具有散热及排水结构的电动车电池箱壳体的制作方法

本发明有关于一种电动车电池箱壳体，特别是有关于一种设置在电动车上以容置电池组件的兼具散热及排水结构的电池箱壳体。

背景技术：

全球油价上涨，环保意识抬头，电动车产业发展为全球瞩目焦点，其中又以轻量化议题最受瞩目，尤其电动车电池模块外壳技术发展趋势将朝轻量化、快速制造及容易整合及兼具安全性等方向发展。国内发展轻量化电池箱壳体待克服项目主要为:1.壳体结构强度(刚性需求)问题：电池箱壳体搭载于车辆上，须符合车体碰撞安全性设计；2.散热/流道设计(寿命)问题：电池箱壳体温度的控制会决定电池芯的使用寿命；3.轻量化/制造性(提升)问题：电池轻量化设计，提升重量能量密度，增加续航力；4.疲劳/防水等(法规)问题：壳体须符合长期使用(疲劳)与涉水(防水)等功能性需求。

然而，一般电动车领域使用的电池盒（例如动力电池），不乏以散热为考虑者。如图1所示，中国cn204905316u专利公开一种散热型电池箱，包括箱体1、箱盖11和散热器12，该箱盖11盖接于该箱体1，该箱体1的底部设置有开口13，该散热器12对应于该开口13与该箱体1连接，通过散热器12的设置优化了电池箱的散热效果。但是该技术仅在电池箱底面连接鳍片型的散热器12，而对于电池箱内经热辐射加热后上升于箱顶的热空气并没有解决方案，另外对于电池箱的防水方面也未提供解决方案。

中国cn2842750y专利公开了一种便于电池通风散热的电池箱体，包括上箱体、下箱体和电池箱盖，在下箱体内底面上设有用于安装电池模块的电池固定架；下箱体内箱底面呈中部高、两侧低的拱起倾斜，箱盖顶面则与底面对应呈相互平行倾斜的拱起倾斜，顶面与底面间形成中部高两侧低的倾斜风道；下箱体底面中部开有出风孔并在其对应的外侧装有一台以上的用于向外抽风的风机；下箱体底端角侧开有进风孔，并在进风孔对应的外侧装有一台以上的用于向箱内送风的风机。在下箱体外底面上设有便于箱体在电动车上装卸的安装支架。惟，与上述中国cn204905316u专利相同地，该技术的散热结构也仅着眼于电池箱体底部的热能，但对于电池箱内经热辐射加热后上升于箱顶的热空气并没有解决方案，另外对于电池箱的防水方面也提及。

再者，美国us20120135293专利公开一种电池盒组，其具有三明治夹层结构，其整体结构的刚性强，而且其所有电池单元的主体部位皆可曝露于空气中，没有被电池盒遮蔽，因此能够被自然对流的空气冷却，尤其是车辆行进时的风能够充分冷却所有电池单元，不必再另装强制冷却设备。惟该专利的每个电池外都套上一框体，且每个框体之间留出了供气体通过的大间隙，因此该专利的电池盒组在相同体积下，可组设的电池数必大为减少，丧失了电池盒重量、体积轻量化的意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明目的在于在电池箱壳体结构上，应用内外二层式壳壁间的气流通道，辅以内层盒体与外层箱体分别设有高底孔的设计，形成空气、雨水由外层箱体进入电池箱壳体后，产生了分离导引的作用，可将冷空气由内层盒体上方气孔导入电池箱壳体内部并自顶部排出、将水由内层盒体下方导水孔及散热板排出电池箱壳体。

为达成上述目的，本发明提供一种容置电池模块的电动车电池箱壳体，其包括：框架、内层盒体及外层箱体。框架包含内表面与外表面；内层盒体包括分别接合于该内表面的内底板与多个内侧板共同圈围定义一盒状容置空间，用以容置该电池模块，该至少一内侧板上设有一远离该内底板的高位通孔；外层箱体包括箱体及盖体，箱体包括分别接合于该框架的该外表面的排水散热板与多个外侧板共同圈围定义的箱体，该些内侧板与该些外侧板之间形成有一夹层空间，对应于每个高位通孔位置的该外侧板上设有一低位通孔，该低位通孔距离该内底板的位置高度低于该高位通孔，该排水散热板设有至少一排水透气通道，且该排水散热板对应于该排水透气通道设置区域设有多个排水导引孔，盖体盖合于该箱体的顶面开口，盖体设有贯穿的至少一排气孔。

在一实施方式中，该排水散热板为一挤型板，且该排水透气通道与该挤型板同时挤制成形，该排水透气通道的走向是朝向该电动车行进方向设置。

在一实施方式中更包含：对应于排气孔位置的盖体上设置一主动散热装置，用以将该盒状容置空间的空气抽出该盖体之外。

在一实施方式中，该主动散热装置为散热风扇。具体地，该散热风扇为一吸风口朝向该盖体的该排气孔、出风口位于该盖体外侧的水平方向的鼓风机式散热风扇。

在一实施方式中，该框架由多个铝挤型支架组设而成。

在一实施方式中，该夹层空间的低位的铝挤型支架设有联通该些排水导引孔的排水通孔。

在一实施方式中，该内层盒体及/或该外层箱体与该框架的接合为一防水的封焊接合结构。

优选地，该框架为al6063材质，该内层盒体及/或该外层箱体为包含ala365或al5082的材质所制成。

优选地，该内层盒体及/或该外层箱体与该框架的接合工法选自摩擦搅拌焊接、冷金属传输焊接、气体遮护金属电弧焊接或胶合所组成群组的其中之一。

本发明的特点在于：本发明提供全方位的电动车电池箱壳体的空冷及防水的解决方案，应用巧妙的二道式气流通道，将空气及水由低位通孔吸入外层箱体，再由内层盒体上方的高位通孔导入后，空气再经由内层盒体顶部抽出、水则经由下方排水散热板的排水透气通道排出。上述空气的散热方案，采用强制对流：应用烟囱效应，在电池箱壳体顶部设置散热装置，将集中的热气排出电池箱壳体外部。另外，本发明也具有自然对流的散热效果，应用电池模块与排水散热板的热接触，将电池箱壳体底面的热，同样由排水透气通道接触冷空气而散热。进一步将框架材质、内层盒体材质、外层箱体材质选用的轻量化高强度铝挤材质结合铝板的情况下，本发明的电池箱壳体可全面提升轻量性、安全性、散热性及排水性。

附图说明

图1绘示先前技术的电池箱壳体结构；

图2绘示本发明的具有散热及排水结构的电动车电池箱壳体的框架结构立体示意图；

图3绘示本发明的具有散热及排水结构的电动车电池箱壳体的立体分解图；

图4绘示图3的立体组合图；

图5绘示本发明的电动车电池箱壳体的一实施例散热机制的沿图4的5-5剖线的移转剖面图；

图6绘示本发明的电动车电池箱壳体的一实施例排水机制的沿图4的5-5剖线的移转剖面图；以及

图7绘示本发明的电动车电池箱壳体的另一实施例排水机制的沿图4的5-5剖线的移转剖面图。

【符号说明】

1箱体；

11箱盖；

12散热器；

13开口；

20电动车电池箱壳体；

21框架；

211内表面；

212外表面；

213铝挤型支架；

2131排水通孔；

22内层盒体；

221内底板；

2211排水孔；

222内侧板；

2221高位通孔；

23外层箱体；

231箱体；

2311排水散热板；

23111顶面；

231111排水导引孔；

23112底面；

23113排水透气通道；

2312外侧板；

23121低位通孔；

2313开口；

232盖体；

2321排气孔；

24主动散热装置；

241鼓风机式散热风扇；

2411吸风口；

2412出风口；

b电池模块；

s夹层空间；

i框架的内部；

o框架的外侧；

w1空气流动方向；

w2,w3水流动方向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参照图2～图4所示。本实施例的具有散热及排水结构的电动车电池箱壳体主要适用于容置一电池模块b，该电动车电池箱壳体20包括一框架21、一内层盒体22以及一外层箱体23：框架21具有面向该框架21的框架的内部i的内表面211与面向该框架21的框架的外侧o的外表面212，在一实施例中，该框架21是由多个铝挤型支架213组设而成；内层盒体22包括接合于该内表面211的底面的一内底板221及接合于该内表面211的内侧立面的多个内侧板222，且该内底板221及该些内侧板222共同圈围并定义出的盒状容置空间，该盒状容置空间的顶部为一开放端，该电池模块b置放于该盒状容置空间，该内底板221设有多个排水孔2211，至少一该内侧板222上设有一高位通孔2221，该高位通孔2221距离该内底板221一段距离；外层箱体23包括一箱体231及一盖体232，该箱体231包括接合于该框架21的该外表面212的底面的一排水散热板2311与接合于该框架21的该外侧立面的多个外侧板2312，且排水散热板2311与该些外侧板2312共同圈围定义一具有顶面开口的箱体231，该些内侧板222与该些外侧板2312之间因夹置框架21而自然形成有一夹层空间s。

另外，对应于每个高位通孔2221位置的该外侧板2312上设有一低位通孔23121，该低位通孔23121与该内底板221的距离低于该高位通孔2221与该内底板221的距离，该排水散热板2311的顶面23111与底面23112之间设有至少一排水透气通道23113，且该排水散热板2311的该顶面23111对应于该排水透气通道23113设置区域贯穿多个排水导引孔231111，使该外层箱体23外部空间、该低位通孔23121、该夹层空间s、该高位通孔2221、该内层盒体22内部空间、该排水导引孔231111至该排水透气通道23113的空间都互相连通，该盖体232盖合于该箱体231的该顶面开口，该盖体232设有贯穿的至少一排气孔2321。

如图4所示。在一实施例中，本发明的电动车电池箱壳体20的盖体232顶面设有排气孔2321，可以将该盒状容置空间中上升的热空气排出。然而为了使散热效率增强，如图5所示，本发明的电动车电池箱壳体20可更包含：设置于对应该排气孔2321位置的盖体232上一主动散热装置24，用以将该盒状容置空间的空气抽出该盖体232（电动车电池箱壳体20）的外部，同时将新鲜空气自低位通孔23121吸入，以产生强制对流作用。前述该主动散热装置可为一散热风扇，较佳地（但不以此为限），该散热风扇可为一吸风口2411朝向该盖体232的该排气孔2321、出风口2412位于该盖体232外侧的水平方向的鼓风机式散热风扇241，请参照图5中的空气流动方向w1示意。

如图6所示。本实施例的排水结构作用是当水（电动车外的雨水、积水）由电动车电池箱壳体20的外层箱体23的箱体231的外侧板2312上的低位通孔23121吹入或流入时，电动车行进时的风压可能会将水吹至夹层空间s，并灌入内侧板222的高位通孔2221而进入内层盒体22内部空间，此时依重力作用，水将落在内底板221，并由内底板221的排水孔2211落至该排水散热板2311顶面23111，并由排水导引孔231111进入排水透气通道23113排出动车电池箱壳体20外，请参照图6中的水流动方向w2示意。

进一步地，如图7所示，在一实施例中，该夹层空间s的低位的铝挤型支架213设有联通该些排水导引孔231111空间的排水通孔2131，即，当电动车外的雨水、积水等由电动车电池箱壳体20的低位通孔23121进入夹层空间s时，夹层空间s底部的框架21（铝挤型支架213）的顶面与该夹层空间s底部齐平，可将水再由原低位通孔23121流出，该夹层空间s部分的水依重力作用可落入铝挤型支架213的排水通孔2131，落至该排水散热板2311顶面23111，并由排水导引孔231111进入排水透气通道23113排出动车电池箱壳体20外，请参照图7中的水流动方向w3示意。

在一实施例中，前述该排水散热板2311为一挤型板，且该排水透气通道23113的结构与该挤型板同时挤制成形，其具备轻量化、节省排水透气通道23113加工性的优点。

为了使本发明产生较佳的自然排气效率，该排水散热板2311的该排水透气通道23113的走向朝向该电动车行进方向设置，以在电动车行进时，迎风面的该排水透气通道23113可产生较强风流，有助于提升电动车电池箱壳体的散热作用。

在一实施例中，该框架21为al6063材质，该内层盒体22及/或该外层箱体23包含ala365或al5082材质所制成，该内层盒体22及/或该外层箱体23与该框架21的接合为一防水的封焊接合结构，其接合工法选自摩擦搅拌焊接(frictionstirwelding,fsw)、冷金属传输(coldmetaltransfer,cmt)焊接、气体遮护金属电弧焊接（metalinertgas,mig）或胶合所组成群组的其中一者。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。