TWI657610B - 電池箱散熱裝置 - Google Patents

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方富民
鍾智賢
任國光
陳信吉
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國家中山科學研究院
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Abstract

本發明係提供一種電池箱散熱裝置，係用於具有電池箱之電動載具，該電池箱散熱裝置係包括：一中空箱體，該中空箱體之底面靠近該電動載具行進方向之一端開設一以上進氣口，該中空箱體相對於該電動載具行進方向之壁面開設一以上排氣口；複數散熱鰭片，係設置於該中空箱體內部，該散熱鰭片之設置方向係引導從該些進氣口進入之空氣流向該些排氣口。

Description

電池箱散熱裝置
本發明係與電動車技術有關，特別係指一種用於具有電池箱的電動載具之電池箱散熱裝置。
現今全球正傾力推廣綠能產業，運輸動力改革也是其中一環，在台灣，電動小客車因基礎充電設備尚未普及，較難直接向群眾推廣，故政府以大眾運輸工具作為改革的開端，進行全車電動化大客車的發展研究。
電動大巴士的動力來源為動力型鋰離子電池，電池串並聯數量動輒數百甚至數千，電池串並聯連接處的匯流排與電池本身的發熱量都需要被排除，以維持電池的工作溫度(例如：鋰三元電池芯須維持小於45℃的操作溫度)。
先前技術會將高壓電池系統置於車廂內或底盤處，並以專管連接車內空調對電池系統進行散熱，此方法有壓縮乘客空間、浪費電池能源等缺點，因為電動巴士的空調電源即為該電池系統，空調消耗掉的電力將直接減少電動巴士用於行駛的能量。某些先前技術的電池箱未加裝空調裝置，只靠電池箱體平坦表面進行散熱，散熱面積小，散熱效果有限，因而導致電池過熱而造成電池壽命降低之風險。
常見高能量電池包散熱設計著重於利用水套或水流路方式進行電池包散熱設計。但這種散熱方式設計除了會增加電池包的重量外，更重要需搭配水幫浦與流道的設計，除了增加空間需求外，運作時更需要消耗大量的能源。因此這種過時的設計已經完全不能滿足現代節能省碳、綠能環保需求。
為解決先前技術之缺點，本發明係提供一種電池箱散熱裝置，係用於具有電池箱之電動載具，本發明可提供一可靠的散熱機制來防止電池箱內部積熱過多、造成電池或其他電子控制元件失效損壞之情況。
本發明係為一種電池箱散熱裝置，係用於具有電池箱之電動載具，該電池箱散熱裝置係包括：一中空箱體，該中空箱體之底面靠近該電動載具行進方向之一端開設一以上進氣口，該中空箱體相對於該電動載具行進方向之壁面開設一以上排氣口；複數散熱鰭片，係設置於該中空箱體內部，該散熱鰭片之設置方向係引導從該些進氣口進入之空氣流向該些排氣口。
本發明亦提供一種電池箱散熱裝置之另一實施例，係用於具有電池箱之電動載具，該電池箱散熱裝置係包括：一中空箱體，該中空箱體之底面靠近該電動載具行進方向之一端開設一以上進氣口，與該進氣口所在壁面相鄰之兩 側壁面開設一以上排氣口；複數散熱鰭片，係設置於該中空箱體內部，該散熱鰭片之設置方向係引導從該些進氣口進入之空氣流向該些排氣口。
本發明之一實施例中，更包含一懸空支撐架，係設置於該中空箱體與該電池箱之間。
本發明之一實施例中，該中空箱體係與該電池箱間具有熱傳導路徑。
本發明之一實施例中，該中空箱體係為該電動載具之電池箱。
本發明之一實施例中，該排氣口處係設有軸流風扇。
本發明之一實施例中，該中空箱體之上表面係設有可撓性太陽能電池板，用於供給電力給該軸流風扇。
本發明之一實施例中，該進氣口處係設有過濾網。
本發明之一實施例中，該進氣口處係設有水氣吸附單元，例如可使用活性碳或其他可吸附、收集水氣之裝置。
以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。
A‧‧‧電動載具行進方向
1‧‧‧電池箱散熱裝置
11‧‧‧中空箱體
111‧‧‧進氣口
112‧‧‧排氣口
112A‧‧‧軸流風扇
12‧‧‧懸空支撐架
13‧‧‧散熱鰭片
2‧‧‧電池箱散熱裝置
21‧‧‧中空箱體
211‧‧‧進氣口
212‧‧‧排氣口
22‧‧‧懸空支撐架
23‧‧‧散熱鰭片
θ‧‧‧夾角
圖1係為本發明之電池箱散熱裝置第一實施例結構示意圖。
圖2係為本發明之電池箱散熱裝置第二實施例結構示意圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
本發明之電池箱散熱裝置係用於具有電池箱之電動載具，舉例而言，現行發展的電動巴士(電動大客車)為方便更換與檢修電池箱，通常會把容置動力電池之電池箱外置於車頂，並且兼具行駛中可以讓氣流帶走電池箱外表面熱量之散熱效果。但電動巴士使用的高壓電池組運作時會產生相當可觀的熱量，單以電池箱表面的自然空氣散熱實無法完全帶走電池箱內部長時間運作累積的熱量，因此習知技術會另設空調系統，例如將車廂內部的空調冷氣一部分導入電池箱內，但電動車的空調電力本就來自於電池箱，多增加電池箱的散熱任務會更增加空調系統消耗電力，對電動車行駛里程有不利影響。若直接將外部流動空氣導入電池箱內部，又有外界水氣、雨水可能造成電池元件鏽蝕損壞的危險。本發明為改良習知技術的缺失，係提供一可靠之電池箱散熱裝置，其具體實施例請參閱後述。
圖1係為本發明之電池箱散熱裝置第一實施例結 構示意圖，如圖所示，該電池箱散熱裝置1包括一中空箱體11(為更清楚顯示內部結構，省略該中空箱體之上表面壁)，該中空箱體11之底面靠近該電動載具行進方向A之一端開設一以上進氣口111(以虛線表示)，該中空箱體11相對於該電動載具行進方向A之壁面開設一以上排氣口112，該排氣口處設有軸流風扇112A，該些軸流風扇由箱體上表面設置的可撓性太陽能電池板(圖未示)提供電力，該中空箱體11鎖固於一懸空支撐架12上，以便空氣能從底面的進氣口111進入該中空箱體11內部，經過該中空箱體11內部設置的複數散熱鰭片13時，帶走散熱鰭片13上的熱量，散熱鰭片13的熱量來自於從電池箱(圖未示)傳導至該中空箱體11的熱量。以本實施例而言，電池箱會裝設在該電池箱散熱裝置下方，兩者之間以懸空支撐架隔開，產生一容許空氣進入該電池箱散熱裝置1進氣口的空間。
本發明之一實施例中，電池箱與該電池箱散熱裝置1均裝設在電動載具(例如一電動巴士)車頂，因此電池箱散熱裝置1上表面之可撓性太陽能電池板(圖未示)能接收到太陽光產生電力給軸流風扇112A。軸流風扇112A的用途在於輔助該中空箱體11內部的熱空氣能更快速排出，其作動方式可以簡單的設置為電力開關式，即太陽能電池板有產生電力時開啟、未產生電力時關閉。由於本發明之電池箱散熱裝置的主要散熱機制是在車輛行駛中引導外部空氣自然流入該中空箱 體內部進行散熱，軸流風扇僅在特定情況下(例如車輛停止且天氣狀況容許太陽能電池板發電)輔助引導該中空箱體內的空氣流出以帶走熱量。
本發明之一實施例中，散熱鰭片與空氣的接觸面積越大、接觸時間越久，越能帶走更多熱量，散熱鰭片的設置方向除與行進方向完全平行(夾角為0°)外，亦可將散熱鰭片斜向設置，增加散熱鰭片與外部流入空氣的接觸時間與面積。
圖2係為本發明之電池箱散熱裝置第二實施例結構示意圖，如圖所示，該電池箱散熱裝置2包括一中空箱體21(為更清楚顯示內部結構，省略該中空箱體之上表面壁)，該中空箱體21之底面靠近該電動載具行進方向A之一端開設一以上進氣口211(以虛線表示)，不同於第一實施例、第二實施例之排氣口212設置於該進氣口所在壁面相鄰之兩側壁面，散熱鰭片23的設置方向與該電動載具行進方向A具有一夾角θ，該中空箱體21同樣鎖固於一懸空支撐架22上。外部空氣從進氣口211進入後，接觸到散熱鰭片23，受其阻擋、引導流向兩邊側壁之排氣口212。本發明之一實施例中，該夾角θ係小於90°、大於0°，以40°(分別朝向該中空箱體之兩側排氣口)為一較佳實施態樣。
本發明之一實施例中，該中空箱體亦可直接為該電動載具之電池箱，意即在電池箱中加入本發明之進氣口、 排氣口、散熱鰭片、軸流風扇、可撓性太陽能電池板等元件，使該電池箱具備本發明之引導外部空氣進入散熱之功能。本發明之進氣口並非直接正對電動載具行進方向，而是設置於中空箱體(或電池箱)底面前端，具有防止雨水、潑水直接進入該中空箱體(或電池箱)內部之功效。本發明視使用者需要亦可在進氣口增設過濾網、水氣吸附單元(活性碳)等，盡可能減少進入該電池箱散熱裝置或電池箱的水氣、灰塵、髒汙等有害電池之異物。
藉此，本發明係提供一種電池箱散熱裝置，係可在電動載具行駛中利用自然風流動帶走電池箱內部熱量，本發明並具有太陽能驅動之軸流風扇，可提供電動載具停止時的強制對流散熱。本發明之結構簡單，不需複雜的電子控制元件，亦不需消耗電池組的電力即可運作。本發明可應用在電動大客車、電動小客車等電動載具，具有高運用彈性。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (8)

  1. 一種電池箱散熱裝置，係用於具有電池箱之電動載具，該電池箱散熱裝置係包括：一中空箱體，該中空箱體之底面靠近該電動載具行進方向之一端開設一以上進氣口，該中空箱體相對於該電動載具行進方向之壁面開設一以上排氣口，該進氣口處係設有過濾網；複數散熱鰭片，係設置於該中空箱體內部，該散熱鰭片之設置方向係引導從該些進氣口進入之空氣流向該些排氣口。
  2. 一種電池箱散熱裝置，係用於具有電池箱之電動載具，該電池箱散熱裝置係包括：一中空箱體，該中空箱體之底面靠近該電動載具行進方向之一端開設一以上進氣口，與該進氣口所在壁面相鄰之兩側壁面開設一以上排氣口，該進氣口處係設有過濾網；複數散熱鰭片，係設置於該中空箱體內部，該散熱鰭片之設置方向係引導從該些進氣口進入之空氣流向該些排氣口，該散熱鰭片與該電動載具之行進方向間係具有一夾角，該夾角係小於90°、大於0°。
  3. 如請求項1或2所述之電池箱散熱裝置，其中更包含一懸空支撐架，係設置於該中空箱體與該電池箱之間。
  4. 如請求項1或2所述之電池箱散熱裝置，其中該中空箱體係與該電池箱間具有熱傳導路徑。
  5. 如請求項1或2所述之電池箱散熱裝置，其中該中空箱體係為該電動載具之電池箱。
  6. 如請求項1或2所述之電池箱散熱裝置，其中該排氣口處係設有軸流風扇。
  7. 如請求項6所述之電池箱散熱裝置，其中該中空箱體之上表面係設有可撓性太陽能電池板，用於供給電力給該軸流風扇。
  8. 如請求項1或2所述之電池箱散熱裝置，其中該進氣口處係設有水氣吸附單元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105977572A (zh) * 2016-06-16 2016-09-28 广东合新材料研究院有限公司 功率电池的工质接触式冷却系统及其工作方法

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