CN105449311A - 一种液体换热电池模块结构 - Google Patents

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Abstract

一种液体换热电池模块结构涉及柱状电池的热均衡领域。所设计的电池模块中布置若干个电池腔，电池腔的腔壁为导热性良好的材料，电池腔被填充有液体的空隙所包围，单个柱状电池外设导热绝缘套圈并置于电池腔内，整个的电池模块密封包装，外敷绝缘防火隔热层，并设有液体的进口和出口。针对柱状动力电池设计了一种符合国内混合动力汽车或电动汽车的新型柱状电池液体冷却/加热的电池模块，该结构增加了流体与电池的接触面积，强化了两者之间的换热，使单体电池或电池组始终工作在最佳的温度范围内中，延长电池系统的寿命，并能提高电池系统的安全性。

Description

一种液体换热电池模块结构
技术领域
本发明涉及混合动力汽车或纯电动汽车的柱状动力电池领域。
背景技术
在能源危机、全球变暖、环境污染等环境问题不断加剧的情况下，电动汽车越来越成为未来汽车的发展方向。随着电动汽车研究的深入，动力电池作为电动汽车的一个关键部件逐渐成为研究的热点，而动力电池性能的好坏则是电动汽车发展的因素。
影响动力电池寿命的主要因素有电池的充放电倍率、充放电截止电压、搁置条件、使用温度等，这几个因素相互影响，相互制约。但就使用温度而言，目前的动力电池单体在极端低温(小于-300C)和极端高温(大于500C)的环境下都无法正常工作，导致以动力电池为能量来源的车辆此时也无法正常工作，使车辆无法达到全天候运行的要求，和传统汽车相比其使用有较大局限性。
另外，电动汽车在启动爬坡或者突然加速时，中间位置的电池积累热量，电池温度急剧上升，电池电极材料、隔膜以及电解液等将发生分解，产生气体增大电池内部气压，产生热失控现象。情况严重时，甚至会引起液体泄漏，发生爆炸等严重事故，给车辆的运行造成了安全隐患。
上述就使用温度问题的存在严重制约了电动汽车的发展和推广，因此，动力电池目前已经成为新能源汽车发展的瓶颈。如何将电池温度控制在一定的范围内仍是一个短期内难以解决的难题。
发明内容
本发明针对电动汽车用柱状电池，设计了一种新型液体冷却/加热的电池模块结构。该种新型液体冷却/加热的电池模块结构增加了流体与电池的接触面积，强化了两者之间的换热，达到了减小单体电池及电池组之间的温差，使单体电池或电池组始终工作在最佳的温度范围内中，延长电池系统的寿命，并能提高电池系统的安全性。
一种液体换热电池模块结构，其特征在于，所述的电池模块中布置若干个电池腔，电池腔被填充有液体的空隙所包围，单个柱状电池外设导热绝缘套圈并置于电池腔内，整个电池模块密封包装，外敷绝缘防火隔热层，并设有液体的进口和出口。
进一步，所述电池腔的腔壁为导热性良好的(金属)材料。
进一步，所述电池模块的高度与电池腔的高度相比，相同或者不同；可以相同、略高或略低，以便于采用相匹配的装置对电池模块沿高度方向的定位和加紧。
进一步，所述电池腔的大小与数量根据所需电池的尺寸和数量来设计。
进一步，利用沿电池模块的内壁一侧或多侧布置的电热膜对液体加热，或者外设加热装置对液体加热。
进一步，所述液体的进口和出口均设有电磁阀。
本发明所设计的新型液体冷却/加热的电池模块中布置若干个电池腔，电池腔的腔壁为导热性良好的材料，电池腔被填充有液体的空隙所包围，单个柱状电池外设导热绝缘套圈并置于电池腔内，整个液体冷却/加热的电池模块密封包装并设有液体的进口和出口，而且进出口处均设有电磁阀，液体加热时可以利用沿电池模块的内壁一侧或多侧布置的电热膜对液体加热，亦可外设加热装置对液体加热。
附图说明
图1为柱状动力电池液体冷却/加热的电池模块结构示意图。
其中：
1、结缘防火隔热层2、电磁阀
3、出口4、进口
5、导热绝缘套圈6、柱状动力电池
7、电池腔
具体实施方式
本发明的实施例如图1所示。
本发明所设计的新型液体冷却/加热的电池模块中布置若干个电池腔，电池腔被填充有液体的空隙所包围，单个柱状电池外设导热绝缘套圈并置于电池腔内。所述的液体冷却/加热的电池模块密封包装，外敷绝缘防火隔热层，并设有液体的进口和出口，所述液体的进口和出口的布置形式不受限制，而且进、出口处均设有电磁阀。液体加热时可以利用沿电池模块的内壁一侧或多侧布置的电热膜对液体加热，亦可外设加热装置对液体加热。
所述电池腔的腔壁为导热性良好的(金属)材料。
所述导热绝缘套圈外侧光滑，以便装入电池腔内，同时可避免在拆装电池时对电池造成损坏。
所述电池腔的大小与数量可根据所需电池的尺寸和数量来设计；所述的电池腔的布置方式在液体冷却/加热的电池模块中不受限制。
所述进、出口的电磁阀可以在电池模块内部温度达到所需要的温度时自动关闭，避免内部温度过高或者过低。
在对电池进行冷却时，可采用制冷系统中的蒸发器通过制冷剂对液体进行冷却，也可以采用换热器依靠风冷对液体进行制冷，进而冷却电池，并在系统中加设储液箱，采用循环泵驱动液体在电池组装置中循环流动。
在对电池进行加热时，可以利用沿电池模块的内壁一侧或多侧布置的电热膜对液体加热，亦可外设加热装置对液体加热，通过循环泵驱动液体在电池组装置中循环流动，进而加热电池。
所述的液体类型不限，优先选择导热系数较大的工质，这样能够增加与电池的换热效果。

Claims (6)

1.一种液体换热电池模块结构，其特征在于，所述的电池模块中布置若干个电池腔，电池腔被填充有液体的空隙所包围，单个柱状电池外设导热绝缘套圈并置于电池腔内，整个电池模块密封包装，外敷绝缘防火隔热层，并设有液体的进口和出口。
2.根据权利要求1所述结构，其特征在于，所述电池腔的腔壁为金属材料。
3.根据权利要求1所述结构，其特征在于，所述电池模块的高度与电池腔的高度相比，相同或者不同。
4.根据权利要求1所述结构，其特征在于，所述电池腔的大小与数量根据所需电池的尺寸和数量来设计。
5.根据权利要求1所述结构，其特征在于，利用沿电池模块的内壁一侧或多侧布置的电热膜对液体加热，或者外设加热装置对液体加热。
6.根据权利要求1所述结构，其特征在于，所述液体的进口和出口均设有电磁阀。
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