本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車的電池箱，具體涉及一種高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源日益短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重、全球氣候變化潛在影響巨大，電力來源多元化、零排放的純電動(dòng)汽車成為未來汽車的發(fā)展方向。電池箱是電動(dòng)乘用車、電動(dòng)公交車等的一個(gè)重要部件。目前，純電動(dòng)車面臨的巨大技術(shù)瓶頸之一就是電池系統(tǒng)能量密度低、安全性差，而電池箱（Battery Container）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到箱體內(nèi)電池組的安全工作狀況，同時(shí)也將直接影響電池箱的能量密度。

為了滿足使用的需求，通常需要將多個(gè)電池單體(Cell)串并聯(lián)形成電池組，以提供所需的電壓和功率。技術(shù)成熟的電池單體主要分為以18650型為代表的柱狀卷繞式電池和以軟包電池為代表的方形層疊式電池。柱狀卷繞式電池的單體能量密度雖然比方形層疊式電池高，但其形狀為圓柱形，無法密堆積，其空間利用率低，成組后能量體積密度較小；卷繞式電池單體的散熱性能也較差，一般需要設(shè)置液體冷卻方式散熱，使得成組后結(jié)構(gòu)復(fù)雜且能量密度降低，因此國(guó)內(nèi)目前主流電池箱仍采用方形層疊式電池單體。

層疊式電池多為軟鋁膜外封裝，受力性能差，且對(duì)于穿刺、振動(dòng)、沖擊等抵抗能力差，必須設(shè)計(jì)合理的電池箱體等支撐結(jié)構(gòu)加以保護(hù)。公開號(hào)為CN102024921A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種疊層電池箱，多個(gè)殼體順序排列，殼體為淺槽型并具有與殼體內(nèi)蓄電池相適應(yīng)的幾何形狀和安裝空間，密封元件設(shè)置于相鄰殼體之間以使相鄰殼體緊密連接和相互密封，擋板設(shè)置于殼體排列的兩端，擋板與殼體之間設(shè)置有保溫層和密封元件，擋板上設(shè)置有蓄電池組的端子并與外電路連接，通過緊固元件將擋板與殼體排列夾緊，形成全封閉疊層電池箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、易于組裝以及易于生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理的優(yōu)點(diǎn)。目前所用的電池箱體均存在一定缺陷，有的是過分追求電池箱能量密度，而使得電池單體固定不牢靠、安全性較低；有的是過分考慮電池箱體強(qiáng)度，使用過多高強(qiáng)度金屬件，使得整體能量密度降低；有的則是設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，未考慮更換某一電池單體或某一電池包（Pack）的可行性，使得電池箱不具備快速維護(hù)性能，實(shí)用性大大降低。

電池箱的設(shè)計(jì)必須考慮電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，BMS）的安置。目前很多電池箱設(shè)計(jì)中，總把BMS放置于電池箱內(nèi)部，即挨著各個(gè)高壓電池包。這不僅違背了工程設(shè)計(jì)中高低壓分離的基本原則，也使得在僅對(duì)BMS進(jìn)行維護(hù)時(shí)，不得不拆開整個(gè)電池箱，使高壓部分暴露在外，極大地增加了維護(hù)操作難度和危險(xiǎn)性。同時(shí)，現(xiàn)有的電池箱設(shè)計(jì)中，對(duì)箱內(nèi)電池的管理及保護(hù)僅以BMS的信息作為全部判斷依據(jù)。一方面，BMS管理上存在滯后性，即只有當(dāng)電池箱受損異常后它才能檢測(cè)到；另一方面，一旦BMS軟件內(nèi)部出現(xiàn)故障（Bug）誤報(bào)電池電壓、溫度等信息，將無法快速核驗(yàn)。維護(hù)工人需要拆開電池箱，測(cè)量實(shí)際高壓端電壓及實(shí)際電池溫度才能確認(rèn)是電池本身存在故障還是BMS誤報(bào)信息，這一過程不僅操作復(fù)雜，而且需要人工操作接觸高壓，存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種以層疊式電池單體為基本單元的高能量密度的電池箱結(jié)構(gòu)，并滿足純電動(dòng)車用電池箱強(qiáng)度要求。同時(shí)，本發(fā)明所提出的電池箱結(jié)構(gòu)將克服現(xiàn)有技術(shù)中電池箱技術(shù)缺陷，其易于維護(hù)，并具有一定主動(dòng)防護(hù)裝置，使得實(shí)用性和安全性大大提高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，包括易維護(hù)連接插頭100、串聯(lián)銅排裝置200、電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300、整車用電器裝置400、電池箱體結(jié)構(gòu)500、電池組結(jié)構(gòu)600、電池包結(jié)構(gòu)700和電池組頂蓋800；所述易維護(hù)連接插頭100、串聯(lián)銅排裝置200和電池包結(jié)構(gòu)700設(shè)置于電池箱體結(jié)構(gòu)500內(nèi)，所述電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300設(shè)置于電池箱體結(jié)構(gòu)500頂部；所述易維護(hù)連接插頭100用于實(shí)現(xiàn)相連兩電池組結(jié)構(gòu)600間的串聯(lián)；所述電池組頂蓋800設(shè)置在電池組結(jié)構(gòu)600的上部，對(duì)電池組結(jié)構(gòu)600進(jìn)行防護(hù)。

優(yōu)選的是，所述電池包結(jié)構(gòu)700采用電池單體為高能量密度的三元材料層疊式方形鋰離子電池，根據(jù)整體設(shè)計(jì)需求先進(jìn)行并聯(lián)組成電池包，再進(jìn)行串聯(lián)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池包結(jié)構(gòu)700中電池單體705的極耳依次向中間折彎為階梯形，兩兩表面疊放在一起，接觸部分使用超聲波焊接牢固，并在極耳面上適當(dāng)位置打同心圓孔。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池包結(jié)構(gòu)700中電池單體705以其長(zhǎng)寬所成平面接觸疊放排列，每?jī)蓚€(gè)單體之間使用含膠面的導(dǎo)熱硅膠片704粘合在一起。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池包結(jié)構(gòu)700中電池單體705的極耳包括電池單體正極耳702和電池單體負(fù)極耳701，所述電池單體705的電池單體正極耳702、電池單體負(fù)極耳701折彎后，與另一單體兩兩配對(duì)，使用超聲波將其極耳焊接在一起，電池單體間用兩面含膠的導(dǎo)熱硅膠墊704粘合，構(gòu)成電池包結(jié)構(gòu)700。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述導(dǎo)熱硅膠墊704上表面高于電池單體705的電池單體頂封703。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述串聯(lián)銅排裝置200具有串聯(lián)銅排支架201，所述串聯(lián)銅排支架201上設(shè)置兩個(gè)含通孔的固定點(diǎn)并固定有串聯(lián)銅排204、溫度傳感器202和電壓采集線203，所述溫度傳感器202用于采集對(duì)應(yīng)位置處溫度信息，所述電壓采集線203用于采集對(duì)應(yīng)電壓信息。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述串聯(lián)銅排支架201的下部為鋸齒狀，可依次對(duì)應(yīng)與電池組結(jié)構(gòu)600的電池組壓條607頂部楔合。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組結(jié)構(gòu)600具有一長(zhǎng)方體空腔結(jié)構(gòu)的電池組保持架605，所述電池組保持架605內(nèi)部設(shè)置有電池組內(nèi)隔板603和電池組內(nèi)耳片604，所述電池組保持架605側(cè)壁上設(shè)計(jì)有減重孔606，所述電池組保持架605端部設(shè)置有電池組上凸臺(tái)608和電池組下凸臺(tái)609。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組內(nèi)隔板603上設(shè)置有電池組隔板耳片602。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池包結(jié)構(gòu)700貼合電池組保持架605側(cè)壁及電池組內(nèi)耳片604滑入到電池組保持架605底部，依次在其上部?jī)蓸O耳空隙中插入電池組壓條607。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組壓條607由導(dǎo)熱塑料制成，所述電池組壓條607用于夾持住電池單體頂封703，所述電池組壓條607底部與導(dǎo)熱硅膠墊704上緣接觸。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述串聯(lián)銅排支架201下部與電池組壓條607頂部楔合，所述串聯(lián)銅排支架201上耳片通過螺栓與電池組隔板耳片602相固連，用于完成電池包結(jié)構(gòu)700頂部限位。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述串聯(lián)銅排裝置200的串聯(lián)銅排204的兩端分別與相鄰兩電池包結(jié)構(gòu)700上極耳連接，所述電池組結(jié)構(gòu)600的拐角銅排601的兩端分別與并排的兩電池包結(jié)構(gòu)700上極耳連接，從而實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)串聯(lián)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱體結(jié)構(gòu)500具有電池箱左板503、電池箱底板511、電池箱右板509、電池箱內(nèi)隔板507，所述電池箱左板503、電池箱底板511、電池箱右板509、電池箱內(nèi)隔板507為一體固定連接結(jié)構(gòu)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱左板503及所述電池箱右板509上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口；所述進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有防水罩504，其內(nèi)部含有濾網(wǎng)和干燥棉。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組下凸臺(tái)609上設(shè)有通孔，可通過螺栓與電池箱底板511固定連接。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組上凸臺(tái)608用于安置易維護(hù)連接插頭100。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述易維護(hù)連接插頭100上設(shè)有易維護(hù)插頭支架101、信息采集PCB板102和插座銅排103，所述易維護(hù)插頭支架101與電池組上凸臺(tái)608通過螺栓固定連接，所述信息采集PCB板102一端與電壓采集線203和溫度傳感器202連接，所述信息采集PCB板102另一端與BMS 317連接，所述信息采集PCB板102上設(shè)有貼片式保險(xiǎn)絲和穩(wěn)壓管。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述易維護(hù)連接插頭100具有插頭銅排105和絕緣保護(hù)板107，所述插頭銅排105嵌入絕緣保護(hù)板107下表面上，所述插頭銅排105兩端分別與相連兩個(gè)易維護(hù)插頭支架101上的插座銅牌103對(duì)應(yīng)；采用滾花螺栓104穿過插頭銅排105和絕緣保護(hù)板107上的通孔后與滾花螺母108結(jié)合壓緊固定。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300設(shè)置有電池箱頂板312，所述電池箱頂板312用于機(jī)械隔離下部高壓電池組結(jié)構(gòu)600和上部低壓電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池組頂蓋800設(shè)置有走線孔801、防護(hù)板802和極耳隔板803，所述防護(hù)板802用于防止在打開電池箱頂板312時(shí)異物落入造成短路，所述極耳隔板803用于防止電池箱在振動(dòng)、碰撞中相鄰兩極耳間碰觸短路，所述走線孔801用于采集線靈活布置。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱頂板312的前端布置有主負(fù)接觸器防護(hù)罩301、熔斷器防護(hù)罩302、主正接觸器防護(hù)罩309，所述主負(fù)接觸器防護(hù)罩301內(nèi)含主負(fù)接觸器313，所述熔斷器防護(hù)罩302內(nèi)含熔斷器314，所述主正接觸器防護(hù)罩309內(nèi)含主正接觸器315。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述整車用電器裝置400與電池箱體結(jié)構(gòu)500之間設(shè)置有高壓連接器304、U型槽305固定、BMS防護(hù)罩308、高壓線支座310，所述電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300設(shè)置有總連接排316，所述主負(fù)接觸器313和所述主正接觸器315各自一端分別通過對(duì)應(yīng)總連接排316與電池箱內(nèi)串聯(lián)后的電池組總負(fù)、總正端相連，所述主負(fù)接觸器313另一端與所述熔斷器314相連后再與負(fù)極連接線306相連，所述主正連接器315另一端與正極連接線307相連，所述負(fù)極連接線306、所述正極連接線307通過高壓線支座310固定后接入高壓連接器304的一頭，所述高壓連接器304的另一頭由整車用電器裝置400引出，使用時(shí)將兩頭對(duì)接，將U型槽305卡入后通過螺栓緊固構(gòu)成主動(dòng)防松結(jié)構(gòu)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述BMS防護(hù)罩308布置于電池箱頂板312后端，所述BMS防護(hù)罩308內(nèi)部封裝BMS 317。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱頂板312側(cè)壁上裝有低壓航插311和電壓顯示表303，所述低壓航插311用于將BMS控制信息接到電池箱體結(jié)構(gòu)500外，所述電壓顯示表303用于實(shí)時(shí)反映電池箱體結(jié)構(gòu)500內(nèi)真實(shí)總電壓。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱體結(jié)構(gòu)500具有電池箱后板505，所述電池箱后板505上設(shè)置有用于安裝排風(fēng)風(fēng)扇512的風(fēng)扇排風(fēng)口506，所述排風(fēng)風(fēng)扇512安裝在該風(fēng)扇排風(fēng)口506處并與電池箱體結(jié)構(gòu)500內(nèi)電池組結(jié)構(gòu)600位置相對(duì)應(yīng)。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱體結(jié)構(gòu)500具有電池箱前板510，所述電池箱前板510上設(shè)置有溫度貼502，所述溫度貼502內(nèi)部含有熱敏材料。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱體結(jié)構(gòu)500具有電池箱左板503，所述電池箱左板503上安裝有慣性開關(guān)501，所述慣性開關(guān)501的工作方向與車輛行駛方向一致。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電池箱體結(jié)構(gòu)500具有電池箱底板511，所述電池箱底板511上設(shè)有L型連接梁513和U型連接梁514，所述L型連接梁513和U型連接梁514用于電池箱體結(jié)構(gòu)500與車體底盤的固定。

本發(fā)明涉及一種純電動(dòng)車領(lǐng)域方形層疊式電池單體的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的這種高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，使用電池單體（Cell）為高能量密度的三元材料（NCM）層疊式方形鋰離子電池，根據(jù)整體設(shè)計(jì)需求先進(jìn)行并聯(lián)組成電池包（Pack），再進(jìn)行串聯(lián)。一個(gè)電池包中電池單體的極耳（Tab）依次向中間折彎為階梯形，兩兩表面疊放在一起，接觸部分使用超聲波焊接牢固。在極耳面上適當(dāng)位置打同心圓孔。一個(gè)電池包中電池單體以其長(zhǎng)寬所成平面接觸疊放排列，每?jī)蓚€(gè)單體之間使用含膠面的導(dǎo)熱硅膠片粘合在一起。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種保持架用于安置固定上述并聯(lián)后的電池包，并可利用該保持架上的結(jié)構(gòu)方便地對(duì)各電池包進(jìn)行串聯(lián)。保持架基本形狀為含內(nèi)腔的長(zhǎng)方體，其內(nèi)部設(shè)計(jì)有隔板，用于在機(jī)械上隔離各電池包，同時(shí)也起到限位作用。隔板上設(shè)計(jì)有耳片，用于固定串聯(lián)銅排。保持架四個(gè)底腳設(shè)計(jì)有凸臺(tái)，用于將保持架固定在電池箱殼體上。將并聯(lián)后的電池包放入保持架中各隔板內(nèi)，其上部用一種壓條（Bar）限位。所設(shè)計(jì)的壓條是用導(dǎo)熱阻燃塑料材質(zhì)制成，如PA-6材料；且其未直接作用在電池單體頂部，而是架于保持架隔板上，并夾持住電池頂部密封處，對(duì)電池單體在豎直方向上起限位、防震作用。該壓條底部與各電池單體間導(dǎo)熱硅膠接觸，構(gòu)成導(dǎo)熱路徑。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)計(jì)了一種串聯(lián)銅排支架，該支架固定在保持架隔板的耳片上，其上部支撐串聯(lián)用銅排，下部為鋸齒狀，壓住各個(gè)壓條。串聯(lián)銅排上有通孔，固定于支架后，分別用螺栓與金屬防松螺母將相鄰兩電池單體極耳連接，將其串聯(lián)，同時(shí)固定電壓采集裝置。該支架上設(shè)置有凹槽，用于固定溫度傳感器。電壓采集裝置和溫度傳感器的信號(hào)線統(tǒng)一連接在一塊印刷電路板（PCB）上。該印刷電路板上設(shè)置有貼片式保險(xiǎn)絲和穩(wěn)壓管，固定在保持架的一端，設(shè)有與外部連接的端口。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)計(jì)了一種方形結(jié)構(gòu)電池箱體，其特征在于前面板、后面板及上面板均可獨(dú)立拆卸；面板均采用強(qiáng)度較高、加工性好的金屬材料制成，如7075鋁，內(nèi)表面上均覆有絕緣阻燃材料，如Formex材料。上述組裝好的電池組將固定在電池箱底面板上。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)計(jì)了一種高效的抽風(fēng)式主動(dòng)散熱路徑。在電池箱后板上固定有散熱風(fēng)扇，由BMS控制開關(guān)狀態(tài)。在電池箱左板及右板上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有含過濾裝吸附裝置的屋檐式結(jié)構(gòu)，可提高整箱的防水防塵等級(jí)。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)計(jì)了一種特殊的電池組間易維護(hù)連接插頭（Maintenance Plug）。其特征在于可安全、快速地在不使用工具的前提下拆除，同時(shí)連接可靠并具有主動(dòng)防松特性。該連接插頭的串聯(lián)連接片為“三明治”結(jié)構(gòu)，上下層為絕緣材料，方便手持，中間層為導(dǎo)電的銅片。兩端用一種特殊滾花螺母緊固，其螺栓端可穿出螺母端，穿出部分貼近螺母上表面部分穿有通孔，安裝完成后，將一個(gè)R型銷穿入該通孔作為機(jī)械防松。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)計(jì)了一種電池組頂蓋。其以絕緣導(dǎo)熱材料制成，主體結(jié)構(gòu)為一扁平長(zhǎng)方形，下部設(shè)有與各電池單體極耳位置相對(duì)應(yīng)的片狀隔板。該頂蓋在使用中僅作隔離用，為非承力件，在側(cè)面設(shè)有卡槽，可良好地固定電池組上方。頂蓋裝配上后，各個(gè)電池單體均處于完全被絕緣導(dǎo)熱材料包覆狀態(tài)，且各電池單體極耳彼此有絕緣材料隔離。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，遵循了高低壓分離原則。將電池系統(tǒng)所涉及低壓控制件、需更換件均放置在電池箱頂部面板以上。主正接觸器、主負(fù)接觸器、熔斷器及高壓輸出口均固定在上面板前端，上部用絕緣塑料材料封裝。其中主正接觸器一端與正極高壓線相連，一端與正極連接排相連；主負(fù)接觸器一端與熔斷器串聯(lián)后與負(fù)極高壓線相連，一端與負(fù)極連接排相連。上述正極、負(fù)極連接排分別與電池箱內(nèi)串聯(lián)完畢的電池組的總正端極耳、總負(fù)端極耳相連。BMS及低壓控制線接口設(shè)置在頂板后端，并用絕緣塑料材料封裝。BMS信號(hào)接收端引線接入電池箱內(nèi)各電池組的信號(hào)采集PCB板上；BMS信號(hào)發(fā)送端引線接入固定于封裝盒內(nèi)壁的低壓航插上。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還針對(duì)高壓連接器設(shè)置有主動(dòng)防松結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有一般連接器基礎(chǔ)上，加設(shè)一個(gè)U形槽裝結(jié)構(gòu)，上有2個(gè)通孔；在連接器兩端上各有1個(gè)通孔，當(dāng)連接器對(duì)接后，將U形槽裝上，穿入螺栓緊固。該結(jié)構(gòu)能保證連接器固定可靠，使用過程中無松動(dòng)。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，設(shè)置有電壓顯示表，電壓顯示表設(shè)置在BMS旁邊。其所測(cè)電壓為電池箱內(nèi)實(shí)際總電壓，可直觀地讀數(shù)。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)置有溫度顯示貼，溫度顯示貼設(shè)置在電池箱前板上。其原理與普通溫度貼相同，但其刻度根據(jù)實(shí)驗(yàn)值做一定標(biāo)定，實(shí)際顯示的為電池箱內(nèi)溫度。

本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，還設(shè)置有慣性開關(guān)，慣性開關(guān)設(shè)置在電池箱板上，使其工作方向與電池箱使用中車輛前進(jìn)方向一致。該慣性開關(guān)設(shè)置的閾值為電池箱結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)所能承受的最大加速度與所裝載車輛碰撞時(shí)可能產(chǎn)生最大加速度兩者中的較小值。各電池箱上均設(shè)有該慣性開關(guān)，在使用中，若某箱上慣性開關(guān)被激活，則發(fā)送檢修報(bào)警，高亮當(dāng)前車輛BMS信息、絕緣監(jiān)測(cè)信息，提示駕駛員停車檢查，確認(rèn)無異常后手動(dòng)復(fù)位慣性開關(guān)；若超過總箱數(shù)半數(shù)以上的慣性開關(guān)被激活，則發(fā)送故障報(bào)警，直接切斷各箱電池電壓輸出，自動(dòng)解除各車門電子鎖，激活雙閃燈報(bào)警。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有電池箱能量密度低的缺陷，提出了一種適用于高能量密度的三元層疊式電池單體的電池箱結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)緊湊、精致，充分考慮電池箱中電池單體的受力、固定、導(dǎo)熱、散熱、振動(dòng)、維護(hù)、更換等實(shí)際問題。所制樣件測(cè)試質(zhì)量比能量為147.84Wh/kg，體積比能量為325.16Wh/L，而一般乘用車的電池系統(tǒng)比能量?jī)H為90Wh/kg和250Wh/L。

2、本發(fā)明采用了模塊化、成組化的設(shè)計(jì)思想，所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使用靈活，互換性強(qiáng)，維護(hù)方便。本發(fā)明根據(jù)整體需要，先將電池單體并聯(lián)形成電池包，再將電池包固定在保持架中并依次串聯(lián)形成電池組，電池組固定在底板上并依次串聯(lián)形成電池箱內(nèi)的高壓供電部分。在實(shí)際使用中，可以對(duì)電池組、電池包、電池單體分別設(shè)置備件，根據(jù)維護(hù)條件，可將整個(gè)電池組快速更換或僅更換某電池包、電池單體。

3、本發(fā)明采用了分層管理的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)時(shí)將高低壓件分層布置、將承力和非承力件分層設(shè)計(jì)。

4、本發(fā)明將高壓部分封裝在電池箱內(nèi)部，而將低壓控制部分封裝在電池箱頂部。這樣可以減弱高壓系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)的電磁干擾，同時(shí)也能避免高壓電弧等對(duì)控制系統(tǒng)的損害。在僅對(duì)電池箱控制系統(tǒng)，如BMS進(jìn)行維護(hù)時(shí)，可以避免拆開電池箱這一危險(xiǎn)又繁瑣的操作，直接在電池箱頂部打開封裝盒體即可操作。大大提高了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)控制系統(tǒng)的效率，也降低了操作中的風(fēng)險(xiǎn)。

5、本發(fā)明對(duì)于對(duì)電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對(duì)于僅起保持、限位、絕緣隔離等作用的箱內(nèi)結(jié)構(gòu)件使用密度較小的工程塑料制備；而對(duì)于起承力、保護(hù)等作用的箱體面板則使用強(qiáng)度較高的金屬材料制備。這樣能根據(jù)需要充分利用不同材料特性，在保證同等安全性的前提下，從材料上對(duì)電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化優(yōu)化。

6、本發(fā)明充分考慮了電池單體的可受力情況。所使用的層疊式方形電池單體因其制備原理，無法承受局部集中應(yīng)力，在頂部及側(cè)面無法承力，極耳處無法承力。本發(fā)明中將各電池單體對(duì)齊后用導(dǎo)熱硅膠片粘合為電池包，防止其彼此錯(cuò)位而拉扯焊接在一起的極耳。將電池包安置于保持架中，在其頂部用壓條限位，在承力性最好的面上依靠面接觸產(chǎn)生的摩擦力固定，各電池單體上均無集中應(yīng)力，優(yōu)化了電池受力情況。

7、本發(fā)明充分考慮電池單體的導(dǎo)熱及散熱路徑。各電池單體間無直接接觸，均有導(dǎo)熱硅膠片隔離，其散熱性能、絕緣性能優(yōu)異，能防止直接地連鎖熱失控發(fā)生，且能有效地減緩各電池單體的振動(dòng)。電池單體的發(fā)出的熱量傳遞給導(dǎo)熱硅膠，導(dǎo)熱硅膠向上傳遞給導(dǎo)熱壓條。導(dǎo)熱壓條上表面為散熱風(fēng)道，從左右進(jìn)風(fēng)口吸入的風(fēng)經(jīng)后部風(fēng)扇排出，將熱量散到電池箱外。本發(fā)明中使用抽風(fēng)式散熱，在末端始終有負(fù)壓源存在，風(fēng)道上局部受阻后會(huì)形成高壓區(qū)，能自動(dòng)疏散，而吹風(fēng)式散熱則無法快速消除局部高壓區(qū)。

8、本發(fā)明技術(shù)方案中電池采集系統(tǒng)以電池組為單位進(jìn)行，各電池組內(nèi)采集線統(tǒng)一接入各電池組上的PCB采集板，由PCB采集板再連入BMS從板上，這樣可以避免飛線。同時(shí)，在快速更換電池組時(shí)只需拔插PCB板上的接插件，在快速更換BMS從板時(shí)，只需拔插BMS從板接口處接插件，提高更換效率。PCB板上的貼片式保險(xiǎn)絲和穩(wěn)壓管可以有效地防止電池單體采集線短路、搭接后產(chǎn)生的大電流、電壓對(duì)BMS從板的損壞，降低維護(hù)成本。

9、本發(fā)明技術(shù)方案中各電池組間串聯(lián)使用了快速維護(hù)插頭設(shè)計(jì)。在實(shí)際使用中，可以不借助工具便能斷開兩個(gè)電池組間的電氣連接，使得更換電池組的可行性大大提高；在緊急情況下，也能快速隔離開各電池組，防止進(jìn)一步的危險(xiǎn)發(fā)生。同時(shí)，該維護(hù)插頭又具有主動(dòng)防松結(jié)構(gòu)，保證連接的可靠性。

10、本發(fā)明技術(shù)方案針對(duì)現(xiàn)有高壓輸出連接器額外設(shè)置了機(jī)械主動(dòng)防松裝置。在高壓輸出連接器上額外設(shè)置機(jī)械主動(dòng)防松裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防松效果明顯，且不易發(fā)生磨損失效，可以良好地保證各電池箱間高壓連接可靠。

11、本發(fā)明技術(shù)方案中設(shè)置了不經(jīng)BMS等程序控制的電壓顯示表，其讀數(shù)直接反映電池箱中實(shí)際高壓值。在實(shí)際維護(hù)中，可以根據(jù)該讀數(shù)快速判斷是BMS故障誤報(bào)電壓還是電池本身損壞，避免了開箱實(shí)測(cè)電池輸出端電壓這一操作，提高了維護(hù)效率，降低了維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

12、本發(fā)明技術(shù)方案中設(shè)置了與箱內(nèi)實(shí)際溫度相關(guān)聯(lián)的溫度貼，其讀數(shù)可以反映電池箱中實(shí)際溫度。這種方式雖然存在一定誤差，但可以提供足夠精度的箱內(nèi)溫度參考值，與BMS所報(bào)溫度比對(duì)后，可以快速判斷出是BMS程序、溫度傳感器等故障還是電池箱內(nèi)電池溫度異常，避免了開箱實(shí)測(cè)電池溫度這一操作，提高了維護(hù)可行性和效率，降低了維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

13、本發(fā)明還在電池箱上設(shè)置了慣性開關(guān)，并設(shè)計(jì)了一套控制策略。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，電池箱能主動(dòng)自我保護(hù)切斷高壓電源輸出，發(fā)出雙閃指令預(yù)警，同時(shí)解除車門電子鎖方便可能需要的緊急救援，最大限度保證駕駛員安全。一旦觸發(fā)該報(bào)警，需要駕駛員手動(dòng)逐個(gè)復(fù)位電池箱上慣性開關(guān)，由此可以充分確保各電池箱狀態(tài)被人為檢查過，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)。

14、本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于在現(xiàn)有零部件基礎(chǔ)上改造升級(jí)，控制方案準(zhǔn)確高效，響應(yīng)迅速。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池箱總體裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池箱總體裝配結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的單體并聯(lián)所形成的電池包結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池包間串聯(lián)銅排裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池包串聯(lián)所形成的電池組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池包串聯(lián)所形成的電池組結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖7為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的易維護(hù)連接插頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9的B-B方向剖視圖；

圖11為圖9的D-D方向剖視圖；

圖12為圖9的C-C方向剖視圖；

圖13為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池組防護(hù)蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為按照本發(fā)明的高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的電池箱工作流程示意圖；

附圖標(biāo)記：

100為易維護(hù)連接插頭，200為串聯(lián)銅排裝置，300為電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)，400為整車用電器裝置（與本發(fā)明結(jié)構(gòu)無關(guān)，輔助表達(dá)電源連接結(jié)構(gòu)），500為電池箱體結(jié)構(gòu)，600為電池組結(jié)構(gòu)，700為電池包結(jié)構(gòu)，800為電池組頂蓋；

101為易維護(hù)插頭支架，102為信息采集PCB板，103為插座銅排，104為滾花螺栓，105為插頭銅排，106為R型銷，107為絕緣保護(hù)板，108為滾花螺母；

201為串聯(lián)銅排支架，202為溫度傳感器，203為電壓采集線，204為串聯(lián)銅排；

301為主負(fù)接觸器防護(hù)罩，302為熔斷器防護(hù)罩，303為電壓顯示表，304為高壓連接器，305為U型槽，306為負(fù)極連接線，307為正極連接線，308為BMS防護(hù)罩，309為主正接觸器防護(hù)罩，310為高壓線支座，311為低壓航插，312為電池箱頂板，313為主負(fù)接觸器，314為熔斷器，315為主正接觸器；316為總連接排，317為BMS；

501為慣性開關(guān)，502為溫度貼，503為電池箱左板，504為防水罩，505為電池箱后板，506為風(fēng)扇排風(fēng)口，507為電池箱內(nèi)隔板，508為進(jìn)風(fēng)口，509為電池箱右板，510為電池箱前板，511為電池箱底板，512為排風(fēng)風(fēng)扇，513為L(zhǎng)型連接梁，514為U型連接梁；

601為拐角銅排，602為電池組隔板耳片，603為電池組內(nèi)隔板，604為電池組內(nèi)耳片，605為電池組保持架，606為減重孔，607為電池組壓條，608為電池組上凸臺(tái)，609為電池組下凸臺(tái)；

701為電池單體負(fù)極耳，702為電池單體正極耳，703為電池單體頂封，704為導(dǎo)熱硅膠墊，705為電池單體；

801為走線孔，802為防護(hù)板，803為極耳隔板，804為卡槽。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了克服電池箱在電動(dòng)車領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，這種以層疊式電池單體為基本單元的高能量密度的電池箱結(jié)構(gòu)，能滿足純電動(dòng)車用電池箱強(qiáng)度要求，能克服現(xiàn)有技術(shù)中電池箱技術(shù)缺陷，易于維護(hù)，并具有一定主動(dòng)防護(hù)裝置，實(shí)用性和安全性大大提高。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)包括與整車用電器裝置400相連接的電池箱體結(jié)構(gòu)500，還包括易維護(hù)連接插頭100、串聯(lián)銅排裝置200、電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300、電池組結(jié)構(gòu)600、電池包結(jié)構(gòu)700和電池組頂蓋800；易維護(hù)連接插頭100、串聯(lián)銅排裝置200和電池包結(jié)構(gòu)700設(shè)置于電池箱體結(jié)構(gòu)500內(nèi)，電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300設(shè)置于電池箱體結(jié)構(gòu)500頂部；易維護(hù)連接插頭100用于實(shí)現(xiàn)相連兩電池組結(jié)構(gòu)600間的串聯(lián)；電池組頂蓋800設(shè)置在電池組結(jié)構(gòu)600的上部，對(duì)電池組結(jié)構(gòu)600進(jìn)行防護(hù)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，采用了適用于高能量密度的三元層疊式電池單體的電池箱結(jié)構(gòu)。電池包結(jié)構(gòu)700采用電池單體為高能量密度的三元材料層疊式方形鋰離子電池，根據(jù)整體設(shè)計(jì)需求先進(jìn)行并聯(lián)組成電池包，再進(jìn)行串聯(lián)。電池包結(jié)構(gòu)700中電池單體705的極耳依次向中間折彎為階梯形，兩兩表面疊放在一起，接觸部分使用超聲波焊接牢固，并在極耳面上適當(dāng)位置打同心圓孔。電池包結(jié)構(gòu)700中電池單體705以其長(zhǎng)寬所成平面接觸疊放排列，每?jī)蓚€(gè)單體之間使用含膠面的導(dǎo)熱硅膠片704粘合在一起。這種層疊式電池單體的電池箱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、精致，充分考慮電池箱中電池單體的受力、固定、導(dǎo)熱、散熱、振動(dòng)、維護(hù)、更換等實(shí)際問題。所制樣件測(cè)試質(zhì)量比能量為147.84Wh/kg，體積比能量為325.16Wh/L，而一般乘用車的電池系統(tǒng)比能量?jī)H為90Wh/kg和250Wh/L。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)采用了模塊化、成組化的設(shè)計(jì)思想，所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使用靈活，互換性強(qiáng)，維護(hù)方便。根據(jù)整體需要，先將電池單體并聯(lián)形成電池包，再將電池包固定在保持架中并依次串聯(lián)形成電池組，電池組固定在底板上并依次串聯(lián)形成電池箱內(nèi)的高壓供電部分。在實(shí)際使用中，可以對(duì)電池組、電池包、電池單體分別設(shè)置備件，根據(jù)維護(hù)條件，可將整個(gè)電池組快速更換或僅更換某電池包、電池單體。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)采用了分層管理的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)時(shí)將高低壓件分層布置、將承力和非承力件分層設(shè)計(jì)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)將高壓部分封裝在電池箱內(nèi)部，而將低壓控制部分封裝在電池箱頂部。這樣可以減弱高壓系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)的電磁干擾，同時(shí)也能避免高壓電弧等對(duì)控制系統(tǒng)的損害。在僅對(duì)電池箱控制系統(tǒng)，如BMS進(jìn)行維護(hù)時(shí)，可以避免拆開電池箱這一危險(xiǎn)又繁瑣的操作，直接在電池箱頂部打開封裝盒體即可操作。大大提高了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)控制系統(tǒng)的效率，也降低了操作中的風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)對(duì)于對(duì)電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對(duì)于僅起保持、限位、絕緣隔離等作用的箱內(nèi)結(jié)構(gòu)件使用密度較小的工程塑料制備；而對(duì)于起承力、保護(hù)等作用的箱體面板則使用強(qiáng)度較高的金屬材料制備。這樣能根據(jù)需要充分利用不同材料特性，在保證同等安全性的前提下，從材料上對(duì)電池箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化優(yōu)化。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)充分考慮了電池單體的可受力情況。所使用的層疊式方形電池單體因其制備原理，無法承受局部集中應(yīng)力，在頂部及側(cè)面無法承力，極耳處無法承力。本發(fā)明中將各電池單體對(duì)齊后用導(dǎo)熱硅膠片粘合為電池包，防止其彼此錯(cuò)位而拉扯焊接在一起的極耳。將電池包安置于保持架中，在其頂部用壓條限位，在承力性最好的面上依靠面接觸產(chǎn)生的摩擦力固定，各電池單體上均無集中應(yīng)力，優(yōu)化了電池受力情況。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)充分考慮電池單體的導(dǎo)熱及散熱路徑。各電池單體間無直接接觸，均有導(dǎo)熱硅膠片隔離，其散熱性能、絕緣性能優(yōu)異，能防止直接地連鎖熱失控發(fā)生，且能有效地減緩各電池單體的振動(dòng)。電池單體的發(fā)出的熱量傳遞給導(dǎo)熱硅膠，導(dǎo)熱硅膠向上傳遞給導(dǎo)熱壓條。導(dǎo)熱壓條上表面為散熱風(fēng)道，從左右進(jìn)風(fēng)口吸入的風(fēng)經(jīng)后部風(fēng)扇排出，將熱量散到電池箱外。本發(fā)明中使用抽風(fēng)式散熱，在末端始終有負(fù)壓源存在，風(fēng)道上局部受阻后會(huì)形成高壓區(qū)，能自動(dòng)疏散，而吹風(fēng)式散熱則無法快速消除局部高壓區(qū)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)中電池采集系統(tǒng)以電池組為單位進(jìn)行，各電池組內(nèi)采集線統(tǒng)一接入各電池組上的PCB采集板，由PCB采集板再連入BMS從板上，這樣可以避免飛線。同時(shí)，在快速更換電池組時(shí)只需拔插PCB板上的接插件，在快速更換BMS從板時(shí)，只需拔插BMS從板接口處接插件，提高更換效率。PCB板上的貼片式保險(xiǎn)絲和穩(wěn)壓管可以有效地防止電池單體采集線短路、搭接后產(chǎn)生的大電流、電壓對(duì)BMS從板的損壞，降低維護(hù)成本。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)中各電池組間串聯(lián)使用了快速維護(hù)插頭設(shè)計(jì)。在實(shí)際使用中，可以不借助工具便能斷開兩個(gè)電池組間的電氣連接，使得更換電池組的可行性大大提高；在緊急情況下，也能快速隔離開各電池組，防止進(jìn)一步的危險(xiǎn)發(fā)生。同時(shí)，該維護(hù)插頭又具有主動(dòng)防松結(jié)構(gòu)，保證連接的可靠性。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)針對(duì)現(xiàn)有高壓輸出連接器額外設(shè)置了機(jī)械主動(dòng)防松裝置。在高壓輸出連接器上額外設(shè)置機(jī)械主動(dòng)防松裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防松效果明顯，且不易發(fā)生磨損失效，可以良好地保證各電池箱間高壓連接可靠。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)中設(shè)置了不經(jīng)BMS等程序控制的電壓顯示表，其讀數(shù)直接反映電池箱中實(shí)際高壓值。在實(shí)際維護(hù)中，可以根據(jù)該讀數(shù)快速判斷是BMS故障誤報(bào)電壓還是電池本身損壞，避免了開箱實(shí)測(cè)電池輸出端電壓這一操作，提高了維護(hù)效率，降低了維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)中設(shè)置了與箱內(nèi)實(shí)際溫度相關(guān)聯(lián)的溫度貼，其讀數(shù)可以反映電池箱中實(shí)際溫度。這種方式雖然存在一定誤差，但可以提供足夠精度的箱內(nèi)溫度參考值，與BMS所報(bào)溫度比對(duì)后，可以快速判斷出是BMS程序、溫度傳感器等故障還是電池箱內(nèi)電池溫度異常，避免了開箱實(shí)測(cè)電池溫度這一操作，提高了維護(hù)可行性和效率，降低了維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)還在電池箱上設(shè)置了慣性開關(guān)，并設(shè)計(jì)了一套控制策略。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，電池箱能主動(dòng)自我保護(hù)切斷高壓電源輸出，發(fā)出雙閃指令預(yù)警，同時(shí)解除車門電子鎖方便可能需要的緊急救援，最大限度保證駕駛員安全。一旦觸發(fā)該報(bào)警，需要駕駛員手動(dòng)逐個(gè)復(fù)位電池箱上慣性開關(guān)，由此可以充分確保各電池箱狀態(tài)被人為檢查過，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)。

本實(shí)施例所述高能量密度易維護(hù)電池箱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于在現(xiàn)有零部件基礎(chǔ)上改造升級(jí)，控制方案準(zhǔn)確高效，響應(yīng)迅速。

為了清楚地描述本發(fā)明所提出的電池箱結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖1至13，以一種電池單體2并72串所組成的電池箱系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。

電池單體705的電池單體正極耳702、電池單體負(fù)極耳701折彎后，與另一單體兩兩配對(duì)。使用超聲波將其極耳焊接在一起，單體間用兩面含膠的導(dǎo)熱硅膠墊704粘合，構(gòu)成電池包。其中，導(dǎo)熱硅膠墊704上表面要略高于電池單體頂封703。

串聯(lián)銅排裝置200的主體部分為串聯(lián)銅排支架201，其上有兩個(gè)含通孔的固定點(diǎn)，并固定有串聯(lián)銅排204、溫度傳感器202和電壓采集線203。串聯(lián)銅排支架201下部為鋸齒狀，可依次對(duì)應(yīng)與電池組壓條607頂部楔合。

電池組保持架605為一長(zhǎng)方體空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)置有電池組內(nèi)隔板603和電池組內(nèi)耳片604，其側(cè)壁上設(shè)計(jì)有減重孔606；其端部設(shè)置有電池組上凸臺(tái)608和電池組下凸臺(tái)609。電池組內(nèi)隔板603上設(shè)置有電池組隔板耳片602。將電池包結(jié)構(gòu)700貼合電池組保持架605側(cè)壁及電池組內(nèi)耳片604滑入到保持架底部，依次在其上部?jī)蓸O耳空隙中插入電池組壓條607。電池組壓條607由導(dǎo)熱塑料制成，恰能夾持住電池單體頂封703，且其底部可與導(dǎo)熱硅膠墊704上緣良好接觸。串聯(lián)銅排支架201下部與電池組壓條607頂部楔合，串聯(lián)銅排支架201上耳片可通過螺栓與電池組隔板耳片602相固連，從而完成電池包結(jié)構(gòu)700頂部限位。串聯(lián)銅排204兩端分別與相鄰兩電池包結(jié)構(gòu)700上極耳連接，拐角銅排601兩端分別與并排的兩電池包結(jié)構(gòu)700上極耳連接，從而實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)串聯(lián)。溫度傳感器202可采集對(duì)應(yīng)位置處溫度信息，電壓采集線203可采集對(duì)應(yīng)電壓信息。

電池箱體結(jié)構(gòu)500中電池箱左板503、電池箱底板511、電池箱右板509、電池箱內(nèi)隔板507是一體固定連接的。在裝配及維護(hù)中，電池箱前板510、電池箱后板505及電池箱頂板312可自由拆卸。電池箱內(nèi)隔板507主要起對(duì)電池組機(jī)械隔離，及增加方形腔體整體剛度作用。上述電池箱板內(nèi)表面上均覆有絕緣阻燃材料。電池箱左板503及電池箱右板509上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有防水罩504，其內(nèi)部含有濾網(wǎng)和干燥棉，可提高整箱的防水防塵等級(jí)。

電池組下凸臺(tái)609上設(shè)有通孔，可通過螺栓與電池箱底板511固定連接。電池組上凸臺(tái)608用于安置易維護(hù)連接插頭100。

易維護(hù)連接插頭100上易維護(hù)插頭支架101與電池組上凸臺(tái)608通過螺栓固定連接。易維護(hù)插頭支架101上設(shè)有信息采集PCB板102和插座銅排103。信息采集PCB板102一端與電壓采集線203和溫度傳感器202連接，其另一端與BMS317連接，其上設(shè)有貼片式保險(xiǎn)絲和穩(wěn)壓管，可在短路及搭線時(shí)保護(hù)BMS不被損壞。插頭銅排105嵌入絕緣保護(hù)板107下表面上，其兩端分別與相連兩個(gè)易維護(hù)插頭支架101上的插座銅牌103對(duì)應(yīng)，滾花螺栓104穿過上述零件上的通孔后與滾花螺母108結(jié)合壓緊固定。在滾花螺栓104適當(dāng)位置上設(shè)有通孔，固定好后，使用R型銷106穿過該通孔，從而實(shí)現(xiàn)防松功能。上述滾花螺栓104、滾花螺母108為通用的手?jǐn)Q預(yù)緊裝置，R型銷106為插拔式，因此該結(jié)構(gòu)可在主動(dòng)防松前提下，不使用工具便快速拆裝。當(dāng)易維護(hù)連接插頭100裝置連接完后，即實(shí)現(xiàn)相連兩電池組結(jié)構(gòu)600間的串聯(lián)，否則即斷開相鄰兩電池組結(jié)構(gòu)600間電氣連接。

電池組結(jié)構(gòu)600連接完成后，其上部可通過電池組頂蓋800防護(hù)。防護(hù)板802可防止在打開電池箱頂板312時(shí)有異物落入造成短路；設(shè)置極耳隔板803可防止電池箱在振動(dòng)、碰撞中相鄰兩極耳間碰觸短路；走線孔801可方便采集線靈活布置。

電池箱頂板312從機(jī)械上隔離了下部高壓電池組結(jié)構(gòu)600和上部低壓電池箱頂蓋及控制系統(tǒng)300。

電池箱頂板312前端布置有主負(fù)接觸器防護(hù)罩301，內(nèi)含主負(fù)接觸器313；熔斷器防護(hù)罩302，內(nèi)含熔斷器314；主正接觸器防護(hù)罩309，內(nèi)含主正接觸器315。主負(fù)接觸器313和主正接觸器315各自一端分別通過對(duì)應(yīng)總連接排316與電池箱內(nèi)串聯(lián)后的電池組總負(fù)、總正端相連；主負(fù)接觸器313另一端與熔斷器314相連后再與負(fù)極連接線306相連；主正連接器315另一端與正極連接線307相連。負(fù)極連接線306、正極連接線307通過高壓線支座310固定后接入高壓連接器304的一頭；高壓連接器304的另一頭由整車用電器裝置400引出，在使用時(shí)將兩頭對(duì)接，將U型槽305卡入后通過螺栓緊固，構(gòu)成主動(dòng)防松結(jié)構(gòu)。

電池箱頂板312后端布置有BMS防護(hù)罩308，其內(nèi)部封裝著BMS317，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池系統(tǒng)的監(jiān)管；在一個(gè)側(cè)壁上裝有低壓航插311，可將BMS控制信息接到電池箱外；在適當(dāng)位置處安裝有電壓顯示表303，可實(shí)時(shí)反映電池箱內(nèi)真實(shí)總電壓。當(dāng)BMS317發(fā)送奇異電壓數(shù)據(jù)時(shí)，可通過該電壓顯示表303快速判斷箱內(nèi)真實(shí)電壓值。

電池箱后板505上設(shè)置有若干風(fēng)扇排風(fēng)口506，排風(fēng)風(fēng)扇512安裝在該風(fēng)扇排風(fēng)口506處，且與箱內(nèi)電池組結(jié)構(gòu)600位置相對(duì)應(yīng)。自然風(fēng)經(jīng)進(jìn)風(fēng)口508處過濾網(wǎng)及干燥棉處理后，進(jìn)入電池箱內(nèi)部。電池單體705工作時(shí)發(fā)熱，熱量傳遞給導(dǎo)熱硅膠墊704，導(dǎo)熱硅膠墊704將熱量傳遞給電池組壓條607，風(fēng)將其表面熱量帶走，由排風(fēng)風(fēng)扇512送出電池箱外，完成散熱。

電池箱前板510上設(shè)置有溫度貼502。溫度貼502為簡(jiǎn)易貼紙式，其內(nèi)部含有熱敏材料，對(duì)溫度變化會(huì)做出反應(yīng)，如體積膨脹或變色。由上述風(fēng)道可知，從電池箱兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，后部排風(fēng)，散熱效果最差的點(diǎn)應(yīng)為電池前部中點(diǎn)。將溫度貼502貼在該處，將最能表現(xiàn)出電池箱內(nèi)溫度。對(duì)電池箱進(jìn)行溫度標(biāo)定，用精密溫度傳感器獲取電池箱內(nèi)實(shí)際溫度，并依次標(biāo)定在溫度貼紙刻度或圖例上。實(shí)際使用中，即可通過該溫度貼502得知電池箱內(nèi)溫度，一旦BMS317發(fā)出奇異溫度值時(shí)，可快速判斷當(dāng)前電池箱內(nèi)實(shí)際溫度情況。

電池箱上適當(dāng)位置，如電池箱左板503上，安裝有慣性開關(guān)501。該慣性開關(guān)501的工作方向與車輛行駛方向一致。

電池箱底板511上設(shè)有L型連接梁513和U型連接梁514，可通過L型連接梁513和U型連接梁514將電池箱與車體底盤固定。該慣性開關(guān)501設(shè)置的閾值為電池箱結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)所能承受的最大加速度與所裝載車輛碰撞時(shí)可能產(chǎn)生最大加速度兩者中的較小值。

在工作中，將按圖14所示流程響應(yīng)。當(dāng)正常行車時(shí)，檢測(cè)到慣性開關(guān)501進(jìn)行激活，如果激活數(shù)量超過電池箱半數(shù)，進(jìn)入故障模式，切斷電池輸出，發(fā)送故障報(bào)警并激活雙閃報(bào)警，然后解除各車門電子鎖，車輛停止。如果激活數(shù)量未超過電池箱半數(shù)，則進(jìn)入預(yù)警模式，發(fā)送檢修警告，駕駛員檢查確認(rèn)并手動(dòng)復(fù)位。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。