CN103780158B - 一种电动汽车动力电池余热利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车动力电池余热利用装置，包括动力电池组和温差发电电路；所述动力电池组由沿宽度方向排布的电池单体串联构成；记电池单体上设置电极接头的一侧面为顶端面，电池单体上的正极接头和负极接头沿宽度方向排布；相邻电池单体间隔布置，并且顶端面朝向相反，并且正极接头相邻或负极接头相邻；温差发电电路包括温差发电片和相变储热材料，温差发电片设置在相邻两个电池单体的间隙内，相变储热材料填充在温差发电片和电池单体之间。本发明具有效率高、节能环保、结构简单、使用寿命长、运行稳定可靠等优点；并且在无需改变电动汽车原有动力电池组内部结构的情况下，对动力电池组的余热进行高效利用，完善了电动汽车的散热系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于温差发电技术的电动汽车动力电池余热利用装置。
背景技术
随着世界各国对能源危机以及环境污染等问题的日益关注，节能减排逐渐被提入议程。尤其是近年来，随着能源战略的提出，节约能源、保护环境更成为一种时代发展的潮流。人们对电力知识的掌握的逐步加深，为电动汽车的出现提供了强有力的保障。目前，电动汽车因其无污染，无噪音，而且比燃油汽车节省燃料等优越性，越来越受到人们的青睐。但是，电动汽车的发展也受到了一定的瓶颈。电动汽车的动力由动力电池提供，电池内部通过一系列的化学反应将化学能转化为电能，同时伴随着大量的热产生。如果这些热量不能及时有效的散发出去，就会使电池长期处于高温状态。久而久之，就会降低电池的性能。严重时甚至还会使电池发生爆炸，严重影响到整车性能和人身安全。另一方面，电池散出的热量也是一笔客观的能源。如果不能加以利用，将会造成能源的白白浪费，严重违背了节能减排的理念。
目前，对于动力电池的散热问题，市场上主要有冷空气散热和液体散热。虽然这些散热装置在一定程度上能缓解电池的散热问题。但是，这两种技术存在换热系数低，能源浪费等问题，并且，随着动力电池产热温度的逐步提升，电能浪费问题越来越严重，传统的方法难以满足的散热要求。因此如何保证动力电池的工作温度稳定，散失热量的有效利用，是急需解决的问题。近年来，温差发电和相变材料逐渐成为研究的热门课题。温差发电技术其以良好的导热性能，极高的效率得到了广泛的应用。如果将这些技术用于动力电池散热装置，能够为动力电池散热不完全及热量重新利用问题提供良好的解决途径，有很大的应用前景。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动汽车动力电池余热利用装置，基于温差发电技术对电池余热进行收集和利用。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电动汽车动力电池余热利用装置，包括动力电池组、温差发电电路和稳压电路；
所述动力电池组由两个以上沿宽度方向排布的电池单体串联构成；记电池单体上设置电极接头的一侧面为顶端面，在高度方向上与顶端面相对的另一侧面为底端面，所述电极接头包括正极接头和负极接头，电池单体上的正极接头和负极接头沿宽度方向排布；相邻电池单体间隔布置，并且顶端面朝向相反，并且正极接头相邻或负极接头相邻；
所述温差发电电路包括温差发电片和相变储热材料，所述温差发电片设置在相邻两个电池单体的间隙内，相变储热材料填充在温差发电片和电池单体之间；记置于正极接头相邻的两个电池单体之间的温差发电片为高温极温差发电片，填充在高温极温差发电片两侧的相变储热材料为高温端相变储热材料；记置于负极接头相邻的两个电池单体之间的温差发电片为低温极温差发电片，填充在低温极温差发电片两侧的相变储热材料为低温端相变储热材料；
所有温差发电片相串联后接入稳压电路。
优选的，相邻两个电池单体之间设置两片温差发电片，所述两片温差发电片沿电池单体高度方向排布，并位于同一平面内。
优选的，所述高温端相变储热材料的相变温度为45～50℃，所述低温端相变储热材料的相变温度为25～30℃。
所述动力电池组采用蓄电池或锂电池，由电池单体构成，具有良好的散热能力；所述稳压电路采用工业级线性直流稳压电路，包括放大电路和稳压电路两部分，对温差发电电路产生的电能进行放大和稳压，转换成适合电动汽车使用的电能，比如灯设备需要的电能、动力电池组需要的电能等。
有益效果：本发明提供的电动汽车动力电池余热利用装置，相对于现有技术，具有如下优势：
1、相变储热材料将动力电池组的余热储存起来，然后使热量均匀地通过温差发电片，既使得动力电池组中的热量得到了高效散失，又使得散失的热量得到了回收利用，节约了能源；
2、考虑到动力电池组正负极不同的温度工况，将相变储热材料分为高温端相变储热材料和低温端相变储热材料，提高了余热的利用效率；
3、具有效率高、节能环保、结构简单、使用寿命长、运行稳定可靠等优点；并且在无需改变电动汽车原有动力电池组内部结构的情况下，对动力电池组的余热进行高效利用，完善了电动汽车的散热系统，增加了电动汽车的行驶里程，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明在电动汽车内的使用示意图；
图2为动力电池组的立体结构示意图；
图3为高温极温差发电片的安装示意图；
图4为低温极温差发电片的安装示意图；
图5为动力电池组的整体电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种电动汽车动力电池余热利用装置在电动汽车内的安装示意图，温差发电电路1产生的电能，经稳压电路2放大、稳压后，供用电设备3使用。
其中，电动汽车动力电池余热利用装置，包括动力电池组4、温差发电电路1和稳压电路2，下面就各部分结构加以具体说明。
如图2至图5所示，所述动力电池组4由两个以上沿宽度方向排布的电池单体5串联构成；记电池单体5上设置电极接头的一侧面为顶端面，在高度方向上与顶端面相对的另一侧面为底端面，所述电极接头包括正极接头和负极接头，电池单体5上的正极接头和负极接头沿宽度方向排布；相邻电池单体5间隔布置，并且顶端面朝向相反，并且正极接头相邻或负极接头相邻。
所述温差发电电路1包括温差发电片和相变储热材料，所述温差发电片设置在相邻两个电池单体5的间隙内，相变储热材料填充在温差发电片和电池单体5之间；如图3所示，记置于正极接头相邻的两个电池单体5之间的温差发电片为高温极温差发电片6，填充在高温极温差发电片6两侧的相变储热材料为高温端相变储热材料13；如图4所示，记置于负极接头相邻的两个电池单体5之间的温差发电片为低温极温差发电片7，填充在低温极温差发电片7两侧的相变储热材料为低温端相变储热材料14。
如图3、图4所示，相邻两个电池单体5之间设置两片温差发电片，所述两片温差发电片沿电池单体5高度方向排布，并位于同一平面内。所述高温端相变储热材料13的相变温度为45～50℃，所述低温端相变储热材料14的相变温度为25～30℃。
所有温差发电片相串联后接入稳压电路2；每一个温差发电片相当于一个小电源，利用导线将这些小电源串联起来，形成一个闭合回路再接入稳压电路2，这样做的好处是可以增大电流的强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种电动汽车动力电池余热利用装置，其特征在于：包括动力电池组（4）、温差发电电路（1）和稳压电路（2）；
所述动力电池组（4）由两个以上沿宽度方向排布的电池单体（5）串联构成；记电池单体（5）上设置电极接头的一侧面为顶端面，在高度方向上与顶端面相对的另一侧面为底端面，所述电极接头包括正极接头和负极接头，电池单体（5）上的正极接头和负极接头沿宽度方向排布；相邻电池单体（5）间隔布置，并且顶端面朝向相反，并且正极接头相邻或负极接头相邻；
所述温差发电电路（1）包括温差发电片和相变储热材料，所述温差发电片设置在相邻两个电池单体（5）的间隙内，相变储热材料填充在温差发电片和电池单体（5）之间；记置于正极接头相邻的两个电池单体（5）之间的温差发电片为高温极温差发电片（6），填充在高温极温差发电片（6）两侧的相变储热材料为高温端相变储热材料（13）；记置于负极接头相邻的两个电池单体（5）之间的温差发电片为低温极温差发电片（7），填充在低温极温差发电片（7）两侧的相变储热材料为低温端相变储热材料（14）；
所有温差发电片相串联后接入稳压电路（2）。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池余热利用装置，其特征在于：相邻两个电池单体（5）之间设置两片温差发电片，所述两片温差发电片沿电池单体（5）高度方向排布，并位于同一平面内。
3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池余热利用装置，其特征在于：所述高温端相变储热材料（13）的相变温度为45～50℃，所述低温端相变储热材料（14）的相变温度为25～30℃。
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