一体化散热结构动力电池PACK箱的制作方法

本发明属于新能源电动汽车技术领域，具体地说，尤其涉及一种散热性能非常好、散热效率高、散热均匀、质量轻巧、环保节能的一体化散热结构动力电池pack箱。

背景技术

在可持续发展的社会中，面临着能源短缺和环境污染两大严峻问题。汽车所面临的最大环保问题是如何降低二氧化碳的排放以缓解全球变暖，在节能减排的总体需求下，新能源汽车已是大势所趋，由于电动汽车具有零排放、低噪音、能源效率高等特点，对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。而电动汽车的安全性、续航里程和充电效率已成为制约其发展的重要影响因素和衡量指标。

由于当今电动汽车快速充放电发展的需要，动力电池系统的高倍率充放电性能逐渐成为获得车企认可与选择的关键因素之一，而各种电化学变化和物理变化都在动力电池充放电过程中发生，导致产生大量的热量。如果不采用及时有效的散热器进行散热，将会导致电池组的供电效率下降，电池组充放电循环寿命急剧缩短。

目前，现有的电池组散热器散热效果不是很理想，现有的水冷散热系统结构设计不合理，其以冷却管道为主要热交换结构，冷却管道与动力电池包外壳接触面积十分有限，热交换效率受到限制，难以满足大功率以及炎热环境下动力电池冷却需求，不能够有效的解决电池组供电过程中温度过高的问题；

此外，目前电动汽车动力电池系统的外壳一般都采用冷轧钢板经拼焊或冲压而成，材料比重大，使用不够灵活、方便；其重量制约了能量密度的提升，影响电动汽车的续航里程，且加工成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种散热性能非常好、散热效率高、散热均匀、质量轻巧、环保节能的一体化散热结构动力电池pack箱。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种一体化散热结构动力电池pack箱，包括进水管、出水管，还包括上水室总成、下水室总成以及架设在所述上水室总成与所述下水室总成之间的连通散热管总成；

所述上水室总成包括上主片、设有若干上水室拉包的上水室，所述上水室与所述上主片固定密闭连接构成密闭空间，且相邻上水室拉包中间区域与下方的上主片密闭连接，使每个上水室拉包为独立密闭空间；

所述下水室总成包括下主片、设有若干下水室拉包的下水室，所述下水室与所述下主片固定密闭连接构成密闭空间，且相邻下水室拉包中间区域与上方的下主片密闭连接，使每个下水室拉包为独立密闭空间；

所述连通散热管总成包括若干依次呈纵向方向规律间隔分布的连通散热管；所述连通散热管上端穿过设置在所述上主片上的上散热管插槽与所述上水室相连通，且所述连通散热管与上散热管插槽密闭连接；所述连通散热管下端穿过设置在所述下主片的上的下散热管插槽与所述下水室相连通，且所述连通散热管与所述下散热管插槽密闭连接；

所述连通散热管上设有若干横向设置的、并与所述连通散热管固定连接的电池支撑板，所述电池支撑板两端支承固定在两侧板上；所述侧板上方支承所述上水室总成，与所述上水室总成的所述上主片固定密闭连接；所述侧板下方与所述下水室总成固定连接，与所述下水室总成的下主片固定密闭连接；两所述侧板其中后长侧边上还与连接板固定连接，所述连接板的上端与所述上水室总成的上主片固定连接，所述连接板的下端与所述下水室总成的下主片固定连接；

所述进水管与所述上水室的首端上水室拉包相连通，并与之密闭连接，所述出水管与所述上水室的末端上水室拉包相连通，并与之密闭连接；所述进水管、所述出水管与外部冷却系统连接，冷却液经连通所述上水室总成、所述下水室总成的所述连通散热管流通后从出水管流出，形成回路。

优选地，所述密闭连接采用钎焊或者真空焊工艺实现。

优选地，所述pack箱为高强度铝合金材料。比如镁铝合金、铜铝合金等，各零件按要求加工成型后，整体进连续炉或真空炉钎焊，形成一体化的全铝pack箱，质量轻巧，使用灵活方便。

优选地，所述上水室长侧边上方还设有上前压板，与所述上前压板相配合的还有设置在所述上主片前长侧边下方的下压板ⅰ，所述上前压板、所述上水室、所述上主片、所述下压板ⅰ四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述上水室后长侧边上设有上后压板，所述上后压板利用螺栓将所述上水室、所述上主片与所述连接板固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述下水室长侧边下方还设有下前压板，与所述下前压板相配合的还有设置在所述下主片前长侧边上方的下压板ⅱ，所述下前压板、所述下水室、所述下主片、所述下压板ⅱ四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述下水室后长侧边上设有下后压板，所述下后压板利用螺栓将所述下水室、所述下主片与所述连接板固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体。前压板与下压板上下同时夹紧主片和水室，使主片与水室充分贴合，便于后续焊接的可靠性，有效保证产品的密闭性能；同样，后压板与连接板的上下夹紧同样达到此效果。

优选地，所述上前压板与所述上后压板之间固定设有用于支承所述进水管、所述出水管的水管支架。

优选地，相邻所述上水室拉包中间区域与其正下方的所述上主片由夹紧块紧固连接，所述夹紧块位于所述上主片下方，其采用螺栓将所述上水室与所述上主片紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个上水室拉包构成独立密闭空间；

相邻所述下水室拉包中间区域与其正上方的所述下主片由夹紧块紧固连接，所述夹紧块位于所述下主片上方，其采用螺栓将所述下水室与所述下主片紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个下水室拉包构成独立密闭空间。夹紧块的设计使得相邻水室拉包中间区域与主片充分贴合，便于后续焊接的可靠性，有效保证产品的密闭性能。

优选地，所述连通散热管为口琴管式散热管，其内部由若干栅格板隔开，所述栅格板与口琴管式散热管本体固定为一体。连通散热管采用口琴管式结构设计，口琴管分隔多个导流通道，口琴管内的冷却液有效均匀地对电池进行冷却，进一步提高散热均匀性及散热性能。

优选地，所述连通散热管为双排式设计。散热管与电池包大面积贴合，进一步提高本发明散热性能。

优选地，所述上水室设有上水室拉包ⅰ、上水室拉包ⅱ、上水室拉包ⅲ、上水室拉包ⅳ，其中所述上水室拉包ⅰ即为所述首端上水室拉包，所述上水室拉包ⅳ即为所述末端上水室拉包；所述下水室设有下水室拉包ⅰ、下水室拉包ⅱ以及下水室拉包ⅲ；

所述上水室拉包ⅰ经连通散热管与所述下水室拉包ⅰ相连通；所述下水室拉包ⅰ经连通散热管与所述上水室拉包ⅱ相连通；所述上水室拉包ⅱ经连通散热管与所述下水室拉包ⅱ相连通；所述下水室拉包ⅱ经连通散热管与所述上水室拉包ⅲ相连通；所述上水室拉包ⅲ经连通散热管与所述下水室拉包ⅲ相连通；所述下水室拉包ⅲ经连通散热管与所述上水室拉包ⅳ相连通。

优选地，所述连接板由若干分支连接板叠加构成，每个分支连接板采用螺栓与所述侧板固定位置后由钎焊或真空焊工艺构成一整体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明上下水室拉包与连通散热管构成良好的上下循环散热回路，形成多进多出循环散热系统，散热均匀、散热性能非常好、散热效率很高，完全能够满足动力电池大发热量情况下的散热需求，使整个电池包的温度统一，保证了电池组的工作性能，从而保证电池温度的一致性，增加了电池的使用寿命，提高了车辆的续航里程；

2.本发明连通散热管采用口琴管式结构设计，口琴管分隔多个导流通道，口琴管内的冷却液有效均匀地对电池进行冷却，进一步提高散热均匀性及散热性能；

3.本发明连通散热管采用双排式结构设计，散热管与电池包大面积贴合，进一步提高本发明散热性能；

4.本发明材料为轻量化高强度铝材料，比如镁铝合金、铜铝合金等，各零件按要求加工成型后，整体进连续炉或真空炉钎焊，形成一体化的全铝pack箱，质量轻巧，使用灵活方便；

5.本发明实用性很强，在新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1局部放大图一；

图3是本发明图1局部放大图二；

图4是本发明爆炸结构示意图；

图5是本发明图4局部放大图一；

图6是本发明图4局部放大图二；

图7是本发明主视结构示意图(箭头方向为冷却液流向)；

图8是本发明连通散热管截面结构示意图；

图9是本发明上水室和下水室结构示意图；

图10是本发明冷却液流向示意图。

图中：1.进水管；2.出水管；3.上主片；4.上水室；5.下主片；6.下水室；7.连通散热管；8.上散热管插槽；9.下散热管插槽；10.电池支撑板；11.侧板；12.连接板；13.上前压板；14.下压板ⅰ；15.上后压板；16.下前压板；17.下压板ⅱ；18.下后压板；19.水管支架；20.栅格板；21.上水室拉包ⅰ；22.上水室拉包ⅱ；23.上水室拉包ⅲ；24.上水室拉包ⅳ；25.下水室拉包ⅰ；26.下水室拉包ⅱ；27.下水室拉包ⅲ；28.夹紧块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

一种一体化散热结构动力电池pack箱，包括进水管1、出水管2，还包括上水室总成、下水室总成以及架设在所述上水室总成与所述下水室总成之间的连通散热管总成；

所述上水室总成包括上主片3、设有若干上水室拉包的上水室4，所述上水室4与所述上主片3固定密闭连接构成密闭空间，且相邻上水室拉包中间区域与下方的上主片3密闭连接，使每个上水室拉包为独立密闭空间；

所述下水室总成包括下主片5、设有若干下水室拉包的下水室6，所述下水室6与所述下主片5固定密闭连接构成密闭空间，且相邻下水室拉包中间区域与上方的下主片5密闭连接，使每个下水室拉包为独立密闭空间；

所述连通散热管总成包括若干依次呈纵向方向规律间隔分布的连通散热管7；所述连通散热管7上端穿过设置在所述上主片3上的上散热管插槽8与所述上水室4相连通，且所述连通散热管7与上散热管插槽8密闭连接；所述连通散热管7下端穿过设置在所述下主片5的上的下散热管插槽9与所述下水室6相连通，且所述连通散热管7与所述下散热管插槽9密闭连接；

所述连通散热管7上设有若干横向设置的、并与所述连通散热管7固定连接的电池支撑板10，所述电池支撑板10两端支承固定在两侧板11上；所述侧板11上方支承所述上水室总成，与所述上水室总成的所述上主片3固定密闭连接；所述侧板11下方与所述下水室总成固定连接，与所述下水室总成的下主片5固定密闭连接；两所述侧板11其中后长侧边上还与连接板12固定连接，所述连接板12的上端与所述上水室总成的上主片3固定连接，所述连接板12的下端与所述下水室总成的下主片5固定连接；

所述进水管1与所述上水室4的首端上水室拉包相连通，并与之密闭连接，所述出水管2与所述上水室4的末端上水室拉包相连通，并与之密闭连接；所述进水管1、所述出水管2与外部冷却系统连接，冷却液经连通所述上水室总成、所述下水室总成的所述连通散热管流通后从出水管2流出，形成回路。

优选地，所述密闭连接采用钎焊或者真空焊工艺实现。

优选地，所述pack箱为高强度铝合金材料。

优选地，所述上水室长侧边上方还设有上前压板13，与所述上前压板13相配合的还有设置在所述上主片3前长侧边下方的下压板ⅰ14，所述上前压板13、所述上水室4、所述上主片3、所述下压板ⅰ14四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述上水室4后长侧边上设有上后压板15，所述上后压板15利用螺栓将所述上水室4、所述上主片3与所述连接板12固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述下水室长侧边下方还设有下前压板16，与所述下前压板16相配合的还有设置在所述下主片5前长侧边上方的下压板ⅱ17，所述下前压板16、所述下水室6、所述下主片5、所述下压板ⅱ17四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

所述下水室6后长侧边上设有下后压板18，所述下后压板18利用螺栓将所述下水室6、所述下主片5与所述连接板12固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体。

优选地，所述上前压板16与所述上后压板18之间固定设有用于支承所述进水管1、所述出水管2的水管支架19。

优选地，相邻所述上水室拉包中间区域与其正下方的所述上主片3由夹紧块28紧固连接，所述夹紧块28位于所述上主片3下方，其采用螺栓将所述上水室4与所述上主片3紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个上水室拉包构成独立密闭空间；

相邻所述下水室拉包中间区域与其正上方的所述下主片5由夹紧块28紧固连接，所述夹紧块28位于所述下主片5上方，其采用螺栓将所述下水室6与所述下主片5紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个下水室拉包构成独立密闭空间。

优选地，所述连通散热管7为口琴管式散热管，其内部由若干栅格板20隔开，所述栅格板20与口琴管式散热管本体固定为一体。

优选地，所述连通散热管7为双排式设计。

优选地，所述上水室4设有上水室拉包ⅰ21、上水室拉包ⅱ22、上水室拉包ⅲ23、上水室拉包ⅳ24，其中所述上水室拉包ⅰ21即为所述首端上水室拉包，所述上水室拉包ⅳ24即为所述末端上水室拉包；所述下水室4设有下水室拉包ⅰ25、下水室拉包ⅱ26以及下水室拉包ⅲ27；

所述上水室拉包ⅰ25经连通散热管7与所述下水室拉包ⅰ25相连通；所述下水室拉包ⅰ25经连通散热管7与所述上水室拉包ⅱ22相连通；所述上水室拉包ⅱ22经连通散热管7与所述下水室拉包ⅱ26相连通；所述下水室拉包ⅱ26经连通散热管7与所述上水室拉包ⅲ23相连通；所述上水室拉包ⅲ23经连通散热管7与所述下水室拉包ⅲ27相连通；所述下水室拉包ⅲ27经连通散热管7与所述上水室拉包ⅳ24相连通。

优选地，所述连接板12由若干分支连接板叠加构成，每个分支连接板采用螺栓与所述侧板11固定位置后由钎焊或真空焊工艺构成一整体。

实施例1：

一种一体化散热结构动力电池pack箱，包括进水管1、出水管2，还包括上水室总成、下水室总成以及架设在上水室总成与下水室总成之间的连通散热管总成；进水管1位于首端上水室拉包中心位置；出水管2位于末端上水室拉包中心位置。

上水室总成包括上主片3、设有若干上水室拉包的上水室4，上水室4与上主片3固定密闭连接构成密闭空间，且相邻上水室拉包中间区域与下方的上主片3密闭连接，使每个上水室拉包为独立密闭空间；

下水室总成包括下主片5、设有若干下水室拉包的下水室6，下水室6与下主片5固定密闭连接构成密闭空间，且相邻下水室拉包中间区域与上方的下主片5密闭连接，使每个下水室拉包为独立密闭空间；

连通散热管总成包括若干依次呈纵向方向规律间隔分布的连通散热管7；连通散热管7上端穿过设置在上主片3上的上散热管插槽8与上水室4相连通，且连通散热管7与上散热管插槽8密闭连接；连通散热管7下端穿过设置在下主片5的上的下散热管插槽9与下水室6相连通，且连通散热管7与下散热管插槽9密闭连接；

连通散热管7上设有若干横向设置的、并与连通散热管7固定连接的电池支撑板10，电池支撑板10两端支承固定在两侧板11上；侧板11上方支承上水室总成，与上水室总成的上主片3固定密闭连接；侧板11下方与下水室总成固定连接，与下水室总成的下主片5固定密闭连接；两侧板11其中后长侧边上还与连接板12固定连接，连接板12的上端与上水室总成的上主片3固定连接，连接板12的下端与下水室总成的下主片5固定连接；

进水管1与上水室4的首端上水室拉包相连通，并与之密闭连接，出水管2与上水室4的末端上水室拉包相连通，并与之密闭连接；进水管1、出水管2与外部冷却系统连接，冷却液经连通上水室总成、下水室总成的连通散热管流通后从出水管2流出，形成回路。

进水管1、出水管2与外部冷却系统连接，冷却液从进水管1进入上水室的其中一个上水室拉包，上水室拉包内的冷却液流经连通散热管进入下水室的其中一个下水室拉包，下水室拉包内冷却液又经连通散热管进入上水室的另外一个上水室拉包，如此上下流动直至从上水室上的出水管流出，如此构成循环散热系统。由此可见，循环散热通道必须是密闭的，而本发明的密封就是通过钎焊或者真空焊工艺实现。本实施例pack箱为高强度铝合金材料，比如镁铝合金、铜铝合金等，各零件用螺栓连接成型后，整体进连续炉或真空炉钎焊，形成一体化的全铝pack箱，质量轻巧，使用灵活方便。

本实施例上下水室拉包与连通散热管构成良好的上下循环散热回路，形成多进多出循环散热系统，散热均匀、散热性能非常好、散热效率很高，完全能够满足动力电池大发热量情况下的散热需求，使整个电池包的温度统一，保证了电池组的工作性能，从而保证电池温度的一致性，增加了电池的使用寿命，提高了车辆的续航里程。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，在上水室长侧边上方设有上前压板，与上前压板相配合的还有设置在上主片前长侧边下方的下压板ⅰ，上前压板、上水室、上主片、下压板ⅰ四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

上水室后长侧边上设有上后压板，上后压板利用螺栓将上水室、上主片与连接板固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

下水室长侧边下方还设有下前压板，与下前压板相配合的还有设置在下主片前长侧边上方的下压板ⅱ，下前压板、下水室、下主片、下压板ⅱ四者螺栓固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体；

下水室后长侧边上设有下后压板，下后压板利用螺栓将下水室、下主片与连接板固定位置后经钎焊或真空焊工艺构成密闭整体。前压板与下压板上下同时夹紧主片和水室，使主片与水室充分贴合，便于后续焊接的可靠性，有效保证产品的密闭性能；同样，后压板与连接板的上下夹紧同样达到此效果。

上前压板与上后压板之间固定设有用于支承进水管、出水管的水管支架。

相邻上水室拉包中间区域与其正下方的上主片由夹紧块紧固连接，夹紧块位于上主片下方，其采用螺栓将上水室与上主片紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个上水室拉包构成独立密闭空间；

相邻下水室拉包中间区域与其正上方的下主片由夹紧块紧固连接，夹紧块位于下主片上方，其采用螺栓将下水室与下主片紧密接触，固定好位置后经钎焊或真空焊使每个下水室拉包构成独立密闭空间。夹紧块的设计使得相邻水室拉包中间区域与主片充分贴合，便于后续焊接的可靠性，有效保证产品的密闭性能。

连通散热管为口琴管式散热管，其内部由若干栅格板隔开，栅格板与口琴管式散热管本体固定为一体。连通散热管采用口琴管式结构设计，口琴管分隔多个导流通道，口琴管内的冷却液有效均匀地对电池进行冷却，进一步提高散热均匀性及散热性能。

连通散热管为双排式设计。散热管与电池包大面积贴合，进一步提高本发明散热性能。

上水室设有上水室拉包ⅰ、上水室拉包ⅱ、上水室拉包ⅲ、上水室拉包ⅳ，其中上水室拉包ⅰ即为首端上水室拉包，上水室拉包ⅳ即为末端上水室拉包；下水室设有下水室拉包ⅰ、下水室拉包ⅱ以及下水室拉包ⅲ；

上水室拉包ⅰ经连通散热管与下水室拉包ⅰ相连通；下水室拉包ⅰ经连通散热管与上水室拉包ⅱ相连通；上水室拉包ⅱ经连通散热管与下水室拉包ⅱ相连通；下水室拉包ⅱ经连通散热管与上水室拉包ⅲ相连通；上水室拉包ⅲ经连通散热管与下水室拉包ⅲ相连通；下水室拉包ⅲ经连通散热管与上水室拉包ⅳ相连通。如说明书附图图7和图10所示，进水管1内的冷却液流入上水室拉包ⅰ后经连通散热管流到下水室拉包ⅰ，下水室拉包ⅰ内的冷却液经连通散热管流到上水室拉包ⅱ，上水室拉包ⅱ内的冷却液经连通散热管流到下水室拉包ⅱ，下水室拉包ⅱ内的冷却液经连通散热管流到上水室拉包ⅲ，上水室拉包ⅲ内的冷却液经连通散热管流到下水室拉包ⅲ，下水室拉包ⅲ内的冷却液经连通散热管流到上水室拉包ⅳ后经出水管2流出。

连接板由若干分支连接板叠加构成，每个分支连接板采用螺栓与侧板固定位置后由钎焊或真空焊工艺构成一整体。分体式设计便于可以电池数量及安装空间及时调整连接板的大小。

本实施例上下水室拉包与连通散热管构成良好的上下循环散热回路，形成多进多出循环散热系统，散热均匀、散热性能非常好、散热效率很高，完全能够满足动力电池大发热量情况下的散热需求，使整个电池包的温度统一，保证了电池组的工作性能，从而保证电池温度的一致性，增加了电池的使用寿命，提高了车辆的续航里程；连通散热管采用口琴管式结构设计，口琴管分隔多个导流通道，口琴管内的冷却液有效均匀地对电池进行冷却，进一步提高散热均匀性及散热性能；连通散热管采用双排式结构设计，散热管与电池包大面积贴合，进一步提高本实施例散热性能；本实施例材料为轻量化高强度铝材料，比如镁铝合金、铜铝合金等，各零件按要求加工成型后，整体进连续炉或真空炉钎焊，形成一体化的全铝pack箱，质量轻巧，使用灵活方便；本实施例实用性很强，在新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。