一種電動汽車電池箱的製作方法

2023-10-09 11:36:24

本實用新型屬於電池技術領域，尤其涉及一種電動汽車電池箱。

背景技術：

隨著環境問題和能源形勢的日益嚴峻，電動汽車越來越受人們重視，動力電池是電動汽車的重要能量來源，而電池箱對電池服役的可靠性和安全性起著重要作用。電池箱設計需要考慮多方面的影響因素，如機械性能方面，在輕量化的同時需要有足夠的剛度和強度；熱性能方面，為使電池工作在適宜的溫度範圍內，需要內置有效的導熱循環系統。因此，如何設計一款適合動力電池組的電池箱，能對電池組進行有效保護並使其可靠地工作，成為重點攻關項目之一。

液冷熱管理系統是通過冷卻液的循環流動帶走動力電池組產生的熱量，達到降溫目的。採用液冷熱管理方式時，箱體內通常設置有冷卻板，冷卻板具有單位體積散熱效率大、可靠性高和良好的可維護性的特點。冷卻板通常固定在箱體上，冷卻板中留有液體流道，通常多個冷卻板通過直通接頭與外置水管連接，共同構成循環管路，實現熱量傳遞。這種情況下，液冷管路接插頭較多，密封的可靠性會受到影響。

電池箱內通常設置有加強筋結構，一方面用於提高箱體剛度和強度，另一方面可以固定電池模組。目前現有電池箱的加強筋和冷卻板結構比較複雜，大大增加了箱體重量。

因此，有效實現電池箱輕量化與系統安全可靠，是本實用新型要解決的問題。主要目的也是為了提高散熱效率，提高溫度均勻性。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種電動汽車電池箱，其能綜合考慮機械性能和熱性能要求，有效提高剛度、降低重量，以及提高電池系統的溫度均勻性，降低液冷系統的結構複雜性。

為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案：

一種電動汽車電池箱，包括電池箱體及置於箱體內的一組電池模組，所述電池箱體由下箱體和箱蓋組合而成；其還包括有一個一體式支撐架，由一組橫梁和一組縱梁構成該一體式支撐架的底部框架，在所述的各橫梁和縱梁內部存在空腔形成的液體流道並相互貫通組成循環水路；在下箱體上設有一組進水口和出水口，該進水口和出水口分別與循環水路的頭端和末端相連通；所述的一組電池模組均勻分布並分別固定在所述底部框架的縱梁上，且每排相鄰並設的兩個電池模組間設有一直立於所述底部框架橫梁上的冷卻板，各冷卻板中帶有供冷卻液體流動的液體流道，該液體流道與所述循環水路相互貫通。

所述電動汽車電池箱中，所述各冷卻板中的液體流道由若干條並聯的分支液體流道組成；每個縱梁中至多有一條流道，循環水路的頭端和末端均設在縱梁上。

所述電動汽車電池箱中，所述下箱體上設有兩個進水口和兩個出水口，所述進水口和出水口全部都位於所述下箱體的同一側壁上。

所述電動汽車電池箱中，所述一體式支撐架中的冷卻板與橫梁為一體成型結構，所述一組橫梁和一組縱梁通過焊接形成整體框架結構。

所述電動汽車電池箱中，所述電池箱體及一體式支撐架均為輕質合金材料製成。

本實用新型一方面提高了箱體的剛度強度，又考慮了箱體輕量化問題，而且，並聯的循環管路，能夠提高具有對稱特徵電池系統整體的溫度均勻性。

本實用新型的優點是：

1)所述一體式支撐架結構設計合理；

2)冷卻板與橫梁、縱梁直接連接成為整體，並在內部空腔形成連通的流道，縱梁中流道的一端分別接通箱體的進水口和出水口，流道在冷卻板中分流成並聯的多路，能夠實現較好的均勻冷卻效果；

3)利用密閉的流道代替原有外接的直通接頭和水管，使箱體內管線數量減少，簡化了安裝和維修，避免振動帶來的洩露問題，提高循環系統的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型電動汽車電池箱結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本電動汽車電池箱的一體式支撐架結構示意圖。

圖4為圖3的正視圖。

圖5為圖3的剖面圖。

圖中：1-下箱體；2-箱蓋；3-電池模組；4-一體式支撐架；11-進水口；12-出水口；41-橫梁；42-縱梁；43-冷卻板；44-液體流道。

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

具體實施方式

參見圖1～圖3中，本實用新型電動汽車電池箱主要包括電池箱體及置於箱體內的一組電池模組，還包括有一個一體式支撐架4。

所述電池箱體包括下箱體1、箱蓋2。在下箱體上設有一組進水口和出水口。

所述一體式支撐架4的底部框架由一組橫梁41和一組縱梁42構成，橫梁41和縱梁42通過焊接形成整體框架結構。在所述的各橫梁和縱梁內部存在空腔形成的液體流道並相互貫通組成循環水路。

所述的一組電池模組3對稱地分布於箱體內，分別固定在所述底部框架的縱梁42上，且電池模組3之間留有間隔，以便插入冷卻板。

所述冷卻板43直立在一體式支撐架4的橫梁41上，且兩者為一體成型結構，各冷卻板中帶有供冷卻液體流動的液體流道，該液體流道與所述循環水路相互貫通。

所述橫梁41、縱梁42和冷卻板43上通過機械加工方式留出液體流道44，下箱體1由底板和側壁圍成，在其中的某一側壁開有2個進水口11及2個出水口12，參見圖1。

本發明的一體式支撐架的縱梁42及橫梁41與下箱體1連接固定，所述連接方式或者是粘貼為一體，或者是焊接為一體，粘貼和焊接均採用全粘、全焊或者點式粘貼、點焊的形式。

所述箱蓋2與下箱體1配合併與之連接固定，電池模組3與一體式支撐架的縱梁42連接固定，所述連接為螺栓固定方式。

本實用新型的一較佳實施例是：

每個冷卻板43中有兩條並聯的水路，以增加流體與冷卻板的換熱，提高降溫效率。

如圖3～圖5所示，橫梁41的流道起止端都連接於縱梁42的流道，中間2條縱梁的流道連通下箱體的進水口11及凸臺加強結構，兩側2條縱梁的流道連通下箱體的出水口12，取消了原先連接冷卻板用的接頭和水管，降低系統的結構複雜度，便於維護。

如圖3～圖5所示，若干冷卻板43及橫梁41連接縱梁42中的流道貫通構成循環管路，形成具有雙進雙出循環管路的液冷系統。冷卻板43位於兩個電池模塊3之間，冷卻板43與電池模組3的側面接觸，使得冷卻板43能夠與電池模塊3中的每個單體電池進行熱量傳遞。該液冷系統的冷卻板為並聯排布，避免冷卻液溫度逐漸升高導致前後冷卻板溫度差異。當對電池模組3進行散熱時，傳熱流體介質從下箱體1上的2個進水口同時進入中央縱梁流道，進而分別通過貫通的流道流經各橫梁41及冷卻板43內部，然後匯入到兩側縱梁流道，通過下箱體1上的2個出水口流出，達到將熱量帶出的目的。

本實用新型電池箱結構設計合理，整體結構簡單可靠，具有重量輕、散熱性能良好的優點。

上述各實施例可在不脫離本實用新型的範圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護範圍。