一種電池組冷卻結構的製作方法

2023-06-13 07:26:21 1

專利名稱：一種電池組冷卻結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於電池領域，特別涉及一種適合電動汽車和儲能系統用的電池組冷卻結 構。
背景技術：
隨著一次能源如石油、天然氣等資源變得越來越緊缺，人類面臨著生存環境可能 不斷惡化的嚴峻挑戰。為降低能源成本並實現世界的可持續發展，世界各國都開展了電動 汽車和儲能技術的研究，其思路就是採用大功容量的電池作為動力系統和能量儲存系統。 因此選擇合適的電池也成為了發展電動車技術及儲能技術的關鍵之一。電池在充、放電時會產生電化學反應熱和焦耳熱，而熱量會和其它因素共同影響 電池溫度的變化。而在電動車和儲能系統中，電池均是成組使用的，溫度的變化趨勢勢必會 使得電池之間存在一定的溫度差異。溫差主要影響電池組的整體壽命和穩定性。由於高溫 可以加速電解液、電極和隔膜的老化速率，當電池組中溫差較大時，高溫部分的老化率會明 顯快於低溫部分，隨著時間的積累不同電池之間的物性差異將越加明顯，從而破壞了電池 組的一致性，最終使整組電池提前失效。

發明內容
為克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的在於提供一種具有良好通風散熱效果 且能延長電池使用壽命的電池組冷卻結構。本發明是通過以下技術方案實現的一種電池組冷卻結構，其置於電池箱內且通過方鋼固接於電池箱的框架上，該冷 卻結構包括由上到下依次設置的製冷板、隔熱板和熱板，所述隔熱板上設有通孔，所述通孔 中安裝有半導體製冷片，所述半導體製冷片的冷端與製冷板相貼緊、其熱端與熱板相貼緊， 安裝在所述製冷板上面的翅片間插設有電池單體，所述熱板的左、右兩端對稱設有L形折 板，在熱板下面與兩個折板形成的空間中設有散熱片，所述兩個折板的底部分別固接有一 用於連接電池箱框架的方鋼，在電池箱上正對散熱片的一個側板上設有風扇，與風扇所在 側板相平行的另一側板上設有出風口，風扇向電池箱內吹風，散熱片產生的熱量從出風口 處散出。其中，所述熱板的前、後兩端設有一進口風管和一出口風管，所述進口風管與風扇 相對，所述出口風管與出風口相對。其中，所述電池單體的頂端設有角鋼，通過長螺栓將角鋼與兩個折板相固接，用於 將電池單體夾緊固定於製冷板上。其中，在熱板下面與兩個折板形成的空間中固接一插槽，所述散熱片置於插槽中。其中，所述熱板與兩個折板採用一體成型的一體式結構。本發明的有益效果是該電池組冷卻結構採用半導體製冷片進行冷卻，能夠達到 快速製冷，溫度分布均勻的效果，同時半導體製冷器還具有抗震性能優良、可靠性高、壽命長、無噪聲和無需維護等特點。此外，半導體製冷器不僅可以製冷，而且在改變輸入電流方 向後還具有加熱功能，非常適合冬季電池的冷啟動。


圖1為電池單體示意圖；圖2為製冷板及翅片示意圖；圖3為熱板及散熱片示意圖；圖4為隔熱材料及半導體製冷片示意圖；圖5為電池組冷卻結構示意圖；圖6為進、出口風管示意圖；圖7為電池箱內部固定示意圖；圖8為電池箱外部結構示意圖(體現風扇的位置)；圖9為電池箱外部結構示意圖(體現出風口的位置)；圖中，1-製冷板，2-熱板，3-隔熱板，4-通孔，5-半導體製冷片，6-散熱片，7-翅 片，8-電池單體，9-方鋼，10-電池箱，11-風扇，12-出風口，13-進口風管，14-出口風管， 15-折板，16-角鋼，17-插槽。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明中的電池組冷卻結構做進一步詳細的說明。該電池組冷卻結構包括由上到下依次設置的製冷板1、隔熱板3和熱板2。如圖4所示，該隔熱板由隔熱材料製成、其上設有6個矩形通孔，每個通孔中均安 裝有半導體製冷片5，半導體製冷片的冷端與製冷板1的下面相貼緊、其熱端與熱板的上面 相貼緊。如圖2所示為帶翅片型製冷板1，為了保證接觸良好，在製冷板的下面均勻塗上一 層很薄的導熱矽膠；該製冷板1的上面安裝有翅片7，翅片間放入電池單體8，翅片對電池單 體起到固定和冷卻的作用。如圖1所示，本發明中所使用的電池單體8為一長方體，在其頂 端具有兩個極柱分別為正極極柱和負極極柱。如圖3所示為熱板及散熱片，熱板2的上面 與半導體製冷片的熱端相連，為保證接觸良好，在熱板的上面也要均勻塗上一層導熱矽膠， 在熱板2的左、右兩端對稱設有L形折板15，在熱板2下面與兩個折板15形成的空間中固 接有一插槽17，該插槽中裝有散熱片6，該散熱片的設置可以增大散熱面積，通過風冷帶走 熱量。如圖5所示，共有16個電池單體8，分兩排插入翅片之間，每兩個翅片間並排設有 兩個電池單體8，在兩排電池單體的頂端各放置一角鋼16，兩根角鋼的端部與兩個折板15 分別通過長螺栓18連接，這樣可以將電池單體壓緊固定在製冷板1上，然後用螺栓將兩個 折板15固定在兩根方鋼9上，該方鋼9的設置既起到對電池組的固定作用，又起到電池絕 緣的作用。在熱板2前、後端(即與散熱片相通的兩端)分別通過螺栓固接一進口風管13 和一出口風管14，如圖6所示，進口風管13和出口風管14的橫截面均為跑道形，進口風管 13的兩側開口處均設有一圈外凸沿、其中一側外凸沿用於連接熱板；出口風管14的兩側均 開口且其中一側開口處設有一圈用與連接熱板的外凸沿，所述進口風管13安裝在熱板2的 前端、且與安裝在電池箱側板上的風扇11相對；所述出口風管14安裝在熱板2的後端、且
4與安裝在電池箱另一側板上的出風口 12相對。如圖7所示，將按照上述結構組裝好的冷卻結構放入電池箱10中，且通過兩根方 鋼9將該冷卻結構固接在電池箱的框架上，電池箱10的框架由角鋼焊接而成，電池組及整 個冷卻結構固定在角鋼上，這樣既起到了支撐的作用，又起到電池絕緣的作用。如圖8所 示，電池箱為立方體、由四個側板、一個頂板和一個底板組成，在與進口風管13臨近的那個 側板上安裝有用於通風冷卻的四個風扇，風扇安裝在該側板的下部；在與風扇所在側板相 平行的另一側板上設有一出風口 12，該出風口設在該側板的下部。所述風扇11、進口風管 13、散熱片所在的空間、出口風管14及出風口 12構成一冷卻通道，風扇向電池箱中吹風，由 進口風管集中將風引入散熱片所在空間中，再由出口風管引出後通過出風口散出。採用上 述結構，電池的熱量導出直接，再加上隔熱板上設有半導體製冷片，所以具有極好的散熱冷 卻效果，不但提高了電池使用時的安全性，還延長了電池的使用壽命。該冷卻結構中的半導體製冷片不僅可以製冷，還可以通過改變輸入到半導體製冷 片的電流的方向來完成加熱。最後應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然 可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何 修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
一種電池組冷卻結構，其特徵在於該冷卻結構置於電池箱(10)內且通過方鋼(9)固接於電池箱(10)的框架上，該冷卻結構包括由上到下依次設置的製冷板(1)、隔熱板(3)和熱板(2)，所述隔熱板(3)上設有通孔(4)，所述通孔(4)中安裝有半導體製冷片(5)，所述半導體製冷片的冷端與製冷板相貼緊、其熱端與熱板相貼緊，安裝在所述製冷板(1)上面的翅片(7)間插設有電池單體(8)，所述熱板(2)的左、右兩端對稱設有L形折板(15)，在熱板下面與兩個折板形成的空間中設有散熱片(6)，所述兩個折板(15)的底部分別固接有一用於連接電池箱框架的方鋼(9)，在電池箱(10)上正對散熱片的一個側板上設有風扇(11)，與風扇所在側板相平行的另一側板上設有出風口(12)，風扇向電池箱內吹風，散熱片產生的熱量從出風口處散出。
2.如權利要求1所述的電池組冷卻結構，其特徵在於所述熱板(2)的前、後兩端設有 一進口風管(13)和一出口風管(14)，所述進口風管(13)與風扇(11)相對，所述出口風管(14)與出風口(12)相對。
3.如權利要求2所述的電池組冷卻結構，其特徵在於所述電池單體(8)的頂端設有 角鋼(16)，通過長螺栓將角鋼與兩個折板(15)相固接，用於將電池單體(8)夾緊固定於制 冷板⑴上。
4.如權利要求3所述的電池組冷卻結構，其特徵在於在熱板(2)下面與兩個折板(15)形成的空間中固接一插槽(17)，所述散熱片(6)置於插槽中。
5.如權利要求1-4任一所述的電池組冷卻結構，其特徵在於所述熱板(2)與兩個折 板(15)採用一體成型的一體式結構。
全文摘要
本發明涉及一種電池組冷卻結構，其通過方鋼固接於電池箱的框架上，包括由上到下依次設置的製冷板、隔熱板和熱板，隔熱板上設有通孔，通孔中安裝有半導體製冷片，半導體製冷片的冷端與製冷板貼緊、其熱端與熱板貼緊，安裝在製冷板上面的翅片間插設有電池單體，熱板的左、右兩端對稱設有L形折板，在熱板下面與兩個折板形成的空間中設有散熱片，兩個折板的底部分別固接一用於連接電池箱框架的方鋼，在電池箱上正對散熱片的一個側板上設有風扇，與風扇所在側板相平行的另一側板上設有出風口。該冷卻結構採用半導體製冷片進行冷卻，可達到快速製冷、溫度分布均勻的效果，同時半導體製冷片還具有抗震性能優良、可靠性高壽命長、無噪聲無需維護等特點。
文檔編號H01M10/50GK101894986SQ20101021464
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者劉皓, 惠東, 來小康, 楊凱, 王麗娜, 範茂松 申請人:中國電力科學研究院