量电池组的输出功率。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的一种用于电动叉车的散热电池箱，其特征在于：在所述箱体(1)的外壁上且位于进风口(7)和出风口(8)处均设置有百叶口(5)，所述百叶口(5)通过螺钉安装在箱体(1)上。

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