一种鳍片散热式双层汽车动力电池箱的制作方法

本实用新型涉及电动汽车动力电池领域，特别涉及一种鳍片散热式双层汽车动力电池箱。

二、

背景技术：

动力电池组是新能源汽车的能量储存装置，在汽车行驶过程和停驻充电过程中长时间处于工作状态。电池组在充电和放电过程中会持续发生电化学反应和物理反应，产生大量的热能，从而导致电池组温度上升，影响电池组的性能和使用寿命。一方面，电池组有一个最佳工作温度范围，当电池单体温度高于该范围时，其电化学反应限度会发生变化，进而影响电池单体的充放电容量、内阻和循环寿命；另一方面，由于不同电池单体以及同一电池单体不同部位的散热条件不同，电池组内部会出现温度分布不均匀的现象，导致不同温度的电池单体表现出不同的性能特性，它们之间的相互作用会使某些电池单体在充放电过程中提前达到截止电压，从而使电池组的充放电效率下降，最终导致整个电池组性能的进一步降低。因此，需要对汽车动力电池箱进行合理、有效的散热设计，在保证电池组整体散热速率的同时，使各电池单体的散热更加均匀。

目前汽车动力电池的常见散热形式以风冷和水冷散热为主，搭配电池热管理系统使用时，可以有效地降低电池组的整体温度。但由于汽车上的设计空间有限，电池单体通常需要紧密的排列在电池箱中，因此各电池单体的散热不够均匀。如果采用将电池单体相隔一定距离分散布置在电池箱中的方法，又会大幅度的增加电池箱体积。经文献检索发现，中国国家知识产权局专利局于2016年7月6日公开了一项公开号为CN105742540A，名称为“一种高效散热的电动汽车动力电池箱”的专利申请。该技术在电池箱体内设有若干并排的用于放置电池单体的电池格栅，要求格栅的上端面不高于单体电池上沿，并与电池单体组成动力电池模块，动力电池模块可以全部安装在电池箱底板一层，通过与底板密合面上的导热硅胶或导热垫散热，也可以在电池箱内分两层安装，下层动力电池模块安装在电池箱底板上，上层动力电池模块的底面与导热装置密合并建立与电池箱间的导热通道实现散热。但该技术仅利用电池箱体对外散热，散热面积有限，散热效率较低；电池箱的散热会导致周围环境温度的升高，影响汽车上其他系统部件的正常工作；利用该技术进行两层安装时，需要设置独立的导热装置，同时电池箱的体积较大，增加了生产成本和安装难度。

三、

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种鳍片散热式双层汽车动力电池箱。

本实用新型安装在汽车上，其技术方案是由外电池箱及依据应用汽车的电池单体的数量，与电池单体相匹配的内电池箱，和结构相同的单面连接散热鳍片，以及结构相同的双面连接散热鳍片组合，并安装在外电池箱内的散热构件组合体和冷却系统构成；

单面连接散热鳍片的结构为在一个侧面上设置两个平行的隔离筋，另一个侧面上设置子口，并与相互连接安装的内电池箱外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅；内电池箱为框架结构，其框架外形轮廓尺寸与相互连接配合的单面连接散热鳍片的子口相匹配，其框架内腔与相互配合的电池单体的外形轮廓相匹配，电池单体安装在内电池箱的框架内腔；双面连接散热鳍片的两个侧面上都设置子口，并分别与相互连接安装的内电池箱外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅；单面连接散热鳍片及双面连接散热鳍片的外轮廓尺寸，与外电池箱的内腔相匹配；

将单面连接散热鳍片有子口的一面，与装有电池单体的内电池箱安装结合在一起；装有电池单体的内电池箱的另一面，与双面连接散热鳍片的子口安装连接在一起，双面连接散热鳍片的另一个侧面的子口，与续装的装有电池单体的内电池箱安装结合在一起；装有电池单体的内电池箱的另一面，与单面连接散热鳍片有子口的一面安装结合在一起实施安装顺序；

基本散热构件组合体由单面连接散热鳍片A、内电池箱A、电池单体A、双面连接散热鳍片A、内电池箱B、电池单体B、单面连接散热鳍片B组成并安装组合，及在此基础上，每增加一个电池单体，相应的增加相匹配的一个内电池箱和一个双面连接散热鳍片，并按照双面连接散热鳍片B、内电池箱C、电池单体C、单面连接散热鳍片B的顺序续接组合安装而成；

外电池箱为长方形的敞口箱体，并加盖与敞口匹配的箱盖，在其对应侧壁的上、下、左、右靠近边缘的位置设置散热孔，其内腔与按照汽车电池单体的数量匹配组合的散热构件组合体相匹配；

将散热构件组合体安装进外电池箱内，散热构件组合体两端的单面连接散热鳍片的隔离筋与配合的外电池箱内侧壁形成散热通道，同时单面连接散热鳍片有子口一面的散热鳍翅，与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片边缘的散热鳍翅之间构成了散热通道，并且与外电池箱的散热孔相通；在各个纵向散热通道的一端安装冷却风扇，对应的另一端安装温度传感器；安装冷却风扇的一端通过外电池箱的散热孔与进风管道固定连接，安装温度传感器的一端通过外电池箱的散热孔与出风管道固定连接，构成冷却系统；温度传感器和冷却风扇与电子控制单元相连接，由动力电池组供电。

内电池箱、单面连接散热鳍片和双面连接散热鳍片均由导热材料制成，外电池箱和外电池箱盖均由隔热绝缘材料制成。

本实用新型的有益效果：

(1)电池单体四周的导热材料和冷却系统使每块电池单体的温度接近一致，因此具有良好的散热均匀性；

(2)散热鳍片增加了电池组的散热面积，同时采用主动散热方式，因此具有良好的散热效果；

(3)可以根据电池组的实际工作温度通过改变风扇转速实时调节散热速率，使电池组在不同的使用工况下都可以获得良好散热均匀性和散热效果，提高了电池组的性能和使用寿命；

(4)内层电池箱保证了电池组的密闭性，不受周围环境污染；外层电池箱具有隔热绝缘功能，不影响汽车上的其他系统部件，安全性好；散热鳍片同时起到电池单体的导热作用、增加散热面积的作用、电池组的安装作用和构建散热通道的作用，结构简单、体积紧凑、成本低；内电池箱和双面连接散热鳍片的数量可以根据电池单体的数量任意调整，匹配组合，其构思巧妙、适应面广、通用性好。

四、附图说明

图1为本实用新型由基本散热构件组合体安装组成的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的分解视图；

图2为本实用新型由基本散热构件组合体安装组成的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的外形图；

图3为图2的A-o-A剖视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本实用新型应用于四个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的分解视图；

图6为本实用新型应用于四个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的外形图；

图7为图6的A-o-A剖视图；

图8图7的A-A剖视图；

图9为本实用新型应用于五个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的分解视图；

图10为本实用新型应用于五个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱结构示意图的外形图；

图11为图10的A-o-A剖视图；

图12为11的A-A剖视图；

图13为本实用新型的单面连接散热鳍片的主视图；

图14为图13的A-A剖视图；

图15为本实用新型的双面连接散热鳍片的主视图；

图16为图15的A-A剖视图；

图17为本实用新型冷却系统的结构示意图；

图18为本实用新型冷却系统的控制电路原理。

附图标记

1、外电池箱 1-1、箱底 1-2、侧壁 1-3、散热孔 1-4、前壁 2、单面连接散热鳍片 2-1-1、隔离筋 2-1-2、隔离筋 2-2、子口 2-3、散热鳍翅 2B、单面连接散热鳍片 3、内电池箱 3B、内电池箱 3C、内电池箱 3D、内电池箱 3E、内电池箱 4、电池单体 4B、电池单体 4C、电池单体 4D、电池单体 4E、电池单体 5、双面连接散热鳍片 5-1、子口 5-2、散热鳍翅 5B、双面连接散热鳍片 5C、双面连接散热鳍片 5D、双面连接散热鳍片 6、外电池箱盖 7、电子控制单元 8、温度传感器8B、温度传感器 8C、温度传感器 8D、温度传感器 8E、温度传感器 8F、温度传感器 9、冷却风扇 9B、冷却风扇 9C、冷却风扇 9D、冷却风扇 9E、冷却风扇 9F、冷却风扇 10、进风管道 11、出风管道 12、散热通道

五、具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式。如图1-图18所示：

本实用新型是由外电池箱1及依据应用汽车的电池单体4的数量，与电池单体相匹配的内电池箱3和结构相同的单面连接散热鳍片2，以及结构相同的双面连接散热鳍片5组合并安装在外电池箱1内的散热构件组合体和冷却系统构成；

单面连接散热鳍片2的结构为在一个侧面上设置两个平行的隔离筋2-1-1和2-1-2，另一个侧面上设置子口2-2，并与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅2-3；内电池箱3为框架结构，其框架外形轮廓尺寸与相互连接配合的单面连接散热鳍片2的子口2-2相匹配，其框架内腔与相互配合的电池单体4的外形轮廓相匹配，电池单体4安装在内电池箱3的框架内腔；双面连接散热鳍片5的两个侧面上都设置子口5-1并分别与相互连接安装的内电池箱4外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅5-2；单面连接散热鳍片2及双面连接散热鳍片5的外轮廓尺寸与外电池箱1的内腔相匹配；

将单面连接散热鳍片2有子口2-2的一面，与装有电池单体的内电池箱3安装结合在一起；装有电池单体4的内电池箱3的另一面与双面连接散热鳍片5的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5的另一个侧面的子口5-1与续装的装有电池单体4的内电池箱3安装结合在一起；安装电池单体4的内电池箱3的另一面与单面连接散热鳍片2有子口2-2的一面安装结合在一起实施安装顺序；

基本散热构件组合体由单面连接散热鳍片2A、内电池箱3A、电池单体4A、双面连接散热鳍片5A、内电池箱3B、电池单体4B、单面连接散热鳍片2B组成并安装组合，及在此基础上，每增加一个电池单体4，相应的增加相匹配的一个内电池箱3和一个双面连接散热鳍片5，并按照双面连接散热鳍片5B、内电池箱3C、电池单体4C、单面连接散热鳍片2B的顺序续接组合安装而成；

外电池箱1为长方形的敞口箱体，并加盖与敞口匹配的外电池箱盖6，在其对应侧壁1-2的上、下、左、右靠近边缘的位置设置散热孔1-3，其内腔与按照汽车电池单体4的数量匹配组合的散热构件组合体相匹配；

将散热构件组合体安装进外电池箱1内，散热构件组合体两端的单面连接散热鳍片2的隔离筋2-1-1及2-1-2与配合的外电池箱1内侧壁形成散热通道，同时单面连接散热鳍片2有子口2-2一面的散热鳍翅2-3与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片5边缘的散热鳍翅5-2之间构成了散热通道，并且与外电池箱1的散热孔1-3相通；在各个纵向散热通道的一端安装冷却风扇9，对应的另一端安装温度传感器8；安装冷却风扇9的一端通过外电池箱1的散热孔1-3与进风管道10固定连接，安装温度传感器8的一端通过外电池箱1的散热孔1-3与出风管道11固定连接，构成冷却系统；温度传感器8和冷却风扇9与电子控制单元7相连接，由动力电池组供电。

内电池箱1、单面连接散热鳍片2和双面连接散热鳍片5均由导热材料制成，外电池箱1和外电池箱盖6均由隔热绝缘材料制成。

实施例一：如图1-图4、图13-图18所示，本实施例是由基本散热构件组合体安装组成的鳍片散热式双层汽车动力电池箱实施方式，由外电池箱1及安装在外电池箱1内的单面连接散热鳍片2、内电池箱3、电池单体4、双面连接散热鳍片5、内电池箱3B、电池单体4B、单面连接散热鳍片2B构成的基本散热构件组合体及冷却系统构成；

单面连接散热鳍片2的结构为在一个侧面上设置两个平行的隔离筋2-1-1和2-1-2，另一个侧面上设置子口2-2并与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅2-3；内电池箱3为框架结构，其框架外形轮廓尺寸与相互连接配合的单面连接散热鳍片2的子口2-2相匹配，其框架内腔与相互配合的电池单体4的外形轮廓相匹配，电池单体4安装在内电池箱3的框架内腔；双面连接散热鳍片5的两个侧面上都设置子口5-1并分别与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅5-2；单面连接散热鳍片2及双面连接散热鳍片5的外轮廓尺寸与外电池箱的内腔相匹配；

将单面连接散热鳍片2有子口2-2的一面，与安装电池单体4的内电池箱3安装结合在一起；安装电池单体4的内电池箱3的另一面与双面连接散热鳍片5的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4B的内电池箱3B安装结合在一起；安装电池单体4B的内电池箱3B的另一面与单面连接散热鳍片2B有子口2-2的一面安装结合在一起实施安装顺序；

外电池箱1为长方形的敞口箱体，并加盖与敞口匹配的外电池箱盖6，在其对应侧壁1-2的上、下、左、右靠近边缘的位置设置散热孔1-3，其内腔与按照汽车电池单体4的数量匹配组合的散热构件组合体相匹配；

将散热构件组合体安装进外电池箱1内，散热构件组合体两端的单面连接散热鳍片2的隔离筋2-1-1和2-1-2与配合的外电池箱内侧壁形成散热通道12，同时单面连接散热鳍片2有子口2-2一面的散热鳍翅2-3与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片5边缘的散热鳍翅5-2之间构成了散热通道12，并且与外电池箱的散热孔1-3相通；在各个纵向散热通道12的一端安装冷却风扇9，对应的另一端安装温度传感器8；安装冷却风扇9的一端通过外电池箱的散热孔1-3与进风管道10通过螺栓固定连接，安装温度传感器8的一端通过外电池箱的散热孔1-3与出风管道11通过螺栓固定连接，构成冷却系统；温度传感器8和冷却风扇9与电子控制单元7相连接，由动力电池组供电。

内电池箱3、单面连接散热鳍片2和双面连接散热鳍片5均由导热材料制成，外电池箱1和外电池箱盖6均由隔热绝缘材料制成。

实施例二：如图5-图8、图13-图18所示，本实施例是应用于4个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱实施方式，由外电池箱及安装在外电池箱内的单面连接散热鳍片2、内电池箱3、电池单体4、双面连接散热鳍片5、内电池箱3B、电池单体4B、双面连接散热鳍片5B、内电池箱3C、电池单体4C、双面连接散热鳍片5C、内电池箱3D、电池单体4D、单面连接散热鳍片2B的散热构件组合体，及冷却系统构成；

单面连接散热鳍片2的结构为在一个侧面上设置两个平行的隔离筋2-1-1和2-1-2，另一个侧面上设置子口2-2并与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅2-3；内电池箱3为框架结构，其框架外形轮廓尺寸与相互连接配合的单面连接散热鳍片2的子口2-2相匹配，其框架内腔与相互配合的电池单体4的外形轮廓相匹配，电池单体4安装在内电池箱3的框架内腔；双面连接散热鳍片5的两个侧面上都设置子口5-1并分别与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅5-2；单面连接散热鳍片2及双面连接散热鳍片5的外轮廓尺寸与外电池箱的内腔相匹配；

将单面连接散热鳍片2有子口2-2的一面，与安装电池单体4的内电池箱3安装结合在一起；安装电池单体4的内电池箱3的另一面与双面连接散热鳍片5的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4B的内电池箱3B安装结合在一起；安装电池单体4B的内电池箱3B的另一面与双面连接散热鳍片5B的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5B的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4C的内电池箱3C安装结合在一起；安装电池单体4C的内电池箱3C的另一面与双面连接散热鳍片5C的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5C的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4D的内电池箱3D安装结合在一起；安装电池单体4D的内电池箱3D的另一面与单面连接散热鳍片2B有子口2-2的一面安装结合在一起实施安装顺序；

外电池箱1为长方形的敞口箱体，并加盖与敞口匹配的外电池箱盖6，在其对应侧壁1-2的上、下、左、右靠近边缘的位置设置散热孔1-3，其内腔与按照汽车电池单体4的数量匹配组合的散热构件组合体相匹配；

将散热构件组合体安装进外电池箱内，散热构件组合体两端的单面连接散热鳍片2的隔离筋2-1-1和2-1-2与配合的外电池箱内侧壁形成散热通道12，同时单面连接散热鳍片2有子口2-2一面的散热鳍翅2-3与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片5边缘的散热鳍翅5-2之间构成了散热通道12，并且与外电池箱的散热孔1-3相通；在各个纵向散热通道12的一端安装冷却风扇9，对应的另一端安装温度传感器8；安装冷却风扇9的一端通过外电池箱的散热孔1-3与进风管道10通过螺栓固定连接，安装温度传感器8的一端通过外电池箱的散热孔1-3与出风管道11通过螺栓固定连接，构成冷却系统；温度传感器8和冷却风扇9与电子控制单元7相连接，由动力电池组供电。

内电池箱3、单面连接散热鳍片2和双面连接散热鳍片5均由导热材料制成，外电池箱1和外电池箱盖6均由隔热绝缘材料制成。

实施例三：如图9-图12、图13-图18所示，本实施例是应用于5个电池单体的鳍片散热式双层汽车动力电池箱实施方式，由外电池箱及安装在外电池箱内的单面连接散热鳍片2、内电池箱3、电池单体4、双面连接散热鳍片5、内电池箱3B、电池单体4B、双面连接散热鳍片5B、内电池箱3C、电池单体4C、双面连接散热鳍片5C、内电池箱3D、电池单体4D、双面连接散热鳍片5D、内电池箱3E、电池单体4E、单面连接散热鳍片2B的散热构件组合体，及冷却系统构成；

单面连接散热鳍片2的结构为在一个侧面上设置两个平行的隔离筋2-1-1和2-1-2，另一个侧面上设置子口2-2并与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅2-3；内电池箱3为框架结构，其框架外形轮廓尺寸与相互连接配合的单面连接散热鳍片2的子口2-2相匹配，其框架内腔与相互配合的电池单体4的外形轮廓相匹配，电池单体4安装在内电池箱3的框架内腔；双面连接散热鳍片5的两个侧面上都设置子口5-1并分别与相互连接安装的内电池箱3外形轮廓相匹配，其边缘为散热鳍翅5-2；单面连接散热鳍片2及双面连接散热鳍片5的外轮廓尺寸与外电池箱的内腔相匹配；

将单面连接散热鳍片2有子口2-2的一面，与安装电池单体4的内电池箱3安装结合在一起；安装电池单体4的内电池箱3的另一面与双面连接散热鳍片5的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4B的内电池箱3B安装结合在一起；安装电池单体4B的内电池箱3B的另一面与双面连接散热鳍片5B的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5B的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4C的内电池箱3C安装结合在一起；安装电池单体4C的内电池箱3C的另一面与双面连接散热鳍片5C的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5C的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4D的内电池箱3D安装结合在一起；安装电池单体4D的内电池箱3D的另一面与双面连接散热鳍片5D的子口5-1安装连接在一起，双面连接散热鳍片5D的另一个侧面的子口5-1与续装的安装电池单体4E的内电池箱3E安装结合在一起；安装电池单体4E的内电池箱3E的另一面与单面连接散热鳍片2B有子口2-2的一面安装结合在一起实施安装顺序；

外电池箱1为长方形的敞口箱体，并加盖与敞口匹配的外电池箱盖6，在其对应侧壁1-2的上、下、左、右靠近边缘的位置设置散热孔1-3，其内腔与按照汽车电池单体4的数量匹配组合的散热构件组合体相匹配；

将散热构件组合体安装进外电池箱内，散热构件组合体两端的单面连接散热鳍片2的隔离筋2-1-1和2-1-2与配合的外电池箱内侧壁形成散热通道12，同时单面连接散热鳍片2有子口2-2一面的散热鳍翅2-3与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片5边缘的散热鳍翅5-2之间构成了散热通道12，并且与外电池箱的散热孔1-3相通；在各个纵向散热通道12的一端安装冷却风扇9，对应的另一端安装温度传感器8；安装冷却风扇9的一端通过外电池箱的散热孔1-3与进风管道10通过螺栓固定连接，安装温度传感器8的一端通过外电池箱的散热孔1-3与出风管道11通过螺栓固定连接，构成冷却系统；温度传感器8和冷却风扇9与电子控制单元7相连接，由动力电池组供电。

内电池箱3、单面连接散热鳍片2和双面连接散热鳍片5均由导热材料制成，外电池箱1和外电池箱盖6均由隔热绝缘材料制成。

本实用新型的运行过程：内电池箱3、单面连接散热鳍片2和双面连接散热鳍片5由导热材料制成，与电池单体4的四周紧密贴合，可以将电池单体4产生的热量迅速传导至散热通道12。单面连接散热鳍片2有子口一面的散热鳍翅2-3，与所有构成散热构件组合体的双面连接散热鳍片边缘的散热鳍翅5-2之间构成了散热通道12，并且与外电池箱1的散热孔1-3相通；在各个纵向散热通道的一端安装冷却风扇9，对应的另一端安装温度传感器8；电子控制单元7通过温度传感器8实时监控各个散热通道12出口的空气温度，并根据温度信息实时调节各个冷却风扇9的转速，每个散热通道12的冷却风扇转速可以独立控制。冷却风扇9转速越快，单位时间内流经散热通道12的空气流量越大，该散热通道12的散热速率越快。冷却系统通过“群控”和“单控”两种模式对电池组进行散热控制。

群控模式：当电池组的整体发热量较大时，导热材料会将热量传导至各个散热通道12使各个散热通道12的温度升高，温度传感器8检测各个散热通道12出口处温度并将信息传递给电子控制单元7，电子控制单元7通过读取温度信息判断电池组的整体发热量较大，数据处理后通过提高所有散热通道12入口处风扇9的转速提高电池组的整体散热速率，从而获得良好的整体散热效果，群控模式的控制目标是降低各个散热通道12的平均温度。

单控模式：当电池组中各个电池单体4的温度不一致时，导热材料会将热量传导至各个散热通道，使温度较高的电池单体4附近的散热通道12温度升高。温度传感器8检测各个散热通道12出口处的温度并将信息传递给电子控制单元7，电子控制单元7通过读取温度信息得到各个散热通道12的温度数据，数据处理后通过提高温度较高的散热通道12入口处风扇9的转速提高该散热通道12的散热速率，从而降低该散热通道12的温度。当各个散热通道12的温度接近一致时，由导热材料制成的内电池箱3、双面连接散热鳍片5、单面连接散热鳍片2和各个电池单体4的温度也接近一致，从而获得良好的散热均匀性，单控模式的控制目标是使各个散热通道12的温度相同。

外电池箱1与外电池箱盖6均由隔热绝缘材料制成，电池组的热量不会对电池箱周围其他系统部件产生影响。