CN107221730A - 一种电动汽车电池模组 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动汽车电池模组，包括：循环供气装置、进气管主管道、进气管支管道、出气管支管道、出气管主管道、风量均匀板和电芯，其特征在于，风量均匀板上设置多个风量均匀孔，所述风量均匀板设置在电池模组的各电芯之间，进气管主管道中的循环气体通过进气管支管道进入风量均匀板上的多个风量均匀孔，使经过每颗电芯表面时风量几乎相等，再通过风量均匀板另一端的出气管支管道与出气管主管道相接导出。根据上述结构，提高电池模组加热或制冷效率以及增加该过程的安全性。

Description

一种电动汽车电池模组
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种电动汽车的电池模组。
背景技术
电池模组作为电动汽车上的储能原件，也是电动汽车关键部件之一，直接影响电动汽车的性能。动力电池对温度变化特别敏感。特别是车辆上运用的大容量、高功率锂离子电池。车辆上的装载空间有限，车辆连接的电池数目较多，电源系统内部排布较为密集。当车辆在高速，低速，加速，减速等交替变换的不同状态下运行时，电池会以不同的倍率放电，以不同的热速率产生大量的热量，加上时间累积以及空间影响，热量会大量累积，产生热量不均的现象，加剧各电池模块、单体内阻和容量的不一致性。长时间积累，会造成部分电池过充和过放电，进而影响电池的寿命和性能，并造成安全隐患。如果电动汽车电池模组在高温下得不到及时散热，将会导致电池模组系统温度过高，温度分布不均，最终会降低电池充放电循环性能及寿命，严重时还会导致热失控，影响电池的安全性和可靠性。
目前常用的风冷或者液冷技术，往往会导致电池包或者电池模组温度不够均匀，安全性不够高，当电芯表面温差较大时，电芯容易损毁，有时会导致电池燃烧或爆炸，制约着电动汽车行业的发展。
另一方面，电动汽车所用动力电池最适宜的工作温度，即电池充放电温度约为20～45℃，在冬季或严寒地区如-25℃以下温度使用时，动力电池的放电性能、充电接受能力都受低温影响而大大下降。如果动力电池布置底盘下部，往往难以完全密封，在行车与充电过程中，电池的自生热量往往不足以维持电池模组的温度，造成电池温度过低，特别是在室外停车较长时间时，电池温度往往降低到很低的温度如-25℃，导致无论快充还是慢充都是效率低下。上述问题大大影响了电动汽车在严寒环境下的充电接受能力，甚至造成无法充电，车辆无法停驶等严重故障，严重限制了其使用推广的范围。
电加热材料，BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)检测到电池单体环境温度低于设定温度时，使温控装置开始工作，利用电池模组本身的电池电量对电池进行加热，当温度高于设定温度时自动关闭加热。或者采用外接电源加热的方式，需要设计外接电源接口并且要有与之专门设计匹配的直流或交流电源。
现有技术存在的缺点是：电池包只有少量进风口和出风口，进风口与出风口相隔较远，比如1米，当需要给电芯加热时，靠近进风口位置的电芯，明显比靠近出风口位置电芯温度高，甚至有部分靠近角落电芯表面经过的气流远低于靠近进风口位置电芯，形成“死角”，造成不同位置电芯温差大，从而降低电池充放电循环性能及寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能给电池模组冷却，也可以给电池模组加热，同时，提高电池模组加热或制冷效率以及增加该过程的安全性。
本发明的技术问题并不仅限于上面提及的技术问题，本领域的技术人员通过下面的记载可以明确理解未提及的其它技术问题。
用于解决所述问题的本发明涉及的电池模组，包括：循环供气装置、进气管主管道、进气管支管道、出气管支管道、出气管主管道、风量均匀板和电芯，其特征在于，风量均匀板上设置多个风量均匀孔，所述风量均匀板设置在电池模组的各电芯之间，进气管主管道中的循环气体通过进气管支管道进入风量均匀板上的多个风量均匀孔，使经过每颗电芯表面时风量几乎相等，再通过风量均匀板另一端的出气管支管道与出气管主管道相接导出。
此外，优选地，循环气体为阻燃气体(如氮气)。
此外，优选地，循环供气装置一端与进气管主管道连接，另一端与出气管主管道连接。
此外，优选地，风量均匀板上的风量均匀孔可以为方形、圆形、椭圆形或其它形状。
此外，循环供气装置能够与多组电池模组同时连接。
此外，循环供气装置内具有气体温度控制系统和气体循环控制系统。
本发明的有益效果包括：
本发明既能给电芯降温，也能给电芯加热。
本发明能够同时给每颗电芯均匀地降温或加热，热交换效率高，各电芯表面温差小，提高安全性能。
本发明可以选择阻燃气体如氮气作热交换循环气体，当电池模组热失控时，电芯表面的惰性气体可以减少电芯与氧气接触，阻止电池模组起火，提高其安全性。
根据本发明，通过外部循环供气的方式对电池组进行加热、冷却和充电，节省了电池组原本就有限的能量，并且不用增加加热接口或者改变充电接口，使电动汽车既能够按照国家规定的充电方式进行充电，又能够在满足充电方式的前提下实现对电池的加热或制冷，提高了动力电池的充电接受能力，实现在高温或严寒地区户外也可以对电池组进行充电。
此外，本发明的电池模组节省了成本，结构简单易实施。
本发明的技术效果并不仅限于上面提及的效果，本领域的技术人员通过下面的记载可以明确理解未提及的其它技术效果。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施例涉及的电池模组工作时气体均匀循环的示意图。
图2是本发明的实施例涉及的电池模组结构的俯视图。
图3是本发明的实施例涉及的电池模组结构的示意图。
图4是本发明的实施例涉及的电池模组结构的侧视图。
图5是本发明的实施例涉及的电池模组中循环供气装置的位置关系图。
图6是本发明的实施例涉及的循环供气装置与多组电池模组连接工作的连接示意图。
1、电芯；2、进气管主管道；3、进气管支管道；4、出气管主管道；5出气管支管道；6、风量均匀板；7、循环供气装置。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。但是，本实施例并不限定于下面公开的实施例，可以以各种形式实现，本实施例全面公开本发明，以使本领域的普通技术人员了解本发明的保护范围而提供。为了更加明确说明，附图中要素的形状等可能有夸张表示的部分，在附图中相同标记标注的要素表示相同要素。
图1是用于说明本发明的实施例涉及的电池模组工作时气体均匀循环的示意图，图2是本发明的实施例涉及的电池模组结构的俯视图。。
如图1、图2所示，惰性气体通过循环供气装置7(图1、图2未示出)控制进入进气管主管道2，并通过进气管主管道2上设置的多个进气管支管道3接触到设置于各电芯前后侧壁之间的风量均匀板6；风量均匀板6上设置多个风量均匀孔；进入多个进气管支管道3中的循环气体，在循环供气装置7的气体循环控制系统的作用下，通过风量均匀板6上的多个风量均匀孔流经电池模组中各电芯的表面，由于风量均匀板6的作用，使得经过每颗电芯表面时风量几乎相等；惰性气体经过电芯表面后，通过风量均匀板6另一端的多个风量均匀孔，接入出气管支管道3；而后出气管支管道3中的气体进一步汇入到出气管主管道4中，最终经由出气管主管道4导入循环供气装置7中完成一次热循环。
目前常用的风冷或者液冷技术，主要问题是电池包或者电池模组在热交换过程中的温度不够均匀，安全性不够高，当电芯表面温差较大时，电芯容易损毁，有时会导致电池燃烧或爆炸。
为了解决这些问题，本发明在电池模组各电芯之间设计了风量均匀板6，风量均匀板6上的风量均匀孔可以为方形、圆形、椭圆形或其它形状。通过位置均匀设置的风量均匀孔，引导惰性气体均匀的流经电芯表面，对电池模组进行降温或加热。
循环供气装置7提供的热交换循环气体可以选择氮气作为阻燃气体。
如图5所示，循环供气装置7的一侧前端与进气管主管道2连接，另一测的后端与出气管主管道4连接；惰性气体在循环供气装置7的气体循环控制系统作用下，从循环供气装置7前端流出，进入进气管主管道2，从出气管主管道4流入循环供气装置7另一测的后端；在循环供气装置7中通过气体温度控制系统调节惰性气体温度。
本发明也可以如图6所示，将循环供气装置7与多组电池模组连接工作。
如图6所示，惰性气体通过循环供气装置7控制进入并联设置的各组电池模组的进气管主管道2，并通过进气管主管道2上设置的多个进气管支管道3接触到设置于各电芯前后侧壁之间的风量均匀板6；风量均匀板6上设置多个风量均匀孔；进入多个进气管支管道3中的循环气体，在循环供气装置7的气体循环控制系统的作用下，通过风量均匀板6上的多个风量均匀孔流经电池模组中各电芯的表面，由于风量均匀板6的作用，使得经过每颗电芯表面时风量相等；惰性气体经过电芯表面后，通过风量均匀板6另一端的多个风量均匀孔，接入出气管支管道3；而后出气管支管道3中的气体进一步汇入到出气管主管道4中，最终经由并联设置的各组电池模组的出气管主管道4导入循环供气装置7中完成一次热循环。
本发明还可以电芯的顶部和底部设置风量均匀板6，以起到增加换热面积，提高换热安全性能的作用。
前面说明及附图所示的本发明的一实施例，不能解释为限定本发明的技术思想。本发明的保护范围应以权利要求书的记载为准，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，可以对本发明的技术思想进行各种形式的改良变更。因此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说这些改良及变更是不言而喻的，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车电池模组，包括：
循环供气装置、进气管主管道、进气管支管道、出气管支管道、出气管主管道、风量均匀板和电芯，其特征在于，风量均匀板上设置多个风量均匀孔，所述风量均匀板设置在电池模组的各电芯之间，进气管主管道中的循环气体通过进气管支管道进入风量均匀板上的多个风量均匀孔，使经过每颗电芯表面时风量相等，再通过风量均匀板另一端的出气管支管道与出气管主管道相接导出。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池模组，其特征在于，循环气体为阻燃气体。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池模组，其特征在于，循环供气装置一端与进气管主管道连接，另一端与出气管主管道连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池模组，其特征在于，风量均匀板上的风量均匀孔可以为方形、圆形、椭圆形或其它形状。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池模组，其特征在于，循环供气装置能够与一个或多组电池模组同时连接。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池模组，其特征在于，循环供气装置内具有气体温度控制系统和气体循环控制系统。
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