本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及純電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車用一種方形動(dòng)力電池成組液冷箱體。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車車的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)力電池，動(dòng)力電池性能的優(yōu)劣直接決定了電動(dòng)汽車的整車性能、安全與使用壽命等。在動(dòng)力電池各項(xiàng)性能參數(shù)中，溫度是影響電池的安全、性能和壽命的關(guān)鍵參數(shù)，過低則會(huì)導(dǎo)致整車性能下降，過高則可能會(huì)引發(fā)安全事故。

在高溫環(huán)境下，特別是在炎熱的夏季，動(dòng)力電池在充放電過程中和高溫環(huán)境下使用時(shí)會(huì)釋放出大量的熱，受空間影響產(chǎn)生熱量累積，如果該熱量不能及時(shí)被排出，熱量將會(huì)使得電池包的溫度上升，此時(shí)須啟動(dòng)散熱系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池冷卻；在低溫情況下，特別在寒冷的冬季，動(dòng)力電池工作性能很差，甚至無(wú)法正常運(yùn)行，此時(shí)必須對(duì)電池進(jìn)行加熱升溫，使之處于最佳的使用溫度水平。

而且，如果動(dòng)力電池組的散熱和加熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善，會(huì)引起電池包各個(gè)模塊溫度分布不均勻，使得每個(gè)電池單體的工作環(huán)境不一樣，這將嚴(yán)重影響單體電池性能的一致性，從而嚴(yán)重影響整個(gè)動(dòng)力電池組的使用壽命。

隨著新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池容量需求的增大，動(dòng)力電池箱體內(nèi)裝載的單體電池?cái)?shù)量在增多，但箱體空間有限，如何在一定空間內(nèi)布置足夠多的單體電池，并組織有效的加熱與散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就顯得異常關(guān)鍵。

動(dòng)力電池種類有很多，有根據(jù)正負(fù)極材料分類，有根據(jù)形狀規(guī)格進(jìn)行分類。從換熱的角度來說，影響換熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是單體電池的形狀。根據(jù)形狀，單體電池規(guī)格主要有方形、圓形、薄片等，其中方形動(dòng)力電池是新能源汽車行業(yè)普遍采用的一種形狀規(guī)格。

考慮到成本、密封性和安全性的因素，目前電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組散熱和加熱的傳熱介質(zhì)大都是氣體空氣。但是，使用空氣為介質(zhì)也有一些局限。一方面，由于需要加熱或冷卻的空氣需要流過每一塊電池單體，而車內(nèi)上千塊電池單體，電池單體之間的空隙很小，這造成了空氣流通的阻力太大，使得選用的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率增加，造成不必要的電能消耗，同時(shí)使得風(fēng)機(jī)的噪聲增加；有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)甚至沒有空隙，甚至根本無(wú)法充分進(jìn)入每一塊電池單體進(jìn)行空氣溫度調(diào)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)散熱和加熱功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的電動(dòng)汽車電池散熱和加熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足，到散熱和加熱的效果不好，為解決上述問題，提供一種方形動(dòng)力電池成組液冷箱體。

本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：

一種方形動(dòng)力電池成組液冷箱體，包括電池箱體，在電池箱體上設(shè)置有總進(jìn)出水模塊，總進(jìn)出水模塊上設(shè)置進(jìn)水總接頭和出水總接頭，在電池箱體內(nèi)設(shè)置有電池模塊，電池模塊由交替布置的電池板和液冷板組成，液冷板兩端分別與進(jìn)水總接頭和出水總接頭連接。

液冷板的兩端為空腔結(jié)構(gòu)，兩端的空腔結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置有進(jìn)水寶塔接頭和出水寶塔接頭，在液冷板中部設(shè)置有10-50條連通兩端空腔的細(xì)小流道。

進(jìn)水寶塔接頭和出水寶塔接頭通過連接管分別與進(jìn)水總接頭和出水總接頭連接。

液冷板表面涂覆有導(dǎo)熱硅脂材料。

電池箱體包括高度依次增加的箱體前段、箱體中段和箱體后段，箱體中段的寬度大于箱體前段的寬度，箱體中段和箱體后段的寬度相同。

在箱體前段設(shè)置兩層電池板，在兩層電池板之間設(shè)置一個(gè)液冷板構(gòu)成前段電池模塊，在箱體中段設(shè)置四層電池板，并在第一層電池板和第二層電池板之間及第三層電池板和第四層電池板之間均設(shè)置一個(gè)液冷板構(gòu)成中段電池模塊，在箱體的后段設(shè)置八層電池板，并在第一層電池板與第二層電池板之間、第三層電池板與第四層電池板之間、第四層電池板和第五層電池板之間及第七層電池板和第八層電池板之間均設(shè)置一個(gè)液冷板構(gòu)成后段電池模塊。

電池板包括3-10個(gè)并排布置的方形單體電池。

在液冷板上連接有A型分水管接頭、B型分水管接頭、A型回水管接頭、B型回水管接頭和T型回水管接頭。

A型分水管接頭和A型回水管接頭結(jié)構(gòu)相同，B型分水管接頭和B型回水管接頭結(jié)構(gòu)相同，和T型回水管接頭結(jié)構(gòu)相同，A型分水管接頭、B型分水管接頭、A型回水管接頭、B型回水管接頭和T型回水管接頭均包括母管和支管。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用液冷技術(shù)，通過液冷板與單體電池最大面的緊密接觸，使得單體電池與液冷板之間的傳熱效率實(shí)現(xiàn)最大化，液冷板內(nèi)的熱流體或冷流體的熱量或冷量能夠通過液冷板迅速傳遞給單體電池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的迅速升溫和降溫控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的方形動(dòng)力電池成組液冷箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體示意圖。

圖2是本發(fā)明圖1中拆去連接管后的箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖3是本發(fā)明圖1中僅保存液冷板的箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體示意圖。

圖4是本發(fā)明圖1中的液冷板立體示意圖。

圖5是本發(fā)明圖1中的液冷板端部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明圖1中的T形回水管接頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明圖1中的A型分水管接頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明圖1中的B型分水管接頭結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1是電池箱體；11是箱體前段；12是箱體中段；13是箱體后段；2是單體電池；3是總進(jìn)出水模塊；31是進(jìn)水總接頭；32是出水總接頭；41是A型分水管接頭；42是B型分水管接頭；43是A型回水管接頭；44是B型回水管接頭；45是T形回水管接頭；4a是母管；4b是支管；5是連接管；6是液冷板；61是端部；62是寶塔接頭；63是筋條；64是流道。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖8所示，電池箱體1為密封結(jié)構(gòu)，在電池箱體1側(cè)壁上設(shè)置總進(jìn)出水模塊3，總進(jìn)出水模塊3上貫穿設(shè)置進(jìn)水總接頭31與出水總接頭32。

在本實(shí)施例中，假設(shè)動(dòng)力電池箱體1的高度與寬度都是變化的，即，電池箱體1由高度依次增加的箱體前段11，箱體中段12和箱體后段13組成，且箱體中段12和箱體后段13的寬度相等，且比箱體前段11寬度大。

電池模塊的組合方式是，采用由方形電池的最小側(cè)面相緊挨方式將3-10個(gè)單體電池2并列平鋪擺放，且單體電池2的正負(fù)極均在同一側(cè)，如此構(gòu)成單層電池組合；由這樣的2-10單層電池組合垂直疊放，并在每層之間平鋪一塊液冷板6，構(gòu)成一組電池模塊。分別采用5個(gè)和7個(gè)單體電池2并列平鋪緊挨擺放形成兩種規(guī)格的單層電池組合；在電池模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，圖1中，由于箱體前段11高度低寬度窄，采用2組由7個(gè)單體電池2并列平鋪構(gòu)成的單層電池組合、且在2層之間平鋪一塊液冷板6構(gòu)成前段電池模塊；在箱體中段12，采用4組由5個(gè)單體電池2并列平鋪構(gòu)成的單層電池組合、且在第1與2層、第3與4層之間各平鋪一塊液冷板6構(gòu)成中段電池模塊；在箱體后段13，采用8組由5個(gè)單體電池2并列平鋪構(gòu)成的單層電池組合、且在第1與2層、第3與4層、第5與6層、第7與8層之間各平鋪一塊液冷板6構(gòu)成后段電池模塊。

根據(jù)電池箱體1內(nèi)部空間尺寸大小以平行或豎直于電池箱體1擺放多個(gè)這樣的電池模塊，也可以將單體電池2的底部緊挨著兩兩組合后平行擺放。在本實(shí)施例中，在箱體前段11，根據(jù)寬度的大小，以與電池箱體1平行的方式布置6個(gè)該種結(jié)構(gòu)的電池模塊，為便于固定，將6個(gè)電池模塊以兩兩背靠背方式擺放，；在箱體中段12，以與電池箱體1垂直的方式布置6個(gè)該種結(jié)構(gòu)的電池模塊；在箱體后段13，以與電池箱體1垂直的方式布置2個(gè)該種結(jié)構(gòu)的電池模塊。

以即，在本實(shí)施例中，在箱體前段11布置6塊液冷板6，其長(zhǎng)度是單體電池2寬度的7倍；在箱體中段12布置2塊液冷板6，在箱體后段13布置8塊液冷板6，這兩段位置處的共10塊液冷板6長(zhǎng)度是單體電池2寬度5倍。

液冷板6的寬度與單體電池2高度相等，以獲得最大的接觸換熱面積；液冷板6兩端的端部61是空腔，并各設(shè)置一個(gè)用于冷卻液流入流出的寶塔接頭62；液冷板6的中間部分均勻間隔鑿設(shè)10-50條細(xì)小流道64，空腔與流道64相通。在本實(shí)施例中，鑿設(shè)了20條細(xì)小流道64，相鄰流道64之間形成的筋條63，一方面起到分流冷卻液的作用，同時(shí)起到加強(qiáng)筋的作用，能夠承受動(dòng)力電池的重力和車輛行駛顛簸時(shí)的向下壓力。

液冷板6的兩側(cè)表面要求具有一定的平整度和光滑度，并在其表面涂覆有導(dǎo)熱硅脂材料，以便減小熱阻，增強(qiáng)傳熱速度與換熱效率。

為便于將多組液冷板6以并聯(lián)方式連通起來，設(shè)置多款結(jié)構(gòu)的分水管接頭。通過連接管5、不同規(guī)格的分水管接頭將各個(gè)液冷板6上的寶塔接頭62與進(jìn)水總接頭31連通，通過連接管5、回水管接頭將出水寶塔接頭62與出水總接頭32連通。

在本實(shí)施例中，分別設(shè)置了A型分水管接頭41、B型分水管接頭42、A型回水管接頭43、B型回水管接頭44、T形回水管接頭45，如圖6-8所示。A型分水管接頭41、B型分水管接頭42、A型回水管接頭43、B型回水管接頭44和T型回水管接頭45均包括母管4a和支管4b。母管4a為圓柱筒型水管，在母管4a的側(cè)壁上設(shè)置有放置直管4b的孔。

A型分水管接頭41與A型回水管接頭43結(jié)構(gòu)相同，均在母管4a上設(shè)有6個(gè)支管4b，分別置于箱體前段11動(dòng)力電池與箱體中段12動(dòng)力電池的間隙處，以及箱體前段11動(dòng)力電池與電池箱體1前端的空隙處。通過連接管5將A型分水管接頭41上的支管4b依次與箱體前段11的液冷板6一端的寶塔接頭62接通，用于箱體前段11的冷卻液分流；同樣，通過連接管5將A型回水管接頭43上的支管4b依次與液冷板6另一端的寶塔接頭62接通，用于箱體前段11的冷卻液回流匯集。

B型分水管接頭42與B型回水管接頭44結(jié)構(gòu)相同，均在母管4a上設(shè)有10個(gè)支管4b，分別置于箱體后段13的兩側(cè)空隙處。通過連接管5將B型分水管接頭42上的支管4b依次與箱體中段12和箱體后段13的液冷板6一端的寶塔接頭62接通，用于箱體中段12與箱體后段13的冷卻液分流；同樣，通過連接管5將B型回水管接頭44上的支管4b依次與液冷板6另一端的寶塔接頭62接通，用于箱體中段12與箱體后段13的冷卻液回流匯集。

T形回水管接頭45置于總進(jìn)出水模塊3附近，通過連接管5將其兩端的母管4a分別于A型回水管接頭43和B型回水管接頭44的一端母管4a接通，用于匯聚回流由A型回水管接頭43和B型回水管接頭44流出來的冷卻液。

總進(jìn)出水模塊3上的進(jìn)水總接頭31與出水總接頭32貫穿伸入電池箱體1內(nèi)部，在電池箱體1的內(nèi)部，通過連接管5將A型分水管接頭41的一端母管4a與進(jìn)水總接頭31接通，其另一端母管4a則與B型分水管接頭42的一端母管4a使用連接管5接通；出水總接頭32則與T形回水管接頭45的支管4b通過連接管5接通。

在使用的時(shí)候，除A型分水管接頭41外，A型回水管接頭43、B型分水管接頭42和B型回水管接頭44的母管4a另一端均須堵塞起來。

同時(shí)，在動(dòng)力電池箱體1外，由連接管5將加熱器、散熱器、微型泵，控制閥等與總進(jìn)出水模塊3上的進(jìn)水總接頭31與出水總接頭32連通起來，形成了液冷回路。在液冷回路中，進(jìn)行熱量傳遞的流體一般是去離子水與醇類的混合液。

主要工作過程是，在電池溫度過高時(shí)，啟動(dòng)散熱器、不啟動(dòng)加熱器，通過與單體電池2緊密接觸的液冷板6將電池的熱量傳遞給液冷板6中的流體工質(zhì)，流體流出動(dòng)力電池箱將熱量通過散熱器傳遞外界環(huán)境，達(dá)到電池散熱的目的；在電池溫度過低時(shí)，啟動(dòng)加熱器、不啟動(dòng)散熱器，加熱器將流體加熱，升溫后的流體進(jìn)入液冷板6，將熱量傳遞給單體電池2，達(dá)到加熱升溫的目的。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。