一種智能熱管理防水型動(dòng)力電池箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池箱，尤其是一種用空調(diào)技術(shù)和相變技術(shù)對(duì)電池組進(jìn)行智 能熱管理，并具有防水功能的動(dòng)力電池箱。
【背景技術(shù)】
[0002] 以動(dòng)力電池為能源核心的新能源汽車(chē)近年來(lái)在各項(xiàng)利好政策和技術(shù)進(jìn)步的雙重 推動(dòng)下發(fā)展非常迅速，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，其性能和質(zhì)量也有長(zhǎng)足提高。雖 然單體電池芯的容量和充放電指標(biāo)提高了，但是電池在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量的處理問(wèn) 題，仍然沒(méi)有很好解決。當(dāng)多個(gè)電池組裝在一起后，其中間區(qū)域產(chǎn)生的熱量將較難排走，如 果熱量不能及時(shí)散出，還會(huì)影響同組其它電池。電池的溫度將會(huì)快速上升，過(guò)高的溫度將會(huì) 導(dǎo)致電池的循環(huán)壽命下降、電化學(xué)性能衰退，是目前困擾電池組發(fā)展的一個(gè)瓶頸。因此，采 用合理的熱管理方法，保證電池組中各個(gè)電池溫度的均一性，對(duì)提高動(dòng)力電池組的循環(huán)壽 命和安全性具有非常大的價(jià)值和意義。
[0003] 對(duì)于電池組的熱管理技術(shù)的研究和應(yīng)用，近年來(lái)逐漸得到重視，并取得較大進(jìn)步。 主要方法有：1、電池箱風(fēng)冷法，是目前較多使用發(fā)方法，通過(guò)在機(jī)箱一側(cè)安裝排風(fēng)風(fēng)機(jī)，箱 內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)往外抽風(fēng)同時(shí)通過(guò)負(fù)壓補(bǔ)充冷風(fēng)。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但容易受到環(huán) 境溫度制約，環(huán)境溫度高時(shí)效果較差，另外進(jìn)風(fēng)的同時(shí)把灰塵和雜質(zhì)帶進(jìn)電池箱，產(chǎn)生新的 污染問(wèn)題。風(fēng)冷法的改進(jìn)型為借助汽車(chē)本身的空調(diào)系統(tǒng)，抽取汽車(chē)空調(diào)冷風(fēng)對(duì)電池箱進(jìn)行 冷卻，該方法對(duì)電池箱的散熱處理效果較好，但存在排風(fēng)管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占據(jù)空間大和當(dāng)駕 駛員沒(méi)有啟動(dòng)汽車(chē)空調(diào)時(shí)而電池箱又要散熱的矛盾問(wèn)題。2、電池箱液體冷卻法，通過(guò)在電 池組之間或電池箱內(nèi)部布置各種管路，管內(nèi)裝冷卻液并和電池箱外部的冷卻系統(tǒng)連接，通 過(guò)冷卻液的循環(huán)帶走電池組產(chǎn)生的熱量。該方法對(duì)電池組的冷卻效果較好，然而技術(shù)難度 很大，電池箱外部另外需要一套液體循環(huán)和冷卻系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)由于存在冷卻液可能 泄漏而產(chǎn)生安全性的風(fēng)險(xiǎn)，未被廣泛采用。3、相變儲(chǔ)熱法，通過(guò)相變材料放置于電池組之 間，吸收電池放出的熱量。該方法對(duì)于電池的溫度的均一性有較大的幫助，但由于相變材料 的普遍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差、不耐腐蝕和儲(chǔ)熱飽和的問(wèn)題，不適合單獨(dú)使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)動(dòng)力電池箱現(xiàn)有熱管理技術(shù)的不足，本發(fā)明揭示了一種智能熱管理動(dòng)力電池 箱，該電池箱具有結(jié)構(gòu)緊湊，高效散熱，防水浸和安全可靠的特點(diǎn)，既是一個(gè)完全獨(dú)立和功 能完善的系統(tǒng)又可以多個(gè)電池箱成組使用，組成更大功率的電池箱組。
[0005] 本發(fā)明所述的一種智能熱管理防水型動(dòng)力電池箱，其方案是：電池箱由六個(gè)部分 組成，分別是上蓋組件、密封膠條、箱體組件、電池組件、管理系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。所述的電池 組件包括相變材料組件、電池芯和連接片。所述管理系統(tǒng)包括第一電極連接桿和輸出連接 器、第二電極連接桿和輸出連接器，以及控制器和通訊接口。所述空調(diào)系統(tǒng)由第一風(fēng)機(jī)、第 二風(fēng)機(jī)(防水型)、第三風(fēng)機(jī)、第一換熱器、第二換熱器和壓縮機(jī)組件組成。
[0006] 本方案所述的電池箱體上蓋組件由平面、折彎面、第一法蘭面、第二法蘭面和U型 槽構(gòu)成，平面上還設(shè)置了 "L型"第一折彎件，所述特征加工組合在一起，形成一個(gè)整體并具 有良好的氣密性。提手設(shè)置于第一法蘭面上，第一法蘭面上還設(shè)置了若干個(gè)孔。U型槽和第 一法蘭面以及第一折彎件緊密結(jié)合，密封膠條可放置于槽中。
[0007] 本方案中，所述的箱體組件由箱殼、第二折彎件、第一隔板、第二隔板、第三隔板和 第三折彎件組成，電池箱設(shè)計(jì)的特別之處在于，箱殼、第一隔板、第二隔板和第三隔板把空 間隔離成A、B、C三個(gè)區(qū)域。其中A區(qū)用來(lái)放置電池組件和管理系統(tǒng)，并在電池組件周邊設(shè) 置了若干第三折彎件，第三折彎件開(kāi)設(shè)若干通風(fēng)孔，便于通風(fēng)；B區(qū)用來(lái)放置空調(diào)系統(tǒng)的壓 縮機(jī)組件、第一風(fēng)機(jī)和第一換熱器，且部分區(qū)域在箱體結(jié)構(gòu)下組成風(fēng)道，在第一風(fēng)機(jī)和第三 風(fēng)機(jī)的作用下，可在箱體內(nèi)的A區(qū)和B區(qū)之間形成循環(huán)空氣流。C區(qū)放置空調(diào)系統(tǒng)的第二風(fēng) 機(jī)和第二換熱器。
[0008] 本方案中，所述箱殼是一個(gè)矩形箱體結(jié)構(gòu)，上面開(kāi)口以放進(jìn)各部件，開(kāi)口面有往 內(nèi)，并根據(jù)需要環(huán)繞四周設(shè)置的第三法蘭面(如圖示帶剖面線(xiàn)部分)，其中上述的第二隔板 設(shè)置了第五法蘭面。第三法蘭面的周邊設(shè)置了第二折彎件，第二折彎件上開(kāi)設(shè)了和上蓋組 件的孔相對(duì)應(yīng)若干螺紋孔，螺絲組裝后，可使上蓋組件的U型槽、密封膠條、和箱體組件的 第三法蘭面、第五法蘭面緊密配合，密封膠條包圍的電池箱空間形成密封，實(shí)現(xiàn)防水功能。
[0009] 所述的電池組件的電池芯的數(shù)量根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成多個(gè)橫向排列和多個(gè)縱向排 列，并由若干連接片連接后組成一個(gè)整體。單組縱向排列的若干電池芯可組合為一個(gè)單元， 所述相變材料組件根據(jù)電池芯的數(shù)量以合適的間距設(shè)置對(duì)應(yīng)的孔，電池芯緊密套接于孔 中。
[0010] 所述相變材料組件由第一導(dǎo)熱絕緣殼、相變材料和第二導(dǎo)熱絕緣殼組成，組裝后 相變材料被第一導(dǎo)熱絕緣殼和第二導(dǎo)熱絕緣殼緊密包裹在絕緣殼里面。
[0011] 電池箱的智能熱管理方法如下，工作時(shí)控制器檢測(cè)和采集各個(gè)電池芯的工作溫 度。當(dāng)控制器檢測(cè)到電池芯的溫度和電池芯之間的溫度差在設(shè)定范圍內(nèi)，不啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)， 由相變材料組件負(fù)責(zé)吸收并分散電池組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，均衡各處電池芯的溫度，使各 個(gè)電池芯工作時(shí)溫度趨于一致。當(dāng)控制器檢測(cè)到電池芯的最高溫度超出設(shè)定值，或電池芯 之間的溫度差大于設(shè)定值，則啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，給電池箱內(nèi)部制冷降溫。當(dāng)控制器檢測(cè)到電池 芯的溫度低于設(shè)定值，則啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，給電池箱內(nèi)部制暖升溫，使各個(gè)電池芯處理良好的 工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)熱管理智能化。
[0012] 綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：1、相變材料使用導(dǎo)熱絕緣殼包裹的設(shè)計(jì)，使相變 材料組件保持了良好的導(dǎo)熱絕緣性能和相變儲(chǔ)熱功能，同時(shí)增加了相變材料的強(qiáng)度，還可 以避免電池電解液泄漏后接觸產(chǎn)生的其它問(wèn)題，具有良好的安全性。2、電池組產(chǎn)生熱量較 少時(shí)，由相變材料負(fù)責(zé)吸收并分散電池組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，均衡各處電池芯的溫度，使各 個(gè)電池芯工作時(shí)溫度趨于一致。在電池組工作時(shí)產(chǎn)生熱量太多或電池之間的溫度差異較大 時(shí)，啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)給電池箱二次散熱，這樣既可降低能耗又能保證電池箱熱管理的有效性。 當(dāng)電池箱處于低溫環(huán)境時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)還可以給電池箱加熱，使電池芯始終工作于最佳狀態(tài)， 此舉可有效地延長(zhǎng)了電池芯的使用壽命。3、在箱體防水的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池組工作時(shí)溫 度的智能熱管理，提高了電池箱的整體安全性和環(huán)境適應(yīng)性，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖01 -種防水型智能熱管理動(dòng)力電池箱整體圖。
[0014] 圖02電池箱分解圖。
[0015] 圖03電池箱裝配圖。
[0016] 圖04電池箱上蓋詳細(xì)圖。
[0017] 圖05電池箱箱體詳細(xì)圖。
[0018] 圖06電池箱箱體G方向剖視圖。
[0019] 圖07相變材料組件和電池芯的裝配圖。
[0020] 圖08相變材料組件分解圖。
[0021] 圖09智能熱管理原理圖。
[0022] 圖10空調(diào)系統(tǒng)原理圖。
[0023] 附圖標(biāo)記如下：
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體描述。
[0025] 如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所述的一種智能熱管理防水型動(dòng)力電池箱，由六 個(gè)部分組成：分別是上蓋組件1、密封膠條2、箱體組件3、電池組件4、管理系統(tǒng)5和空調(diào)系 統(tǒng)6。所述的電池組件4包括相變材料組件41、電池芯42和連接片43。所述管理系統(tǒng)5包 括第一電極連接桿51和輸出連接器511、第二電極連接桿52和輸出連接器521，以及控制 器53和通訊接口 531。所述的空調(diào)系統(tǒng)6由第一風(fēng)機(jī)61、第二風(fēng)機(jī)62 (防水型)、第三風(fēng)機(jī) 63、第一換熱器64、第二換熱器65和壓縮機(jī)組件66組成。
[0026] 本實(shí)施例中，如圖4,所述的上蓋組件1由平面11、折彎面12、第一法蘭面13、第二 法蘭面14和U型槽15構(gòu)成，平面11上還設(shè)置了"L型"第一折彎件17,所述特征如圖示狀 態(tài)加工組合在一起，形成一個(gè)整體并具有良好的氣密性。提手16設(shè)置于第一法蘭面13上， 第一法蘭面13上還設(shè)置了若干個(gè)孔131。U型槽15和第一法蘭面13以及第一折彎件17 緊密結(jié)合，密封膠條2可放置于槽中。
[0027] 本實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，所述的箱體組件3由箱殼31、第二折彎件32、第 一隔板33(U型)、第二隔板34(L型)、第三隔板35和若干個(gè)第三折彎件36組成；電池箱 設(shè)計(jì)的特別之處在于，箱殼31、第一隔板33、第二隔板34和第三隔板35把空間隔離成A、 B、C三個(gè)區(qū)域。其中A區(qū)用來(lái)放置電池組件4和管理系統(tǒng)5,并在電池組件4周邊設(shè)置了 若干第三折彎件36,第三折彎件36開(kāi)設(shè)若干通風(fēng)孔361，便于通風(fēng)；B區(qū)用來(lái)放置空調(diào)系統(tǒng) 6的壓縮機(jī)組件66、第一風(fēng)機(jī)61和第一換熱器64,且部分區(qū)域在箱體結(jié)構(gòu)下組成風(fēng)道W，在 第一風(fēng)機(jī)61 (上方有蓋板39a密封)和第三風(fēng)機(jī)63 (上方有蓋板39b密封）的作用下，可在 箱體內(nèi)的A區(qū)和B區(qū)之