CN102163759B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组，其包括箱体和收容于箱体中的电芯，箱体中设有内热交换器，箱体外设有储液罐、外热交换器和动力泵。动力泵、内热交换器、储液罐和外热交换器通过导管密封连接，形成可供液体介质循环的封闭回路。本发明电池组的储液罐中的液体介质在动力泵的推动下可流经电芯，通过内热交换器完成与电芯的热交换后流入位于箱体外的外热交换器，与外界热交换后重新流回到储液罐。通过对循环于封闭回路中的液体介质加热或降温，可以保证所有的电芯都在理想的温度范围内工作，防止电池组内部温度过低或过高，提高电池组的使用寿命。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组，尤其是一种使用寿命长的电池组。
背景技术
随着环境问题的日益严峻，低碳经济已成为未来经济发展的主流模式。混合动力汽车和电动汽车作为新能源汽车的代表，也逐渐得到了广大生产厂商和消费者的认可。动力电池组作为新能源汽车的主要动力来源，已经成为电动汽车的核心部件和关键技术。
根据动力电池组本身的特点和应用场合，用户对其容量、功率、可靠性、安全性和寿命等诸多方面提出了十分严格的要求。热管理系统是实现高功率、延长寿命、提高可靠性和安全性的必要手段，在热管理系统介入的情况下，电池组内局部产生的热量可以快速平衡到其他电芯或被转移到电池组以外。
现有的动力电池组一般使用风冷方式，风冷方式的最大缺点是受到电池组内部风阻影响，内部区域的风速和流量差异较大，进风口和出风口的温差很大，很难做到电池组内温度均匀，从而影响了电池组的使用寿命。
有鉴于此，确有必要提供一种使用寿命长的电池组。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种使用寿命长的电池组。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电池组，其包括箱体和收容于箱体中的电芯，箱体中设有内热交换器，箱体外设有储液罐、外热交换器和动力泵。动力泵、内热交换器、储液罐和外热交换器通过导管密封连接，形成可供液体介质循环的封闭回路。
作为本发明电池组的一种改进，所述箱体设有底板和自底板向上延伸的侧壁，所述内热交换器设置于所述底板上，所述电芯置于所述内热交换器上。
作为本发明电池组的一种改进，所述内热交换器为液体通道，液体通道直接设置于所述底板中或通过焊接、铆接连接在所述底板上。
作为本发明电池组的一种改进，所述箱体的底板向上延伸有若干肋片，肋片和肋片或肋片和所述箱体的侧壁围成收容空间，所述电芯对应收容于收容空间中。
作为本发明电池组的一种改进，所述内热交换器为液体通道，液体通道延伸至所述肋片中。
作为本发明电池组的一种改进，所述肋片全部或部分包围所述电芯。
作为本发明电池组的一种改进，所述肋片与底板都是由具有良好导热性能的金属或非金属材料制成。
作为本发明电池组的一种改进，所述肋片与电芯的间隙充分填充有导热材料。
作为本发明电池组的一种改进，所述导热材料由液态导热材料凝固而成。
作为本发明电池组的一种改进，所述液体介质的温度可调。
相对于现有技术，本发明电池组具有以下优点：储液罐中的液体介质在动力泵的推动下流经电芯，通过内热交换器完成与电芯的热交换后流入位于箱体外的储液罐。通过对循环于封闭回路中的液体介质加热或降温，可以保证所有的电芯都在理想的温度范围内工作，减小各个电芯的温差，因此可以防止电池组内部温度过低或过高，提高电池组的安全性能，延长电池组的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明电池组及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本发明电池组的立体示意图。
图2为本发明电池组中带有内热交换器的电芯模块的立体示意图。
图3为位于图2电芯模块中的内热交换器的结构示意图。
图4为带有内热交换器的电芯模块中电芯与内热交换器的结构示意图。
图5为安装有内热交换器的一个电芯的立体示意图。
图6为电芯与内热交换器的一个热交换示意图。
图7为电芯与内热交换器的另一个热交换示意图。
图8为本发明电池组的组装方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明电池组进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了理解本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1至图8所示，本发明电池组包括箱体10和收容于箱体10中的若干个电芯23，箱体10中设有内热交换器4，箱体10外设有储液罐3、外热交换器1和动力泵2。动力泵2、内热交换器4、储液罐3和外热交换器1通过导管5密封连接，形成一个可供液体介质循环的封闭回路。
请参阅图2至图7所示，箱体10设有底板22和自底板22向上延伸的若干侧壁21，自底板22向上延伸出若干个肋片29，肋片29全部或部分包围电芯23。在图示实施方式中，底板22和肋片29都是由具有良好导热性能的金属或非金属材料制成。
相邻的肋片29或肋片29与箱体10的侧壁21共同围成收容电芯23的收容空间，电芯23对应收容于收容空间中，肋片29与电芯23之间的间隙、肋片29与箱体10的侧壁21之间的间隙充分填充有导热材料30。导热材料30的填充方式没有特别限定，可以直接填充固态的导热材料30，也可以先向肋片29与电芯23的间隙、肋片29与箱体10的侧壁21的间隙内灌注液态的导热材料30，待液态的导热材料30凝固后充分填充于肋片29与电芯23之间的间隙、肋片29与箱体10的侧壁21之间的间隙，如图8所示。
请参阅图3、图6和图7所示，箱体10的底板22处设有内热交换器4，在图示实施方式中，内热交换器4为呈波浪形弯曲的液体通道28，液体通道28的两端通过进液口27和出液口26分别与位于箱体10外侧的导管5密封连接。在图示实施方式中，液体通道28直接设置在底板22中。但是，根据本发明的其他实施方式，液体通道28也可以通过焊接或铆接安装在底板22上。为了改善热交换的效率，液体通道28还可以设置成其他的弯曲形状，以增加热交换面积和热交换时间。此外，请参阅图7所示，为了进一步改善热交换效率，液体通道28还可以延伸至肋片29中。
请参阅图1所示，外热交换器1位于箱体10的外侧，其一端与储液罐3密封连接，另一端与动力泵2密封连接。当液体介质进入外热交换器1之后，可以与外界环境进行热交换，可调节封闭循环回路中液体介质的温度。
储液罐3用于储存液态介质，自出液口26流出的冷却介质可流回储液罐3，并可在动力泵2的驱动下流出储液罐3。
动力泵2为本发明电池组的动力源，动力泵2启动时，储液罐3中的液体介质在动力泵2的驱动下经导管5自进液口27进入液体通道28，在完成与电芯23的热交换后自出液口26流出，经导管5进入储液罐3，再经过热交换器1回到动力泵2。如此循环，通过外热交换器1调节液体介质的温度，可保证电芯23在合理的温度范围内工作。
本发明电池组的组装过程如下：首先，将电芯23依次稳定地收容于底板22和肋片29围设的收容空间中，电芯23与肋片29之间的间隙被导热填料30充分填充，电芯23置于内热交换器4上；其次，按照图1所示的方式通过密封导路5依次连接储液罐3、外热交换器1、动力泵2和内热交换器4，形成可供液体介质循环的封闭回路。
根据本发明的另一个实施方式，也可以先通过正极接头24和负极接头25按照预定的方式将电芯23连接成电芯模块，各个电芯模块均设有内热交换器4，相邻电芯模块的内热交换器4中的液体介质通过连通器6导接。
本发明电池组的工作原理如下：当电池组工作时，启动动力泵2，储液罐3中的液体介质经过进液口27进入位于箱体10的底板22中的液体通道28中，与电芯23或电芯模块完成热交换之后经出液口26流入外热交换器1与外界换热，最后流回到储液罐3。通过调节封闭回路中液体介质的温度，可以保证电芯23或电芯模块在理想的温度范围内工作。
结合上面对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明电池组具有以下优点：储液罐中的液体介质在动力泵的推动下流经电芯或电芯模块，通过内热交换器完成与电芯或电芯模块的热交换后流入位于箱体外的储液罐。通过对循环于封闭回路中的液体介质加热或降温，可以保证所有的电芯或电芯模块都在理想的温度范围内工作，各个电芯的温差较小，因此可以防止电池组内部温度过低或过高，提高电池组的安全性能，延长电池组的使用寿命。
根据上述原理，还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，因此，本新型温度调节装置并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对该新型结构的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种电池组，包括箱体和收容于箱体中的电芯，其特征在于：所述箱体中设有内热交换器，所述箱体外设有储液罐、外热交换器和动力泵，动力泵、内热交换器、储液罐和外热交换器通过导管密封连接，形成可供液体介质循环的封闭回路；所述箱体设有底板和自底板向上延伸的侧壁，箱体的底板向上延伸有若干肋片，肋片和肋片或肋片和所述箱体的侧壁围成收容空间，所述电芯对应收容于收容空间中；所述内热交换器为液体通道，液体通道延伸至所述肋片中。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述液体通道还设置于所述底板中或底板上。
3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：所述液体通道通过焊接、铆接连接在所述底板上。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述肋片全部或部分包围所述电芯。
5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述肋片与底板都是由具有良好导热性能的金属或非金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述肋片与电芯的间隙充分填充有导热材料。
7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于：所述导热材料由液态导热材料凝固而成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组，其特征在于：所述液体介质的温度通过外热交换器与外界环境的热交换实现调节。
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