CN106711358A - 一种锂离子电池包散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池包散热系统,包括电池箱和电池包,用于构成电池箱侧面的侧封板和用于构成电池箱上、下端面的端面板,电池箱内设有中空状的热交换板,热交换板将电池箱内部分割为多个电池包容纳室,电池箱内的各热交换板之间连接为一体形成热交换装置,各热交换板之间的中空部分充满冷凝介质且相互贯通,热交换装置与外部的压缩机和冷凝介质储罐连接,并构成冷凝循环回路。通过采用热交换板和冷凝介质,能快速散去电池箱内的电池包产生的热量,使电池包内的电芯能够保持稳定的工作温度,进而保证电池的综合性能,本发明的散热系统结构和原理简单,可以长久稳定的工作,减少了后期的维护费用。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池领域,特别涉及一种锂离子电池包散热系统。
背景技术
电动汽车的散热系统影响着电动汽车的能耗和设备的使用寿命,其中,影响较大是电动汽车的电池。电动汽车现有使用的电池包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和镍镉电池,其中,由于锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染等特点,以逐步取代现广泛使用的铅酸电池。但是,由于锂离子电池受温度影响较大,过高温度容易使电池电解液分解,引起电池早衰,同时还会引起电池充放电不均衡。因此,现有采用锂离子电池的电动汽车都会设置散热系统,并进行强制通风。
据文献表述,当锂离子电池包的电芯温度达到45℃以上时,电芯将处于快速放电状态,而未达到该温度的电芯仍处于正常放电状态,多次以后,处于快速放电状态电芯的使用寿命和性能将大大减退,电池包的性能亦将达不到初期的设计要求和目标。为此,设计一种能均匀散热的电池包散热系统很有必要。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种锂离子电池包散热系统,能实现对电池箱内的电池包快速散热,进而提高电池包的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下:一种锂离子电池包散热系统,包括电池箱和电池包,用于构成电池箱侧面的侧封板和用于构成电池箱上、下端面的端面板,其特征在于,电池箱内设有中空状的热交换板,热交换板将电池箱内部分割为多个电池包容纳室,电池包安装于电池包容纳室内,电池箱内的各热交换板之间连接为一体形成热交换装置,各热交换板之间的中空部分充满冷凝介质且相互贯通,热交换装置与外部的压缩机和冷凝介质储罐连接,并构成冷凝循环回路。
由于上述结构的设置,当电动汽车刚刚启动时或者爬坡时,电池包将散发的热量要比正常运行时的热量要多很多,进而造成电池箱内部的局部温度过高,此时,压缩机开始工作,压缩机从冷凝介质储罐内抽取冷凝介质,例如氟利昂或液氮等,冷凝介质通过流动通路进入热交换装置内,并充满热交换板的中空部分,热交换板与电池包接触或者不接触,由于冷凝介质的存在,热交换板的外壁不断吸收电池包周围的热量,降低电池包的温度,进而实现热交换,热交换后的冷凝介质回到冷凝储罐内,实现重复利用。
为了个更好地实施本发明,热交换装置包括冷凝介质入口和冷凝介质出口,冷凝介质入口与压缩机的输出端连接,冷凝介质出口与冷凝介质储罐连接,以构成冷凝循环回路。
为了更充分地利用冷凝介质,冷凝介质入口和冷凝介质出口内均设有开闭装置,当热交换装置内的压力增大至预设值以下时,冷凝介质入口和冷凝介质出口的开闭装置关闭,当热交换装置内的压力增大至预设值以上时,冷凝介质入口和冷凝介质出口的开闭装置开启。这样可以增大冷凝介质与热交换板壁面的热交换时间,使同批次的冷凝介质尽可能携带更多的热量,减少压缩机向热交换装置通入的冷凝介质流量,进而提高了冷凝介质的利用率。
进一步,为防止过冷的冷凝介质进入热交换装置内而使电池箱内的温度过低,影响电池包的正常充放电,冷凝介质入口与压缩机之间还设有温度调节器,温度调节器用于调节冷凝介质进入热交换装置内的温度,当经压缩机抽取出的冷凝介质的温度未达到设定值时,温度调节器关闭压缩机与热交换装置之间的流动通路。
为了进一步保证热交换效果,提高热交换效率,侧封板和端面板均为不透气的绝热板,侧封板和端面板之间密封连接形成电池箱的密闭内腔。
进一步,电池箱内的各热交换板之间相互连接且自为一体形成热交换装置,热交换板包括用于防冻的防冻层,防冻层用于维持热交换板温度处于0℃以上,以防止热交换板的表面温度过低。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:通过采用热交换板和冷凝介质,能快速散去电池箱内的电池包产生的热量,使电池包内的电芯能够保持稳定的工作温度,进而保证电池的综合性能,本发明的散热系统结构和原理简单,可以长久稳定的工作,减少了后期的维护费用。
附图说明
图1是本发明的一种锂离子电池包散热系统结构示意图;
图2是本发明的电池箱部分结构示意图;
图3是本发明的电池箱俯视结构示意图;
图4是图3中A-A部分的截面结构示意图。
图中标记:1为电池箱,2为电池包,3为侧封板,4为端面板,5为热交换板,6为电池包容纳室,7为压缩机,8为冷凝介质储罐,9为冷凝介质入口,10为冷凝介质出口。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1至图4所示,一种锂离子电池包散热系统,包括电池箱1和电池包2,用于构成电池箱1侧面的侧封板3和用于构成电池箱1上、下端面的端面板4,电池箱1内设有中空状的热交换板5,热交换板5将电池箱1内部分割为多个电池包容纳室6,电池包2安装于电池包容纳室6内,电池箱1内的各热交换板5之间连接为一体形成热交换装置,各热交换板5之间的中空部分充满冷凝介质且相互贯通,热交换装置与外部的压缩机7和冷凝介质储罐8连接,并构成冷凝循环回路。
当电动汽车刚刚启动时或者爬坡时,电池包2将散发的热量要比正常运行时的热量要多很多,进而造成电池箱1内部的局部温度过高,此时,压缩机7开始工作,压缩机7从冷凝介质储罐8内抽取冷凝介质,例如氟利昂或液氮等,冷凝介质通过流动通路进入热交换装置内,并充满热交换板5的中空部分,热交换板5与电池包2接触或者不接触,由于冷凝介质的存在,热交换板5的外壁不断吸收电池包周围的热量,降低电池包2的温度,进而实现热交换,热交换后的冷凝介质回到冷凝介质储罐8内,实现重复利用。
更进一步地说,热交换装置包括冷凝介质入口9和冷凝介质出口10,冷凝介质入口9与压缩机7的输出端连接,冷凝介质出口10与冷凝介质储罐连接8,以构成冷凝循环回路。
为了更充分地利用冷凝介质,冷凝介质入口9和冷凝介质出口10内均设有开闭装置(图中未画出),当热交换装置内的压力增大至预设值以下时,冷凝介质入口9和冷凝介质出口10的开闭装置关闭,当热交换装置内的压力增大至预设值以上时,冷凝介质入口9和冷凝介质出口10的开闭装置开启。这样可以增大冷凝介质与热交换板5壁面的热交换时间,使同批次的冷凝介质尽可能携带更多的热量,减少压缩机7向热交换装置通入的冷凝介质流量,进而提高了冷凝介质的利用率。
更进一步地说,为防止过冷的冷凝介质进入热交换装置内而使电池箱1内的温度过低,影响电池包2的正常充放电,冷凝介质入口9与压缩机7之间还设有温度调节器(图中未画出),温度调节器用于调节冷凝介质进入热交换装置内的温度,当经压缩机7抽取出的冷凝介质的温度未达到设定值时,温度调节器关闭压缩机7与热交换装置之间的流动通路。
为了进一步保证热交换效果,提高热交换效率,侧封板3和端面板4均为不透气的绝热板,侧封板3和端面板4之间密封连接形成电池箱1的密闭内腔。
更进一步地说,电池箱1内的各热交换板5之间相互连接且自为一体形成热交换装置,热交换板5包括用于防冻的防冻层(图中未画出),防冻层用于维持热交换板温度处于0℃以上,以防止热交换板5的表面温度过低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种锂离子电池包散热系统,包括电池箱和电池包,用于构成电池箱侧面的侧封板和用于构成电池箱上、下端面的端面板,其特征在于,电池箱内设有中空状的热交换板,热交换板将电池箱内部分割为多个电池包容纳室,电池包安装于电池包容纳室内,电池箱内的各热交换板之间连接为一体形成热交换装置,各热交换板之间的中空部分充满冷凝介质且相互贯通,热交换装置与外部的压缩机和冷凝介质储罐连接,并构成冷凝循环回路。
2.如权利要求1所述的锂离子电池包散热系统,其特征在于,热交换装置包括冷凝介质入口和冷凝介质出口,冷凝介质入口与压缩机的输出端连接,冷凝介质出口与冷凝介质储罐连接,以构成冷凝循环回路。
3.如权利要求2所述的锂离子电池包散热系统,其特征在于,冷凝介质入口和冷凝介质出口内均设有开闭装置,当热交换装置内的压力增大至预设值以下时,冷凝介质入口和冷凝介质出口的开闭装置关闭,当交换装置内的压力增大至预设值以上时,冷凝介质入口和冷凝介质出口的开闭装置开启。
4.如权利要求3所述的锂离子电池包散热系统,其特征在于,冷凝介质入口与压缩机之间还设有温度调节器,温度调节器用于调节冷凝介质进入热交换装置内的温度,当经压缩机抽取出的冷凝介质的温度未达到设定值时,温度调节器关闭压缩机与热交换装置之间的流动通路。
5.如权利要求1至4之一所述的锂离子电池包散热系统,其特征在于,侧封板和端面板均为不透气的绝热板,侧封板和端面板之间密封连接形成电池箱的密闭内腔。
6.如权利要求5所述的锂离子电池包散热系统,其特征在于,电池箱内的各热交换板之间相互连接且自为一体形成热交换装置,热交换板包括用于防冻的防冻层,防冻层用于维持热交换板温度处于0℃以上。
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