CN106410326A - 用于车辆的电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的电池模组。所述用于车辆的电池模组包括：电池组件、微通道平行流换热器、电加热部件和均温板，微通道平行流换热器设置在电池组件的顶部和/或底部，微通道平行流换热器包括：第一集流管、第二集流管和多个扁管，扁管的两端分别与第一集流管和第二集流管相连，多个扁管沿集流管的轴向间隔开分布；电加热部件设置在扁管的背离电池组件的侧面上；均温板设置在电池组件与微通道平行流换热器之间。根据本发明的用于车辆的电池模组，结构简单，换热效率高，且电池模组的工作可靠性高。

Description

用于车辆的电池模组
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于车辆的电池模组。
背景技术
与纯电式相比增程式动力系统放电倍率更大，运行过程中产生副热更多，而动力电池系统寿命和性能受其温度影响比较大，因此对于散热系统要求更高。另一方面，作为唯一动力源需要维持在低温下良好性能，热管理系统需要保证低温环境下电芯温度在合理范围之内。目前采用的主动管理系统或是效率低无法满足增程式系统要求，或是系统结构复杂无法满足系统集成化、轻量化要求，采用液冷系统又可能存在漏液短路风险。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种换热效率高、安全可靠性高的用于车辆的电池模组。
根据本发明的用于车辆的电池模组，包括：电池组件和微通道平行流换热器，所述微通道平行流换热器设置在所述电池组件的顶部和/或底部，所述微通道平行流换热器包括：第一集流管、第二集流管和多个扁管，所述扁管的两端分别与所述第一集流管和所述第二集流管相连，所述多个扁管沿集流管的轴向间隔开分布；电加热部件，所述电加热部件设置在所述扁管的背离所述电池组件的侧面上；均温板，所述均温板设置在所述电池组件与所述微通道平行流换热器之间。
根据本发明的用于车辆的电池模组，结构简单，减少了二次换热结构，可以极大缩短热传输路径，提高换热效率，有效提升温控性能，同时避免工质泄漏导致的短路事故，从而使电池系统的可靠性大幅度提升。
在本发明一些优选的实施例中，所述均温板固定在所述电池组件的底面上，所述微通道平行流换热器设置在所述均温板的底面上。
在本发明一些优选的实施例中，所述均温板覆盖所述电池组件的底面，所述均温板与所述多个扁管贴合。
优选地，所述电加热部件与所述扁管集成为一体。
优选地，所述均温板为铝板。
在本发明一些优选的实施例中，所述第一集流管和所述第二集流管突出所述电池组件的两个侧面。
在本发明一些优选的实施例中，所述电加热部件为PTC加热片。
在本发明一些优选的实施例中，所述用于车辆的电池模组还包括：弹性隔热支撑板，所述弹性隔热支撑板设置在位于底部的所述微通道平行流换热器的扁管的底面上。
优选地，所述弹性隔热支撑板包括：从上向下叠置的耐热层、隔热层和弹性层。
在本发明一些优选的实施例中，所述耐热层为耐热板，所述隔热层为具有真空层或具有真空腔的隔热板，所述弹性层为橡胶层。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电池模组的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的电池模组另一角度的结构示意图；。
图3是根据本发明实施例的电加热部件在电池模组上的装配示意图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5(a)-(b)是根据本发明实施例的电芯冷却过程示意图；
图6是根据本发明实施例的电芯加热过程示意图。
附图标记：
电池模组100，电池组件1，微通道平行流换热器2，第一集流管21，第二集流管22，扁管23，电加热部件3，均温板4，弹性隔热支撑板5，固定座6。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参照图1-图6描述根据本发明实施例的用于车辆的电池模组100。如图1-图6所示，根据本发明实施例的用于车辆的电池模组100包括：电池组件1、微通道平行流换热器2、电加热部件3和均温板4。
电池组件1作为电动汽车的核心部件，其续航能力是掣肘电动汽车的重要因素。电池组件1可包括多个电芯和电芯固定支架，且多个电芯可在电芯固定支架上呈多排多列分布。
微通道平行流换热器2设置在电池组件1的顶部和/或底部，微通道平行流换热器2包括：第一集流管21、第二集流管22和多个扁管23，扁管23的两端分别与第一集流管21和第二集流管22相连，多个扁管23沿集流管的轴向间隔开分布，且等间距分布。
电加热部件3设置在扁管23的背离电池组件1的侧面上，均温板4设置在电池组件1与微通道平行流换热器2之间，以使热量在电池组件1和平行流换热器2之间进行均匀高效地传递，从而使电池组件1的温度保持一致性。
根据本发明的用于车辆的电池模组100，结构简单，减少了二次换热结构，可以极大缩短热传输路径，提高换热效率，有效提升温控性能，同时避免工质泄漏导致的短路事故，从而使电池系统的可靠性大幅度提升。
在一些实施例中，如图2所示，均温板4固定在电池组件1的底面上，微通道平行流换热器2设置在均温板4的底面上，进一步地，均温板4覆盖电池组件1的底面，且与多个扁管23贴合。
优选地，电加热部件3与扁管23集成为一体，优选地，电加热部件3可以为PTC加热片，由此加热效率高，能耗小，且将PTC加热片作为加热元件可以保证最高温度在可控范围内，从而确保系统的安全性。
如图4所示，电加热部件3可集成在平行流换热器2内，这样电加热部件3产生的热量通过直接热传导方式可实现对电池组件1的加热，加热效率高，功耗低，同时这种集成化的结构设计可有效提高系统内部空间利用率，便于系统的安装和维护，同时可以保证系统可靠性，延长系统寿命。
有利地，均温板4可以为铝板，由此均温板4的导热率高，从而可实现电池组件1的快速加热或降温，使电池组件1在合理地温度范围内工作，从而使电池组件1的可靠性提高。
在一些实施例中，如图1和图2所示，第一集流管21和第二集流管22突出电池组件1的两个侧面，这样可对电池模组100起到防护作用，可防止电池组件1受到磕碰而发生起火危险，同时集流管上可以设置有固定座6，固定座6可以为两个，两个固定座6分别分布在集流管的两端，用于将平行流换热器2、集流管、均温板4及弹性隔热支撑板5安装固定在一起。
在一些优选的实施例中，用于车辆的电池模组100还可以包括：弹性隔热支撑板5，优选地，如图4所示，弹性隔热支撑板5可以设置在位于底部的微通道平行流换热器2的扁管23的底面上，这样，在电池组件1重力和弹性隔热支撑板5的弹性支撑力的作用下，电池底部、均温板4和平行流换热器2可紧密接触，从而可实现高效无缝地传递热量，在热量传递过程中降低无效功，提高能源利用率。
进一步地，弹性隔热支撑板5可以包括：耐热层、隔热层和弹性层，且耐热层、隔热层和弹性层从上向下依次叠置，这样既可增加弹性隔热支撑物的强度，防止其严重变形甚至损坏，又能防止热量向弹性隔热支撑板5的底部传导，从而减少热量的散失。
优选地，耐热层为耐热板，隔热层为具有真空层或具有真空腔的隔热板，弹性层为橡胶层，由此弹性隔热支撑板5的隔热效果更好，同时支撑能力增强。
优选地，根据本发明实施例的电池模组100还可在电池组件1温度过高时实现对其的冷却，具体地，整车制冷剂可以在通过平行流换热器2后通过政法吸热以带走电池组件1的热量，从而对电池组件1进行降温，同时制冷剂可循环至整车空调系统进行热交换，以便制冷剂的循环使用。
下面参照图5-图6详细描述根据本发明实施例的用于车辆的电池模组100的工作过程：
如图5-图6所示，低温高压制冷剂从第一集流管21入口进入平行流换热器2内，热量沿制冷剂热传递路径(图5(a)中箭头所示)传递给低温制冷剂，制冷剂吸收热量后蒸发从第二集流管22出口排出，高温低压制冷剂返回整车空调系统进行热交换。被降温后的平行流换热器2沿电芯热流路径(如图5(b)中箭头所示)吸收电池组电芯热量，从而实现电芯的降温控制，由此可以实现直接冷却，避免二次换热造成热量损耗，同时在极端情况下发生泄漏也不会对系统绝缘造成影响，进而提高系统的安全性。
如图6所示，系统加热过程中，由集成在平行流换热器2内部的PTC加热片将电能转化为热能，热量沿加热热流路径(如图6中箭头所示)从电芯底部向上传递，由此集成化结构设计缩短了热流传递路径，提高加热效率，减少热损耗，使电池组件1得到快速加热或降温，从而保证其工作在最佳的温度范围内，提高电池组件1的使用寿命。
综上所示，根据本发明的用于车辆的电池模组100，结构简单，减少了二次换热结构，可以极大缩短热传输路径，提高换热效率，有效提升温控性能，同时避免工质泄漏导致的短路事故，从而使电池系统的可靠性大幅度提升。
同时，集成化结构设计有效提高系统内部空间利用率，便于系统的安装和维护，同时可以保证系统可靠性，延长系统的寿命。
优选地，本发明实施例的车辆可以为电动汽车。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆的电池模组，其特征在于，包括：
电池组件；
微通道平行流换热器，所述微通道平行流换热器设置在所述电池组件的顶部和/或底部，所述微通道平行流换热器包括：第一集流管、第二集流管和多个扁管，所述扁管的两端分别与所述第一集流管和所述第二集流管相连，所述多个扁管沿集流管的轴向间隔开分布；
电加热部件，所述电加热部件设置在所述扁管的背离所述电池组件的侧面上；
均温板，所述均温板设置在所述电池组件与所述微通道平行流换热器之间。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述均温板固定在所述电池组件的底面上，所述微通道平行流换热器设置在所述均温板的底面上。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述均温板覆盖所述电池组件的底面，所述均温板与所述多个扁管贴合。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述电加热部件与所述扁管集成为一体。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述均温板为铝板。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述第一集流管和所述第二集流管突出所述电池组件的两个侧面。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述电加热部件为PTC加热片。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，还包括：弹性隔热支撑板，所述弹性隔热支撑板设置在位于底部的所述微通道平行流换热器的扁管的底面上。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述弹性隔热支撑板包括：从上向下叠置的耐热层、隔热层和弹性层。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述耐热层为耐热板，所述隔热层为具有真空层或具有真空腔的隔热板，所述弹性层为橡胶层。
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