一种集成式液冷铝合金储能电池箱的制作方法

1.本实用新型属于储能电池箱技术领域，更具体地说，涉及一种集成式液冷铝合金储能电池箱。


背景技术：

2.受全球新能源发电、电动汽车及新兴储能产业的大力推动，多类型储能技术于近年来取得长足进步。除了早已商业化应用的抽水蓄能技术及洞穴式压缩空气储能技术，以锂离子电池为首的电池储能技术在储能系统的应用越来越广泛。同时，储能系统对智能电网的建设具有重大的战略意义。
3.由于锂离子电池的性能和寿命对温度非常敏感，因此保持适当的温度对锂离子电池的应用非常重要。此外，在锂电池工作过程中，因锂电池自身的热阻效应，会产生发热现象。如果不能很好的对这种热效应进行处理，大量热量会积聚在电池内部，诱发有害化学反应的增加，进而引起连锁反应使电池的发热现象失去控制，严重时会引起电池鼓包甚至爆炸。
4.在现有的锂电池储能电池箱中，大多数为自然冷却，这种冷却方式使得电池间的热交换能力差，电池升温、降温速度慢，电池单体之间温度均匀性差。现有的设计中，有少部分采用了液冷方案，在电池与电池箱体之间增加一个零部件-液冷板。这种冷却方式，增加了系统的复杂性，且成本较高。此外，现有的液冷方案中，电池箱体与上盖大多为螺栓连接，需要在电池箱体上开设安装孔。这种连接方式对铝合金箱体来说，加工精度要求较高，且需要增加拉铆螺母工序，生产工艺繁琐。
5.经检索，中国专利申请号为202120214276.5的申请案，公开了一种集成液冷板的超薄电池箱体，该申请案的电池箱体包括液冷板以及焊接固定于所述液冷板四周边缘的前侧板、后侧板、左侧板和右侧板；液冷板包括底板，接口、前堵板和后堵板；底板内设有供冷却液流通的流道，并在流道的进口和出口处设有接口；底板的左右两侧分别通过搅拌摩擦焊接固设有左侧板和右侧板，底板的前后两侧分别通过搅拌摩擦焊接固设所述前堵板和后堵板，并且前堵板和后堵板分别焊接固设于前侧板和后侧板。该申请案的四个边均采用搅拌摩擦焊接，并且焊接连续，实现了液冷板与电池箱体的高度集成化。但该申请案中，接头设置在液冷板的上表面，接头容易与电池模组以及电池箱底的其它结构发生干涉，容易受到挤压而损坏。同时，该申请案只能通过设置在箱体底部的液冷板进行降温，降温效果还可以进一步提升。


技术实现要素：

6.1、要解决的问题
7.针对现有锂电池储能电池箱散热效果差以及加工精度要求高，生产工艺繁琐的问题，本实用新型提供了一种集成式液冷铝合金储能电池箱，采用本实用新型的技术方案，不仅可以简化生产工艺、降低生产成本，还可以提供更加高效的降温效果。
8.2、技术方案
9.为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
10.本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，包括上盖板和箱体，所述的箱体包括箱体框架和冷液底板，所述的箱体框架由四块侧板焊接成一体，该箱体框架通过激光焊接或摩擦搅拌焊接与冷液底板相连接；所述的上盖板的四周设有向外突出的边缘部，该边缘部通过铆钉与箱体框架相连接。
11.进一步地，所述的上盖板和箱体框架通过fds工艺铆接。
12.进一步地，所述的箱体框架和冷液底板均采用铝合金型材。
13.进一步地，所述的冷液底板内设有冷却液流通通道，冷液底板表面开设有冷液进口和冷液出口，冷液进口和冷液出口位于箱体框架与冷液底板的接触面上，且在箱体框架的侧板上开设有通孔，该通孔的位置分别与冷液进口和冷液出口所在的位置相对应。
14.进一步地，所述的箱体框架的侧板内设有第一进口管道和第一出口管道，该第一进口管道与冷液进口相连通，第一出口管道与冷液出口相连通。
15.进一步地，所述的箱体框架的侧板内还设有第二进口管道和第二出口管道，第二进口管道和第二出口管道连通，且第二进口管道、第二出口管道沿着箱体框架的周向设置。
16.进一步地，所述的第一进口管道与第二进口管道相互连通后，连接一进口管；第一出口管道与第二出口管道相互连通后，连接一出口管。
17.3、有益效果
18.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
19.(1)本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，取消了传统意义上可分离式液冷板，将液冷功能集成到液冷底板中，使电池箱的整体结构更加简单、紧凑；同时箱体框架与冷液底板采用激光焊接或摩擦搅拌焊接，焊缝无应力集中点，减少了冷液底板被焊穿的风险，且这种连接方式具有较高的强度，可靠性好。同时，上盖板与箱体框架采用fds连接工艺，不需要对电池箱体进行开孔及增加拉铆螺母等复杂工艺，极大地简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本；
20.(2)本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，冷液底板上的冷液进口和冷液出口均设置在箱体框架与冷液底板的接触面上，且第一进口管道和第一出口管道均设置在箱体框架的侧板内部。这种设计方式，使得电池箱在不影响正常使用的同时，节约了箱体内部的空间。另外，可防止流通管道受到箱体内其它部件的挤压而发生损坏；
21.(3)本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，箱体框架的侧板内还设有第二进口管道和第二出口管道，第二进口管道和第二出口管道连通，且第二进口管道、第二出口管道沿着箱体框架的周向设置，这种结构设计，通过向第二进口管道内吹入冷风或冷却液，从四周向箱体内提供冷源，加快箱体内电池间的热交换，提高降温效果；
22.(4)本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，所述的箱体框架和冷液底板均采用铝合金型材，由于铝合金型材内部本身就具备一定的空间，这为在箱体框架和冷液底板内部设置通路提供了极大的方便，对铝合金型材的利用率达到最大化。
附图说明
23.图1为本实用新型的集成式液冷铝合金储能电池箱的结构示意图；
24.图2为本实用新型的集成式液冷铝合金储能电池箱的结构爆炸图；
25.图3为本实用新型的电池箱箱体结构分解示意图；
26.图4为本实用新型的电池箱箱体局部放大示意图。
27.图中：1、上盖板；2、箱体；3、铆钉；
28.21、箱体框架；211、第一进口管道；212、第一出口管道；213、第二进口管道；214、第二出口管道；
29.22、冷液底板；221、冷液进口；222、冷液出口。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
31.实施例1
32.如图1-图3所示，本实施例的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，包括上盖板1和箱体2，其中，箱体2包括箱体框架21和冷液底板22，所述的箱体框架21由四块侧板焊接成一体，该箱体框架21通过激光焊接(或摩擦搅拌焊接)与冷液底板22相连接；本实施例中的技术方案，取消了传统意义上可分离式液冷板，将液冷功能集成到液冷底板中，使电池箱的整体结构更加简单、紧凑。箱体框架21与冷液底板22采用激光焊接，焊缝无应力集中点，减少了冷液底板22被焊穿的风险，且这种连接方式具有较高的强度，可靠性好。所述的箱体框架21和冷液底板22优选为铝合金型材，这是由于铝合金型材内部本身就具备一定的空间，这为在箱体框架21和冷液底板22内部设置通路提供了极大的方便，对铝合金型材的利用率达到最大化。
33.现有的电池箱体与上盖大多为螺栓连接，需要在电池箱体上开设安装孔。这种连接方式对铝合金箱体来说，加工精度要求较高，且需要增加拉铆螺母工序，生产工艺繁琐。本实施例中，上盖板1的四周设有向外突出的边缘部，该边缘部通过铆钉3与箱体框架21相连接，具体而言，通过fds工艺将铆钉3铆接于上盖板1和箱体框架21之间，实现连接。上盖板1与箱体框架21采用fds连接工艺，不需要对电池箱体进行开孔及增加拉铆螺母等复杂工艺，极大地简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本。
34.如图3所示，本实施例的冷液底板22内设有冷却液流通通道(图中未体现)，冷液底板22表面开设有冷液进口221和冷液出口222，冷液进口221和冷液出口222位于箱体框架21与冷液底板22的接触面上，且在箱体框架21的侧板上开设有通孔，该通孔的位置分别与冷液进口221和冷液出口222所在的位置相对应。这种设计方式，使得电池箱在不影响正常使用的同时，节约了箱体内部的空间。另外，可防止流通管道受到箱体内其它部件的挤压而发生损坏。
35.如图4所示，本实施例的箱体框架21的侧板内设有第一进口管道211和第一出口管道212，该第一进口管道211与冷液进口221相连通，第一出口管道212与冷液出口222相连通。所述的箱体框架21的侧板内还设有第二进口管道213和第二出口管道214，第二进口管道213和第二出口管道214连通，且第二进口管道213、第二出口管道214沿着箱体框架21的周向设置。这种结构设计，通过向第二进口管道213内吹入冷风或冷却液，从四周向箱体内提供冷源，加快箱体内电池间的热交换，提高降温效果。当然为了方便操作，本实施例也可只采用一种冷却方式，当只采用一种冷却方式时，可将第一进口管道211与第二进口管道
213相互连通后，连接一进口管；第一出口管道212与第二出口管道214相互连通后，连接一出口管，这样，第一进口管道211和第一出口管道212共用一个进口管作为进口，第二进口管道213和第二出口管道214共用一个出口管，使得电池箱的整体结构更加紧凑，且操作更加方便。
36.综上所述，本实用新型的一种集成式液冷铝合金储能电池箱，上盖板1与箱体框架21采用fds连接工艺，极大地简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本。同时，冷液底板22上的冷液进口221和冷液出口222均设置在箱体框架21与冷液底板22的接触面上，节约了箱体内部的空间，可防止流通管道受到箱体内其它部件的挤压而发生损坏。另外，本实用新型采用双通道设计，有效提高储能电池箱的整体降温效果。
37.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。