CN108172928B - 电池包散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池包散热结构，包括底座、电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块，其中，所述固定组件为框架结构，并安装在底座上；所述电芯模组固定在固定组件中，并与固定组件和底座共同构成第一散热路径；所述数据采集与无线传输模块安装在固定组件的外壁上，并与固定组件和底座共同构成第二散热路径。采用本发明提供的电池包散热结构，结构新颖，易于实现，设计巧妙，导热能力优异，可靠性高，电芯模组和数据采集与无线传输模块发出的热量发出的热量能够稳定地传递至底座集中快速冷却，有效防止电芯模组和数据采集与无线传输模块过热。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车动力电池技术领域，具体涉及一种电池包散热结构。
背景技术
现有的纯电动汽车一次充满电一般耗时在一个小时以上，充电效率低下的问题迟迟无法得到解决，给驾驶员带来了诸多不便，已成为制约纯电动汽车推广和使用的关键因素。
由此人们提出了一种动力电池快换式纯电动汽车，其快换电池包能够由驾驶员在几分钟内独立更换完成，大致等同于甚至优于传统燃油汽车的一次加油时间。为提高这种电动汽车的使用便利性，不仅可以在各个地方设置快换电池包更换站点，而且可以在车上放置备用的快换电池包，以随时应对不时之需。由于快换电池包内的电芯模组、数据采集与无线传输模块和电控模块在使用过程中均会发出热量，尤其电芯模组的发热量更是较大，但是快换电池包结构紧凑、体积小巧，导致散热空间有限，需要将热量导出集中冷却，因此，急需设计一套导热能力优秀的电池包散热结构。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种电池包散热结构，导热能力优异，稳定可靠，能够将热量集中导出至底座上，以便于集中快速冷却。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种电池包散热结构，其要点在于：包括底座、电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块，其中，所述固定组件为框架结构，并安装在底座上；所述电芯模组固定在固定组件中，并与固定组件和底座共同构成第一散热路径；所述数据采集与无线传输模块安装在固定组件的外壁上，并与固定组件和底座共同构成第二散热路径。
采用以上结构，通过第一散热路径能够将电芯模组发出的热量经固定组件传递至底座上，通过第二散热路径能够将数据采集与无线传输模块发出的热量经固定组件传递至底座上，设计巧妙，结构简单，导热能力优异，可靠性高，电芯模组和数据采集与无线传输模块发出的热量发出的热量能够稳定地传递至底座集中快速冷却，有效防止电芯模组和数据采集与无线传输模块过热。
作为优选：在所述底座上盖合有箱体总成，该箱体总成与底座合围形成容置腔室，所述电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块均位于该容置腔室中；所述箱体总成的其中一个侧外壁上具有与其一体成型的电控箱，在该电控箱安装有电控模块，在所述电控箱的一侧壁上安装有平衡阀。采用以上结构，箱体总成能够对电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块提供有效地保护以及密封，防止快换电池包进水进尘，同时，电控模块安装在箱体总成上的电控箱中，由于电控模块相对于电芯模组发热量较少，当电控箱内热量聚集时，电控箱内气压高于外部，通过开启平衡阀，平衡内外气压即能实现有效的散热，这样的设计结构简单，易于实现，成本低廉。
作为优选：所述固定组件包括模组固定底框和模组固定顶板，其中，所述模组固定顶板盖合在模组固定底框上，并与模组固定底框合围形成长方体形的框架结构，所述电芯模组固定在该框架结构内，所述数据采集与无线传输模块安装在模组固定顶板上。采用以上结构，固定组件既能够快速有效地导出电芯模组和数据采集与无线传输模块发出的热量，又能够可靠地固定电芯模组和数据采集与无线传输模块。
作为优选：所述模组固定底框包括一个矩形的底板部、两个长侧板部和两个短侧板部，两个所述长侧板部和两个短侧板部各自两两相对设置，且分别自底板部的外缘向上延伸，所述长侧板部的高度高于短侧板部的高度，该长侧板部的上缘向内弯折后再向上弯折形成限位连接部；所述模组固定顶板与两个长侧板部对应的两侧外缘向上弯折形成安装连接部，该安装连接部与对应的限位连接部固定连接，所述模组固定顶板与两个短侧板部对应的两侧外缘向下弯折形成电芯限定部。采用以上结构，能够可靠地限定电芯模组，以适应于较为恶劣的工况，有效导出电芯模组发出的热量的同时，对电芯模组起到保护作用。
作为优选：所述底座为上部开口的盒状结构，所述模组固定底框的下部嵌入底座内。采用以上结构，底座能够有效固定和支撑模组固定底框。
作为优选：所述电芯模组由并排连接的电芯单元组成，所述电芯单元由一个导热铝板和两块电芯组成，两块所述电芯分别位于导热铝板的两侧壁上，所述导热铝板的上下两侧外缘弯折形成搭接部，两个搭接部分别搭接在相邻导热铝板的对应搭接部上，且均固定组件的内壁贴合；所述第一散热路径依次由电芯、导热铝板、固定组件和底座构成，所述电芯发出的热量依次经导热铝板和固定组件传递到底座上。采用以上结构，每个导热铝板能够同时导出两块电芯发出的热量，防止电池包内的电芯温度过高，并且，一个电芯单元的导热铝板的搭接部能够搭接在相邻电芯单元的导热铝板的搭接部上，既实现整体导热，提高了导热效率，又能够防止电池包内的某一些电芯单元因导热不畅而温度过高。
作为优选：所述电芯包括电池安装板和分别位于电池安装板两侧壁上的两块电池，其中一块所述电池远离电池安装板的一侧表面与导热铝板的一侧壁贴合，所述电池安装板的上下两侧外缘弯折形成导热部，该导热部分别与对应搭接部贴合。采用以上结构，通过电池安装板的导热部能够将两块电池的热量有效传递到导热铝板上，结构简单可靠，设计合理。
作为优选：所述导热铝板与底座之间设置有硅胶导热胶垫。采用以上结构，能够有效提高导热铝板与底座之间导热效率。
作为优选：所述数据采集与无线传输模块包括保护壳体和集成电路板，所述保护壳体安装在固定组件的外壁上，所述集成电路板安装在保护壳体内；所述第二散热路径依次由集成电路板、保护壳体、固定组件和底座构成，所述集成电路板发出的热量依次经保护壳体和固定组件传递到底座上。采用以上结构，能够有效地导出数据采集与无线传输模块发出的热量传递到底座上，防止数据采集与无线传输模块过热，且结构紧凑，合理利用了电池包内部的有限空间。
作为优选：所述保护壳体的底部具有至少一个导热硅胶安装口，在各个导热硅胶安装口内均设置有导热硅胶片，各个导热硅胶片的两侧表面分别与固定组件和集成电路板贴合。采用以上结构，导热硅胶片更加高效地将集成电路板的热量导出至固定组件上，防止集成电路板过热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的电池包散热结构，结构新颖，易于实现，设计巧妙，导热能力优异，可靠性高，电芯模组和数据采集与无线传输模块发出的热量发出的热量能够稳定地传递至底座集中快速冷却，有效防止电芯模组和数据采集与无线传输模块过热。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为箱体总成与底座的连接关系示意图；
图3为图1去除模组固定顶板和数据采集与无线传输模块的示意图；
图4为电芯单元的内部结构示意图；
图5为导热铝板的结构示意图；
图6为电芯的结构示意图；
图7为固定组件的结构示意图；
图8模组固定顶板和数据采集与无线传输模块的连接关系示意图；
图9为导热硅胶安装口的位置示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种电池包散热结构，包括底座1、箱体总成2、电芯模组3、固定组件4和数据采集与无线传输模块5。所述箱体总成2与底座1合围形成容置腔室，所述电芯模组3、固定组件4和数据采集与无线传输模块5均位于该容置腔室中，并且，所述固定组件4为框架结构，并安装在底座1上。
散热一：所述箱体总成2的其中一个侧外壁上具有与其一体成型的电控箱21，在该电控箱21安装有电控模块，在所述电控箱21的一侧壁上安装有用于对该电控模块散热的平衡阀6。当电控模块检测到电控箱21温度较高时，平衡阀6打开释放热量。
散热二：所述电芯模组3固定在固定组件4中，并与固定组件4和底座1共同构成第一散热路径。
散热三：所述数据采集与无线传输模块5安装在固定组件4的外壁上，并与固定组件4和底座1共同构成第二散热路径。
请参见图1和图3，所述底座1采用金属材质，优选为铝合金，不仅导热能力好，利于散热，而且重量轻，结构强度高。该底座1为上部开口的盒状结构，以便于固定固定组件4。
请参见图1、图3和图4，所述固定组件4包括模组固定底框41和模组固定顶板42。其中，所述模组固定底框41的下部嵌入底座1内。所述模组固定顶板42盖合在模组固定底框41上，并与模组固定底框41合围形成长方体形的框架结构，所述电芯模组3固定在该框架结构内，所述数据采集与无线传输模块5安装在模组固定顶板42上。
具体地说，所述模组固定底框41包括一个矩形的底板部411、两个长侧板部412和两个短侧板部413，两个所述长侧板部412和两个短侧板部413各自两两相对设置，且分别自底板部411的外缘向上延伸，所述长侧板部412的高度高于短侧板部413的高度，该长侧板部412的上缘向内弯折后再向上弯折形成限位连接部412a，所述模组固定顶板42与两个长侧板部412对应的两侧外缘向上弯折形成安装连接部421，该安装连接部421与对应的限位连接部412a通过螺钉固定连接，所述模组固定顶板42与两个短侧板部413对应的两侧外缘向下弯折形成电芯限定部422，以便于可靠地固定电芯模组3。
两个所述两个短侧板部413的上缘向外翻折形成搭接在底座1的上缘上的底座连接部413a，两个所述长侧板部412的下部分别通过冲压工艺冲开成型有多个搭接在底座1上缘上的底座搭接部412b。所述底座搭接部412b和底座连接部413a上均具有至少一个螺钉安装缺口，该螺钉安装缺口分别与所述底座1的螺纹连接孔对应，使底座1通过螺钉分别与底座搭接部412b和底座连接部413a固定连接。
请参见图1、图3～图6，所述电芯模组3由并排连接的电芯单元31组成，所述电芯单元31由一个导热铝板311和两块电芯312组成，两块所述电芯312分别位于导热铝板311的两侧壁上，所述导热铝板311的上下两侧外缘弯折形成搭接部311a，两个搭接部311a分别搭接在相邻导热铝板311的对应搭接部311a上，且均固定组件4的内壁贴合，即位于上部的搭接部311a与模组固定顶板42贴合，位于下部的搭接部311a与模组固定底框41贴合，并且，下部的搭接部311a与模组固定底框41之间设置有硅胶导热胶垫，以提高导热效率。
进一步地，搭接部311a的部分向内凹陷形成台阶311a1。导热铝板311的搭接部311a的前端能够搭接在相邻导热铝板311的台阶311a1上，使多个导热铝板311共同构成一个稳定可靠的整体结构，实现整体导热，提高了导热效率。
所述电芯312包括电池安装板312a和分别位于电池安装板312a两侧壁上的两块电池312b，其中一块所述电池312b远离电池安装板312a的一侧表面与导热铝板311的一侧壁贴合，所述电池安装板312a的上下两侧外缘弯折形成导热部312a1，该导热部312a1分别与对应搭接部311a贴合。
所述第一散热路径依次由电芯312、导热铝板311、固定组件4和底座1构成，电池312b发出的热量具有两个热传递路径：一、与导热铝板311贴合的电池312b发出的热量依次经电池安装板312a、导热铝板311传递给固定组件4的模组固定底框41或模组固定顶板42，其中，传递到模组固定顶板42上的热量经模组固定底框41传递至底座，传递到模组固定底框41上的热量直接传递给底座1；二、与导热铝板311贴合的电池312b发出的热量不仅可以沿上述路径传递，还可以跳过电池安装板312a，直接传递给导热铝板311。
请参见图1、图8和图9，所述数据采集与无线传输模块5包括保护壳体51和集成电路板52，其中，保护壳体51包括壳体底座511和壳体盖子512，所述壳体底座511安装在固定组件4的模组固定顶板42上，所述壳体盖子512盖合在壳体底座511上，所述集成电路板52安装在壳体底座511和壳体盖子512合围形成的空间内。
所述壳体底座511上具有至少一个导热硅胶安装口511a，在各个导热硅胶安装口511a内均设置有导热硅胶片53，各个导热硅胶片c53的两侧表面分别与固定组件4的模组固定顶板42和集成电路板52贴合，以有效传递热量。
所述第二散热路径依次由集成电路板52、保护壳体51、固定组件4和底座1构成，所述集成电路板52发出的热量的传递路径有两个：一、集成电路板52发出的部分热量经壳体底座511传递给模组固定顶板42，再由模组固定顶板42传递给模组固定底框41，最终由模组固定底框41传递到底座1上；二、集成电路板52发出的部分热量经导热硅胶片53传递给模组固定顶板42，再由模组固定顶板42传递给模组固定底框41，最终由模组固定底框41传递到底座1上。由于导热硅胶片53的热传递效率高于壳体底座511，因此，集成电路板52发出的大部分热量由导热硅胶片53导出。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电池包散热结构，其特征在于：包括底座、箱体总成、电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块，所述箱体总成与底座合围形成容置腔室，所述电芯模组、固定组件和数据采集与无线传输模块均位于该容置腔室中，并且，所述固定组件为框架结构，并安装在底座上；
散热一：所述箱体总成的其中一个侧外壁上具有与其一体成型的电控箱，在该电控箱安装有电控模块，在所述电控箱的一侧壁上安装有用于对该电控模块散热的平衡阀，当电控模块检测到电控箱温度较高时，平衡阀打开释放热量；
散热二：所述电芯模组固定在固定组件中，并与固定组件和底座共同构成第一散热路径；
散热三：所述数据采集与无线传输模块安装在固定组件的外壁上，并与固定组件和底座共同构成第二散热路径；
所述底座采用铝合金，该底座为上部开口的盒状结构；
所述固定组件包括模组固定底框和模组固定顶板，所述模组固定底框的下部嵌入底座内，所述模组固定顶板盖合在模组固定底框上，并与模组固定底框合围形成长方体形的框架结构，所述电芯模组固定在该框架结构内，所述数据采集与无线传输模块安装在模组固定顶板上；
所述模组固定底框包括一个矩形的底板部、两个长侧板部和两个短侧板部，两个所述长侧板部和两个短侧板部各自两两相对设置，且分别自底板部的外缘向上延伸，所述长侧板部的高度高于短侧板部的高度，该长侧板部的上缘向内弯折后再向上弯折形成限位连接部，所述模组固定顶板与两个长侧板部对应的两侧外缘向上弯折形成安装连接部，该安装连接部与对应的限位连接部通过螺钉固定连接，所述模组固定顶板与两个短侧板部对应的两侧外缘向下弯折形成电芯限定部；
两个所述两个短侧板部的上缘向外翻折形成搭接在底座的上缘上的底座连接部，两个所述长侧板部的下部分别通过冲压工艺冲开成型有多个搭接在底座上缘上的底座搭接部，所述底座搭接部和底座连接部上均具有至少一个螺钉安装缺口，该螺钉安装缺口分别与所述底座的螺纹连接孔对应；
所述电芯模组由并排连接的电芯单元组成，所述电芯单元由一个导热铝板和两块电芯组成，两块所述电芯分别位于导热铝板的两侧壁上，所述导热铝板的上下两侧外缘弯折形成搭接部，两个搭接部分别搭接在相邻导热铝板的对应搭接部上，且位于上部的搭接部与模组固定顶板贴合，位于下部的搭接部与模组固定底框贴合，下部的搭接部与模组固定底框之间设置有硅胶导热胶垫；
搭接部的部分向内凹陷形成台阶，导热铝板的搭接部的前端能够搭接在相邻导热铝板的台阶上；
所述电芯包括电池安装板和分别位于电池安装板两侧壁上的两块电池，其中一块所述电池远离电池安装板的一侧表面与导热铝板的一侧壁贴合，所述电池安装板的上下两侧外缘弯折形成导热部，该导热部分别与对应搭接部贴合；
所述第一散热路径依次由电芯、导热铝板、固定组件和底座构成，电池发出的热量具有两个热传递路径：一、与导热铝板贴合的电池发出的热量依次经电池安装板、导热铝板传递给固定组件的模组固定底框或模组固定顶板，其中，传递到模组固定顶板上的热量经模组固定底框传递至底座，传递到模组固定底框上的热量直接传递给底座；二、与导热铝板贴合的电池发出的热量不仅可以沿上述路径传递，还可以跳过电池安装板，直接传递给导热铝板；
所述数据采集与无线传输模块包括保护壳体和集成电路板，其中，保护壳体包括壳体底座和壳体盖子，所述壳体底座安装在固定组件的模组固定顶板上，所述壳体盖子盖合在壳体底座上，所述集成电路板安装在壳体底座和壳体盖子合围形成的空间内；
所述壳体底座上具有至少一个导热硅胶安装口，在各个导热硅胶安装口内均设置有导热硅胶片，各个导热硅胶片的两侧表面分别与固定组件的模组固定顶板和集成电路板贴合；
所述第二散热路径依次由集成电路板、保护壳体、固定组件和底座构成，所述集成电路板发出的热量的传递路径有两个：一、集成电路板发出的部分热量经壳体底座传递给模组固定顶板，再由模组固定顶板传递给模组固定底框，最终由模组固定底框传递到底座上；二、集成电路板发出的部分热量经导热硅胶片传递给模组固定顶板，再由模组固定顶板传递给模组固定底框，最终由模组固定底框传递到底座上。
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