一种双层壳体结构的电池箱的制作方法

1.本实用新型涉及储能电池箱技术领域，具体涉及一种双层壳体结构的电池箱。


背景技术：

2.随着电力系统对调节能力需求提升、新能源开发消纳规模不断加大，其中一些高功率应运场景需求也随之增大，如激光反无人机系统、电动矿卡等领域，这些领域对储能系统要求必须提供更高的功率密度，以适应更为紧凑的安装空间。工作功率越高对于储能电池系统本身发热也越大。温度是制约影响锂电池性能的关键因素，高温对动力电池有双重影响。一方面，随着温度上升，电解液活性提高，离子扩散速度加快，电池内阻减小，改善电池性能。另一方面，较高的温度会导致电极降解以及电解液分解等有害反应的发生，影响电池的使用寿命，甚至对电池内部结构造成永久性损坏。研究表明化学反应速率和温度成极数关系，温度每增加10℃，化学反应速率加倍。在45℃的环境温度下工作时，锂电池电池循环次数大约减小60％。在高倍率充电时，温度升高5℃，电池寿命出现严重递减。相反在低温环境下，由于电解液活性低，离子扩散速度较慢，电池内阻大大增加，放电容量会显著降低，充电期间内压上升较快，影响电池的使用安全。电池系统在工作时往往还伴随一个内部发热量不均衡的问题，由于电池本体、电池极耳、电池间连接集流体内阻均不相同，高功率工作时发热量不同尤为明显，这些都会对电池储能系统造成寿命递减。综上所述，适宜的工作温度为电池良好性能发挥的前提。因此，开发一种行之有效的散热电池箱结构，能稳定、高效的控制电池箱内部温度、同时能在现有的散热做法下大大降低生产成本，良好的散热电池箱结构形式对于提高内部电池包整体性能具有重要意义。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种双层壳体结构的电池箱，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种双层壳体结构的电池箱，包括箱体结构、电池模组单元和散热单元，所述电池模组单元包括多个并排设置的电池模组，多个电池模组间通过连接铜排串联；
6.所述箱体结构包括外层箱体结构和设置在外层箱体结构内的内腔壳体，所述内腔壳体上均开有散热气孔，所述内腔壳体与外层箱体结构之间设有风道隔条，所述风道隔条将内腔壳体与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道，多个区域散热导流风道之间相互连通，所述散热气孔和区域散热导流风道连通；
7.所述电池模组单元和散热单元均设置在内腔壳体内，所述散热单元包括安装支架和风扇单元，所述安装支架设置在电池模组单元的上方，所述安装支架包括左侧安装支架和右侧安装支架，所述安装支架和内腔壳体的侧板之间分别间隔设有多个风扇单元，所述风扇单元包括风扇和导流支架，所述风扇固定在安装支架上，所述风扇的出风口与导流支架的一端固定连接，所述导流支架的另一端与散热气孔处固定连接；
8.本技术方案中，由于内腔壳体与外层箱体结构之间设有风道隔条，风道隔条将内腔壳体与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道，多个区域散热导流风道之间相互连通，风扇将电池模组产生的内部热量引入到区域散热导流风道内进行流动，使得内部空间形成空气环流，加快内部不同发热点热量均布，从而提升了散热效果。
9.进一步的，为了方便实现对电池模组的组装，所述电池模组包括模组前挡板、模组后挡板、模组侧挡板、模组上盖、电池单元、导电铝排和极柱固定片，所述模组前挡板、模组后挡板和两块模组侧挡板围合形成长方体框架结构，多个电池单元布设在该长方体框架结构内，所述导电铝排通过激光焊接与电池正负极相连，所述导电铝排通过激光焊接与电池正负极相连，所述导电铝排上开有导电插孔，所述电池单元的上端为电池正极，下端为电池负极，所述电池正极固定在位于长方体框架结构顶部的导电插孔内，所述电池负极固定在位于长方体框架结构底部的导电插孔内，所述极柱固定片通过导电插孔固定在导电铝排上，每个导电铝排上设置有电压采集点和温度采集点。
10.每块电池模组都配备电压采集点和温度采集点，通过触点采集数据连接数据采集管理单元，收集管理数据，时刻反映当前电池模组的工作状态，安全性提高，同时不需要进行复杂的线路铺设，减少明线，简化组装，采集精度高，电池模组内部结构整洁。
11.需要说明的是，由于导电铝排通过激光焊接与电池正负极相连，内阻小，发热少，强度高。
12.进一步的，为了方便实现对电池模组的安装，所述模组前挡板和模组后挡板为l形角钢，所述模组前挡板和模组后挡板的底部水平面上开有水平调节孔，螺栓穿过水平调节孔并将电池模组固定在箱体结构的底板上。
13.进一步的，为了方便实现对导电铝排的安装，所述模组侧挡板与电池单元之间还固定有模组垫肩，所述模组垫肩为塑料垫肩，所述模组侧挡板的顶部和底部分别固定有模组隔板，所述导电铝排固定在模组隔板上，所述模组隔板为塑料隔板。
14.进一步的，为了保持箱体内的干燥环境同时为了实现对电流的监测，所述内腔壳体内安装有干燥剂安装盒和电流传感器。
15.进一步的，为了实现电池箱结构的各种外接功能的连接及提升安装使用的便捷性和安全性，所述箱体结构的前板上安装有正极接插件、负极接插件、第一通讯接插件、第二通讯接插件、第一加热管理插件、第二加热管理插件、msd接口、接地柱、加热开关和泄压阀；所述箱体的前板和后板上均设有把手，所述箱体的前板上设有固定角，所述箱体的后板上设有限位块。
16.进一步的，所述箱体结构内设有高压控制单元和数据采集管理单元，所述箱体结构的前板的内侧设有线卡支架，用于后期固定连接线束，所述箱体结构内靠近箱体结构的前板的位置设有多个线卡，所述高压控制单元和数据采集管理单元的导线固定在线卡内。
17.进一步的，所述箱体结构的底板和侧板上均设有防磨条，用于安装和运输过程对箱体涂层进行保护。
18.进一步的，为了达到更好的防水效果，所述箱体结构由六块板拼装通过紧固件连接而成，所述箱体结构的每块板上均设有防水胶槽。防水胶槽的设计使得箱体结构的密封性好，工作场景适应广泛。
19.进一步的，所述电池模组与内腔壳体之间覆有导热胶，使内部电池模组温度一致
性较好，且具备缓冲性，提高电芯使用寿命。
20.本实用新型的有益效果为：本技术方案中，由于内腔壳体与外层箱体结构之间设有风道隔条，风道隔条将内腔壳体与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道，多个区域散热导流风道之间相互连通，风扇将电池模组产生的内部热量引入到区域散热导流风道内进行流动，使得内部空间形成空气环流，加快内部不同发热点热量均布，从而提升了散热效果。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型的内部结构示意图；
23.图3为本实用新型的内部俯视结构示意图；
24.图4为本实用新型的底部结构示意图；
25.图5为本实用新型的剖面结构示意图；
26.图6为电池标准模组的结构示意图。
27.图中：1-上盖，2-侧板，3-固定角，4-把手，5-限位块，6-前板，7-第一通讯接插件，8-第二通讯接插件，9-加热开关，10-泄压阀，11-msd接口，12-第一加热管理插件，13-第二加热管理插件，14-铭牌，15-负极接插件，16-导流支架，17-风扇，18-安装支架，19-电池模组，20-隔热复合板，21-正极接插件，22-防磨条，23-接地柱，24-后板，25-干燥剂安装盒，26-电流传感器，27-数据采集管理单元，28-连接铜排，29-高压控制单元，30-风道隔条，31-底板，32-紧固件，33-内腔壳体，34-防水胶槽，35-模组前挡板，36-模组后挡板，37-模组侧挡板，38-模组上盖，39-导电铝排，40-电池单元，41-温度采集点，42-极柱固定片，43-模组垫肩，44-区域散热导流风道；45-模组隔板，46-水平调节孔，47-线卡支架。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
29.实施例1：
30.如图1-图6所示，本实施例提供一种双层壳体结构的电池箱，包括箱体结构、电池模组单元和散热单元，电池模组单元包括多个并排设置的电池模组19，多个电池模组19间通过连接铜排28串联；
31.如图5所示，箱体结构包括外层箱体结构和设置在外层箱体结构内的内腔壳体33，内腔壳体33上均开有散热气孔，内腔壳体33与外层箱体结构之间设有风道隔条30，风道隔条30将内腔壳体33与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道44，多个区域散热导流风道44之间相互连通，散热气孔和区域散热导流风道44连通，具体的，箱体结构的底板31与内腔壳体33之间以及箱体结构的侧板2与内腔壳体33之间均安装有风道隔条30，将底板31和侧板2分隔成多个区域散热导流风道44。
32.如图4所示，箱体结构由六块板拼装通过紧固件32连接而成，如图1、图2、图4所示，六块板分别为前板6、后板24、侧板2、底板31和上盖1，具体组装时，前板6、后板24、两块侧板2和底板31通过螺栓连接组成下箱体，后将风道隔条30、内腔壳体33通过螺栓连接，下箱体与内腔壳体33一起构成双层结构，通过在双层结构之间设置风道隔条30，使得双层结构之间形成若干个区域散热导流风道44。之后将电池模组19置于内腔壳体33上，风扇17固定于对应模组位置，导流支架16将风扇17与内腔壳体33通过螺栓连接。之后在电池模组19与内腔壳体33相邻两侧、底部均设置隔热复合板20，上盖1通过螺钉锁紧在下箱体的顶部。需要说明的是，下箱体与上盖1连接处还设计有防水胶槽34，通过向其内打胶实现更好的整体密封效果。防水胶槽34的设计使得箱体结构的密封性好，工作场景适应广泛。
33.如图2所示，电池模组单元和散热单元均设置在内腔壳体33内，散热单元包括安装支架18和风扇单元，安装支架18设置在电池模组单元的上方，安装支架18包括左侧安装支架和右侧安装支架，安装支架18和内腔壳体33的侧板2之间分别间隔设有多个风扇单元，风扇单元包括风扇17和导流支架16，风扇17固定在安装支架18上，风扇17的出风口与导流支架16的一端固定连接，导流支架16的另一端与散热气孔处固定连接；
34.具体的，内腔壳体33的两侧与电池模组19之间以及内腔壳体33的底部与电池模组19之间分别设有隔热复合板20。隔热复合板20的设置可以提升电池模组19与内腔壳体33之间的隔热效果。具体的，隔热复合板20通过螺栓与内腔壳体33连接，电池模组单元通过螺栓固定在内腔壳体33内。
35.本技术方案中，由于内腔壳体33与外层箱体结构之间设有风道隔条30，风道隔条30将内腔壳体33与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道44，多个区域散热导流风道44之间相互连通，风扇17将电池模组19产生的内部热量引入到区域散热导流风道44内进行流动，使得内部空间形成空气环流，加快内部不同发热点热量均布，从而提升了散热效果。
36.实施例2：
37.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
38.如图6所示，为了方便实现对电池模组19的组装，电池模组19包括模组前挡板35、模组后挡板36、模组侧挡板37、模组上盖38、电池单元40、导电铝排39和极柱固定片42，模组前挡板35、模组后挡板36和两块模组侧挡板37围合形成长方体框架结构，多个电池单元40布设在该长方体框架结构内，导电铝排39通过激光焊接与电池正负极相连，使得内阻小，发热少，强度高。导电铝排39上开有导电插孔，电池单元40的上端为电池正极，下端为电池负极，电池正极固定在位于长方体框架结构顶部的导电插孔内，电池负极固定在位于长方体框架结构底部的导电插孔内，极柱固定片42通过导电插孔固定在导电铝排39上，每个导电铝排39上设置有电压采集点和温度采集点41，电池模组的上方覆盖有信号采集线束，信号采集线束的信号输入端分别与电压采集点和温度采集点41连接。
39.每块电池模组19都配备电压采集点和温度采集点41，通过触点采集数据连接数据采集管理单元27，收集管理数据，时刻反映当前电池模组19的工作状态，安全性提高，同时不需要进行复杂的线路铺设，减少明线，简化组装，采集精度高，电池模组19内部结构整洁。
40.实施例3：
41.本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化。
42.如图6所示，为了方便实现对电池模组19的安装，模组前挡板35和模组后挡板36为l形角钢，模组前挡板35和模组后挡板36的底部水平面上开有水平调节孔46，螺栓穿过水平调节孔46并将电池模组19固定在箱体结构的底板31上。
43.实施例4：
44.本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化。
45.为了方便实现对导电铝排39的安装，模组侧挡板37与电池单元40之间还固定有模组垫肩43，模组垫肩43为塑料垫肩，模组侧挡板37的顶部和底部分别固定有模组隔板45，导电铝排39固定在模组隔板45上，模组隔板45为塑料隔板。
46.实施例5：
47.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
48.如图3所示，为了保持箱体内的干燥环境同时为了实现对电流的监测，内腔壳体33内安装有干燥剂安装盒25和电流传感器26。
49.实施例6：
50.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
51.为了实现电池箱结构的各种外接功能的连接及提升安装使用的便捷性和安全性，箱体结构的前板6上安装有正极接插件21、负极接插件15、第一通讯接插件7、第二通讯接插件8、第一加热管理插件12、第二加热管理插件13、msd接口11、接地柱23、铭牌14、加热开关9和泄压阀10，正极接插件21与电池模组的正极连接，负极接插件15与电池模组的负极连接；箱体的前板6和后板24上均设有把手4，箱体的前板6上设有固定角3，箱体的后板24上设有限位块5。
52.实施例7：
53.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
54.如图3所示，箱体结构内靠近箱体结构的前板6的位置设有高压控制单元29和数据采集管理单元27，箱体结构的前板6的内侧设有线卡支架47，用于后期固定连接线束，箱体结构内靠近箱体结构的前板6的位置设有多个线卡，高压控制单元29和数据采集管理单元27的导线固定在线卡内。
55.实施例8：
56.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
57.如图2、图4所示，箱体结构的底板31和侧板2上均设有防磨条22，用于安装和运输过程对箱体涂层进行保护。
58.实施例9：
59.本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
60.电池模组19与内腔壳体33之间覆有导热胶，使内部电池模组19温度一致性较好，且具备缓冲性，提高电芯使用寿命。
61.较优的，箱体结构可采用铝合金材质，重量轻，强度好，易于高精度生产加工实现批量生产，综上，本双层壳体结构的电池箱密封性好，散热、保温效果好和安全性高，维护方便。
62.较优的，箱体结构的外壁均涂布有散热辐射漆，可进一步促进箱体内部热量向外散发。
63.本技术方案中，整个电池模组19结构紧凑，能量密度高，且生产组装方便，大大降低工时成本及维修成本。整个电池箱支持大电流充/放电，最高可达200a/10c。
64.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：包括箱体结构、电池模组单元和散热单元，所述电池模组单元包括多个并排设置的电池模组；所述箱体结构包括外层箱体结构和设置在外层箱体结构内的内腔壳体，所述内腔壳体上均开有散热气孔，所述内腔壳体与外层箱体结构之间设有风道隔条，所述风道隔条将内腔壳体与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道，多个区域散热导流风道之间相互连通，所述散热气孔和区域散热导流风道连通；所述散热单元包括安装支架和风扇单元，所述安装支架设置在电池模组单元的上方，所述安装支架包括左侧安装支架和右侧安装支架，所述安装支架和内腔壳体的侧板之间分别间隔设有多个风扇单元，所述风扇单元包括风扇和导流支架，所述风扇固定在安装支架上，所述风扇的出风口与导流支架的一端固定连接，所述导流支架的另一端与散热气孔处固定连接。2.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述电池模组包括模组前挡板、模组后挡板、模组侧挡板、模组上盖、电池单元、导电铝排和极柱固定片，所述模组前挡板、模组后挡板和两块模组侧挡板围合形成长方体框架结构，多个电池单元布设在该长方体框架结构内，所述导电铝排通过激光焊接与电池正负极相连，所述导电铝排通过激光焊接与电池正负极相连，所述导电铝排上开有导电插孔，所述电池单元的上端为电池正极，下端为电池负极，所述电池正极固定在位于长方体框架结构顶部的导电插孔内，所述电池负极固定在位于长方体框架结构底部的导电插孔内，所述极柱固定片通过导电插孔固定在导电铝排上，每个导电铝排上设置有电压采集点和温度采集点。3.根据权利要求2所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述模组前挡板和模组后挡板为l形角钢，所述模组前挡板和模组后挡板的底部水平面上开有水平调节孔，螺栓穿过水平调节孔并将电池模组固定在箱体结构的底板上。4.根据权利要求2所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述模组侧挡板与电池单元之间还固定有模组垫肩，所述模组垫肩为塑料垫肩，所述模组侧挡板的顶部和底部分别固定有模组隔板，所述导电铝排固定在模组隔板上，所述模组隔板为塑料隔板。5.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述内腔壳体内安装有干燥剂安装盒和电流传感器。6.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述箱体结构的前板上安装有正极接插件、负极接插件、第一通讯接插件、第二通讯接插件、第一加热管理插件、第二加热管理插件、msd接口、接地柱、加热开关和泄压阀；所述箱体的前板和后板上均设有把手，所述箱体的前板上设有固定角，所述箱体的后板上设有限位块。7.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述箱体结构内设有高压控制单元和数据采集管理单元，所述箱体结构的前板的内侧设有线卡支架，所述箱体结构内靠近箱体结构的前板的位置设有多个线卡，所述高压控制单元和数据采集管理单元的导线固定在线卡内。8.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述箱体结构的底板和侧板上均设有防磨条。9.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述箱体结构由六块板拼装通过紧固件连接而成，所述箱体结构的每块板上均设有防水胶槽。
10.根据权利要求1所述的一种双层壳体结构的电池箱，其特征在于：所述电池模组与内腔壳体之间覆有导热胶。

技术总结
本实用新型涉及储能电池箱技术领域，公开了一种双层壳体结构的电池箱，包括箱体结构、电池模组单元和散热单元，所述电池模组单元包括多个并排设置的电池模组；所述箱体结构包括外层箱体结构和设置在外层箱体结构内的内腔壳体，所述内腔壳体上均开有散热气孔，所述内腔壳体与外层箱体结构之间设有风道隔条，所述风道隔条将内腔壳体与外层箱体结构之间分隔成多个区域散热导流风道，多个区域散热导流风道之间相互连通，所述散热气孔和区域散热导流风道连通；本实用新型提供的一种双层壳体结构的电池箱，解决了现有设计散热较差的问题。解决了现有设计散热较差的问题。解决了现有设计散热较差的问题。


技术研发人员：李亮 赖宁 欧成辉
受保护的技术使用者：四川光岩电子科技有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/14