一種電動汽車動力電池箱的製作方法

2023-10-09 23:07:44 6

本實用新型涉及電動汽車技術，具體涉及電動汽車動力電池箱。

背景技術：

隨著能源的枯竭和地球環境的日益惡化，研究一種新能源汽車取代傳統的燃油汽車已經是大勢所趨。新能源汽車經歷了長時間的探索，一種使用動力電池的電動汽車技術逐漸走向成熟，並開始量產，走向千家萬戶。電動汽車動力電池箱作為動力電池的關鍵部件，起到承載和固定電池的作用。其設計不僅要考慮電池的結構分布，還要考慮電動汽車在不同工作環境和多種工況行駛下電池箱的機械承受能力、可靠性和安全性等問題。傳統的動力電池箱在設計時只考慮了電池的承載和固定，對電池在工作中的通風散熱及保溫關注較少。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種電動汽車動力電池箱，解決散熱和保溫問題。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：一種電動汽車動力電池箱，包括下箱體、封蓋下箱體上方開口的上蓋以及設於上蓋與下箱體之間的絕緣隔板，所述下箱體沿長度方向分布有若干用於放置單體鋰電池的電池艙室，相鄰兩電池艙室之間由電池隔板隔開，所述下箱體的前側面設有電器盒，所述電器盒內設有電池管理單元，所述電器盒的側面分布有與外部通訊線連接實現電池箱通訊的通訊口、與外部電接插件連接實現電池箱充電的充電接口、與外部電接插件連接實現電池箱放電的放電接口，所述下箱體的後側板沿長度方向設有一排排風扇，所述下箱體在後側板前側安裝有風扇隔板，所述風扇隔板對應排風扇的進風口設有從電池艙室內吸入熱空氣的排風口，所述下箱體的左側面或/和右側面設有對電池箱進行水冷散熱/保溫的水箱，所述水箱設有進水口和出水口，所述下箱體在前側板的上部安裝有監控電池箱溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與電池管理單元通信連接。

優選的，所述電池隔板沿前後方向設有一排加強立柱。

優選的，所述電池隔板在相鄰加強立柱之間開設有孔洞。

本實用新型採用的技術方案，設置了排風扇對電池箱進行風冷，同時，還設置有水箱進行相應的水冷或者保溫操作，電池管理單元根據溫度傳感器監測的電池箱溫度，調節排風扇轉速，或者調節水箱進水口進冷水還是溫水，以進行相應的降溫和保溫。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為下箱體的結構示意圖一；

圖3為下箱體的結構示意圖二

圖4為本實用新型均衡保護電路原理框圖；

圖5為本實用新型均衡保護電路原理圖；

圖6為本實用新型均衡保護電路並聯電路工作原理圖；

圖7為本實用新型均衡保護電路正常充電工作示意圖；

圖8為本實用新型均衡保護電路上限保護工作示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種電動汽車動力電池箱，包括下箱體1、封蓋下箱體上方開口的上蓋2以及設於上蓋與下箱體之間的絕緣隔板21，所述下箱體沿長度方向分布有若干用於放置單體鋰電池的電池艙室，相鄰兩電池艙室之間由電池隔板11隔開。上蓋2和下箱體1通過螺絲連接，在上蓋和下箱體上設置螺紋孔，只需在外部擰緊螺絲即可實現上蓋2和下箱體1的安全連接，拆裝方便，以便維修。絕緣隔板21可以防止漏電，起到安全保護作用。

所述下箱體的前側面設有電器盒13，所述電器盒內設有電池管理單元131，所述電器盒的側面分布有與外部通訊線連接實現電池箱通訊的通訊口101、與外部電接插件連接實現電池箱充電的充電接口102、與外部電接插件連接實現電池箱放電的放電接口103，所述下箱體的後側板沿長度方向設有一排排風扇122，所述下箱體在後側板前側安裝有風扇隔板12，所述風扇隔板12對應排風扇的進風口設有從電池艙室內吸入熱空氣的排風口121，所述下箱體的左側面或/和右側面設有對電池箱進行水冷散熱/保溫的水箱14，所述水箱設有進水口141和出水口142，所述下箱體在前側板的上部安裝有監控電池箱溫度的溫度傳感器104，所述溫度傳感器與電池管理單元通信連接，所述電池管理單元設有控制排風扇轉速及水箱進水溫度的散熱及保溫控制模塊。

其中，風扇隔板12將電池與排風扇122隔開，可以防止在電動汽車運行過程中電池晃動撞擊到排風扇122，起到安全保護作用，而且風扇隔板12上開設了排風口121，與排風扇13的位置匹配。

由於熱空氣的擴展方向是向上且電池箱下箱體中間位置溫度較高，因此在下箱體前側板的上部中間位置安裝了溫度傳感器104，時刻監控電池箱的溫度，當電池箱的溫度超過設定範圍時，溫度傳感器向電池管理單元131發出相應的信號，以便電池管理單元及時作出調節措施，保證整車的正常運行。具體的，溫度傳感器104監控到電池箱內部的溫度超過了設定值，電池管理單元中的散熱及保溫控制模塊控制排風扇122的啟動，排風扇啟動後通過風扇隔板12上的排風口121將熱風從電池艙室中排出，並可以根據溫度高低，調節排風扇轉速，溫度過高，就調高排風扇轉速，溫度降低後，可以再適當調低排風扇轉速，從而達到智能降溫的目的。進一步的，除了風冷外，還設置了水箱14，可以根據電池箱溫度的高低，相應的通過進水口141向水箱14中注入冷水或者溫水，即溫度過高，通入冷水，如果環境溫度過低，為了保護電池正常運行，可以通入熱水。在水箱的上面設置進水口141，下面設置了出水口142，出水口設置排水閥門，由於出水口方向朝下，不需要專門的抽水裝置，只要打開排水閥門即可放水，實現冷卻或保溫水的更新，操作起來簡單方便。同時，需要在電池箱的周圍安裝水管與控制系統，即可實現智能化水冷或保溫。

其中，所述電池隔板11沿前後方向設有一排加強立柱111。所述電池隔板在相鄰加強立柱之間開設有孔洞112。加強立柱111起到加強電池隔板的機械強度的作用，孔洞112起到減輕下箱體整體重量的作用，從而實現輕量化設計的目標。

電器盒13專門用來承載和容納電氣原件以及充放電裝置。電池管理單元起到處理傳感器傳送來的數據，並發出響應的指令，控制著整個電池箱的正常運行，是整個電池箱的核心部件，通訊口101、充電接口102、放電接口103，負責整個電池箱的信息傳遞和充放電。電器盒13中設置了熔斷器132，當電池處在過載運行狀況時，熔斷器132自動斷開電路，起到電池的過載保護作用。電器盒13的中部和右側分別分布著1個直流接觸器133，方便操作，操作時降低危險係數，直流接觸器可以實現遠方控制，主要用在啟動頻繁的設備，起到短路保護的作用。電器盒13右側上方設置了保護電阻134和預充電直流接觸器135，專門用於充電裝置的電路安全保護。

如圖4所示，各個電池艙室中的單體鋰電池串聯構成電池組，採用並聯連接的方式在每節單體鋰電池上都並聯一個均衡保護電路。

如圖5所示，均衡保護電路包括100K的電位器、可控精密穩壓源TL431、1K功率電阻，PNP三極體MJ11015，二極體10A01。其中，電位器用於提供基準電壓，穩壓源用於調節單體鋰電池限制電壓，功率電阻起限流作用，二極體起分壓作用。三極體為PNP三極體，穩壓源和功率電阻連接且同時與三極體連接，電位器與穩壓源連接。

如圖6所示，以單個均衡保護電路說明其工作原理，均衡保護電路為單體鋰電池設定限制電壓為4.2V，若電池電壓為4.2V以下則可控精密穩壓源TL431不吸收電流，PNP三極體MJ11015截止，充電電流能通過電池繼續給電池充電；若電池電壓達到4.2V，可控精密穩壓源TL431開始吸收電流，PNP三極體MJ11015導通，則電流通過三極體MJ11015和二極體10A01，不通過電池，停止充電，電池電壓限制在4.2V以下，二極體10A01起分壓作用，減小了PNP三極體MJ11015耗散功率。

如圖7所示，為本實用新型均衡保護電路正常充電工作示意圖，每個穩壓源都調節到4.2V。其均衡的原理是，當每節單體鋰電池電壓都小於4.2V時，均衡保護電路不起作用，充電電流都從單體鋰電池上通過，所有單體鋰電池繼續充電。

如圖8所示，為本實用新型均衡保護電路上限保護工作示意圖，如果其中一隻單體鋰電池先充滿(率先達到4.2V)，那麼其相應並聯的均衡保護電路就開始導通，起分流作用，會把電壓一直穩定在4.2V，充電電流不再通過當前充滿的單體鋰電池。