CN102544402A

CN102544402A - 一种动力电池组系统的液冷装置

Info

Publication number: CN102544402A
Application number: CN2010106192524A
Authority: CN
Inventors: 蒋新华; 师绍纯; 缪智力; 李痛快; 那伟
Original assignee: Shanghai Aerospace Power Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aerospace Power Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及锂离子电池，公开了一种动力电池组系统的液冷装置，包括各单体电池之间设置传热结构件，连接组成电池模块；多个电池模块安装到具有循环水通道的水冷底板[21]上，水冷底板出口[23]与水泵[25]连接，水泵[25]通过连接管路[26]与外部散热装置连接；水冷底板进口[22]与外部散热装置连接。本发明解决了动力电池组的有效散热问题，取得了提高冷却效率、保证电池一致性，从而延长电池组系统的使用寿命的有益效果。

Description

一种动力电池组系统的液冷装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种车用动力电池组的液冷装置。

背景技术

锂离子动力电池组系统作为一种新型环保的能源，其环保、低噪、节能，使用前景较好。锂离子动力电池组作为车用动力能源，是目前国际上电动汽车动力发展的主要方向之一。但是由于锂离子电池组在工作运行过程中，产生大量的热导致电池组温度升高，影响电池的安全性和使用寿命。尤其是在高温环境下，电池组的温度使得电池组的衰减剧烈，尤其是温度差异导致的电池组一致性差异，使得动力电池组系统的使用寿命大幅降低，成为了目前影响电动汽车发展的关键因素之一。为使动力电池组在适宜的温度范围内正常工作，需要对电池组进行有效地降温散热。

目前，动力电池组的散热冷却方式主要分为风冷和液冷两种。风冷是通过外界灌入装置内的冷风或采用电子风扇使动力电池组系统对流降温。但是，由于电池组通过串并联方式成组安装，电池之间间隔较小，处于中心位置的电池通风困难温度较高，强风冷却不均，这会导致电池组的一致性下降，影响电池寿命。如果为了提高风冷效果，增加风冷的流道，则会导致大量的体积空间浪费，降低了电池组系统的能量密度，因此在电动汽车动力电池组的使用中，采用风冷不能达到好的冷却效果。

液冷是通过循环液体的流动将动力电池组系统产生的热量带走，以达到降温目的。液冷降温较为均匀且效果明显，尤其是占用的空间较少，比较适合电动汽车用动力电池组系统，然而，目前液冷的系统设计比较复杂，液体的流道设计不合理，存在着绝缘隐患，导致电池组的安全隐患增加。

中国专利CN201402851中提到的液冷装置，在每个单体电池内部置入一个循环冷却装置，通过循环冷却水将电池内热量带走。这种方式能够实现电池达到降温散热的目的，但是电池的制造工艺变得复杂化且增加了成本，同时增大了由于水泄漏造成的电气故障或安全隐患的可能性。

因此，为降低电池的制造成本和安全隐患，同时有效实现电池组系统的降温散热，是本发明要解决的问题。

发明内容

为了解决动力电池组的有效散热，以及目前散热装置工艺复杂、成本高等问题，本发明的目的在于提供一种动力电池组系统的液冷装置。利用本发明，不但提高冷却效率、保证电池一致性，从而延长电池组系统的使用寿命，而且结构简单、使用安全、成本较低。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种动力电池组系统的液冷装置，该装置包括：

在各单体电池之间设置有传热结构件，传热结构件具有底部折边和侧面折边，完全包覆每个单体电池；多个电池单体和传热结构件连接组成电池模块；多个电池模块依次安装到具有循环水通道的水冷底板上；水冷底板的一侧分别设置有循环水的进口和出口；水冷底板出口与水泵连接，水泵通过连接管路与外部散热装置连接；外部散热装置与水冷底板进口连接。

本发明动力电池组系统的液冷装置，由于采取上述的技术方案，在每个单体电池之间采用的传热结构件兼具支撑电池的功能，将单体电池的热量导出至电池模块表面，并通过电池模块表面水冷板中的循环水均匀散热。因此本发明解决了动力电池组的有效散热，以及目前散热装置工艺复杂、成本高等问题，取得了提高冷却效率、保证电池一致性，从而延长电池组系统的使用寿命的有益效果。

附图说明

图1为本发明动力电池组系统的液冷装置的框架体分解透视图；

图2为图1中的锂离子电池单元体的框架体排列的透视图；

图3为本发明动力电池组系统的液冷装置的立体图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1为本发明动力电池组系统的液冷装置的框架体分解透视图；图2为图1中的锂离子电池单元体的框架体排列的透视图。

如图1、图2的实施例所示，本发明的装置包括：

在各单体电池11之间设置有传热结构件12。传热结构件12的表面尺寸与电池11本体表面相同，传热结构件12具有底部折边13和侧面折边14，可以完全包覆每个单体电池11，保证热量充分传到传热结构件12，并起到支撑电池11的作用(见图1)。多个电池单体11和传热结构件12连接组成电池模块，各个电池单体11的电极由电池模块的顶部引出，方便串、并联连接(见图2)。在组成的电池模块中，各单体电池11通过传热结构件12上的底部折边13，将各单体电池11在使用过程中产生的热量传递到电池模块的底部。

图3为本发明动力电池组系统的液冷装置的立体图。由多个电池单体11和传热结构件12连接组成电池模块27。电池模块27依次安装到具有循环水通道的水冷底板21上。传热结构件12和电池模块27二者之间采用导热绝缘硅胶粘结，无缝接触。。水冷底板21的一侧分别设置有循环水的进口22和出口23，并在进出口位置安装温度传感器。在整个电池组系统外部采用一层保护膜密封包裹，保证电池组系统与外界环境绝热。在出口23的支路上加装有一个泄压阀24，泄压阀的安装位置要在整个液冷系统中处于最高点。水冷底板出口23连接水泵25，水泵25通过连接管路26与外部散热装置连接。水冷底板进口22再与外部散热装置连接，形成冷却水的循环。为防止低温环境下的液体流动性减弱，在水冷液体中加注有防冻液。

下面进一步对本发明的工作过程进行描述。

在工作过程中，开启水泵25，水流在水泵作用下通过散热装置，再通过水冷底板进口22进入水冷底板21；传热结构件12将电池单体产生热量传递到电池模块的底部的水冷底板21上，从而，使得循环水在底板内与电池模块27进行热交换，由循环水将热量带出水冷底板，从水冷底板的出口流出再次进入到水泵和散热装置形成一个循环。其中，在水泵关闭时，可打开泄压阀，将密闭的水流管路中的气压与大气压力平衡处理。

Claims

1.一种动力电池组系统的液冷装置，其特征在于，该装置包括：

在各单体电池[11]之间设置有传热结构件[12]，传热结构件[12]具有底部折边[13]和侧面折边[14]，完全包覆每个单体电池[11]；多个电池单体[11]和传热结构件[12]连接组成电池模块[27]；多个电池模块[27]依次安装到具有循环水通道的水冷底板[21]上；水冷底板[21]的一侧分别设置循环水的进口[22]和出口[23]；水冷底板出口[23]与水泵[25]连接，水泵[25]通过连接管路[26]与外部散热装置连接；外部散热装置与水冷底板进口[22]连接。

2.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于：所述的电池模块[27]与水冷底板[21]之间采用导热绝缘硅胶粘结。

3.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于：所述的各个电池单体[11]的电极由电池模块[27]的顶部引出。

4.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于：所述的水冷底板[21]一侧的进口[22]和出口[23]位置设置有温度传感器；在出口[23]的支路上设置有一个泄压阀[24]。

5.如权利要求1或4所述的液冷装置，其特征在于：所述的泄压阀[24]的安装位置在整个液冷系统中处于最高点。

6.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于：所述的电池模块[27]和水冷底板[21]组成的整个电池组系统外部采用隔热保护膜密封包裹。

7.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于：所述的水冷底板[21]的水冷液体中加注有防冻液。