CN213660537U - 一种新型电动汽车用锂电池电池箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型电动汽车用锂电池电池箱，包括箱盖、箱体、减震部分、绝缘部分、热管理部分和电池六部分，所述箱盖顶部开有多个透气口，用于气体排除，在每个所述透气口都有一个V型凹槽，电池出线口位于箱盖的一侧；所述箱体两侧中间部位开有四个管道口，底部开有八个进气口；所述减震部分由硅橡胶层和弹簧减震两部分组成；所述绝缘部分由上下电池卡槽、绝缘板和铝合金型材框架三部分组成；所述热管理部分包括水冷部分、风冷部分、加热器和温度传感器四部分。本实用新型所提供的一种新型电动汽车用锂电池电池箱，能有效满足电动汽车内所使用锂电池的热管理要求，能有效保证锂电池始终处在最佳工作温度区间，保证电池的工作效率和使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车用锂电池电池箱。
背景技术
现阶段，汽车行业作为21世纪工业发展的重要方向之一，正面临着巨大的挑战，而随着化石能源短缺和环境污染等问题的日益加剧，新能源汽车在汽车行业中的地位也逐渐上升，成为一个重要的研究方向。在新能源汽车中，电动汽车具有零污染、噪音小、节能效果好等诸多优点，受到人们的广泛认可，是新能源汽车的重要组成部分。
电动汽车的核心是动力电池，现有的电动汽车用动力电池绝大部分是锂电池，而锂电池自身的特性与温度密切相关，其寿命、安全性、效率等直接与所处工作温度相关。温度过高，会影响电池的容量和放电效率，严重时甚至会引发热失控，发生爆炸，影响使用安全；温度过低时会增大电池内阻，严重降低电池充放电效率，会对电池产生永久性的破坏；电池之间的温差过大时，会导致各个电池间的工况不同，每块电池的损耗也不同，这样会严重影响电池的使用寿命。另一方面，电动汽车在行驶过程中由于路面不平而产生的颠簸所产生的震动会影响锂电池的工作环境，影响内部反应，对电池造成破坏。所以说设计一种既含有电池热管理系统又具有减震缓冲功能的电动汽车用电池箱显得十分必要。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种新型电动汽车用锂电池电池箱，以解决背景技术中所存在的问题。
本实用新型的技术方案如下。
一种新型电动汽车用锂电池电池箱，包括箱盖、箱体、减震部分、绝缘部分、热管理部分和电池六部分，所述箱盖顶部开有多个透气口，用于气体排除，在每个所述透气口都有一个V型凹槽，电池出线口位于箱盖的一侧；所述箱体两侧中间部位开有四个管道口，底部开有八个进气口，用于连接进气管道进行电池的热管理；所述减震部分由硅橡胶层和弹簧减震两部分组成；所述绝缘部分由上下电池卡槽、绝缘板和铝合金型材框架三部分组成，起到对电池的固定和限位、绝缘和对内部结构的保护作用；所述热管理部分包括水冷部分、风冷部分、加热器和温度传感器四部分。
进一步的，所述箱盖和箱体均用铝合金材料制成，在二者周围开有若干螺栓孔，通过螺栓完成二者的连接。
进一步的，所述箱体两侧中间部位所开有的四个管道口都略大于管道本身的直径，为内部减震部分提供活动所需要的空间。
进一步的，所述箱体底部内表面设计有若干个凸槽，用于减震部分中弹簧的限位。
进一步的，所述减震部分中的硅橡胶层分布在前后左右四面，内壁面通过胶粘的方式与绝缘部分中的绝缘板固定，外壁面与箱体只接触不连接，既为减震部分提供所需的自由度，又为热管理部分中进入电池箱的冷却气体起到密封作用，使冷却气体只能按照指定流向流过电池表面，防止气体泄漏。
进一步的，所述绝缘部分中的上下电池卡槽所使用材料为聚醚醚酮。
进一步的，所述绝缘部分中的下电池卡槽开有与电池尺寸相同的凹槽，每两个凹槽之间开有供冷却空气流通的流道口，所述绝缘部分中的上电池卡槽是在下电池卡槽的基础上在每一个电池位上开有供两个电极外接的槽口。
进一步的，所述绝缘部分中的绝缘板采用PEEK板裁剪而成，底部绝缘板还含有使减震部分中的弹簧限位的凸槽。
进一步的，所述绝缘部分中的铝合金型材框架是采用铝合金型材焊接而成一个长方体框架，作为上下电池卡槽和绝缘板的依附框架，所述上下电池卡槽和两侧绝缘板利用胶粘的方式固定在铝合金型材框架上，从而构成内部冷却结构和电池的限位框架，使内部结构紧凑，始终处于工作位置，同时对内部结构起到保护作用，而底部绝缘板不与框架连接，以此来提供减震所需的自由度。
进一步的，所述热管理部分中的水冷部分由四块水冷板组成，每块水冷板内部在相同高度开有三个相同的流道，在外部每两块相邻的冷板共用一个冷却液管道。
进一步的，所述热管理部分中的水冷部分的两个靠近加热器的管道为入口，其余两个为出口。
进一步的，所述热管理部分中的风冷部分，在所述电池箱箱体两侧底部均具有进风口，采用两侧同时进风，以此来增加进风量，提高进入电池箱内冷却气体的紊乱程度，从而提高冷却效果，并且所述电池的上下卡槽开口相同，使得流经每块电池表面的冷却风量几乎完全相同，并且该风道设计属于并联风道，冷却风进口处温度相同，保证了电池的温均性。
进一步的，所述热管理部分中的加热器位于电池箱的外侧，靠近水冷板的为入口管道，这么做的好处是使经过加热的介质只经过较短的路径便进入工作区域，减少了多余的能量损失。
进一步的，所述热管理部分中的温度传感器位于每块电池的中间位置，紧贴每块电池的表面，以此来对电池温度进行实时检测。
进一步的，所述的新型电动汽车用锂电池电池箱的工作方法，大致的过程如下：当温度传感器检测到电池的温度处在正常的温度区间时，热管理部分不工作；当温度传感器检测到电池的温度高于设定值时，热管理部分开始工作，冷却介质从入口流入，流经冷板，从出口流出，冷却风通过外部管道通入电池箱内部进行冷却，通过内部流道对电池进行冷却后从箱盖顶部排气口流出；当温度传感器检测到电池温度低于设定值时加热器开始工作，冷却介质流经加热器，加热器对其进行加热，经加热后的介质通过入口流入冷板以此来对电池进行加热。
本实用新型具有以下有益效果。
1.本实用新型采用液冷和风冷相结合的冷却方式，相较传统的单一冷却方式，本设计冷却效果极佳。
2.本实用新型所提供的电池箱包含加热部分，能使内部电池在寒冷条件下进行预热，保证电池始终处于最佳工作温度区间。
3.本实用新型中热管理部分中的冷却模块除必要的与冷却空气的接触面和外接电极端面外，覆盖了绝大多数电池表面，电池与冷板之间的换热效率大大提高。
4.本实用新型中热管理部分中的冷却模块中冷却液的进出口分别有两个，并且分布在对角位置，这样设计使内部电池所处工况大致相同，保证了内部电池一定的温均性。
5.本实用新型中风冷部分采用双向进风的方式，提高了冷却风的进风量，增加了进入电池箱内部的冷却风的紊乱程度，从而提高冷却效果。
6.本实用新型中的减震部分能有效缓解电动汽车在行驶过程中因颠簸产生的震动。
7.本实用新型中的减震部分包括硅橡胶层和弹簧减震两部分，其中使用硅橡胶既能起到减震作用又能对内部冷却气体起到密封作用，防止冷却气体的泄露，避免不必要的损失。
8.本实用新型所提供电池箱材料由密度较小的铝合金和非金属材料组成，重量轻。
9.本实用新型中绝缘层所使用的聚醚醚酮材料具有绝缘、硬度高、耐高温等特点，能有效的保证电池在使用过程中的安全性。
10.本实用新型所提供电池箱的箱盖上部通风口处含有V型凹槽，能起到一定的防尘作用。
附图说明
图1为本实用新型电池箱的内部结构示意图。
图2为本实用新型电池箱的外观图。
图3为本实用新型电池箱热管理部分中冷板模块示意图。
图4为本实用新型电池箱绝缘部分中的上电池卡槽示意图。
图5为本实用新型电池箱绝缘部分中的下绝缘板。
图6为本实用新型电池箱温度传感器所在位置示意图。
其中：1-箱盖，2-箱体，3-减震部分，4-绝缘部分，5-热管理部分，6-电池，31-硅橡胶减震层，32-弹簧，41-下绝缘板，42-铝合金型材架，43-下电池卡槽，44-侧绝缘板，45-上电池卡槽，51-冷板模块，52-加热器，53-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。
如图1至图6所示，本实用新型提供一种新型电动汽车用锂电池电池箱，包括箱盖1、箱体2、减震部分3、绝缘部分4、热管理部分5和电池6六部分，所述箱盖1顶部开有多个透气口，用于气体排除，在每个所述透气口都有一个V型凹槽，电池出线口位于箱盖1 的一侧；所述箱体2两侧中间部位开有四个管道口，底部开有八个进气口，用于连接进气管道进行电池的热管理；所述减震部分3由硅橡胶层31和弹簧减震32两部分组成；所述绝缘部分由上下电池卡槽43和45、绝缘板41和44和铝合金型材框架42三部分组成，起到对电池的固定和限位、绝缘和对内部结构的保护作用；所述热管理部分5包括水冷部分51、风冷部分、加热器52和温度传感器53四部分；所述电池6并不是特指某一款确定型号的电池，本实用新型所提供电池箱及内部构件可以根据需求进行合理的更改。
所述箱盖1和箱体2均用铝合金材料制成，在二者周围开有若干螺栓孔，通过螺栓完成二者的连接。
所述箱体2两侧中间部位所开有的四个管道口都略大于管道本身的直径，为内部减震部分提供活动所需要的空间。
所述箱体2底部内表面设计有若干个凸槽，用于减震部分3中弹簧32的限位。
所述减震部分3中的硅橡胶层31分布在前后左右四面，内壁面通过胶粘的方式与绝缘部分4中的绝缘板44固定，外壁面与箱体2只接触不连接，既为减震部分3提供所需的自由度，又为热管理部分5中进入电池箱的冷却气体起到密封作用，使冷却气体只能按照指定流向流过电池表面，防止气体泄漏。
所述绝缘部分4中的上下电池卡槽43和45所使用材料为聚醚醚酮。
所述绝缘部分4中的下电池卡槽43开有与电池尺寸相同的凹槽，每两个凹槽之间开有供冷却空气流通的流道口，所述绝缘部分4中的上电池卡槽45是在下电池卡槽的基础上在每一个电池位上开有供两个电极外接的槽口。
所述绝缘部分4中的绝缘板44采用PEEK板裁剪而成，底部绝缘板41还含有使减震部分3中的弹簧32限位的凸槽。
所述绝缘部分4中的铝合金型材框架42是采用铝合金型材焊接而成一个长方体框架，作为上下电池卡槽43和45和绝缘板44的依附框架，所述上下电池卡槽43和45和两侧绝缘板44利用胶粘的方式固定在铝合金型材框架42上，从而构成内部冷却结构和电池6的限位框架，使内部结构紧凑，始终处于工作位置，同时对内部结构起到保护作用，而底部绝缘板41不与框架连接，以此来提供减震所需的自由度。
所述热管理部分5中的水冷部分51由四块水冷板组成，每块水冷板内部在相同高度开有三个相同的流道，在外部每两块相邻的冷板共用一个冷却液管道。
所述热管理部分5中的水冷部分51的两个靠近加热器的管道为入口，其余两个为出口。
所述热管理部分5中的风冷部分，在所述电池箱箱体2两侧底部均具有进风口，采用两侧同时进风，以此来增加进风量，提高进入电池箱内冷却气体的紊乱程度，从而提高冷却效果，并且所述电池6的上下卡槽43和45开口相同，使得流经每块电池表面的冷却风量几乎完全相同，并且该风道设计属于并联风道，冷却风进口处温度相同，保证了电池的温均性。
所述热管理部分5中的加热器52位于电池箱的外侧，靠近水冷板51的为入口管道，这么做的好处是使经过加热的介质只经过较短的路径便进入工作区域，减少了多余的能量损失。
所述热管理部分5中的温度传感器53位于每块电池的中间位置，紧贴每块电池的表面，以此来对电池温度进行实时检测。
所述的新型电动汽车用锂电池电池箱的工作方法，大致的过程如下。
当温度传感器53检测到电池6的温度处在正常的温度区间时，热管理部分5不工作；当温度传感器53检测到电池6的温度高于设定值时，热管理部分5开始工作，冷却介质从入口流入，流经冷板51，从出口流出，冷却风通过外部管道通入电池箱内部进行冷却，通过内部流道对电池6进行冷却后从箱盖1顶部排气口流出；当温度传感器53检测到电池6 温度低于设定值时加热器52开始工作，冷却介质流经加热器52，加热器52对其进行加热，经加热后的介质通过入口流入冷板51以此来对电池进行加热。
上述实施方式只是为了说明本实用新型的技术构思和特点，其目的在于方便人们理解本实用新型的方法和理念，本实用新型并不局限于某一特殊情况，可根据具体要求进行非本质上的扩展延伸，例如增加电池的数量、更改箱体尺寸，增加冷板模块内部的冷却通道的数量和尺寸等。任何根据本实用新型主要技术方案的实质进行的变换或者修饰，都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型电动汽车用锂电池电池箱，包括箱盖、箱体、减震部分、绝缘部分、热管理部分和电池六部分，其特征在于：所述箱盖顶部开有多个透气口，用于气体排除，在每个所述透气口都有一个V型凹槽，电池出线口位于箱盖的一侧；所述箱体两侧中间部位开有四个管道口，底部开有八个进气口，用于连接进气管道进行电池的热管理；所述减震部分由硅橡胶层和弹簧减震两部分组成；所述绝缘部分由上下电池卡槽、绝缘板和铝合金型材框架三部分组成，起到对电池的固定和限位、绝缘和对内部结构的保护作用；所述热管理部分包括水冷部分、风冷部分、加热器和温度传感器四部分。
2.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述箱盖和箱体均用铝合金材料制成，在二者周围开有若干螺栓孔，通过螺栓完成二者的连接；所述绝缘部分中的上下电池卡槽所使用材料为聚醚醚酮。
3.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述箱体两侧中间部位所开有的四个管道口都略大于管道本身的直径，为内部减震部分提供活动所需要的空间；所述箱体底部内表面设计有若干个凸槽，用于减震部分中弹簧的限位。
4.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述减震部分中的硅橡胶层分布在前后左右四面，内壁面通过胶粘的方式与绝缘部分中的绝缘板固定，外壁面与箱体只接触不连接，既为减震部分提供所需的自由度，又为热管理部分中进入电池箱的冷却气体起到密封作用，使冷却气体只能按照指定流向流过电池表面，防止气体泄漏。
5.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述绝缘部分中的下电池卡槽开有与电池尺寸相同的凹槽，每两个凹槽之间开有供冷却空气流通的流道口，所述绝缘部分中的上电池卡槽是在下电池卡槽的基础上在每一个电池位上开有供两个电极外接的槽口；所述绝缘部分中的绝缘板采用PEEK板裁剪而成，底部绝缘板上还含有使减震部分中的弹簧限位的凸槽。
6.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述绝缘部分中的铝合金型材框架是采用铝合金型材焊接而成一个长方体框架，作为上下电池卡槽和绝缘板的依附框架，所述上下电池卡槽和两侧绝缘板利用胶粘的方式固定在铝合金型材框架上，而底部绝缘板不与框架连接，以此来提供减震所需的自由度。
7.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述热管理部分中的水冷部分由四块水冷板组成，每块水冷板内部在相同高度开有三个相同的流道，在外部每两块相邻的冷板共用一个冷却液管道；所述热管理部分中的水冷部分的两个靠近加热器的管道为入口，其余两个为出口。
8.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述热管理部分中的风冷部分，在所述电池箱箱体两侧底部均具有进风口，采用两侧同时进风，并且所述电池的上下卡槽开口相同，使得流经每块电池表面的冷却风量几乎完全相同，并且该风道设计属于并联风道，冷却风进口处温度相同，保证了电池的温均性；所述热管理部分中的加热器位于电池箱的外侧，靠近水冷板的为入口管道。
9.如权利要求1所述的新型电动汽车用锂电池电池箱，其特征在于：所述热管理部分中的温度传感器位于每块电池的中间位置，紧贴每块电池的表面。
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