[实用新型]一种散热保温及吸能减振双功能电池仓结构

说明书

本实用新型属于新能源领域，尤其是涉及一种散热保温及吸能减振双功能电池仓结构，包括底板和顶板，底板和顶板的左右两侧通过侧板连接、前后两侧分别通过前板和后板连接，并共同形成一个用于放置锂电池组的空腔；底板和顶板上均设有前后贯穿的空气通道，空气通道的前后端均设有滑动机构。本实用新型应用通孔泡沫铝作为填充材料，通过智能温控系统实现电池仓滑板的闭合和开启，以控制电池仓的保温和散热功能，同时，泡沫铝材料与外壳钢板结构形成夹层结构，可以吸收不同路况产生的振动能量，从而可以消除锂电池储能特性对温度过度依赖性，满足新能源汽车在四季温差大及高寒、高热地区的对电池仓装置结构的需求，避免锂电池由于振动带来的安全威胁。

技术领域

本实用新型属于新能源领域，尤其是涉及一种散热保温及吸能减振双功能电池仓结构。

背景技术

对于新能源汽车来说，由于其广泛采用锂离子动力电池作为其动力系统，为了获得足够的电压和电池容量以达到足够的驱动功率和续航里程，通常成百上千个电池通过串并联的方式集成一个大型电池模块。而动力锂离子电池在充、放电过程中由于反应热、欧姆热和极化热产生大量的热量，而它的性能受温度影响很大，在高温情况和高倍率充放电时容易造成电池过热和温度不一致的现象，造成电池单体的容量和功率衰减，以及电池组的容量损失和寿命缩短，严重时导致电池的热失控，甚至起火、爆炸。特别是随着锂离子电池能量密度的进一步提高，使用条件越来越苛刻，锂离子电池的生热量也会越来越高。温度对锂离子电池的性能、寿命和安全性影响极大。同时，锂离子电池的温度不一致性会影响电池组的使用寿命，大大降低了电池成组后的性能。

同时，低温条件下锂电池的化学反应活性下降较快，电池的内阻上升明显，电池充电端的电压会升高至充电截止电压，电池可充入电量减少以至于可放出电量下降，从而降低锂电池循环寿命。其原理是锂离子电池低温充电时，容易在石墨负极表面析出锂枝晶，刺破隔膜诱发电池内短路，造成电池容量衰减，降低电池使用寿命。在低温环境下，锂电池的充放电性能将明显下降，电池充放电将变得困难，电动汽车在低温环境中的启动和充电受到阻碍，降低其在低温环境下的整体使用性能。

锂电池在汽车行驶过程中承受着振动载荷的持续作用，容易发生挤压变形严重，刺破电池单体或造成电气连接处断裂，引发电池漏液、漏电、短路，进而出现自燃与爆炸等现象。

总之，锂离子电池的性能对温度十分敏感，只能在一定的温度范围内正常工作，过低或者过高的温度都会影响电池的可用容量、充放电峰值功率以及循环寿命等性能参数，严重情况下还会造成安全事故。

现阶段，新能源汽车锂离子电池的冷却方式主要有三种，包括空冷、相变冷却及液冷，这三种冷却方法都有各自的特点，其中空冷方式是在动力电池仓设置进(排)气格栅结构，利用车辆行驶过程中形成的风压或强制鼓风在仓内形成空气对流，对流空气将动力电池自发热产生的热量排出的方案。自然风冷式通过空气对流可以对电池仓形成一定的降温作用，结构简单，可实现性强。但自然风受环境温度影响较大，当外界温度较高时，自然风温度也较高，冷却效果不佳。同时，对电池仓整体冷却无法实现精准控制，温控速度慢，精度低，电池组温控一致性差，该种结构对于电池仓空间相对较大，且电池容量较低的车辆可以起到一定的温度改善作用。液冷方式在系统设计上比较复杂，同时在设计液冷系统时，还要考虑到液体是否会发生泄漏的问题，而且需要采取相应的节能降耗措施来降低泵的功耗。相变冷却虽然不用进行复杂的系统设计，但其散热只能通过单次循环的方式来实现，而且散热效果也并不理想。

在不增加电池箱体体积、风机功耗的前提下，设计新的空气流场来提升空冷的散热效果，将是近期可实现能实际应用的车用锂电池散热方式。而目前普通型电池仓具有如下特点：①结构简单、电池安装紧凑，不利于散热；②底部散热良好，但对电池的强度保护降低；③电池仓侧壁全封闭，不利于散热；④电池仓壁只有肋和仓壁薄板，碰撞吸能性不足。

为此，我们提出一种散热保温及吸能减振双功能电池仓结构来解决上述问题。

实用新型内容