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新型电动汽车电池防护仓研究*

更新时间：2009-03-28

0 引言

电动汽车电池组一般由电池模块或单体电池组成，一个电池模块又由多个单体电池组成，电池则装载在一个箱体中，即电池仓。随着电动汽车的推广应用，电动汽车电池的使用安全性和碰撞安全性也越来越摆在突出的位置，当电动汽车电池长时间使用或外界环境温度较高时，将使电池温度过高，不但缩短了电池的使用寿命，而且也存在着一定的安全隐患，特别是当汽车的电池部位发生碰撞时，有可能造成严重的安全事故，所以，需要探求一种能够对电池通风散热、减小碰撞损伤的防护方法和装置。

1 普通型电池仓结构分析

现以某普通型电动汽车单体电池仓结构为例，如图1所示，对其进行分析。

由图1可知，普通型电池仓具有如下特点：

（1）结构简单、电池安装紧凑，便于生产制造和电池的布置；

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（4）电池仓侧壁全封闭，不利于散热；

动力电池在工作时必不可免的会出现发热现象，不同的电池其发热程度也有差异，有的电池采用自然通风即可满足散热需要，但更多的电池则因其发热量大而必须采用强制通风，这样才能保证电池的正常和安全工作[1]。而且，在电动汽车上，由于动力电池组的各个电池或各个分电池布置在不同的位置，各处的散热条件和其周围工作环境不同，这些差异也会对电池的充放电性能和使用寿命造成影响。所以，亟需研究既能保证电池的散热通风、又具有良好安全特性的电池防护仓。

（2）为了提高防护水平，电池底部采用全封闭式结构，但也使底部通风条件不佳，不利于散热。为了改善散热，平衡温度，底部装有导热条2，导热条为高导热系数材料，其能将电池底部的热量传递到电池仓的外壁，防止电池底部因热量积聚而造成电池过热。

（3）电池仓侧壁采用肋条结构，质量小，但强度较高。

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（5）电池仓壁只有肋和仓壁薄板，碰撞吸能性不足。

2 新型结构的电池防护仓

  

图1 普通型电动汽车单体电池仓结构及电池的布置方式

（2）底部散热良好，但对电池的强度保护降低；

2.1 新型电池防护仓结构

具体实施时，电池仓的规格和式样可根据用户和市场需要调整设计，风扇可根据具体电池仓的尺寸布置多个。

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图2 一种新型结构的电池防护仓

 

1-冷却风扇；2-导热条；3-内部吸能结构

（3）电池仓壁3采用耐撞吸能多层结构，其外壁和内壁选用强度高、不易变形的材料，中间夹层采用蜂窝吸能结构，并选用易变形、吸能性好的材料，以缓冲和吸收碰撞冲击的能量，保护电池，当汽车的电池部位受到碰撞时，能够对电池进行多层防护。

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（1）电池装于电池仓内，通过安装于电池仓上的冷却风扇1对电池进行强制通风散热。风扇的转速可随环境温度而调节，从而改变了电池表面的通风量、调节冷却强度。

基于以上分析，提出了一种新型结构的电池仓防护结构，如图2所示，其结构特点为：

2.2 新型电池防护仓温度控制原理

现对该新型电池防护仓的温度控制原理加以说明，温度控制主要由温控处理器、温度传感器和冷却风扇共同完成。温控处理器、温度传感器和冷却风扇工作模块示意图如图3所示。

  

图3 温控处理器、温度传感器和风扇工作模块示意图

当电源插口连接外部电源后，就能给温控处理器和风扇供电，温控处理器能接收和处理温度传感器发送过来的温度信号，进而控制风扇的转速，从而实现自动根据仓内温度变化而调节风扇转速的目标。

3 电池仓及支架的其它功能要求

（1）电池仓的绝缘等要满足法规的要求，配有漏电保护、高压切断和紧急情况处理装置，以确保安全[2-3]。

（2）电池仓的支架要便于动力电池组或其分组的安装，要能够实现机械化拆卸，也要方便各种线束的连接。

（3）电池仓支架的位置和形状确定好后，要与通风通道、风扇口、温度传感器等的布置和安装配合好。

【参考文献】

［1］何洪文.电动汽车原理与构造[M]机械工业出版社,2012.

［2］GB/T 18384.2-2015,电动汽车安全要求 第 2部分：操作安全和故障防护[S].

［3］GB/T 18384.3-2015,电动汽车安全要求 第 3部分：人员触电防护[S].

 
王强
《科技视界》 2018年第09期
《科技视界》2018年第09期文献

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