本發(fā)明涉及一種用于電動車輛的新型驅(qū)動電池箱，特別涉及一種用于大學(xué)生方程式賽車的電池箱。

背景技術(shù)：

中國大學(xué)生方程式汽車大賽是一項由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)學(xué)生在校學(xué)生組隊參加的方程式賽車設(shè)計與制造比賽。要求各車隊參照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，在一年內(nèi)設(shè)計和制造出一輛在加速、制動、操控性能等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座賽車。

其中動力電池箱是方程式賽車體系中的關(guān)鍵組成部件。因此要求電池箱在不影響方程式賽車動力性能的同時，也能夠起到保證高壓電池組得到安全的保護(hù)的作用。本新型主要是針對當(dāng)前國內(nèi)多數(shù)車隊制造的電池箱存在諸多缺點(diǎn)而提出的，當(dāng)前大學(xué)生方程式賽車用電池主要不足如下：

1.箱體笨重，箱體形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

當(dāng)前的大學(xué)生方程式賽車因?yàn)椴贾每臻g不足，多數(shù)車隊把電池箱設(shè)計成多箱式，這樣不利于電池箱的輕量化設(shè)計，同時增加了外部高低壓線束的數(shù)量，從而增加了電池箱的制造成本，降低了安全性能；箱體形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易導(dǎo)致制造過程復(fù)雜，安裝、拆卸難度大大提高等諸多問題。

2.空間利用率低，內(nèi)部零件布置不緊湊，占用空間大。

大學(xué)生方程式汽車大賽要求賽車結(jié)構(gòu)緊湊，對電池箱的占用空間要求高，從而如何合理充分利用電池箱內(nèi)部空間是一大技術(shù)難點(diǎn)。當(dāng)前多數(shù)車隊設(shè)計制造的電池箱內(nèi)部的空間利用率低，箱體內(nèi)部零件擺放不夠緊湊合理，造成箱體內(nèi)部布線雜亂，大量空間冗余，進(jìn)而造成整個電池箱占用空間大。

3.散熱性能差，密封防水性能差。

電池組電壓高，電流大，產(chǎn)熱快，熱量聚集嚴(yán)重，容易導(dǎo)致穩(wěn)定性差，壽命縮短等問題。當(dāng)前多數(shù)車隊設(shè)計制造的電池箱在通風(fēng)散熱問題方面未得到解決，電池箱內(nèi)部不能得到有效的散熱，同時不能做到第一時間排出電池產(chǎn)生的具有安全隱患的氣體；當(dāng)前多數(shù)車隊設(shè)計制造的電池箱采用風(fēng)冷式箱體設(shè)計存在防水密封性能差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對當(dāng)前大學(xué)生方程式賽車用電池箱存在的以上不足，本發(fā)明的目的是：提供一種輕量化、形狀結(jié)構(gòu)簡單、空間利用率高、內(nèi)部零件布置緊湊、占用空間小、有良好的散熱和防水密封性能的大學(xué)生方程式賽車用電池箱，以克服現(xiàn)有大部分電池箱的不足，主要發(fā)明內(nèi)容區(qū)別于當(dāng)前大學(xué)生設(shè)計制造的電池箱如下：

本發(fā)明采用一體式設(shè)計，相比于多箱式電池箱，一體式電池箱的高低壓線束數(shù)量大大減少，箱體內(nèi)部熔斷器、電池絕緣繼電器、高低壓接插件、電壓表等的數(shù)量減半，從而電池箱整體重量大大減??；一體式電池箱還可以優(yōu)化外部形狀結(jié)構(gòu)，使其與車架提供的安裝空間相配合，便于生產(chǎn)加工，同時方便安裝、拆卸和維護(hù)。

本發(fā)明充分利用方程式賽車座椅后端與電機(jī)前端這部分空間，結(jié)合車架、車身及電池箱周圍可能與電池箱產(chǎn)生干涉的部件，設(shè)計、加工出特有的箱體外形。整電池箱大體分為三大模塊：電池組、監(jiān)控系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊；其中，監(jiān)控系統(tǒng)置于電池組上方，驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊置于電池組前方；監(jiān)控系統(tǒng)的從控模塊與所監(jiān)測的電池組在空間位置上一一對應(yīng)，從電池組引出的監(jiān)測線對應(yīng)分成五束依次與五個從控模塊連接，布置線路整潔明了，互不干涉；連接電池組與驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊的高壓電纜沿箱體前端兩個斜側(cè)板走線，縮短電池箱整體長度；用于電池組間電氣連接的維護(hù)接頭交錯布置在監(jiān)控系統(tǒng)周圍，降低電池箱整體高度，以保證賽車行駛過程過程中的操穩(wěn)性；上述布線方式大大提高了電池箱內(nèi)部空間的利用率，是電池箱整體占用空間大大減小。

本發(fā)明采用風(fēng)冷型散熱方式，絕緣箱體內(nèi)部設(shè)置散熱通風(fēng)風(fēng)道，箱體側(cè)板一端設(shè)置有兩個進(jìn)風(fēng)口，另一端設(shè)置有兩個出風(fēng)口；所述進(jìn)、出風(fēng)口處設(shè)置有防塵濾網(wǎng)；所述進(jìn)、出風(fēng)口出各安裝一個散熱風(fēng)扇，其中進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置的風(fēng)扇為吸風(fēng)風(fēng)扇，出風(fēng)口處設(shè)置的風(fēng)扇為引風(fēng)風(fēng)扇；優(yōu)選地，所述散熱風(fēng)扇采用大風(fēng)量、散熱面積廣的散熱風(fēng)扇，對所有電芯進(jìn)行散熱，所述散熱風(fēng)扇外覆蓋防水百葉窗，以達(dá)到防水效果。

附圖說明

圖1為電池箱三維示意圖

圖2為絕緣箱體三維示意圖

圖3為電池箱內(nèi)部三維示意圖

圖4為電池組內(nèi)部俯視圖

圖5為電池組三視圖及三維示意圖

圖6為監(jiān)控系統(tǒng)三視圖及三維示意圖

圖7為驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊示意圖

圖8為電路原理圖

附圖標(biāo)記說明如下：

絕緣箱體-1，絕緣箱蓋-2，電池組,3，監(jiān)控系統(tǒng)-4，驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊-5，高壓接插件-6，維護(hù)接頭-7，霍爾電流傳感器-8，散熱風(fēng)扇-9，高壓線纜-10，高壓接插件安裝通孔-11，低壓接插件安裝通孔-12，進(jìn)風(fēng)口-13，出風(fēng)口-14，隔板-15，通風(fēng)口-16，低壓接插件-17。

其中，電芯-3-1，電芯支架盒體-3-2，電芯支架上蓋-3-3，銅排-3-4，安裝螺栓-3-5。

從控模塊-4-1，主控模塊-4-2，固定環(huán)氧板-4-3，吊耳-4-4。

電池絕緣繼電器-5-1，預(yù)充電繼電器-5-2，預(yù)充電阻-5-3，熔斷器-5-4，固定環(huán)氧板-5-5。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。文中所述“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”均以附圖中的電池箱各部件以及電池箱的放置狀態(tài)為參照。

結(jié)合說明書附圖1至8，本發(fā)明的實(shí)施方式為：本發(fā)明所述一種用于電動車輛的新型驅(qū)動電池箱，包括絕緣箱體1以及與絕緣箱體1上端開口相適配的絕緣箱蓋2，絕緣箱體1與絕緣箱蓋2通過安裝螺栓固定連接在一起；所述絕緣箱體設(shè)計成外部形狀結(jié)構(gòu)簡單、與車架提供的空間結(jié)構(gòu)相配合；所述絕緣箱體采用2mm厚的q235冷軋鋼板折彎、焊接而成，并在電池箱內(nèi)壁貼上formex絕緣布來實(shí)現(xiàn)防火絕緣；所述絕緣箱體左側(cè)壁設(shè)置有兩個圓形進(jìn)風(fēng)口13、右側(cè)壁設(shè)置有兩個圓形出風(fēng)口14，并在進(jìn)、出風(fēng)口處安裝散熱風(fēng)扇9，對內(nèi)部電池組3進(jìn)行散熱；在所述四個散熱風(fēng)扇外部分別覆蓋自制防水百葉窗，防止淋雨測試或者雨水天氣情況下外部水滴透過進(jìn)出風(fēng)口進(jìn)入箱體內(nèi)部，來達(dá)到良好的防水效果；所述絕緣箱體前端兩斜壁分別設(shè)置有用于安裝高壓接插件的通孔11，并安裝高壓接插件；所述絕緣箱體后壁設(shè)置有兩個用于安裝低壓接插件和連接bms的通訊接插件的通孔，并安裝對應(yīng)的低壓接插件和連接bms的通訊接插件；所述絕緣箱體內(nèi)部設(shè)置有隔板15將箱體內(nèi)部分成七個部分，其中，有兩塊隔板設(shè)置有通風(fēng)口，形成橫向散熱風(fēng)道；所述七個部分中有六個用于放置對應(yīng)的六個電池組3，另一個用于放置驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊5；所述六個電池組和驅(qū)動系統(tǒng)模塊5均通過安裝螺栓固定在絕緣箱體1底部；所述六個電池組之間用維護(hù)接頭7串聯(lián)在一起；監(jiān)控系統(tǒng)4放置于電池組上方，并通過安裝螺栓與絕緣箱體兩側(cè)壁和后壁連接固定。

所述電池組2包括108個電芯3-1、電芯支架盒體3-2、電芯支架上蓋3-3、銅排3-4、安裝螺栓3-5。電芯支架由防火abs板材料制成，電芯支架盒體與電芯支架上蓋互相連接；所述電芯支架盒體的四個側(cè)板均設(shè)置有用于散熱的通風(fēng)口，電芯支架上蓋設(shè)置有用于通過電壓和溫度檢測線的通孔以及用于通過電芯極耳的電極孔；電芯間通過用安裝螺栓連接正、負(fù)極極耳的方式串聯(lián)成一排電芯排，單體間用防火海綿隔開來避震并留有3mm的縫隙來對其進(jìn)行通風(fēng)散熱，其中，一排串聯(lián)9個電芯，一個電池組放置兩排所述電芯排；所述第一排電芯排的首個電芯的正極極耳、最后一個電芯的負(fù)極極耳分別穿過電芯支架上蓋的電極孔，所述第二排電芯排的首個電芯的負(fù)極極耳、最后一個電芯的正極極耳分別穿過電芯支架上蓋的電極孔；所述穿出電極孔的第一排電芯的負(fù)極極耳、第二排電芯的正極極耳通過安裝螺栓與長銅排串聯(lián)并固定于電芯支架上蓋3-3；所述傳出電極孔的第一排電芯的正極極耳、第二排電芯的負(fù)極極耳分別通過安裝螺栓與短銅排連接，并各自固定于電芯支架上蓋。

所述監(jiān)控系統(tǒng)4包括五個從控模塊4-1、一個主控模塊4-2、用于固定bms的環(huán)氧板4-3、若干個吊耳4-4、采集均衡線、溫度線、電源線、can通訊線等；所述五個從控模塊和主控模塊通過安裝螺栓固定于所述固定環(huán)氧板；所述固定環(huán)氧板4-4板邊安裝有若干個吊耳，并通過安裝螺栓將吊耳與絕緣箱體連接固定；從所述從控模塊接口引出的采集均衡線、溫度線與對應(yīng)檢測的電芯的極耳相連接，采集電芯的電壓值以及溫度值；所述can通訊線將所述五個從控模塊和主控模塊串聯(lián)在一起；從所述主控模塊接口引出的can通訊線、電源線與固定在絕緣箱體后壁的兩個低壓接插件相連接。

所述驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊5包括兩個電池絕緣繼電器5-1、預(yù)充電繼電器5-2、預(yù)充電阻5-3、熔斷器5-4、固定環(huán)氧板5-5、線束。所述電池絕緣繼電器、預(yù)充電繼電器、預(yù)充電繼電器、熔斷器按照設(shè)計好的擺放方法分別通過安裝螺栓固定于所述環(huán)氧板，所述環(huán)氧板通過安裝螺栓固定于絕緣箱體底部；所述擺放方法為將兩個電池絕緣繼電器放置于環(huán)氧板兩端，將預(yù)充電繼電器、預(yù)充電阻放置于環(huán)氧板中間，目的是將電池絕緣繼電器靠近電池組兩極與正負(fù)極接插件，以便縮短高壓電纜長度，為其他線束的布置增加了大量空間，充分利用剩余空間，器件緊湊放置，但又不影響各零件的走線及功能的實(shí)現(xiàn)；所述總負(fù)電池絕緣繼電器的正極與電池組的負(fù)極通過高壓電纜10連接在一起、負(fù)極與固定在絕緣箱體上的負(fù)極高壓接插件6通過高壓電纜連接在一起；所述總正電池絕緣繼電器的負(fù)極與熔斷器的正極通過安裝螺栓連接在一起、正極與固定在絕緣箱體1上的正極高壓接插件連接在一起，所述熔斷器的正極與電池組的負(fù)極通過高壓線纜連接在一起；所述預(yù)充電繼電器、預(yù)充電阻串聯(lián)后與所述總正電池絕緣繼電器并聯(lián)；所述兩個電池絕緣繼電器、預(yù)充電繼電器的電源線以及控制線分別與監(jiān)控系統(tǒng)4的主控模塊相連接。