CN109509935A - 一种用于电池箱的调温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电池箱的调温装置，设置于所述电池箱的外壁面上，所述调温装置包括多层结构，所述多层结构包括相变层，所述相变层包括相变材料，所述相变材料能够吸收或者释放热量，所述相变材料用于发生相变以调整所述电池箱的温度。本申请中的用于电池箱的调温装置，通过在多层结构中设置能够程吸收或者释放热量的相变材料，实现了电池箱的温度调节，解决了电池箱保温和冷却效率低，效果差，从而影响电池箱正常使用的问题，提高了电池箱的使用安全性和产品品质，安全可靠，保温和冷却效果显著，建议大规模推广使用。

Description

一种用于电池箱的调温装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种用于电池箱的调温装置。

背景技术

燃油汽车电动化已成为一种趋势，动力电池作为电动车的核心部件，电池安全性一直是行业的首要关注点，而影响电池安全最主要的因素是电池的工作温度是否在合适的温度区间(15℃-45℃)，适宜的温度范围，有利于电池安全使用，延长电池使用寿命。

目前，纯电动汽车电池箱普遍采用的是自然冷却和PTC加热膜加热进行电池系统的热管理，这样的冷却和加热模式无法有效提高电池箱冷却效率低、保温效果差的问题，从而影响纯电动汽车的正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种用于电池箱的调温装置，以解决现有技术中电池箱冷却效率低，保温效果差的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于电池箱的调温装置，设置于所述电池箱的外壁面上，所述调温装置包括多层结构，所述多层结构包括相变层，所述相变层包括相变材料，所述相变材料能够吸收或者释放热量，所述相变材料用于发生相变以调整所述电池箱的温度。

优选地，所述相变材料包括第一相变材料，当所述第一相变材料的温度大于所述第一相变材料的熔点时，所述第一相变材料由固态变为液态，以吸收所述电池箱的热量。

优选地，所述第一相变材料的熔点为0℃至100℃。

优选地，所述相变材料包括第二相变材料，当所述第二相变材料的温度低于所述第二相变材料的熔点时，所述第二相变材料由液态变为固态，以释放热量对所述电池箱加热。

优选地，所述第二相变材料的熔点为-50℃至20℃。

优选地，所述多层结构还包括导热层，所述导热层设置于所述电池箱和所述相变层之间，所述导热层包括导热材料，所述导热层用于在所述电池箱与所述相变层之间传导热量。

优选地，所述多层结构还包括外层结构，所述外层结构设置于所述相变层的远离所述电池箱的一侧，

所述外层结构包括保温层，所述保温层由绝热材料制成，用于隔绝外界与所述相变层之间的热量传导；和/或；

所述外层结构包括散热层，所述散热层由导热材料制成，用于加快外界与所述相变层之间的热量传导。

优选地，所述多层结构还包括防护层，所述防护层包覆于所述外层结构的远离所述电池箱的一侧，所述防护层由具有防水和防尘功能的材料制成。

优选地，所述调温装置还包括固定部，所述固定部设置于所述调温装置靠近所述电池箱的一侧，通过所述固定部能够将所述调温装置固定在所述电池的外侧壁面上；和/或，

所述调温装置还包括泄压结构，所述泄压结构用于平衡所述调温装置与所述调温装置外部的压强。

优选地，所述固定部包括磁性底座，所述磁性底座一侧与所述调温装置固定连接，所述磁性底座的另一侧能够吸附在所述电池箱表面。

本申请中的用于电池箱的调温装置，通过在多层结构中设置能够程吸收或者释放热量的相变材料，实现了电池箱的温度调节，解决了电池箱保温和冷却效率低，效果差，从而影响电池箱正常使用的问题。本申请中的电池箱的调温装置提高了电池箱的使用安全性和产品品质，安全可靠，效果显著，建议大规模推广使用。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明具体实施方式提供的调温装置固定在电池箱上的结构图；

图2示出本发明具体实施方式提供的调温装置处于非固定状态的结构图；

图3示出本发明具体实施方式提供的调温装置的多层结构示意图。

图中：

1、多层结构；11、导热层；12、相变层；13、外层结构；10、防护层；21、泄压结构；22、固定部。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请中的上、下等方位，是以用于电池箱的调温装置在正常使用状态下的位置为基准进行描述的。

如图1-3所示，本申请提供了一种用于电池箱的调温装置，设置于电池箱的外壁面上，通过与电池箱的热交换，起到调节电池箱温度的目的。调温装置由多层结构1组成，多层结构1中包括相变层12，相变层12由相变材料构成，相变材料能够吸收或者释放热量，在温度达到一定条件是，相变材料发生相变，例如，相变材料由固态变为液态，再例如，由液态变为气态。相变材料在发生相变的同时，会吸收或者释放热量，改变相变材料附近温度，进而通过热交换，实现调整电池箱的温度的目的。

进一步地，相变材料包括第一相变材料，第一相变材料起到降低温度的作用。在一个具体的实施例中，当第一相变材料的温度高于第一相变材料的熔点时，第一相变材料由固态变为液态，同时吸收大量的热，使第一相变材料周围的温度降低，通过热交换从而吸收电池箱的热量，使电池箱的温度变低。在另一个具体的实施例中，当第一相变材料的温度高于第一相变材料的汽化点时，第一相变材料由液态变为气态，同时吸收大量的热，使第一相变材料周围的温度降低，通过热交换从而吸收电池箱的热量，使电池箱的温度变低。在一个优选地实施例中，第一相变材料为固-液态，第一相变材料的熔点为0℃至100℃，更加优选地，第一相变材料的熔点为20℃至40℃，以保证换热效果。

相变材料还包括第二相变材料，第二相变材料起到提高温度的作用。在一个具体的实施例中，当第一相变材料的温度低于第一相变材料的熔点时，第一相变材料由液态变为固态，同时释放热量，使第二相变材料周围的温度升高，从而使电池箱的温度升高，或者起到为电池箱保温的作用。在另一个具体的实施例中，当第一相变材料的温度低于第一相变材料的汽化点时，第一相变材料由气态变为液态，同时释放热量，使第二相变材料周围的温度升高，从而使电池箱的温度升高，或者起到为电池箱保温的作用。在一个优选地实施例中，第二相变材料为液-固态，第二相变材料的熔点为-50℃至20℃，更加优选地，第二相变材料的熔点为-10℃至10℃。

可以理解的是，第一相变材料和/或第二相变材料的组成，可以是由一种物质组成，比如水。也可以是有多种不同熔点或汽化点的材料组合而成，例如，第一相变材料由由30％熔点为20℃的A相变材料，40％熔点为30℃的B相变材料，30％熔点为40℃的C相变材料组成。第一相变材料和第一相变材料的选取和设计，可根据电池箱的不同使用环境和温度变化情况进行调整，以使电池箱在不同的使用环境下，均处于最佳的工作温度。

进一步地，多层结构1还包括导热层11，导热层11设置于电池箱和相变层12之间，可以分别与电池箱、相变层12之间进行热交换，导热层11包括导热材料，导热层11用于在电池箱与相变层12之间传导热量，优选地，导热层11的导热材料为铜。为了使相变层12与电池箱之间有更好的热传导效率，在一个优选地实施例中，导热层11的一面与相变层12紧密贴合，导热层11的另一面与电池箱紧密贴合，导热层11与相变层12之间通过导热胶固定连接。

进一步地，多层结构1还包括外层结构13，外层结构13设置于相变层12的远离电池箱的一侧，外层结构13包括保温层，保温层由绝热材料制成，用于隔绝外界与相变层12之间的热量传导。或者；外层结构13包括散热层，散热层由导热材料制成，用于加快外界与相变层12之间的热量传导。外层结构13选用保温层还是散热层，取决于电池的使用环境，具体来说，当在夏季或炎热地域使用时，外界环境温度处于高温状态，外层结构13应使用散热层，散热层采用可以快速散热的材料和结构，比如，铜质蜂窝状结构，方便高温环境下相变层12和外部环境进行热交换，便于快速相变降温；

在冬季或低温地域使用时，外界环境温度处于低温状态，外层结构13应使用保温层，保温层采用隔热的材料和结构，用于阻止或减缓相变层12和环境进行热交换，从而起到电池箱保温作用。

更进一步地，多层结构1还包括防护层10，防护层10包覆于外层结构13的远离电池箱的一侧，防护层10由具有防水和防尘功能的材料制成。防护层10主要用于保护调温装置，防止外界工作环境下水或者尘土等物质进入调温装置内部，损坏设备。在一个具体的实施例中，防护层10为防水防尘布。

为了更好的说明防护装置多层结构1的实施方式，列举以下具体使用场景说明。

电池在高温环境下运行：

相变层12的第一相变材料使用固-液相变，熔点为20℃至40℃，多层结构1同时设置外层结构13和导热层11，外层结构13为散热层。当车辆运行中，电池箱内部温度累积达到40℃以上时，电池箱热量由导热层11传导到相变层12，第一相变材料由固态变为液态，吸收电池箱热量，从而降低电池箱温度，将电池箱温度控制在25℃至35℃之间；当环境温度高于相变熔点时，外界热量通过散热层传入，相变材料受热发生相变，吸收热量，使电池箱温度降低。

电池在低温环境下运行：

相变层12的第二相变材料使用液-固相变，熔点为-20℃至10℃。多层结构1同时设置外层结构13和导热层11，外层结构13为保温层。当车辆运行中，当环境温度为低于0℃(比如-5℃)时，此时车辆检测到电池温度过低，需要开启PTC加热膜给电池箱加热。同时，调温装置的多层结构1中，第二相变材料由液态相变为固态，释放热量，热量由导热层11传导给电池箱，使电池箱温度升高提高电池箱加热效率。当车辆夜晚停止运行时，白天电池系统工作已使电池箱温度保持在了20℃至35℃之间，调温装置外部的保温层可以隔绝电池箱与外界的热量交换，起到保温作用，同时在外界温度过低时，相变层12的第二相变材料会发生相变，进一步释放热量，为电池箱保温，使电池箱的温度，始终保持在一定范围内，节约了加热能量，缩短了加热时间。

进一步地，调温装置还包括固定部22，固定部22设置于调温装置靠近电池箱的一侧，通过固定部22能够将调温装置固定在电池的外侧壁面上，优选地，固定部22包括磁性底座，磁性底座一侧与调温装置固定连接，磁性底座的另一侧能够吸附在电池箱表面，更加优选地，磁性底座与调温装置一体成型连接。

调温装置还包括泄压结构21，泄压结构21用于平衡调温装置与调温装置外部的压强，优选地，泄压结构21为泄压孔，当调温装置内部压力过大时，泄压孔开启，释放压力，避免对调温装置造成损伤。

本申请中的用于电池箱的调温装置，通过在多层结构中设置能够程吸收或者释放热量的相变材料，实现了电池箱的温度调节，解决了电池箱保温和冷却效率低，效果差，从而影响电池箱正常使用的问题，提高电池箱的使用安全性和品质，安全可靠，效果显著，建议大规模推广使用。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池箱的调温装置，设置于所述电池箱的外壁面上，其特征在于：所述调温装置包括多层结构，所述多层结构包括相变层，所述相变层包括相变材料，所述相变材料能够吸收或者释放热量，所述相变材料用于发生相变以调整所述电池箱的温度。

2.根据权利要求1所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述相变材料包括第一相变材料，当所述第一相变材料的温度大于所述第一相变材料的熔点时，所述第一相变材料由固态变为液态，以吸收所述电池箱的热量。

3.根据权利要求2所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述第一相变材料的熔点为0℃至100℃。

4.根据权利要求1所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述相变材料包括第二相变材料，当所述第二相变材料的温度低于所述第二相变材料的熔点时，所述第二相变材料由液态变为固态，以释放热量对所述电池箱加热。

5.根据权利要求4所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述第二相变材料的熔点为-50℃至20℃。

6.根据权利要求1至5之一所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述多层结构还包括导热层，所述导热层设置于所述电池箱和所述相变层之间，所述导热层包括导热材料，所述导热层用于在所述电池箱与所述相变层之间传导热量。

7.根据权利要求6所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述多层结构还包括外层结构，所述外层结构设置于所述相变层的远离所述电池箱的一侧，

所述外层结构包括保温层，所述保温层由绝热材料制成，用于隔绝外界与所述相变层之间的热量传导；和/或，

所述外层结构包括散热层，所述散热层由导热材料制成，用于加快外界与所述相变层之间的热量传导。

8.根据权利要求7所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述多层结构还包括防护层，所述防护层包覆于所述外层结构的远离所述电池箱的一侧，所述防护层由具有防水和防尘功能的材料制成。

9.根据权利要求6所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述调温装置还包括固定部，所述固定部设置于所述调温装置靠近所述电池箱的一侧，通过所述固定部能够将所述调温装置固定在所述电池的外侧壁面上；和/或，

所述调温装置还包括泄压结构，所述泄压结构用于平衡所述调温装置与所述调温装置外部的压强。。

10.根据权利要求9所述的用于电池箱的调温装置，其特征在于：所述固定部包括磁性底座，所述磁性底座一侧与所述调温装置固定连接，所述磁性底座的另一侧能够吸附在所述电池箱表面。