本實(shí)用新型涉及一種電池箱，具體地，涉及一種用于安放電池組、能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制的電池箱。

背景技術(shù)：

隨著新能源的發(fā)展，鋰電池以其高電壓、循環(huán)壽命長的特點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，鋰電池作為車輛等動(dòng)力電池，一般是采用成組使用的方式，鋰電池通常設(shè)置在電池箱中。而鋰電池組使用過程中，電池箱的溫度控制對(duì)其使用的安全和可靠性具有重要的影響，由于電池箱體龐大，電池箱體與外界存在著熱交換以及電池自身的發(fā)熱，累計(jì)之后電池包內(nèi)的溫度將不斷上升，嚴(yán)重影響電池的使用壽命。比如電池箱內(nèi)溫度過高會(huì)直接導(dǎo)致電池組放電性能下降，電池的使用壽命衰減，溫度過高可能導(dǎo)致電池組無法正常使用，還有可能帶來安全問題。

為了保證電池組能較好的工作，電池箱的設(shè)計(jì)變得尤為重要，為了實(shí)現(xiàn)溫度控制，現(xiàn)有技術(shù)中的電池箱通常采用通風(fēng)冷卻進(jìn)行散熱，同時(shí)會(huì)采用相應(yīng)的加熱控制溫度避免溫度過低。比如中國專利公開號(hào)CN203967140U(申請(qǐng)?zhí)?01420304972.5)，該實(shí)用新型專利公開了一種電池箱，包括：箱體，箱體內(nèi)中空形成容置腔，一側(cè)形成進(jìn)風(fēng)口，另一側(cè)形成出風(fēng)口；制冷片，制冷片設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口；進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇，進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇設(shè)置在箱體內(nèi)側(cè)，并且進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇與進(jìn)風(fēng)口相通；外部溫度傳感器，外部溫度傳感器設(shè)置在箱體外側(cè)；電池包，電池包容置在容置腔中；加熱膜，加熱膜貼附在電池箱內(nèi)；以及內(nèi)部溫度傳感器，內(nèi)部溫度傳感器設(shè)置在電池包上。這種電池箱，通過制冷片、進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇、加熱膜和內(nèi)部溫度傳感器，當(dāng)電池包溫度較高時(shí)，啟動(dòng)制冷片和進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇降溫，當(dāng)電池包溫度較低時(shí)，啟動(dòng)加熱膜加溫箱體內(nèi)部空氣。這種電池箱能夠?qū)?nèi)部電池包的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

但是上述專利存在以下不足：

1、將外界氣體、粉塵帶入電池箱體內(nèi)部，使外界氣體、粉塵與電池接觸，容易腐蝕電池，對(duì)電池造成不可逆損壞，粉塵進(jìn)入容易造成電池短路，帶來安全隱患；

2、在濕度較大環(huán)境下運(yùn)行，電池箱內(nèi)部濕度會(huì)加大，嚴(yán)重影響電池的壽命及使用安全；

3、通過簡(jiǎn)單的風(fēng)扇處理很容易造成電池箱內(nèi)部風(fēng)道分布不均勻造成電芯溫度差異較大，嚴(yán)重影響電芯壽命和使用安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制的電池箱，解決電池箱與外界的熱交換以及電池箱內(nèi)部熱量的消除，使電池箱工作在一個(gè)理想的溫度范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述的能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制的電池箱，包括：電池箱本體，以及設(shè)置在電池箱本體內(nèi)部的若干電池組，其中：

所述電池箱本體內(nèi)設(shè)計(jì)成貨架形式，包含若干層和若干列，用于放置電池組，其中列與列之間預(yù)留間隙，層與層之間預(yù)留間隙，這些間隙形成通風(fēng)道，保證整個(gè)氣體的流暢，使電池與氣流充分接觸，達(dá)到溫度均衡；

所述電池箱本體內(nèi)采用矩管作為貨架的骨架形成各列和各層，所述矩管同時(shí)作為風(fēng)道，并且在所述矩管上設(shè)置大小不等的出風(fēng)口，使出風(fēng)口正對(duì)電池組中預(yù)留的通風(fēng)道，通過出風(fēng)口的大小調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，從而使冷風(fēng)有了一個(gè)大致的分布，同時(shí)，通過通風(fēng)道、出風(fēng)口以及矩管的風(fēng)道使電池箱內(nèi)部風(fēng)量均勻分布，達(dá)到溫度調(diào)控的目的。

進(jìn)一步的，在所述電池箱主體內(nèi)部主出風(fēng)區(qū)域設(shè)置導(dǎo)風(fēng)部件，所述主出風(fēng)區(qū)域設(shè)有主出風(fēng)口，所述導(dǎo)風(fēng)部件與所述主出風(fēng)口平行安裝，在所述導(dǎo)風(fēng)部件上開大小不等的通風(fēng)口，通風(fēng)口數(shù)量從上向下逐漸減少，以此來細(xì)調(diào)所述導(dǎo)風(fēng)部件上流過的風(fēng)量，使每個(gè)電池接觸的風(fēng)量盡可能的均勻。

進(jìn)一步的，所述電池箱本體，其內(nèi)部貼裝一層用于隔絕熱交換的保溫部件。保溫部件的導(dǎo)熱系數(shù)非常低，從而達(dá)到隔絕熱交換的目的，使外界熱量盡可能少的傳遞到電池箱內(nèi)部。

進(jìn)一步的，所述電池箱本體，其設(shè)有用于消除電池箱內(nèi)熱量的冷卻系統(tǒng)，使電池工作在一個(gè)理想溫度范圍，從而達(dá)到溫控的目的。

進(jìn)一步的，所述冷卻系統(tǒng)可以是設(shè)置在所述電池箱本體四周的、具有除濕功能的空調(diào)。

進(jìn)一步的，所述電池箱本體，其內(nèi)部均勻分布有用于采集電池的溫度的溫度采樣部件。

本實(shí)用新型電池箱本體采用全密封設(shè)計(jì)，IP防護(hù)等級(jí)為IP65，可以有效的防止粉塵等進(jìn)入，通過風(fēng)道及導(dǎo)風(fēng)部件有效的保證了電池箱內(nèi)部風(fēng)道的均勻，從而使電芯的溫度接近一致，通過冷卻系統(tǒng)可以對(duì)電池箱進(jìn)行除濕操作有效的保證了電池箱在使用過程中的安全性，同時(shí)也保障了電池的使用壽命。全密封設(shè)計(jì)是指整個(gè)箱體設(shè)計(jì)包含空調(diào)在內(nèi)。冷卻系統(tǒng)的出風(fēng)口和電池箱本體主梁(矩管)連接，通過主梁 (矩管)將冷風(fēng)帶入電池箱本體內(nèi)部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果：

本實(shí)用新型方案成功的解決了電池箱內(nèi)部溫度調(diào)控的問題，可以使得電池箱內(nèi)部工作溫度范圍控制在10-25℃；電池箱內(nèi)部溫差控制在5℃，電池壽命保證了最大化，極大的節(jié)約了更換電池的成本；進(jìn)一步的，通過空調(diào)冷卻有效的減少了海上腐蝕氣體進(jìn)入電池箱內(nèi)部，減少對(duì)電池的損壞，同時(shí)，空調(diào)自身具有除濕功能，可以避免電池箱內(nèi)部由于溫差帶來的冷凝水，保障了電池內(nèi)部的安全。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本實(shí)用新型電池箱的總體原理圖；

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中電池箱中電池組示意圖；

圖3-4為本實(shí)用新型一實(shí)施例中導(dǎo)風(fēng)部件示意圖；

圖中：1為電池箱本體，2為電池組，3為列與列之間的間隙，4為層與層之間的間隙，5為矩管，6為出風(fēng)口，7為導(dǎo)風(fēng)部件，8為冷卻系統(tǒng)，9為保溫部件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1-4所示，一種能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制的電池箱，包括：電池箱本體1，以及設(shè)置在電池箱本體1內(nèi)部的若干電池組2，其中：所述電池箱本體1內(nèi)設(shè)計(jì)成貨架形式，貨架包含若干層和若干列，用于放置電池組2，其中列與列之間預(yù)留間隙3，層與層之間預(yù)留間隙4，這些間隙形成通風(fēng)道，保證整個(gè)氣體的流暢，使電池與氣流充分接觸，達(dá)到溫度均衡；

所述電池箱本體1內(nèi)采用矩管5作為貨架的骨架形成各列和各層，所述矩管5同時(shí)作為風(fēng)道并且在所述矩管5上設(shè)置大小不等的出風(fēng)口6，使出風(fēng)口6正對(duì)電池組2中預(yù)留的通風(fēng)道，通過出風(fēng)口6的大小調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，從而使冷風(fēng)有了一個(gè)大致的分布，同時(shí)，通過通風(fēng)道、出風(fēng)口6以及矩管5的風(fēng)道使電池箱內(nèi)部風(fēng)量均勻分布，達(dá)到溫度調(diào)控的目的。

進(jìn)一步的，在所述電池箱本體1內(nèi)部主出風(fēng)區(qū)域設(shè)置導(dǎo)風(fēng)部件7，所述主出風(fēng)區(qū)域設(shè)有主出風(fēng)口6，所述導(dǎo)風(fēng)部件7與所述主出風(fēng)口6平行安裝，在所述導(dǎo)風(fēng)部件7上開大小不等的圓形通風(fēng)口，通風(fēng)口數(shù)量從上向下逐漸減少，以此來細(xì)調(diào)所述導(dǎo)風(fēng)部件7上流過的風(fēng)量，使每個(gè)電池接觸的風(fēng)量盡可能的均勻。從而通過導(dǎo)風(fēng)部件7對(duì)風(fēng)量進(jìn)行細(xì)調(diào)。所述主出風(fēng)區(qū)域可以根據(jù)需要設(shè)置，比如可以是在電池箱本體1內(nèi)貨架的骨架(矩管)處。如圖3中所示，為貨架的每層矩管處。

進(jìn)一步的，所述電池箱本體1，其內(nèi)部貼裝一層導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫部件9，從而達(dá)到隔絕熱交換的目的，使外界熱量盡可能少的傳遞到電池箱內(nèi)部。

進(jìn)一步的，所述電池箱本體1，其設(shè)有冷卻系統(tǒng)8，通過冷卻系統(tǒng)8來消除電池箱內(nèi)的熱量，使電池工作在一個(gè)理想溫度范圍，從而達(dá)到溫控的目的。

進(jìn)一步的，所述冷卻系統(tǒng)8可以是設(shè)置在所述電池箱本體1四周的、具有除濕功能的空調(diào)。

根據(jù)本實(shí)用新型，采用上述的貨柜形式的電池成組的方案，并設(shè)計(jì)導(dǎo)風(fēng)板，通過導(dǎo)風(fēng)板調(diào)節(jié)電池組2層與層、列與列之間的風(fēng)量，使電池組2達(dá)到風(fēng)量的均勻，避免電池組2溫度的差異；同時(shí)，利用電池箱主體的矩管5作為主風(fēng)道，并在主風(fēng)道上根據(jù)電池成組的方案與熱量聚焦的程度，適當(dāng)加開小的出風(fēng)口6來平衡電池箱內(nèi)部的熱量；通過保溫部件9盡量將外界熱量屏蔽在外，通過冷卻系統(tǒng)8平衡電池箱內(nèi)電池的自發(fā)熱，從而讓電池工作在一個(gè)合理的溫度范圍。

本實(shí)用新型在工作時(shí)：通過電池箱內(nèi)部均勻分布的溫度采樣點(diǎn)采集電池的溫度，根據(jù)電池的溫度來啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)8，冷卻系統(tǒng)8根據(jù)已經(jīng)分布在電池箱內(nèi)部的風(fēng)道及導(dǎo)風(fēng)部件7將風(fēng)均勻的送達(dá)每個(gè)電池，使電芯溫度基本保持一直，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池溫度信息，當(dāng)電池溫度達(dá)到關(guān)閉冷卻系統(tǒng)8條件，即停止冷卻系統(tǒng)8工作以達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)電池溫度再次上升，重新啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)8，如此反復(fù)循環(huán)保障電池箱內(nèi)部溫度在一個(gè)理想狀態(tài)。

基于上述電池箱總體的結(jié)構(gòu)和原理，以下提供本實(shí)用新型一個(gè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：

本實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用于上海某港碼頭運(yùn)輸集裝箱的自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(AGV)的動(dòng)力總成部分，為AGV提供持續(xù)的動(dòng)力。

本實(shí)驗(yàn)中采用日本湯淺鋰電池作為動(dòng)力電池，整個(gè)電池的儲(chǔ)存能量為330KWH。電池箱長寬高分別為3000X3000X800(mm)，電池箱龐大外界的熱輻射為3000w，電池箱內(nèi)部空間比較狹小，電池發(fā)熱為1000w，對(duì)溫度是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。由于電池箱整體造價(jià)比較高，單個(gè)電池包電池成本在150萬人民幣，保障電池的使用壽命對(duì)整個(gè)電池包至關(guān)重要，溫度技術(shù)成為決定電池包成敗的關(guān)鍵因素，且電池箱應(yīng)用在上海某港，位于海邊，海邊的腐蝕氣體將嚴(yán)重影響到電池的使用壽命，所以電池箱的防護(hù)等級(jí)較高達(dá)到IP65，使溫控更加困難。

本實(shí)驗(yàn)中采用貨架形式設(shè)計(jì)電池成組方案，如圖2所示，即：電池箱本體內(nèi)設(shè)計(jì)成貨架形式，包含多層和多列，用于放置電池組，其中列與列之間預(yù)留間隙，層與層之間預(yù)留間隙，這些間隙形成通風(fēng)道，保證整個(gè)氣體的流暢，使電池與氣流充分接觸，達(dá)到溫度均衡；

同時(shí)，電池箱本體內(nèi)采用矩管作為貨架的骨架，所述矩管同時(shí)作為風(fēng)道，在所述矩管上設(shè)置大小不一的出風(fēng)口，通過出風(fēng)口的大小調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，從而使冷風(fēng)有了一個(gè)大致的分布。如圖2所示。

如圖3-4所示，在矩管上開大小不等的出風(fēng)口，使出風(fēng)口正對(duì)電池成組方案中預(yù)留的通風(fēng)道，通過通風(fēng)道、通風(fēng)孔以及矩管的風(fēng)道使電池箱內(nèi)部風(fēng)量均勻分布，達(dá)到溫度調(diào)控的目的。

本實(shí)驗(yàn)中，在電池箱的內(nèi)部貼裝一層導(dǎo)熱系數(shù)非常低的保溫棉，從而達(dá)到隔絕熱交換的目的，使外界熱量盡可能少的傳遞到電池箱內(nèi)部。

本實(shí)驗(yàn)中，冷卻系統(tǒng)采用四臺(tái)空調(diào)分布在電池箱的四周(空調(diào)放在在電池箱本體之外)通過空調(diào)來消除電池箱內(nèi)的熱量，使電池工作在一個(gè)理想溫度范圍，從而達(dá)到溫控的目的。

本實(shí)驗(yàn)中，電池箱本體的主框架以及導(dǎo)風(fēng)板對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在風(fēng)道暢通的地方通過減小出風(fēng)口及導(dǎo)風(fēng)板上通風(fēng)口數(shù)量達(dá)到減少風(fēng)量，風(fēng)道受阻的地方通過增大出風(fēng)口及增加導(dǎo)風(fēng)板上通風(fēng)口數(shù)量達(dá)到增加風(fēng)量目的，使風(fēng)量在整個(gè)電池箱內(nèi)部達(dá)到平衡。

綜上所述，上述實(shí)驗(yàn)通過在電池成組方案預(yù)留通風(fēng)道，通過導(dǎo)風(fēng)措施調(diào)節(jié)電池箱內(nèi)部不同位置風(fēng)量的大小，通過保溫措施盡量將外界熱量屏蔽在外，通過冷卻系統(tǒng)平衡電池箱內(nèi)電池的自發(fā)熱，從而讓電池工作在一個(gè)合理的溫度范圍，通過空調(diào)冷卻有效的減少了海上腐蝕氣體進(jìn)入電池箱內(nèi)部，減少對(duì)電池的損壞；空調(diào)自身具有除濕功能，可以避免電池箱內(nèi)部由于溫差帶來的冷凝水，保障了電池內(nèi)部的安全。

上述實(shí)驗(yàn)很好的解決了存在的技術(shù)問題，依據(jù)電池最佳工作溫度為10～25℃，將電池最高溫度控制在25℃(電池溫度過高或者過低都將影響到電池的使用壽命和續(xù)航里程)，使整個(gè)電池包內(nèi)電池溫度控制在一個(gè)理想的狀態(tài)，其使用壽命，續(xù)航里程等都將大幅提高，有效的節(jié)約了成本。實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型對(duì)于電池組的溫度控制具有非常好的效果。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。