CN105280946A - 一种电动车用锂离子电池包的成组方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动车动力电源技术领域，现有成组技术，风冷散热不均衡，电池性能异化严重，需经常检查更换；液冷散热结构复杂，重量、成本大幅增加。气温低于10℃，需给电池包加热充电，现有技术无法提供均匀快速的加热，保持包内电池性能的一致性。本发明涉及一种电动车用锂离子电池包的成组方法，在参加成组的相邻电池中间，夹放几何尺寸大于单体电池的散热片和电加热膜，让电池工作时产生的热量，快速均匀的由散热片直接散发到外环境，相邻的电池之间无热积聚效应，保证了电池性能一致性。冬天，均匀密布的电加热膜为每一块电池提供快速均匀一致的加热，以便完成充电，防止电池因受热不均而出现性能异化。

Description

一种电动车用锂离子电池包的成组方法
技术领域
本发明属于电动车动力电源领域。具体涉及一种电动车用锂离子电池包的成组方法。
背景技术
目前，多种型式的电动车成为减少空气污染，节能减排的重要交通工具。各国政府和相关企业投入巨资和力量，推动电动车事业的发展。但是，因为电池包的成组技术和方法不科学，影响了电动车推广和应用。
我们知道，目前锂离子电池是比较理想的动力电源。但是锂离子电池充放电特性受温度影响很大。比如，环境测试温度23℃-25℃时充放电效能最好，试验室测试充放电循环周期可达800-2000次；当温度升到摄氏60度时，放电能力则严重下降；温度在摄氏10度以下的时候就难以完成充电。由于它对温度的局限性，还造成了一种奇怪的想象：单体电池在试验室测试，充放电循环周期可达800-2000次，当把这些优良的单体电池，通过串、并联组成一个电池包的时候，电池包的性能则远远低于单体电池的优良性能。而且电池包中的个别单体电池会经常损坏或充放电能力严重下降，造成整个电池包不能正常使用，需要经常检修更换。这成为困扰电动车行业和电池行业的难题。
现有技术一般采用单纯的堆叠方式，一片(块)紧贴一片(块)，码放在一个密闭的箱体内，或留有一定的风道，采用强制风冷或液冷方式，给电池组散热。两种方式被实践证明有不可克服的缺点。
a、风冷方式：首先散热效率太低。其次，电池包内温度不均衡，进风口附近温度低，出风口附近温度高；单体电池的中心部位温度高，边缘部位温度较低。这种温度的不均一性，直接影响到电池包内单体电池性能的一致性，不断地需要检测更换电池包内某一块单体电池，进而影响整个电池包的使用性能和方便性。另外，因为散热效率低，如果车辆连续加速、高速运行，会导致电池温度快速上升，放电能力下降，车辆的行驶性能大大降低。
b、液冷方式：虽然散热效果较好，但是电池包内部结构复杂，管路密布，附加设备装置增多。导致电池包重量和成本大幅度增加，维修维护难度增加。同时还增加了漏液浸泡电池的安全风险。并且不能实现被大家一致看好的快速更换电池的商业运行模式。
另外，因为电池材料本身不是热的优良导体，单纯的一片(块)紧贴一片(块)码放在密闭箱体内的成组方式，使单体电池内部的热量很难及时有效的散发到外环境。这也就造成了电池包内，相邻的单体电池间内部热量的相互积聚效应，使得它们的温度急剧上升，影响了电池包的放电能力，进而使搭载了该电池包的车辆行驶性能下降。
还有一个冬天充电的问题，这种单纯的方式不利于给电池包加热，加热效率低，消耗电能较多，加热的方式也很难选择。
因此，解决锂离子电池包科学成组的方式方法是一个重要的课题。
本发明内容
本发明的目的在于彻底改变现有风冷或液冷式电池包的不足之处和不科学的成组方法。
技术方案：改变现有技术单纯的把单体电池一片(块)紧贴一片(块)的成组方法，而在单体电池片(块)与片(块)之间夹放几何尺寸大于单体电池的高效散热片，这样，相当于每一块单体电池都有了自己的，和其他相邻的单体电池一样的散热装置，让电池在工作过程中内部产生的热量，可以快速均匀地通过散热片直接引导到外环境，为电池单体营造较为一致的工作环境。如此，当电池包成组完成后，就自然形成了一个带有高效散热器的电池包。将它们之间形成的缝隙底部和上部及侧面采取适当的措施加以密封即可。
进一步的方案是，在相邻的散热片之间再夹放一片电加热膜，面积大小根据电池包的工作性能要求确定。一、冬季低温时，通过它可以快速均匀地同时给每一个电池单体加热，不造成受热不均，传递不快，影响电池性能一致性的恶果。二、防止相邻的电池单体间热量互换积聚，三、起绝缘隔离的作用。
最后，将按照上述方式成组好的电池组加以固定，自然就形成了一个密闭的、防尘防水的、能够高效均匀的散热的电池包。这样，也就不需要那个影响电池组高效散热的外壳箱体及其附属装置。可根据需要做成不同参数和性能规格的电池包。
本发明所能取得的有益效果
1、采用本发明的电池包内的电池单体在工作过程中产生的热量，能够通过均匀密布，紧贴单体电池的散热片，迅速高效的导出外环境，不会产生中间内部热量积聚效应。保证了电池内部温度的均一性，稳定性，提高了单体电池的使用寿命和安全性，从而提高了电池包的使用寿命和安全性，使电池包的使用性能更加接近单体电池试验室测试时的优良性能。
2、组成的电池包可以去掉笨重的外箱体，复杂的排风装置，减少了能量消耗，结构变得简单高效可靠，成组快速方便，有利于大规模应用，自动化生产。大大降低了成本和重量，可以做到快速更换电池包的商业运行模式。
3、电池包可以做到真正的全密封，防尘防水，有效保护电池包内的电池和电子元器件。(现有技术要留进出风口)。
4、一次成组，解决了冬夏两个极温环境下对电池包的温度影响。冬天，通过电加热膜快速均匀地提高电池的温度，使其能够完成充电；夏天，通过高效散热片，将电池工作产生的热量快速均匀地释放到外环境，使其放电能力更好，寿命更长。
本发明适用范围
本发明适用于用片状或块状单体电池组成各种应用的电池包。不适用于柱状电池成组，但可以作为参考方法。

Claims (4)

1.一种电动车用锂离子电池包的成组方法，其特征是，在参加成组的相邻的单体电池之间夹放高效散热片和电加热隔膜，组成电池包。
2.散热片几何尺寸大于单体电池尺寸。
3.把散热片外端做成翅片式或加装风扇。
4.只要是按照权利要求1、2、3的方法原理组成的电池包，不论材料和规格。
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