一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組及其應用的制作方法

本發明涉及一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組及其應用，屬于電動汽車動力電池熱管理技術領域。

背景技術：

目前新能源汽車發展迅速，尤其是純電動汽車的發展更是日新月異。動力電池作為純電動汽車的核心部件，由于其發展速度較為緩慢，已經成為純電動汽車發展的一大阻礙。而動力電池的散熱問題是動力電池發展的主要問題之一。

在實際應用中，風冷是動力電池的主要散熱方式。隨著純電動汽車性能的不斷提高，動力電池的風冷散熱方式由自然風冷向強制風冷轉變。現有的強制風冷，存在著能耗大，電池單體之間冷卻溫度不均衡等嚴重問題。在電池單體排列組合方面，并聯組合方式的散熱效果優于串聯組合方式。現有的電池單體并聯組合方式主要是方形排列組合，使得電池模組中部的溫度高，邊緣溫度低。

本發明從結構上改善了這些問題。通過改變風扇的轉向，使得各電池單體之間的溫度更加均衡，減小了電池單體之間的溫差。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組。

本發明還提供上述一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，包括電池模組箱體、電池模組箱蓋和電池模組芯，所述電池模組箱體內設置有一號風道壁和二號風道壁，一號風道壁和二號風道壁上均設有多個通風孔，電池模組芯放置在一號風道壁和二號風道壁之間，一號風道壁與電池模組箱體內側壁之間為一號風道，二號風道壁內側為二號風道，二號風道的頂端連接電池模組箱蓋、底端設置有散熱風扇，電池模組箱蓋用于固定電池模組芯，電池模組芯上設置有多個標準電芯。

優選的，所述電池模組箱體的外形為倒圓臺形，一號風道壁和二號風道壁的外形為圓柱形。

優選的，所述倒圓臺形的母線與豎直方向的夾角為3-8°。

進一步優選的，所述倒圓臺形的母線與豎直方向的夾角為5°。

優選的，所述電池模組芯包括多個電池單體支撐體和支撐柱，多個電池單體支撐體上下依次布置并通過支撐柱連接，多個標準電芯安放在相鄰兩個電池單體支撐體之間。

優選的，所述電池模組芯包括四個電池單體支撐體和八根支撐柱，四個電池單體支撐體上下依次布置并通過八根支撐柱連接，在相鄰兩個電池單體支撐體之間安放三圈標準電芯，相鄰兩圈標準電芯交錯布置。

優選的，所述電池單體支撐體上設置有供標準電芯安放的凹槽。

優選的，所述通風孔為長條形孔，長條形孔的長度與標準電芯的長度相同。

優選的，所述一號風道壁和二號風道壁上分別設置有三層通風孔，每層通風孔周向上均勻分布且每層通風孔的位置高度與標準電芯的位置高度相匹配。

優選的，所述電池模組箱蓋的中心設置有箱蓋螺栓孔、內表面設置有多個壓縮彈簧工作孔，壓縮彈簧工作孔內設置有壓縮彈簧工作桿，壓縮彈簧工作桿上套裝有壓縮彈簧。

進一步優選的，所述電池模組箱蓋的內表面設置有四個壓縮彈簧工作孔，四個壓縮彈簧工作孔均勻分布在以箱蓋螺栓孔為圓心的同一圓周上。

一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組的工作方法，包括以下步驟：

當散熱風扇順時針旋轉時，風從一號風道進入，依次穿過一號風道壁、電池模組芯、二號風道壁完成熱交換，熱風從二號風道排出；

當散熱風扇逆時針旋轉時，風從二號風道進入，依次穿過二號風道壁、電池模組芯、一號風道壁完成熱交換，熱風從一號風道排出。

一種電動汽車，包括上述的電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組。

本發明的有益效果在于：

本發明電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，改變了傳統的電池模組的布局方式，采用新型布局方式進行安裝，提升了強制風冷效果，保證各單個標準電芯具有相同的散熱效果，既達到了有效散熱的目的，又避免了電池模組散熱不均衡的問題，有效保證了電池模組的正常運行。并且本發明電池模組結構設計巧妙、安裝拆卸方便，作用明顯，效果顯著，具有較強的實用性和良好的市場前景，值得推廣應用。

附圖說明

圖1為電池模組整體全剖視圖；

圖2為電池模組整體仰視圖；

圖3為電池模組整體示意圖；

圖4為電池模組箱蓋示意圖；

圖5為電池模組箱體全剖視圖；

圖6為電池模組箱體示意圖；

圖7為電池模組芯示意圖；

圖8為電池模組芯全剖視圖；

圖9為電池單體支撐體主視圖。

其中：1、電池模組箱蓋；2、電池模組箱體；3、電池模組芯；4、散熱風扇；5、螺栓；6、螺母；7、壓縮彈簧；8、二號風口；9、一號風口；101、電池模組箱蓋體；102、壓縮彈簧工作孔；103、壓縮彈簧工作桿；104、箱蓋螺栓孔；201、電池模組箱體外殼；202、一號風道壁；203、二號風道壁；204、箱體螺栓孔；301、標準電芯；302、支撐柱；303、電池單體支撐體。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步說明，但不限于此。

實施例1：

如圖1至圖9所示，本實施例提供一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，該電池模組包括電池模組箱體2、電池模組箱蓋1和電池模組芯3，電池模組箱體2內設置有一號風道壁202和二號風道壁203，一號風道壁202和二號風道壁203上均設有多個通風孔，電池模組芯3放置在一號風道壁202和二號風道壁203之間，一號風道壁202與電池模組箱體外殼201內側壁之間的空間為一號風道，二號風道壁203內側的空間為二號風道，二號風道的頂端連接電池模組箱蓋1、底端設置有散熱風扇4，電池模組箱蓋1用于固定電池模組芯3，電池模組芯3上設置有多個標準電芯301。

本實施例中，電池模組箱體2的外形為倒圓臺形，上端大底端小且上端開口，內部為空腔，一號風道壁202和二號風道壁203的外形為圓柱形，二號風道壁203的直徑小于一號風道壁202的直徑，一號風道壁202和二號風道壁203的底端與電池模組箱體2的底端連接且與電池模組箱體2的底端同心，一號風道的頂端開口為一號風口9，二號風道的底端開口為二號風口8且散熱風扇4通過星型支架安裝于二號風口8處。

倒圓臺形的母線與豎直方向的夾角為5°，即電池模組箱體2的內側壁為一傾斜面，其與一號風道壁有5°的傾斜夾角。這樣設計可以使空氣從一號風口9進入一號風道，撞擊在電池模組箱體內側壁，使空氣獲得一個徑向速度，可以比較均勻的通過一號風道壁202進入電池模組芯3。一號風道壁202和二號風道壁203均采用了網狀鏤空設計，網格為長條形通風孔，長條形通風孔的軸向長度與標準電芯301的高度相同，可增加標準電芯301接觸空氣的速度與面積，使標準電芯301的散熱更均勻。在二號風道的頂端中心位置處開設箱體螺栓孔204，通過螺栓5和螺母6與電池模組箱蓋1連接，電池模組箱蓋1覆蓋電池模組芯3，起到固定電池模組芯3的作用，防止電池模組芯3晃動。如圖5、圖6所示。

如圖7所示，電池模組芯3包括四個電池單體支撐體303和八根支撐柱302，四個電池單體支撐體303上下依次等間距布置并通過八根支撐柱302連接從而形成三個環形空間，電池單體支撐體303上設置有供標準電芯安放的凹槽，便于牢固安放標準電芯301，在每一環形空間內安放三圈標準電芯，相鄰兩圈標準電芯交錯布置，即實現徑向上標準電芯301是梯形排列，方便空氣進入電池模組芯3進行換熱，有利于各標準電芯301加速散熱，均衡散熱，可以實現相同散熱的情況下，減小散熱風扇4的功率，減小能耗。相應地，一號風道壁202和二號風道壁203上分別設置有三層通風孔，每層通風孔周向上均勻分布且每層通風孔的位置高度與標準電芯的位置高度相匹配，即三層通風孔的位置高度與三個環形空間的位置高度相同，最大程度上保證散熱效果和散熱效率。

實施例2：

一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，結構如實施例1所述，其不同之處在于：倒圓臺形的母線與豎直方向的夾角為3°，即電池模組箱體2的內側壁為一傾斜面，其與一號風道壁有3°的傾斜夾角。

實施例3：

一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，結構如實施例1所述，其不同之處在于：倒圓臺形的母線與豎直方向的夾角為8°，即電池模組箱體2的內側壁為一傾斜面，其與一號風道壁有8°的傾斜夾角。

實施例4：

一種電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組，結構如實施例1所述，其不同之處在于：電池模組箱蓋1的內表面設置有四個壓縮彈簧工作孔102，電池模組箱蓋的中心設置有箱蓋螺栓孔，四個壓縮彈簧工作孔102均勻分布在以箱蓋螺栓孔104為圓心的同一圓周上。壓縮彈簧工作孔102內設置有壓縮彈簧工作桿103，壓縮彈簧工作桿103上套裝有壓縮彈簧7。當電池模組箱蓋1覆蓋電池模組芯3時，其壓縮彈簧7與電池單體支撐體303接觸，壓縮彈簧7用來壓緊電池模組芯3，避免電池模組芯3的軸向移動，同時可以吸收電池模組芯3的振動，提高動力電池使用壽命。如圖4所示。

實施例5：

一種如實施例1至4任一所述電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組的工作方法，包括以下步驟：

如圖2所示，當散熱風扇4順時針旋轉時，風從一號風口9進入，通過一號風道，穿過一號風道壁202，穿過電池模組芯3，同時完成空氣與標準電芯301的熱交換，穿過二號風道壁203，進入二號風道，最后熱空氣從二號風道底端的二號風口8排出。

當散熱風扇4逆時針旋轉時，風從二號風口8進入，通過二號風道，穿過二號風道壁203，穿過電池模組芯3，同時完成空氣與標準電芯301的熱交換，穿過一號風道壁202，進入一號風道，最后熱空氣從一號風道頂端的一號風口9排出。

實施例6：

一種電動汽車，包括實施例1至4任一所述的電動汽車環形強制風冷散熱并聯電池模組。