CN218827526U - 一种车辆动力电池的外壳和车辆动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆的动力电池领域，公开了一种车辆动力电池的外壳结构以及使用该外壳结构的动力电池。其中，包含：壳体层；隔热层；隔热层设置在壳体层上并至少部分地沿着壳体层延伸；以及容纳在所述外壳中的加热冷却系统。本实用新型的外壳结构可以解决现有技术中动力电池的外壳导热性高造成的环境温度对蓄电池性能影响较大的问题，实现对动力电池的工作效率的有效提升。

Description

一种车辆动力电池的外壳和车辆动力电池

技术领域

本实用新型涉及车辆动力电池领域，尤其涉及一种车辆动力电池的外壳结构以及使用该外壳结构的车辆动力电池。

背景技术

目前，用于机动车辆(包括但不限于标准的汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆和/或任何其他类型的车辆)的车辆动力电池具有温度敏感性，其性能容易受到温度变化的影响，温度过高或者过低都会影响动力电池的工作效率，尤其对于仅由电池提供动力的纯电动车辆，电池性能的下降对行驶里程会产生明显的影响。为了使动力电池能够在合适的温度下工作，通常需要对动力电池的的温度进行调节，以使其温度维持在适当的范围内。

目前，对于蓄电池的温度调节通常采用是在电动汽车中使用电池冷却系统和加热系统，以在电池温度过高时降低其温度并在电池温度过低时升高其温度。

然而，在对电池进行加热或冷却时，需要驱动电池的冷却或加热系统，同样会造成电池能量的损耗，并且由于电池壳体(例如电池托盘和盖)以及内部支架都是由具有良好热导率的金属材料制成，导致过多的能量被用来调节动力电池的工作温度从而造成能量的流失，降低了动力电池的工作效率。

因此，目前仍然存在对动力电池总成的改进需求以提升其工作效率。

实用新型内容

在此背景下，本实用新型的发明人意识到，对于动力电池的外壳结构可以进一步优化，通过这样的外壳结构，可以解决现有技术中动力电池外壳导热性高造成的动力电池工作温度的调节需要依靠加热冷却系统的问题，实现对动力电池工作效率的有效提升。

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种车辆动力电池的外壳结构以及使用该外壳结构的动力电池。

根据本实用新型，提供了一种车辆动力电池的外壳，包含：

壳体层；以及

隔热层；

隔热层设置在壳体层上隔热层并至少部分地沿着壳体层延伸；

以及，容纳在外壳中的加热冷却系统。

根据本实用新型的一个实施例，其中，壳体层包括

外层壳；

内层壳；以及

隔热层被设置外层壳和内层壳之间。

根据本实用新型的一个实施例，其中，隔热层由外层壳和内层壳密封并被设置为真空层，以及，真空层由隔热材料填充。

根据本实用新型的一个实施例，其中，外层壳和内层壳形成密封腔体，密封腔体中包括与外层壳和内层壳抵接的隔热材料肋，以及，密封腔体被设置成真空层。

根据本实用新型的一个实施例，其中，隔热材料肋均匀地填充在密封腔体，且外壳包括抽真空阀口。

根据本实用新型的一个实施例，其中，隔热层为由外层壳和内层壳密封的中空腔体并由隔热材料完全填充。

根据本实用新型的一个实施例，其中，隔热层为真空隔热板，真空隔热板的表面与壳体层的表面贴合并沿着壳体层的表面延伸。

根据本实用新型的一个实施例，其中，壳体层的表面涂覆隔热涂层。

根据本实用新型的一个实施例，其中，隔热涂层包括二氧化硅气凝胶。

根据本实用新型的一个实施例，其中，外壳包括托盘和盖，托盘和盖中的至少一个具有壳体层以及隔热层；以及，

托盘的一个或多个区域被设置为容纳一个或多个蓄电池阵列、蓄电池电子部件以及加热冷却系统，托盘具有外部凸缘，盖密封地固定到外部凸缘。

本实用新型还提供了一种车辆动力电池总成，其中，车辆动力电池总成包含外壳，外壳为以上阐述的外壳中的至少一种；

车辆动力电池，车辆动力电池具有一个或多个蓄电池阵列；以及

蓄电池电子部件；

外壳总成被设置为容纳车辆动力电池以及蓄电池电子部件；

加热冷却系统，加热冷却系统包含加热回路子系统以及冷却回路子系统。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。

图1示出了使用本实用新型的壳体的车辆动力电池的示意图；

图2示出了沿着图1的A-A方向截取的本实用新型的壳体的一个实施例的截面示意图；

图3示出了沿着图1的A-A方向截取的本实用新型的壳体的又一实施例的截面示意图。

具体实施方式

现参照附图详细描述本实用新型的实施例。对于附图中的标号，相同或类似的标号用于指示相同或类似的部件。在下文的描述中，在多个实施例中描述了多个操作参数和部件。这些具体的参数和部件仅作为示例包括在本文中而并不意味着限定。

以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本申请的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

在本申请中，关系术语，诸如第一和第二等等，仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的这种关系或次序。

如本文所使用，术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时意指本身可以采用所列项目中的任一个，或可以采用所列项目的两个或更多个的任何组合。

图1中示出了具有本实用新型的动力电池的外壳11的车辆动力电池10。如图1所示，车辆动力电池10可容纳多个蓄电池单元14，多个蓄电池单元14存储用于为电动化车辆的各种电负载供电的能量。在本公开的范围内，车辆动力电池10可采用任意数量的蓄电池单元14。因此，本公开不限于图1中所示的配置方式。

蓄电池单元14可沿着一个或多个堆叠轴线并排堆叠，以构建成组的蓄电池单元14，成组的蓄电池单元14也被称为“电池堆”或“电池阵列”。在一个实施例中，蓄电池单元14为棱柱形锂离子电池。然而，在本公开的范围内，可替代地使用具有其他几何形状(圆柱形、袋形等)、其他化学物质(镍金属氢化物、铅酸等)或两者的蓄电池单元。每组的蓄电池单元14连同任何支撑结构(例如，阵列框架、间隔物、轨道、壁、板、捆绑物等)一起可统称为蓄电池总成或蓄电池阵列13。

图1中所描绘的车辆动力电池10包括两组三个侧向相邻的蓄电池阵列13，即——共六个蓄电池阵列13。然而可以理解的是，车辆动力电池10还可包括更多或更少数量的蓄电池阵列13，并使其仍然落在本公开的范围内。

车辆动力电池10可另外容纳一个或多个蓄电池电子部件15。在本实施例中，蓄电池电子部件15可包括总线电气中心(BEC)、蓄电池电控模块(BECM)、线束、布线回路、I/O连接器等、或这些蓄电池电子部件的任何组合。

在本实用新型的实施例中，车辆动力电池10还具有冷却加热系统(图中未示出)，冷却加热系统被设置在外壳11中，冷却加热系统包含加热回路子系统以及冷却回路子系统，加热回路子系统包括通过管路串联连接的电动水泵、直通阀、三向阀和PTC加热器，所述的冷却回路子系统包括通过管路串联连接的动力电池组、电动水泵、直通阀、三向阀和热交换器，加热回路子系统和冷却回路子系统的管路中充有冷却液，将冷却液引导通过设置在外壳11中的蓄电池阵列13下方的冷却板实现对车辆动力电池10的加热或冷却。

进一步如图1所示，本实用新型的外壳11可容纳车辆动力电池10的每个蓄电池阵列13和每个蓄电池电子部件15。由于蓄电池阵列13和蓄电池电子部件15容纳在外壳11的内部，因此这些部件可称为车辆动力电池10的蓄电池内部部件。在本实施例中，外壳11可包括托盘100和盖(图中未示出)。在本公开的范围内，外壳11可包括任何尺寸、形状和配置。

在一个实施例中，外壳11为密封的外壳。例如，在组装期间，蓄电池内部部件可定位在形成于托盘100中的一个或多个区域101内，然后盖可固定到托盘100的外围凸缘102，盖和外围凸缘101之间具有密封结构，在本实施例中，密封结构可以为密封垫，盖与外围凸缘102将密封结构夹持在中间并通过紧固件将盖与外围凸缘102固定在一起从而将蓄电池内部部件密封在其中。其他例如粘接、焊接等密封方式同样在本公开的保护范围内。

在本实用新型的外壳11的一个实施例中，外壳11包括隔热层，隔热层可以为沿着外壳11的壳体表面延伸并贴合在壳体表面上的真空隔热板，本实施例中阐述的真空绝热板(Vacuum Insulation Panel)是真空保温材料中的一种，由填充芯材与真空保护表层复合而成，有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，可以达到0.002-0.004W/m.k，为传统保温材料导热系数的1/10。在本实施例中，真空隔热板可以通过粘结、紧固件连接等方式固定在壳体表面上，从而降低壳体的热传导性能。

接下来结合图2所示的沿图1的A-A线截取的外壳11的托盘100的截面图，在一个实施例中，外壳11具有多层结构，包含内层壳110、外层壳111以及设置在内层壳110和外层壳111之间的隔热层112。在本实施例中，该隔热层112被内层壳110和外层壳111封闭为空腔结构。在本实施例中，先将隔热材料120均匀地填充到由内层壳110和外层壳111形成的空腔后被密封，从而形成由内层壳110和外层壳111夹持在中间的隔热层112。随后通过外壳11侧部的真空阀口113将隔热层112中的空气抽出使空腔中为真空结构，进一步降低外壳11的热传导性能。内层壳110和外层壳111之间填充了隔热材料肋，隔热材料肋与内层壳110和外层壳111分别抵接来加强外壳11的结构强度以避免在抽取成真空后由于外部大气压力导致的外壳11的表面变形。在一个实施例中，外壳11中还可以设置多个沿着纵向方向从内层壳110延伸到外层壳111的多个支承结构114，通过设置的多个支承结构114可以进一步加强外壳11的强度。

可以理解的是，以上图2所示的实施例中是以外壳11的托盘100为例进行的阐述，而作为外壳11的一部分的盖也同样可以具有以上描述的实施例中的结构特征，以实现降低外壳11的盖的热传导性能的技术目的。

接着参考图3所示的本公开的沿图1的A-A线截取的外壳11的托盘100的截面图的另一实施例，如图3所示的实施例中，外壳11同样具有多层结构，包含内层壳110、外层壳111以及设置在内层壳110和外层壳111之间的隔热层112。在本实施例中，该隔热层112也被内层壳110和外层壳111封闭为空腔结构。同时在空腔结构中填充隔热材料120，具体地，先将隔热材料120均匀地填充到由内层壳110和外层壳111形成的空腔后被密封，从而形成由内层壳110和外层壳111夹持在中间的隔热层112以降低外壳11的热传导性能。

在本实用新型的实施例中，隔热材料120可以为以上阐述的真空隔热板或其他隔热材料中的一种或多种，例如，石棉、棉毛、硬橡皮、锯屑、软木、玻璃毛等。

此外，在本实用新型的实施例中，内层壳110和外层壳111的外表面可以涂覆隔热涂层，通过隔热涂层进一步降低外壳11的整体的热传导性能。在本实施例中，隔热涂层为二氧化硅气凝胶，例如可以粘附在外壳11的表面上的二氧化硅气凝胶毡、二氧化硅气凝胶片等。在本实用新型的其他实施例中，涂覆的隔热涂层的材料可以为阻隔性隔热保温涂料，例如复合硅酸镁铝隔热涂料、稀土保温涂料、涂覆型复合硅酸盐隔热涂料等，可以为反射隔热涂料，例如薄层隔热反射涂料等。

在本实用新型的上述实施例中，通过将隔热层集成设置到车辆动力电池总成的外壳上，有效降低了外壳内部蓄电池的工作环境与外侧环境的热量交换，也降低了对加热冷却系统的使用频率，达到节省动力电池的电能，提升动力电池的工作效率的目的。而且设置在外壳中的隔热层还有效避免了隔热层与蓄电池过于靠近导致的蓄电池热量散失困难导致温度快速升高等技术问题，与车辆的动力电池中的加热冷却系统配合使用实现了更好的温度保持效果。

应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本实用新型范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、尺寸、材料做出相应修改而不脱离本实用新型的保护范围。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本实用新型的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种车辆动力电池的外壳，其特征在于，包含：

壳体层；

隔热层；

所述隔热层设置在所述壳体层上并至少部分地沿着所述壳体层延伸；以及

容纳在所述外壳中的加热冷却系统，所述加热冷却系统包含加热回路子系统以及冷却回路子系统。

2.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述壳体层包括

外层壳；

内层壳；以及

所述隔热层被设置所述外层壳和所述内层壳之间。

3.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述外层壳和所述内层壳形成密封腔体，所述密封腔体中包括与所述外层壳和所述内层壳抵接的隔热材料肋，以及，所述密封腔体被设置成真空层。

4.根据权利要求3所述的外壳，其中，所述隔热材料肋均匀地填充在所述密封腔体，且所述外壳包括抽真空阀口。

5.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述隔热层为由所述外层壳和所述内层壳密封的中空腔体并由隔热材料完全填充。

6.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述隔热层为真空隔热板，所述真空隔热板的表面与所述壳体层的表面贴合并沿着所述壳体层的表面延伸。

7.根据权利要求1或2所述的外壳，其中，所述壳体层的表面涂覆隔热涂层。

8.根据权利要求7所述的外壳，其中，所述隔热涂层包括二氧化硅气凝胶。

9.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述外壳包括托盘和盖，所述托盘和盖中的至少一个具有所述壳体层以及所述隔热层；

以及，

所述托盘的一个或多个区域被设置为容纳中的一个或多个蓄电池阵列以及蓄电池电子部件以及加热冷却系统，所述托盘具有外部凸缘，所述盖固定到所述外部凸缘并且所述盖与所述外部凸缘之间具有密封结构。

10.一种车辆动力电池，其特征在于，包含：

外壳，所述外壳为根据上述权利要求1-9中任意一项所述的外壳；

一个或多个蓄电池阵列；以及

蓄电池电子部件；

所述外壳被设置为容纳所述车辆动力电池以及所述蓄电池电子部件；

加热冷却系统，所述加热冷却系统包含加热回路子系统以及冷却回路子系统。

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