一种智能热管理防水型动力电池箱的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种动力电池箱，尤其是一种用空调技术和相变技术对电池组进行智 能热管理，并具有防水功能的动力电池箱。
【背景技术】
[0002] 以动力电池为能源核心的新能源汽车近年来在各项利好政策和技术进步的双重 推动下发展非常迅速，动力电池作为电动汽车的核心部件，其性能和质量也有长足提高。虽 然单体电池芯的容量和充放电指标提高了，但是电池在工作过程中所产生的热量的处理问 题，仍然没有很好解决。当多个电池组装在一起后，其中间区域产生的热量将较难排走，如 果热量不能及时散出，还会影响同组其它电池。电池的温度将会快速上升，过高的温度将会 导致电池的循环寿命下降、电化学性能衰退，是目前困扰电池组发展的一个瓶颈。因此，采 用合理的热管理方法，保证电池组中各个电池温度的均一性，对提高动力电池组的循环寿 命和安全性具有非常大的价值和意义。
[0003] 对于电池组的热管理技术的研究和应用，近年来逐渐得到重视，并取得较大进步。 主要方法有：1、电池箱风冷法，是目前较多使用发方法，通过在机箱一侧安装排风风机，箱 内温度过高时往外抽风同时通过负压补充冷风。该方法结构简单，成本低廉，但容易受到环 境温度制约，环境温度高时效果较差，另外进风的同时把灰尘和杂质带进电池箱，产生新的 污染问题。风冷法的改进型为借助汽车本身的空调系统，抽取汽车空调冷风对电池箱进行 冷却，该方法对电池箱的散热处理效果较好，但存在排风管路结构复杂、占据空间大和当驾 驶员没有启动汽车空调时而电池箱又要散热的矛盾问题。2、电池箱液体冷却法，通过在电 池组之间或电池箱内部布置各种管路，管内装冷却液并和电池箱外部的冷却系统连接，通 过冷却液的循环带走电池组产生的热量。该方法对电池组的冷却效果较好，然而技术难度 很大，电池箱外部另外需要一套液体循环和冷却系统，结构复杂，同时由于存在冷却液可能 泄漏而产生安全性的风险，未被广泛采用。3、相变储热法，通过相变材料放置于电池组之 间，吸收电池放出的热量。该方法对于电池的温度的均一性有较大的帮助，但由于相变材料 的普遍结构强度差、不耐腐蚀和储热饱和的问题，不适合单独使用。
【发明内容】
[0004] 针对动力电池箱现有热管理技术的不足，本发明揭示了一种智能热管理动力电池 箱，该电池箱具有结构紧凑，高效散热，防水浸和安全可靠的特点，既是一个完全独立和功 能完善的系统又可以多个电池箱成组使用，组成更大功率的电池箱组。
[0005] 本发明所述的一种智能热管理防水型动力电池箱，其方案是：电池箱由六个部分 组成，分别是上盖组件、密封胶条、箱体组件、电池组件、管理系统和空调系统。所述的电池 组件包括相变材料组件、电池芯和连接片。所述管理系统包括第一电极连接杆和输出连接 器、第二电极连接杆和输出连接器，以及控制器和通讯接口。所述空调系统由第一风机、第 二风机(防水型)、第三风机、第一换热器、第二换热器和压缩机组件组成。
[0006] 本方案所述的电池箱体上盖组件由平面、折弯面、第一法兰面、第二法兰面和U型 槽构成，平面上还设置了 "L型"第一折弯件，所述特征加工组合在一起，形成一个整体并具 有良好的气密性。提手设置于第一法兰面上，第一法兰面上还设置了若干个孔。U型槽和第 一法兰面以及第一折弯件紧密结合，密封胶条可放置于槽中。
[0007] 本方案中，所述的箱体组件由箱壳、第二折弯件、第一隔板、第二隔板、第三隔板和 第三折弯件组成，电池箱设计的特别之处在于，箱壳、第一隔板、第二隔板和第三隔板把空 间隔离成A、B、C三个区域。其中A区用来放置电池组件和管理系统，并在电池组件周边设 置了若干第三折弯件，第三折弯件开设若干通风孔，便于通风；B区用来放置空调系统的压 缩机组件、第一风机和第一换热器，且部分区域在箱体结构下组成风道，在第一风机和第三 风机的作用下，可在箱体内的A区和B区之间形成循环空气流。C区放置空调系统的第二风 机和第二换热器。
[0008] 本方案中，所述箱壳是一个矩形箱体结构，上面开口以放进各部件，开口面有往 内，并根据需要环绕四周设置的第三法兰面(如图示带剖面线部分)，其中上述的第二隔板 设置了第五法兰面。第三法兰面的周边设置了第二折弯件，第二折弯件上开设了和上盖组 件的孔相对应若干螺纹孔，螺丝组装后，可使上盖组件的U型槽、密封胶条、和箱体组件的 第三法兰面、第五法兰面紧密配合，密封胶条包围的电池箱空间形成密封，实现防水功能。
[0009] 所述的电池组件的电池芯的数量根据需要可设计成多个横向排列和多个纵向排 列，并由若干连接片连接后组成一个整体。单组纵向排列的若干电池芯可组合为一个单元， 所述相变材料组件根据电池芯的数量以合适的间距设置对应的孔，电池芯紧密套接于孔 中。
[0010] 所述相变材料组件由第一导热绝缘壳、相变材料和第二导热绝缘壳组成，组装后 相变材料被第一导热绝缘壳和第二导热绝缘壳紧密包裹在绝缘壳里面。
[0011] 电池箱的智能热管理方法如下，工作时控制器检测和采集各个电池芯的工作温 度。当控制器检测到电池芯的温度和电池芯之间的温度差在设定范围内，不启动空调系统， 由相变材料组件负责吸收并分散电池组工作时产生的热量，均衡各处电池芯的温度，使各 个电池芯工作时温度趋于一致。当控制器检测到电池芯的最高温度超出设定值，或电池芯 之间的温度差大于设定值，则启动空调系统，给电池箱内部制冷降温。当控制器检测到电池 芯的温度低于设定值，则启动空调系统，给电池箱内部制暖升温，使各个电池芯处理良好的 工作状态，实现热管理智能化。
[0012] 综上所述，本发明的有益效果是：1、相变材料使用导热绝缘壳包裹的设计，使相变 材料组件保持了良好的导热绝缘性能和相变储热功能，同时增加了相变材料的强度，还可 以避免电池电解液泄漏后接触产生的其它问题，具有良好的安全性。2、电池组产生热量较 少时，由相变材料负责吸收并分散电池组工作时产生的热量，均衡各处电池芯的温度，使各 个电池芯工作时温度趋于一致。在电池组工作时产生热量太多或电池之间的温度差异较大 时，启动空调系统给电池箱二次散热，这样既可降低能耗又能保证电池箱热管理的有效性。 当电池箱处于低温环境时，空调系统还可以给电池箱加热，使电池芯始终工作于最佳状态， 此举可有效地延长了电池芯的使用寿命。3、在箱体防水的基础上实现了对电池组工作时温 度的智能热管理，提高了电池箱的整体安全性和环境适应性，具有较强的实用价值。
【附图说明】
[0013] 图01 -种防水型智能热管理动力电池箱整体图。
[0014] 图02电池箱分解图。
[0015] 图03电池箱装配图。
[0016] 图04电池箱上盖详细图。
[0017] 图05电池箱箱体详细图。
[0018] 图06电池箱箱体G方向剖视图。
[0019] 图07相变材料组件和电池芯的装配图。
[0020] 图08相变材料组件分解图。
[0021] 图09智能热管理原理图。
[0022] 图10空调系统原理图。
[0023] 附图标记如下：
【具体实施方式】
[0024] 下面对本发明的实施方式进行具体描述。
[0025] 如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种智能热管理防水型动力电池箱，由六 个部分组成：分别是上盖组件1、密封胶条2、箱体组件3、电池组件4、管理系统5和空调系 统6。所述的电池组件4包括相变材料组件41、电池芯42和连接片43。所述管理系统5包 括第一电极连接杆51和输出连接器511、第二电极连接杆52和输出连接器521，以及控制 器53和通讯接口 531。所述的空调系统6由第一风机61、第二风机62 (防水型)、第三风机 63、第一换热器64、第二换热器65和压缩机组件66组成。
[0026] 本实施例中，如图4,所述的上盖组件1由平面11、折弯面12、第一法兰面13、第二 法兰面14和U型槽15构成，平面11上还设置了"L型"第一折弯件17,所述特征如图示状 态加工组合在一起，形成一个整体并具有良好的气密性。提手16设置于第一法兰面13上， 第一法兰面13上还设置了若干个孔131。U型槽15和第一法兰面13以及第一折弯件17 紧密结合，密封胶条2可放置于槽中。
[0027] 本实施例中，如图5和图6所示，所述的箱体组件3由箱壳31、第二折弯件32、第 一隔板33(U型)、第二隔板34(L型)、第三隔板35和若干个第三折弯件36组成；电池箱 设计的特别之处在于，箱壳31、第一隔板33、第二隔板34和第三隔板35把空间隔离成A、 B、C三个区域。其中A区用来放置电池组件4和管理系统5,并在电池组件4周边设置了 若干第三折弯件36,第三折弯件36开设若干通风孔361，便于通风；B区用来放置空调系统 6的压缩机组件66、第一风机61和第一换热器64,且部分区域在箱体结构下组成风道W，在 第一风机61 (上方有盖板39a密封)和第三风机63 (上方有盖板39b密封）的作用下，可在 箱体内的A区和B区之