CN215184311U - 一种新能源电动汽车电池箱及其*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源电动汽车电池箱，包括上盖板、下盖板和外壳，还包括连接于上盖板和下盖板之间的电池架网格、设于下盖板中心的散热风扇、用于压缩CO²的气体储存罐，所述电池架网格的截面由若干个正六边形组成蜂窝状，电池架网格内部中空，用于放置电池，蜂窝芯处设有冷却水道；还提供了一种新能源电动汽车电池箱***，包括上述电池箱，本实用新型中，通过设置电池架网格、冷却水道和气体储存罐，对电池箱整体的强度和刚度有一定提高，提高了电池箱的散热功能，提高电池的使用寿命和容量，加强电池箱的安全性能。

Description

一种新能源电动汽车电池箱及其***

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种新能源电动汽车电池箱及其***。

背景技术

我国汽车行业发展还处于迅速发展时期，面临能源紧缺和环境污染两大难题，在国家政策的支持下，电动汽车获得迅猛的发展。对于电动汽车来说，动力电池组是影响电动汽车安全的最大因素，电动汽车电池箱作为动力电池组的载体，在电池组的安全性上承担了巨大的作用，因此各大车企在电动汽车电池箱的设计中投入大量研究，目的是打造性能更佳，安全性更高的电动汽车。目前的电动汽车电池箱存在以下几个问题1)传统液冷结构使电池排布过于紧密，电池发生损坏时，热量和有毒气体无法及时散出，甚至发生***。2)传统电池箱的消防能力、安全性存在不足，面对车辆碰撞情况下，电池箱易起火，且无灭火***。3)传统电池箱功能不够集成化，只能满足单一要求。

公开号为CN107394314A的中国发明专利公开了“一种基于液冷回路和主动加热的电动汽车电池箱”，此方案液冷回路比起传统风冷，冷却性能提高，但是此液冷结构使电池排布密集，电池中部散热不足，当有电池损坏起火时，有毒气体和热量无法及时散去。公开号为CN208336301U的中国实用新型专利公开了“一种空冷散热与液冷散热相结合的电动汽车电池箱体”，此方案结合了风冷和水冷的优点，使冷却效率最大化，但是没有消防灭火装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种新能源电动汽车电池箱及其***，通过设置呈蜂窝状的电池架网格、冷却水道和气体储存罐以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新能源电动汽车电池箱，包括上盖板、下盖板和外壳，还包括连接于上盖板和下盖板之间的电池架网格、设于下盖板中心的散热风扇、用于压缩CO²的气体储存罐，所述电池架网格的截面由若干个正六边形组成蜂窝状，电池架网格内部中空，用于放置电池，蜂窝芯处设有冷却水道；

优选的，所述电池架网格以一个正六边形为单元，其划分成六个面积相等的三角形区域，对应放置有六个电池；

优选的，所述六个电池为一个电池组，同组的六个电池通过环形导体点焊并联在一起；

优选的，所述上盖板设有通风口；

优选的，所述电池架网格与下盖板之间设有隔板，用于托承电池架网格和电池组，所述隔板上设有散热通风孔和冷却水道接口；

优选的，所述散热通风孔对应设于六边形六个顶点；

作为一种优选的方案，所述气体储存罐数量为四个，设于下盖板四角；

作为一种优选的方案，所述电池架网格是由导热性能较好的铝合金或铜铝金属材料制成的格栅。

基于上述提供的一种新能源电动汽车电池箱，本实用新型还提供一种新能源电动汽车电池箱***，包括一种新能源电动汽车电池箱，所述电池箱为上述任一项所述的电池箱，还包括BMS控制器，信号采集模块，冷却保温模块和应急消防模块；

作为一种优选的方案，所述信号采集模块包括电压电流收集器，温度传感器，烟雾传感器。

本实用新型工作原理：

防撞击功能原理：电池架网格采用了仿生设计中的蜂窝结构，对于电池箱整体的强度和刚度有一定提高，并且电池与放置电池的三角形区域之间有一定缝隙，当电池箱遭受撞击或挤压时，这些缝隙会通过形变起到一个缓冲吸能的作用，对于其中的电池就有一个较好的保护，可减小电池的挤压变形，防止电池损坏失控，提高电池箱的安全性能。

冷却功能原理：本电池箱采用水冷通风的冷却结构，电池架网格采用导热性能好的金属材料，每个蜂窝网格的中间有冷却水道，冷却水会通过冷却水道汇总集中在电池箱外部进行一个热交换的循环，当放置于电池发热时，热量可快速通过电池架网格的内壁传导至冷却水道中，随着冷却水的循环带走热量。

当下盖板上的散热风扇开始工作时，冷风会通过隔板上所有的散热通风孔，沿着电池架网格与电池之间的缝隙流过，同时带走电池产生的热量，最终通过上盖板上的通风口将空气排出。

电池箱保温功能原理：当遇到极端寒冷天气时，电池会出现亏电和电池容量下降的问题。当在较寒冷的环境下，电池需要充电或是冷启动时，电池温度传感器检测电池温度低于限定值时，冷却水通过外部的水循环热交换过程中的加热装置时，将冷却水升温到合适的温度，通过循环***对电池箱进行一个保温作用，使电池处于最佳的储电温度和工作温度，提高电池的使用寿命和容量。

应急消防功能原理：应急消防主要针对突发的电池热失控事故，如电池冒烟、燃烧、***等等。首先通过电池表面的温度传感器监测电池的温度，当某个电池超过限定温度时，认定为电池异常发热，下盖板上的四个压缩CO2的气体储存罐会打开气阀，释放低温的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过散热通风孔充满电池架网格，同时电池架网格的蜂窝状设计使每个电池相对独立，低温的二氧化碳气体迅速包围异常发热的电池以及其他正常的电池，对异常的电池进行急速的冷却阻燃灭火，并将电池燃烧的热量和有毒气体通过上盖板的通风口排出，对正常的电池起到保护和隔绝热源的作用，避免发生由于单一电池损坏引起的连锁燃烧***。

***工作原理：将电池箱信号采集模块收集的数据通过BMS控制器与冷却保温模块、消防应急模块联合设计一套闭环的控制***，以满足以下功能要求。

传感端有电压电流搜集器、温度传感器、烟雾传感器，执行端有冷却保温模块和应急消防模块。BMS控制器接收传感端传输的重要电池组数据，通过内部控制算法来控制执行端的行为。

在冷却保温模块中，根据电池的温度判断执行的决策，当电池组平均温度在35-45摄氏度之间时，只需启动风扇进行风冷散热；当电池组平均温度在45-70摄氏度之间时，保持风扇散热，启动水泵，开启冷却水循环；当电池组平均温度低于0摄氏度时，启动水泵及冷却水加温装置，通过水循环对电池组进行保温。

在应急消防模块中，根据电池温度、温度突变以及烟雾判断执行的决策，当检测到有部分电池急剧升温，且无烟雾，温度小于80摄氏度时，最大功率开启风扇和冷却水循环；当检测到部分电池温度高于100摄氏度时，关闭风扇，保持水循环最大冷却功率，并开启压缩气体阀门；当检测到电池箱有烟雾时，开启压缩气体阀门。

传感端实时的采集电池组数据，并向BMS控制器进行反馈，形成闭环的控制回路，可根据预设值和实际值之间的差值，及时的调整执行端的命令，以达到***稳定运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中，通过设置呈蜂窝状的电池架网格，对于电池箱整体的强度和刚度有一定提高，并且电池与放置电池的三角形区域之间有一定缝隙，当电池箱遭受撞击或挤压时，这些缝隙会通过形变起到一个缓冲吸能的作用，对电池起保护作用，可减小电池的挤压变形，防止电池损坏失控，提高电池箱的安全性能；此外，当下盖板的散热风扇开始工作时，冷风通过散热通风孔，沿着上述缝隙流过，同时带走电池产生的热量，最终通过上盖板通风口将空气排出，提高了电池箱的散热功能。

2、本实用新型中，通过蜂窝芯处设有冷却水道，且电池架网格采用导热性能好的金属材料，冷却水会通过冷却水道汇总集中在电池箱外部进行一个热交换的循环，电池发热时的热量可快速通过电池架网格的内壁传导至冷却水道中，随着冷却水的循环带走热量；当电池需要充电或是冷启动时，冷却水通过外部的水循环热交换过程中的加热装置时，将冷却水升温到合适的温度，通过循环***对电池箱进行一个保温作用，使电池处于最佳的储电温度和工作温度，提高电池的使用寿命和容量。

3、本实用新型中，通过设有用于压缩CO²的气体储存罐，当电池发生热失控事故时能释放低温的二氧化碳气体，二氧化碳气体迅速包围电池，起到保护和隔绝热源的作用，避免发生由于单一电池损坏引起的连锁燃烧***，进一步加强电池箱的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型整体结构***图；

图2为本实用新型电池架网格和下盖板结构示意图；

图3为本实用新型隔板结构示意图；

图4为本实用新型***工作原理图。

图中：1、上盖板；2、电池架网格；3、外壳；4、下盖板；5、环形导体；6、电池；7、散热风扇；8、气体储存罐；9、冷却水道；10、隔板；11、散热通风孔；12、冷却水道接口；13、通风口。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种新能源电动汽车电池箱，包括上盖板1、下盖板4和外壳3，还包括连接于上盖板1和下盖板4之间的电池架网格2、设于下盖板4中心的散热风扇7、用于压缩CO²的气体储存罐8，所述电池架网格2的截面由若干个正六边形组成蜂窝状，电池架网格2内部中空，用于放置电池6，蜂窝芯处设有冷却水道9；

本实用新型中，通过设置呈蜂窝状的电池架网格2，对于电池箱整体的强度和刚度有一定提高，并且电池6与放置电池6的三角形区域之间有一定缝隙，当电池箱遭受撞击或挤压时，这些缝隙会通过形变起到一个缓冲吸能的作用，对电池6起保护作用，可减小电池6的挤压变形，防止电池6损坏失控，提高电池箱的安全性能；此外，当下盖4板的散热风扇7开始工作时，冷风通过散热通风孔11，沿着上述缝隙流过，同时带走电池6产生的热量，最终通过上盖板1通风口13将空气排出，提高了电池箱的散热功能；通过蜂窝芯处设有冷却水道9，且电池架网格2采用导热性能好的金属材料，冷却水会通过冷却水道9汇总集中在电池箱外部进行一个热交换的循环，电池6发热时的热量可快速通过电池架网格2的内壁传导至冷却水道9中，随着冷却水的循环带走热量；当电池6需要充电或是冷启动时，冷却水通过外部的水循环热交换过程中的加热装置时，将冷却水升温到合适的温度，通过循环***对电池箱进行一个保温作用，使电池6处于最佳的储电温度和工作温度，提高电池6的使用寿命和容量；通过设有用于压缩CO²的气体储存罐8，当电池6发生热失控事故时能释放低温的二氧化碳气体，二氧化碳气体迅速包围电池6，起到保护和隔绝热源的作用，避免发生由于单一电池损坏引起的连锁燃烧***，进一步加强电池箱的安全性能。

所述电池架网格2以一个正六边形为单元，其划分成六个面积相等的三角形区域，对应放置有六个电池6；所述六个电池6为一个电池组，同组的六个电池6通过环形导体5点焊并联在一起；所述上盖板1设有通风口13；所述电池架网格2与下盖板4之间设有隔板10，用于托承电池架网格2和电池组，所述隔板10上设有散热通风孔11和冷却水道接口12；所述散热通风孔11对应设于六边形六个顶点；所述气体储存罐8数量为四个，设于下盖板4四角；所述电池架网格是由导热性能较好的铝合金或铜铝金属材料制成的格栅。

基于上述提供的一种新能源电动汽车电池箱，本实用新型还提供一种新能源电动汽车电池箱***，包括一种新能源电动汽车电池箱，所述电池箱为上述任一项所述的电池箱，还包括BMS控制器，信号采集模块，冷却保温模块和应急消防模块；

所述信号采集模块包括电压电流收集器，温度传感器，烟雾传感器。

本实用新型工作原理：

防撞击功能原理：电池架网格2采用了仿生设计中的蜂窝结构，对于电池箱整体的强度和刚度有一定提高，并且电池6与放置电池6的三角形区域之间有一定缝隙，当电池箱遭受撞击或挤压时，这些缝隙会通过形变起到一个缓冲吸能的作用，对于其中的电池6就有一个较好的保护，可减小电池6的挤压变形，防止电池6损坏失控，提高电池箱的安全性能。

冷却功能原理：本电池箱采用水冷通风的冷却结构，电池架网格2采用导热性能好的金属材料，每个蜂窝网格的中间有冷却水道9，冷却水会通过冷却水道9汇总集中在电池箱外部进行一个热交换的循环，当放置于电池6发热时，热量可快速通过电池架网格2的内壁传导至冷却水道9中，随着冷却水的循环带走热量。

当下盖板4上的散热风扇7开始工作时，冷风会通过隔板10上所有的散热通风孔11，沿着电池架网格2与电池6之间的缝隙流过，同时带走电池6产生的热量，最终通过上盖板1上的通风口13将空气排出。

电池箱保温功能原理：当遇到极端寒冷天气时，电池6会出现亏电和电池6容量下降的问题。当在较寒冷的环境下，电池6需要充电或是冷启动时，电池温度传感器检测电池6温度低于限定值时，冷却水通过外部的水循环热交换过程中的加热装置时，将冷却水升温到合适的温度，通过循环***对电池箱进行一个保温作用，使电池6处于最佳的储电温度和工作温度，提高电池6的使用寿命和容量。

应急消防功能原理：应急消防主要针对突发的电池6热失控事故，如电池6冒烟、燃烧、***等等。首先通过电池6表面的温度传感器监测电池6的温度，当某个电池6超过限定温度时，认定为电池6异常发热，下盖板4上的四个压缩CO2的气体储存罐8会打开气阀，释放低温的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过散热通风孔11充满电池架网格2，同时电池架网格2的蜂窝状设计使每个电池6相对独立，低温的二氧化碳气体迅速包围异常发热的电池6以及其他正常的电池6，对异常的电池6进行急速的冷却阻燃灭火，并将电池6燃烧的热量和有毒气体通过上盖板1的通风口13排出，对正常的电池6起到保护和隔绝热源的作用，避免发生由于单一电池6损坏引起的连锁燃烧***。

***工作原理：如图4所示，将电池箱信号采集模块收集的数据通过BMS控制器与冷却保温模块、消防应急模块联合设计一套闭环的控制***，以满足以下功能要求。

传感端有电压电流搜集器、温度传感器、烟雾传感器，执行端有冷却保温模块和应急消防模块。BMS控制器接收传感端传输的重要电池组数据，通过内部控制算法来控制执行端的行为。

在冷却保温模块中，根据电池6的温度判断执行的决策，当电池组平均温度在35-45摄氏度之间时，只需启动风扇进行风冷散热；当电池组平均温度在45-70摄氏度之间时，保持风扇散热，启动水泵，开启冷却水循环；当电池组平均温度低于0摄氏度时，启动水泵及冷却水加温装置，通过水循环对电池6组进行保温。

在应急消防模块中，根据电池6温度、温度突变以及烟雾判断执行的决策，当检测到有部分电池6急剧升温，且无烟雾，温度小于80摄氏度时，最大功率开启风扇和冷却水循环；当检测到部分电池6温度高于100摄氏度时，关闭风扇，保持水循环最大冷却功率，并开启压缩气体阀门；当检测到电池箱有烟雾时，开启压缩气体阀门。

传感端实时的采集电池组数据，并向BMS控制器进行反馈，形成闭环的控制回路，可根据预设值和实际值之间的差值，及时的调整执行端的命令，以达到***稳定运行。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新能源电动汽车电池箱，包括上盖板、下盖板和外壳，其特征在于，还包括连接于上盖板和下盖板之间的电池架网格、设于下盖板中心的散热风扇、用于压缩CO²的气体储存罐，所述电池架网格的截面由若干个正六边形组成蜂窝状，电池架网格内部中空，用于放置电池，蜂窝芯处设有冷却水道。

2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池架网格以一个正六边形为单元，其划分成六个面积相等的三角形区域，对应放置有六个电池。

3.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述六个电池为一个电池组，同组的六个电池通过环形导体点焊并联在一起。

4.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述上盖板设有通风口。

5.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池架网格与下盖板之间设有隔板，用于托承电池架网格和电池组，所述隔板上设有散热通风孔和冷却水道接口。

6.根据权利要求5所述的电池箱，其特征在于，所述散热通风孔对应设于六边形六个顶点。

7.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述气体储存罐数量为四个，设于下盖板四角。

8.一种新能源电动汽车电池箱***，包括电池箱，其特征在于，所述电池箱为权利要求1-7任一项所述的电池箱，还包括BMS控制器，信号采集模块，冷却保温模块和应急消防模块。

9.根据权利要求8所述的电池箱***，其特征在于，所述信号采集模块包括电压电流收集器，温度传感器，烟雾传感器。

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