CN102468523A - 车用电池温控系统 - Google Patents

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陈杰
沈方
汤龙江
卜祥贞
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Abstract

电动汽车在使用中，动力电池对内部和外部的温度较为敏感，且对电池的正常使用影响较大。本发明专利针对以上问题，使用液体温控的方式，对电动汽车使用的动力电池进行加热和散热，使动力电池的使用性能得到保障。

Description

车用电池温控系统
技术领域
本发明专利涉及一种车用电池温控系统，尤其涉及一种使用液体控温的方式进行车用电池的加热和散热。
背景技术
当前，电动汽车相关技术正以突飞猛进的速度不断发展，老牌汽车厂商和新兴的汽车厂商不断推出各自样车和生产计划，争夺消费者的眼球。但电动汽车在实际使用中，还面临着许多的挑战，其中的一项挑战就是动力电池的散热和加热问题。
众所周知，汽车动力电池，特别是锂离子电池，在充电和放电时，都会产生热量，该热量对电池是有害的，对电池本身的寿命和车辆使用者的安全：当电池温度较高时，就会导致一些列副反应，使电池产生热破坏，如电池中的液态电解质是易燃体，电解液受热首先会产生大量气体，在电池内部有限的空间内产生比较大的气压，一旦这种气压大到足以破开电池的外壳，电池就会发生破裂，发生燃烧或者爆炸。
电池对外部的使用环境的也非常敏感，如外部环境较热(超过45°)，则较易发生上面所例举的热反应，引发危险；但是冬季的北方地区，气温较低，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降，传送温度下降，传送减慢，电池充电和放电性能都会受到影响，会发生无法充电或充满电后使用时间急剧减少的情况。
发明内容
本发明专利是专门针对上面所述的电动汽车电池温度问题，使用液体温控的方式，对汽车动力电池进行加热或散热，使动力电池的使用性能得到保障。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：由密封箱(1)、电热棒(4)、测温仪(8)或(9)、热管(5)或(10)或(15)、导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)、散热翅(2)、电芯架(6)、电芯(3)、堵头(11)等部分组成，其特征在于：电热棒(4)和测温仪(8)置于密封箱(1)内，密封箱(1)内充满温控液体，电芯架(6)通过其上的导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)以热管(5)或(10)连接密封箱(1)构成温控液循环，导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)等的端口以热管(15)连接或以堵头(11)封闭，电芯架(6)上设有散热翅(2)和支撑柱(12)，电芯(3)置于电芯架(6)的支撑柱(12)上，电芯架(6)上接有测温仪(9)，由此实现根据需要对汽车电芯(3)进行加热或散热的温度控制。
前述的车用电池温控系统，其中所述的密封箱(1)内充满温控液体，包括但不限于水、汽车防冻液、水冷液等。
前述的车用电池温控系统，其中所述的部件连接所用的接头都是防水的或经过防水处理的，避免温控液的泄露。
前述的车用电池温控系统，其中所述的电芯(3)温度的控制，是通过密封箱(1)与电芯架(6)内散热孔(7)或(17)或(13)或(16)、之间的温控液循环实现热交换，由此实现对电芯(3)的加热和散热功能的。
前述的电池温控系统，其中所述的电热棒(4)的加热过程是可控的，可根据密封箱(1)内置的测温仪(8)和电芯架上的测温仪(9)所反馈的数据进行调整。
前述的电池温控系统，其中所述的散热功能，为加强此散热功能，可在密封箱(1)或电芯架(6)上设置电风扇。
前述的电池温控系统，其中所述的电芯(3)，可以铺设导热材料后再放置于电芯架(6)上，该导热材料是任意一种防冲击的，包括但不限于如导热泡棉。
前述的电池温控系统，其中所述的导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)是双向贯通的，其设置的方向可以是平行于散热翅(2)方向设置，也可以垂直与散热翅(2)方向设置。
前述的电池温控系统，其中所述的热管(5)或(10)或(15)包括但不限于铜管、钢管、PVC管等。
前述的电池温控系统，其中所述的电芯架(6)是由具备导热能力的材质制成的。
附图说明
图1实施例一结构图
图2实施例二结构图
具体实施方式
1.一种车用电池温控系统，由密封箱(1)、电热棒(4)、测温仪(8)或(9)、热管(5)或(10)或(15)、导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)、散热翅(2)、电芯架(6)、电芯(3)、堵头(11)等部分组成，其特征在于：电热棒(4)和测温仪(8置于密封箱(1)内，密封箱(1)内充满温控液体，电芯架(6)通过其上的导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)以热管(5)或(10)连接密封箱(1)构成温控液循环，导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)等的端口以热管(15)连接或以堵头(11)封闭，电芯架(6)上设有散热翅(2)和支撑柱(12)，电芯(3)置于电芯架(6)的支撑柱(12)上，电芯架(6)上接有测温仪(9)，由此实现根据需要对汽车电芯(3)进行加热或散热的温度控制。
测温仪(9)安装于近电芯(3)的方向，可在电芯架(6)预留一孔位，测温仪(9)安装于孔内，既能保证测量数据的准确性，同时加强测温仪(9)安装的牢固度。为加强电芯(3)与电芯架(6)之间的热量传递和保护电芯(3的防冲击需要，可在电芯(3)上铺设导热泡棉后再放置在电芯架(6)上。
密封箱(1)内充满温控液体，如防冻液、水或冷却液，需要指出的是，由于温控液体在需要的时候会被加热，因此温控液体要选用非易燃、易爆的液体。
在以上结构的基础上，本发明专利根据导热孔端口的连接方式不同，分为两种典型的实施例：
典型实施例一：热管式
在本实施例中，多条平行导热孔(13)或(14)或(16)或者多条平行(13)或(14)或(16)与垂直导热孔(7)或(17)同时存在，各条导热管内部可以是相互连通的、也可以是相互独立不互通的，至少有1组热管(5)或(10)，热管(5)或(10)的1根热管连接于密封箱(1)和电芯架(6)的任一导热孔(7)或(17)或(13)或(16)的一端；另1根热管(10)或(5)连接于其他任一的导热孔的一端；其他未与密封箱(1)的热管(5)或(10)连接的端口分别与邻近的导热孔端口以热管(15)连接，形成至少1个温控液循环。
典型实施例二：堵头式
在本实施例中，导热孔(7)或(17)与导热孔(13)或(16)同时存在，各条导热管内部是相互连通的。至少1组热管(5)或(10)，热管(5)或(10)的1根热管连接于密封箱(1)和电芯架(6)的任一导热孔(7)或(17)或(13)或(16)的一端；另1根热管(10)或(5)连接于其他任一的导热孔的一端；其他未与密封箱(1)的热管(5)或(10)连接的端口分别与邻近的导热孔端口都以堵头(11)堵死，形成至少1个温控液循环。
以上2个实施例，其加热和散热功能是这样实现的：
当汽车动力电池需要加热时，电热棒(4)被电性接通，开始加热，且其加热过程是可控的，测温仪(8)不断的将密封箱(1)内的温控液体的温度发送到汽车控制部分。密封箱(1)内经过加热的温控液体通过与电芯架(6)上的导热孔连接的热管(5)或(10)，形成一个循环，经过导热孔内或导热孔之间的热管，温控液体将热量传递到电芯架(6)的支撑柱(12)上，具备导热性能的电芯架(6)支撑柱(12)将热量传递到置于架体上的电芯(3)上，测温仪(9)对电芯架(6)的温度进行监测，当电芯架(6)上的温度高于设定值时，汽车控制中心根据收到的测温仪(9)的发出的数值，对电热棒(4)进行控制，保证整个热循环系统处于可控状态。
反之，当汽车动力电池需要散热时，电芯(3)将热量传递到电芯架(6)支撑柱(12)上，通过电芯架(6)和散热翅(2)发散一部分热量，同时，通过导热孔、热管、密封箱内的温控液体形成的热量循环，将电芯(3)的热量发散掉。此外，在密封箱(1)外壳或散热翅(2)加装风扇，可以增强系统的散热能力，风扇的开关可由汽车控制中心根据测温仪(9)发出的数据进行判断。

Claims (19)

1.一种车用电池温控系统，由密封箱(1)、电热棒(4)、测温仪(8)或(9)、热管(5)或(10)或(15)、导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)、散热翅(2)、电芯架(6)、电芯(3)、堵头(11)等部分组成，其特征在于：电热棒(4)和测温仪(8)置于密封箱(1)内，密封箱(1)内充满温控液体，电芯架(6)通过其上的导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)以热管(5)或(10)连接密封箱(1)构成温控液循环，导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)等的端口以热管(15)连接或以堵头(11)封闭，电芯架(6)上设有散热翅(2)和支撑柱(12)，电芯(3)置于电芯架(6)的支撑柱(12)上，电芯架(6)上接有测温仪(9)，由此实现根据需要对汽车电芯(3)进行加热或散热的温度控制。
2.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：密封箱(1)内充满的温控液体，包括但不限于水、汽车防冻液、水冷液等。
3.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：本系统使用的接头都是防水或是进行防水处理的，避免温控液的泄露。
4.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：根据密封箱(1)内置的测温仪(8)和电芯架(6)上的测温仪(9)所反馈的数据，电热棒(4)的加热过程是可控的。
5.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯架(6)上的测温仪(9)是贴于电芯(3)安放的。
6.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：为加强温控系统的散热功能，可在密封箱(1)或电芯架(6)上设置电风扇，风扇的开关可由汽车控制中心根据电芯架(6)上测温仪(9)的检测数据进行判断。
7.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯(3)上可粘贴导热材料后置于电芯架(6)上，该导热材料是任意一种具有缓冲作用的，包括但不限于如导热泡棉。
8.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)是贯通的，其设置的方向可以是平行于散热翅(2)方向设置，如导热孔(13)或(14)或(16)，也可以垂直与散热翅(2)方向设置，如导热孔(7)或(17)。
9.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯架(6)可只设置一条导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)。
10.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯架(6)可只设置多条导热孔(7)或(13)或(14)或(16)或(17)。
11.根据权利要求1或10的车用电池温控系统，其特征在于：多条垂直与平行导热孔(7)或(17)与导热孔(13)或(16)同时存在，其内部可以是相互连通的。
12.根据权利要求1或10或12的车用电池温控系统，其特征在于：至少有1组热管(5)或(10)，一组热管(5)或(10)的1根热管连接于密封箱(1)和电芯架(6)的任一导热孔(7)或(17)或(13)或(16)的一端；另1根热管(10)或(5)连接于其他任一的导热孔的一端；其他未与密封箱(1)的热管(5)或(10)连接的端口分别与邻近的导热孔端口以热管(15)连接，形成至少1个温控液循环。
13.根据权利要求1或10或12的车用电池温控系统，其特征在于：至少有1组热管(5)或(10)，一组热管(5)或(10)的1根热管连接于密封箱(1)和电芯架(6)的任一导热孔(7)或(17)或(13)或(16)的一端；另1根热管(10)或(5)连接于其他任一的导热孔的一端；其他未与密封箱(1)的热管(5)或(10)连接的端口分别与邻近的导热孔端口都以堵头(11)堵死，形成至少1个温控液循环。
14.根据权利要求1或10的车用电池温控系统，其特征在于：多条平行导热孔(13)或(14)或(16)同时存在，其内部可以是相互独立的。
15.根据权利要求1或10或14所述的车用电池温控系统，其特征在于：至少有1组热管(每2根热管一组形成循环)，一组热管的2根热管分别连接于密封箱(1)和电芯架(6)的导热孔(13)或(14)或(16)的一端与(16)或(14)或(13)的一端，其他未与密封箱(1)热管(5)或(10)连接的端口分别与邻近的导热孔端口以热管(15)连接，形成至少1个温控液循环。
16.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯架(6)上的散热翅(2)可根据需要在任一位置设置，也可以取消散热翅(2)设置。
17.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：热管(5)或(10)或(15)可由具备导热能力的材质制成，也可以用不具备导热能力的材质制成，包括但不限于铜管、钢管、PVC管等。
18.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：电芯架(6)是由具备导热能力的材质制成的，其材质包括但不限于铝合金、钢、铜，电芯架(6)内的支撑柱(12)起到固定、支撑和热传递的作用。
19.根据权利要求1所述的车用电池温控系统，其特征在于：为增加本发明专利的防漏水、密封性和安全性，电芯架密封箱式的外壳，也可将本系统整体以外壳整体装入。
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