嵌入式液冷集成电池箱制造技术

本发明专利技术涉及一种嵌入式液冷集成电池箱，箱体上端口覆盖有箱盖，箱体左边框的内侧设有X向水梁，箱体右边框的内侧设有X向电梁，X向水梁与X向电梁之间均匀连接有多道Y向横梁，相邻两Y向横梁之间嵌装有多个电池模组；X向水梁中设有上下两道X向水槽，各Y向横梁中设有上下两道Y向水槽，各Y向横梁上水槽的左端分别与X向水梁上水槽相贯通，各Y向横梁下水槽的左端分别与X向水梁下水槽相贯通，各Y向横梁下水槽的右端分别与相应Y向横梁上水槽的右端相连通，X向水梁上水槽与X向水梁下水槽的前端分别连接有水管接头；X向电梁的内腔设有X向电气通道，X向电气通道中设有高压汇流总排。该电池箱的结构紧凑，重量轻，能量密度高，且安全可靠。

Embedded liquid cooled integrated battery box

【技术实现步骤摘要】
嵌入式液冷集成电池箱
本专利技术涉及一种电池箱，特别涉及一种嵌入式液冷集成电池箱，可用于电动汽车或其它采用蓄电池组提供动力的设备，属于动力电池

技术介绍
电动汽车的电池箱有很多模组组成，很多锂电池并联或串联组成模组，常用的锂电池有方包电池和圆柱电池两种。现在市场上的圆柱电池主要有三种即18650、20700和21700，以特斯拉电动车为代表的汽车行业常用的是21700电池，即21毫米粗70毫米高的21700圆柱电池。圆柱电池的结构是把一张长方形正反面涂有正极和负极材料的铜箔卷起来塞到一个圆筒中，圆心引出负极接金属圆筒的外圆表面，正极引出线从长方形的铜箔靠近卷轴中心约1/3的地方引到电池上面的中心。正极引线比较粗，利于带出一些热量；负极引线比较细以免太粗会影响卷的直径。锂电池之间的连接有三种方法：引线焊接、激光焊接和电阻焊接。焊接点是电池的中心和边缘的上方。因为电池顶部是上部和下部所有电子的必经之路，所以工作时电池顶部的温度比较高，底部的温度比较低。传统的电池冷却方法多为冷却电池底部，锂电池立在水冷板上，其底部接触水冷板，因电池底部的温度低，冷却效果不好；还有一种冷却方法为冷却电池的侧面，即锂电池的侧面接触波纹水冷板，但是锂电池与水冷板的接触面积比较小，冷却效果也不好；冷却底部或侧面都需要粘胶，锂电池没有办法拆卸，不利于环保，且整个模组的冷却结构复杂。最近出现了所谓的‘刀刃’电池，就是把大量的圆柱电池粘起来构成模组，但是由于要使用水冷板和水管，冷却效果打了折扣，能量密度还是不够高。顶部是电池最热的部位，对电池的正负极直接冷却是最有效的冷却方法，冷却效率最高，但是正负极的绝缘和如何接线等问题难以解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种嵌入式液冷集成电池箱，结构紧凑，重量轻，散热效率及能量密度高，且安全可靠。为解决以上技术问题，本专利技术的一种嵌入式液冷集成电池箱，包括箱体，箱体的上端口覆盖有箱盖，箱体左边框的内侧设有X向水梁，箱体右边框的内侧设有X向电梁，X向水梁与X向电梁之间均匀连接有多道Y向横梁，相邻两Y向横梁之间沿左右方向嵌装有多个电池模组；X向水梁中设有上下两道X向水槽，各Y向横梁中设有上下两道Y向水槽，各Y向横梁上水槽的左端分别与X向水梁上水槽相贯通，各Y向横梁下水槽的左端分别与X向水梁下水槽相贯通，各Y向横梁下水槽的右端分别与相应Y向横梁上水槽的右端相连通，X向水梁上水槽与X向水梁下水槽的前端分别连接有水管接头；X向电梁的内腔设有X向电气通道，X向电气通道中设有高压汇流总排。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：冷却水从水管下接头进入X向水梁下水槽并向后流动，然后从X向水梁下水槽向右进入各Y向横梁下水槽中，流至各Y向横梁下水槽的右端时，拐弯向上进入各自的Y向横梁上水槽中向左流动，接着冷却水从各Y向横梁上水槽的左端汇入X向水梁上水槽中，从水管上接头流出。各排电池模组直接嵌装于相邻两Y向横梁之间，不需要很多固定机构，各电池模组前后两侧的绝缘导热橡胶板均与Y向横梁相贴合，流经Y向横梁中的冷却水可以迅速将绝缘导热橡胶板的热量带走，不用水冷板，也不用水管，所以重量轻，能量密度高，同时杜绝了因腐蚀及车辆震动等原因导致的水管泄漏。本专利技术的电池箱在功率为1054kW的情况下，电池箱的总重量为520Kg，能量密度可达202Wh/Kg，体积密度可达332Wh/L，远高于市场上所使用的电池箱。作为本专利技术的改进，各Y向横梁的顶部设有与各电池模组对应的Y向低压线槽，相邻Y向低压线槽之间留有间隙。各电池模组的电压、温度信号线可以从相邻Y向低压线槽之间的缺口处进入Y向低压线槽中，Y向低压线槽可以容纳并保护各排电池模组的电压、温度信号线束，以便与模组控制单元相连接。长期使用及车辆颠簸时，各电池模组的电压、温度信号线均不会移位或与电池模组发生刮蹭，有利于安全工作，还可以防止电磁干扰。作为本专利技术的进一步改进，各Y向横梁高度方向的中部分别设有沿Y向贯通的Y向逃逸气槽，Y向横梁上设有与各电池模组的模组透气槽相适配的模组逃逸气槽，相邻模组逃逸气槽之间设有模组间通风口，各模组逃逸气槽及模组间通风口均与Y向逃逸气槽相贯通；X向水梁高度方向的中部设有多个贯通的纵梁排气口，各纵梁排气口分别与相应的Y向逃逸气槽相对接。模组透气槽位于电池模组前后两侧的绝缘导热橡胶板上，每个绝缘导热橡胶板上可以设有六道沿竖向延伸的模组透气槽，Y向横梁上的模组逃逸气槽与模组透气槽对应贯通。电池着火或爆炸时形成的气浪从模组透气槽进入模组逃逸气槽，再从模组逃逸气槽进入Y向横梁中部内腔的Y向逃逸气槽，再沿Y向逃逸气槽及纵梁排气口向箱体的内腔泄放，最后从箱体上的止水通气阀排出箱体外。如此可以将电池着火或爆炸时的高压气流迅速导出，避免造成相邻或其它电池模组的次生损坏。相邻模组逃逸气槽之间设有截面较大的模组间通风口，可以作为预热风的X向通道，又可以作为相邻Y向横梁的连通气道，当某Y向逃逸气槽中的压力较大时，气流可以通过模组间通风口进入相邻Y向横梁的Y向逃逸气槽中，借助于相邻的纵梁排气口迅速向箱体的内腔泄放。作为本专利技术的进一步改进，箱体的底壁上固定有多个X向加强条，各Y向横梁的底部通过榫槽卡接在X向加强条上构成十字榫卯结构，各Y向横梁左右两端的上部卡在一对横梁定位块之间，横梁定位块连接在X向水梁和X向电梁上。X向加强条既可以提高箱体底壁的强度，又可以为各Y向横梁提供准确的定位。各X向加强条的上端均匀设有多个上槽口，各Y向横梁的底部均匀设有多个下槽口，各Y向横梁的下槽口对应嵌入各X向加强条的上槽口中。X向加强条的上槽口卡在各Y向横梁的前后两侧，Y向横梁的下槽口卡在各X向加强条的左右两侧，实现双向定位。各Y向横梁左右两端的上部被横梁定位块精确定位，进一步保证了Y向横梁与X向水梁及X向电梁的连接精度。保证Y向横梁下水槽、Y向逃逸气槽及Y向横梁上水槽的左端口与X向水梁上的相应端口精确对接。作为本专利技术的进一步改进，箱体边框上设有多个止水通气阀，箱体后边框的内侧设有多个开口向前的加热单元，各加热单元高度方向的中部分别设有加热单元隔板，加热单元隔板上分别安装有出风口向下的鼓风机，加热单元的下室均为加热风室，各加热风室中分别设有陶瓷加热器，各加热风室的前端出风口分别与前方的模组间通风口相对，箱体前边框的内侧设有多个开口向后的返风单元，各返风单元的下部与相应的模组间通风口相对，各返风单元的上部与电池模组顶部与箱盖之间的缝隙通道相通。止水通气阀布置在箱体的前后两侧，确保电池起火或爆炸时可以将箱体内的气流迅速导出释放。各加热单元的鼓风机启动后，循环风向下吹入加热风室，得到陶瓷加热器的加热，与加热风室的出口相对的一列模组间通风口构成热风送风道，电池模组的顶部与箱盖之间的间隙构成热风返回通道，热风向前流动至返风单元时，转向从热风返回通道向后流动，到达箱体后侧时再次进入加热单元循环加热。在热风循环的过程中，热风流经各模组间通风口时，会横向进入Y向逃逸气槽，沿Y向逃逸气槽横向流动后从模组逃逸气槽流出，进而从模组透气槽进入模组内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式液冷集成电池箱，包括箱体(10)，箱体(10)的上端口覆盖有箱盖(11)，其特征在于：箱体左边框的内侧设有X向水梁(13)，箱体右边框的内侧设有X向电梁(14)，X向水梁(13)与X向电梁(14)之间均匀连接有多道Y向横梁(15)，相邻两Y向横梁(15)之间沿左右方向嵌装有多个电池模组(BM)；X向水梁(13)中设有上下两道X向水槽，各Y向横梁(15)中设有上下两道Y向水槽，各Y向横梁上水槽(15c)的左端分别与X向水梁上水槽(13c)相贯通，各Y向横梁下水槽(15a)的左端分别与X向水梁下水槽(13a)相贯通，各Y向横梁下水槽(15a)的右端分别与相应Y向横梁上水槽(15c)的右端相连通，X向水梁上水槽(13c)与X向水梁下水槽(13a)的前端分别连接有水管接头；X向电梁(14)的内腔设有X向电气通道，X向电气通道中设有高压汇流总排(18)。/n

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式液冷集成电池箱，包括箱体(10)，箱体(10)的上端口覆盖有箱盖(11)，其特征在于：箱体左边框的内侧设有X向水梁(13)，箱体右边框的内侧设有X向电梁(14)，X向水梁(13)与X向电梁(14)之间均匀连接有多道Y向横梁(15)，相邻两Y向横梁(15)之间沿左右方向嵌装有多个电池模组(BM)；X向水梁(13)中设有上下两道X向水槽，各Y向横梁(15)中设有上下两道Y向水槽，各Y向横梁上水槽(15c)的左端分别与X向水梁上水槽(13c)相贯通，各Y向横梁下水槽(15a)的左端分别与X向水梁下水槽(13a)相贯通，各Y向横梁下水槽(15a)的右端分别与相应Y向横梁上水槽(15c)的右端相连通，X向水梁上水槽(13c)与X向水梁下水槽(13a)的前端分别连接有水管接头；X向电梁(14)的内腔设有X向电气通道，X向电气通道中设有高压汇流总排(18)。


2.根据权利要求1所述的嵌入式液冷集成电池箱，其特征在于：各Y向横梁(15)的顶部设有与各电池模组(BM)对应的Y向低压线槽(15d)，相邻Y向低压线槽(15d)之间留有间隙。


3.根据权利要求1所述的嵌入式液冷集成电池箱，其特征在于：各Y向横梁(15)高度方向的中部分别设有沿Y向贯通的Y向逃逸气槽(15b)，Y向横梁(15)上设有与各电池模组(BM)的模组透气槽相适配的模组逃逸气槽(15e)，相邻模组逃逸气槽(15e)之间设有模组间通风口(15f)，各模组逃逸气槽(15e)及模组间通风口(15f)均与Y向逃逸气槽(15b)相贯通；X向水梁(13)高度方向的中部设有多个贯通的纵梁排气口(13b)，各纵梁排气口(13b)分别与相应的Y向逃逸气槽(15b)相对接。


4.根据权利要求1所述的嵌入式液冷集成电池箱，其特征在于：箱体(10)的底壁上固定有多个X向加强条(10a)，各Y向横梁(15)的底部通过榫槽卡接在X向加强条(10a)上构成十字榫卯结构，各Y向横梁(15)左右两端的上部卡在一对横梁定位块(13e)之间，横梁定位块(13e)连接在X向水梁(13)和X向电梁(14)上。


5.根据权利要求3所述的嵌入式液冷集成电池箱，其特征在于：箱体边框上设有多个止水通气阀(F1)，箱体后边框的内侧设有多个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳先，
申请(专利权)人：王佳先，
类型：发明
国别省市：北京;11