CN109980314A - 电池包热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池包热管理系统，属于电动车电池系统热管理技术领域，该系统利用半导体制冷技术进行电池包温度控制。本发明由散热风扇、电池包箱体、温度采集模块、电源输出接头、铝合金散热翅片、半导体制冷和散热模块、保温绝热层、合金芯体散热片、电池模组、合金箔加热片、控制系统组成。保温绝热层安装在电池包箱体的内侧，铝合金散热翅片安装在合金芯体散热片与保温绝热层之间；合金箔加热片安装在金芯体散热片表面上，半导体制冷和散热模块安装在电池包箱体的外侧面上，散热风扇安装在半导体制冷和散热模块的外侧。本发明利用珀耳帖效应，采用半导体制冷技术对电池包进行温度控制，内部温度场分布均衡、结构简单的优点。

Description

电池包热管理系统
技术领域
本发明属于电动车电池系统热管理技术领域，具体涉及一种电池包热管理系统。
背景技术
电池系统作为纯电动汽车的核心部件，直接影响到电动汽车的工作性能。当电动汽车在不同工况下行驶，电池包以不同倍率放电时，会产生大量热量，随着时间累积及空间影响会产生不均匀的热量聚集，从而导致电池包温度过高和温度分布不均衡。如果整个电池包在高温下得不到及时的通风散热，过高的工作温度和过大的温度差异得不到缓解，将降低整个电池系统充放电循环寿命，影响电池的功率和能量发挥，严重时还会造成热失控，最终影响电池包的安全性和可靠性。
目前国内外对电池包的温度控制普遍采用液冷或者风冷的方式进行，风冷系统具有换热效率低，散热性能和热均衡能力差的缺点；液冷系统具备较大的换热能力，但是结构复杂，占用很大整车空间。为了解决风冷和液冷的以上弊端，有必要提供一种新的电池包热管理系统，克服以上缺陷。本发明利用珀耳帖效应，采用半导体制冷技术对对电池包进行温度控制具有温度控制响应快，内部温度分布均衡的优点、结构简单的特点。
发明内容
本发明主要为了解决风冷和液冷热管理系统结构复杂，制冷响应慢，占用整车空间较大的问题。为了克服以上缺陷，本发明提供了一种电池包热管理系统，其结构紧凑，安装使用方便，可以对电池包进行热均衡。
本发明的技术方案为提供一种电池包热管理系统，其包括散热风扇1、电池包箱体2、温度采集模块3、电源输出接头4、铝合金散热翅片5、半导体制冷和散热模块6、保温绝热层7、合金芯体散热片8、电池模组9、合金箔加热片10；
所述保温绝热层7安装在电池包箱体2的内侧；
所述铝合金散热翅片5安装在合金芯体散热片8与保温绝热层7之间；
所述合金箔加热片10安装在金芯体散热片8表面上；
所述半导体制冷和散热模块6安装在电池包箱体2的外侧面上；
所述散热风扇1安装在半导体制冷和散热模块6的外侧；
温度采集模块3和电源输出接头4集成在电池包箱体2的箱体上，温度采集模块3的信号由控制系统11进行监测。
进一步地，所述半导体制冷和散热模块6主要由热端6-1、半导体制冷片6-2、冷端6-3组成，当半导体制冷片6-2通上直流电压时，冷端6-3开始制冷、热量由冷端6-3传递至热端6-1，再由散热风扇1将热量排向周围空气中。
进一步地，所述半导体制冷和散热模块设于电池包箱体与散热风扇之间，半导体制冷和散热模块的热端6-1与散热风扇相邻，半导体制冷和散热模块的冷端6-3与电池包箱体相邻；所述冷端6-3为多个均匀布置的条形结构。
进一步地，所述电池包箱体2和电池模组9之间有一层保温绝热层7。
进一步地，电池模组9由合金芯体散热片8分成不同区域，合金散热片8上安装有合金箔加热片10，合金芯体散热片8将电池模组的热量传递到铝合金散热翅片5。
进一步地，半导体制冷和散热模块连接控制系统，控制系统包括制冷模块，所述制冷模块设置为，当电池芯体内部温度高于50℃时半导体制冷和散热模块进行制冷工作。
进一步地，由温度采集模块3测量电池模组9内部多个监控点的温度。
进一步地，温度采集模块连接控制系统。
进一步地，控制系统包括加热模块，当内部温度低于0℃时由控制系统11发出指令，合金箔加热片10加热合金芯体散热片8，给电池模组9加热。
进一步地，所述半导体制冷和散热模块至少有2组，2组半导体制冷和散热模块均匀布置在电池包箱体外侧。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明对电池包温度控制具有内部温度分布均衡，制冷响应快的优点；
2、本发明结构紧凑，整车占用空间少，安装使用方便，应用范围广。
附图说明
图1为本发明的电池包热管理系统的一个实施例的主视图；
图2为本发明的电池包热管理系统的一个实施例的侧视图；
图3为本发明的电池包热管理系统的一个实施例的截面图；
图4为本发明的电池包热管理系统的一个实施例的半导体制冷和散热模块示意图。
具体实施方式
现结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1：
一种电池包热管理系统主要由散热风扇1、电池包箱体2、温度采集模块3、电源输出接头4、铝合金散热翅片5、半导体制冷和散热模块6、保温绝热层7、合金芯体散热片8、电池模组9、合金箔加热片10、控制系统11组成，其中半导体制冷和散热模块6由热端6-1、半导体制冷片6-2、冷端6-3组成；
将保温绝热层7安装在电池模组9和电池包箱体2之间，铝合金散热翅片5安装在保温绝热层7两侧端面，合金芯体散热片8将电池模组9安装空间分隔成不同区域；
保温绝热层7主要起到保温阻隔热传递的作用，合金散热片8起到传导热的作用，另外合金散热片8上安装有合金箔加热片10，合金箔加热片10加热时，合金芯体散热片8将电池模组9的热量传递到铝合金散热翅片5，电池芯体内部温度高于50℃半导体制冷和散热模块6进行制冷工作，冷端6-3将热量传导到热端6-1，散热风扇1在给热端6-1降温；当电池模组内部温度低于0℃时，由合金箔加热片10给电池模组9加热，使其温度达到合适工作的温度；
当半导体制冷片6-2通上直流电压时，冷端6-3开始制冷、热量由冷端6-3传递至热端6-1，再由散热风扇1将热量排向周围空气中；
由温度采集模块3测量电池模组9内部温度，当内部温度过高时由控制系统11发出指令，半导体制冷和散热模块6开始工作，当内部温度过低时由控制系统发出指令，合金箔加热片10进行加热；
通过以上实施步骤，可以实现对电池包进行有效均温热管理。
实施例2：
一种电池包热管理系统，主要由散热风扇1、电池包箱体2、温度采集模块3、电源输出接头4、铝合金散热翅片5、半导体制冷和散热模块6、保温绝热层7、合金芯体散热片8、电池模组9、合金箔加热片10组成；其中保温绝热层7安装在电池包箱体2的内侧，铝合金散热翅片5安装在合金芯体散热片8与保温绝热层7之间，合金箔加热片10安装在金芯体散热片8表面上，半导体制冷和散热模块6安装在电池包箱体2的外侧面上，散热风扇1安装在半导体制冷和散热模块6的外侧，温度采集模块3和电源输出接头4集成在电池包箱体2的箱体上，温度采集模块3的信号由控制系统11进行监测。
半导体制冷和散热模块6共有2组，布置在电池包箱体2外侧，由热端6-1、半导体制冷片6-2、冷端6-3组成,当半导体制冷片6-2通上直流电压时，冷端6-3开始制冷、热量由冷端6-3传递至热端6-1，再由散热风扇1将热量排向周围空气中；
电池包箱体2和电池模组9之间有一层保温绝热层7，保温绝热层7主要起到保温阻隔热传递的作用；
电池模组9由合金芯体散热片8分成3个区域，合金散热片8上安装有合金箔加热片10，合金芯体散热片8将电池模组的热量传递到铝合金散热翅片5，电池芯体内部温度高于50℃时半导体制冷和散热模块6进行制冷工作；
由温度采集模块3测量电池模组9内部多个监控点的温度，当内部温度高于50℃时由控制系统11发出指令，半导体制冷和散热模块6开始工作，达到给电池模组9制冷的目的；当内部温度低于0℃时由控制系统11发出指令，合金箔加热片10加热合金芯体散热片8，从而达到给电池模组9加热的目的。
实施例3：
电池包热管理系统包括散热风扇1、电池包箱体2、温度采集模块3、电源输出接头4、铝合金散热翅片5、半导体制冷和散热模块6、保温绝热层7、合金芯体散热片8、电池模组9、合金箔加热片10；保温绝热层7安装在电池包箱体2的内侧铝合金散热翅片5安装在合金芯体散热片8与保温绝热层7之间；合金箔加热片10安装在金芯体散热片8表面上；半导体制冷和散热模块6安装在电池包箱体2的外侧面上；散热风扇1安装在半导体制冷和散热模块6的外侧；温度采集模块3和电源输出接头4集成在电池包箱体2的箱体上，温度采集模块3的信号由控制系统11进行监测。
所述半导体制冷和散热模块6主要由热端6-1、半导体制冷片6-2、冷端6-3组成，当半导体制冷片6-2通上直流电压时，冷端6-3开始制冷、热量由冷端6-3传递至热端6-1，再由散热风扇1将热量排向周围空气中。
半导体制冷和散热模块设于电池包箱体与散热风扇之间，半导体制冷和散热模块的热端6-1与散热风扇相邻，半导体制冷和散热模块的冷端6-3与电池包箱体相邻。
实施例4：
电池包热管理系统包括散热风扇1、电池包箱体2、温度采集模块3、电源输出接头4、铝合金散热翅片5、半导体制冷和散热模块6、保温绝热层7、合金芯体散热片8、电池模组9、合金箔加热片10；保温绝热层7安装在电池包箱体2的内侧铝合金散热翅片5安装在合金芯体散热片8与保温绝热层7之间；合金箔加热片10安装在金芯体散热片8表面上；半导体制冷和散热模块6安装在电池包箱体2的外侧面上；散热风扇1安装在半导体制冷和散热模块6的外侧；温度采集模块3和电源输出接头4集成在电池包箱体2的箱体上，温度采集模块3的信号由控制系统11进行监测。
所述半导体制冷和散热模块6主要由热端6-1、半导体制冷片6-2、冷端6-3组成，当半导体制冷片6-2通上直流电压时，冷端6-3开始制冷、热量由冷端6-3传递至热端6-1，再由散热风扇1将热量排向周围空气中。
半导体制冷和散热模块设于电池包箱体与散热风扇之间，半导体制冷和散热模块的热端6-1与散热风扇相邻，半导体制冷和散热模块的冷端6-3与电池包箱体相邻。冷端6-3为多个均匀布置的条形结构。所述电池包箱体2和电池模组9之间有一层保温绝热层7。电池模组9由合金芯体散热片8分成不同区域，合金散热片8上安装有合金箔加热片10，合金芯体散热片8将电池模组的热量传递到铝合金散热翅片5。
在一个优选的实施例中，半导体制冷和散热模块连接控制系统，控制系统包括制冷模块，所述制冷模块设置为，当电池芯体内部温度高于50℃时半导体制冷和散热模块进行制冷工作。
在一个优选的实施例中，由温度采集模块3测量电池模组9内部多个监控点的温度。
在一个优选的实施例中，温度采集模块连接控制系统。
在一个优选的实施例中，控制系统包括加热模块，当内部温度低于0℃时由控制系统11发出指令，合金箔加热片10加热合金芯体散热片8，给电池模组9加热。
以上为本发明的实施例，凡是根据本发明对上述实施例所作的任何简单修改和变更，均在本发明技术方案保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池包热管理系统，其特征在于，
包括散热风扇(1)、电池包箱体(2)、温度采集模块(3)、电源输出接头(4)、铝合金散热翅片(5)、半导体制冷和散热模块(6)、保温绝热层(7)、合金芯体散热片(8)、电池模组(9)、合金箔加热片(10)；
所述保温绝热层(7)安装在电池包箱体(2)的内侧；
所述铝合金散热翅片(5)安装在合金芯体散热片(8)与保温绝热层(7)之间；
所述合金箔加热片(10)安装在金芯体散热片(8)表面上；
所述半导体制冷和散热模块(6)安装在电池包箱体(2)的外侧面上；
所述散热风扇(1)安装在半导体制冷和散热模块(6)的外侧；
温度采集模块(3)和电源输出接头(4)集成在电池包箱体(2)的箱体上，温度采集模块(3)的信号由控制系统(11)进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，所述半导体制冷和散热模块(6)主要由热端(6-1)、半导体制冷片(6-2)、冷端(6-3)组成，当半导体制冷片(6-2)通上直流电压时，冷端(6-3)开始制冷、热量由冷端(6-3)传递至热端(6-1)，再由散热风扇(1)将热量排向周围空气中。
3.根据权利要求2所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，所述半导体制冷和散热模块设于电池包箱体与散热风扇之间，半导体制冷和散热模块的热端(6-1)与散热风扇相邻，半导体制冷和散热模块的冷端(6-3)与电池包箱体相邻；所述冷端(6-3)为多个均匀布置的条形结构。
4.根据权利要求1所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，所述电池包箱体(2)和电池模组(9)之间有一层保温绝热层(7)。
5.根据权利要求1所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，电池模组()9由合金芯体散热片(8)分成不同区域，合金散热片(8)上安装有合金箔加热片(10)，合金芯体散热片(8)将电池模组的热量传递到铝合金散热翅片(5)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，半导体制冷和散热模块连接控制系统，控制系统包括制冷模块，所述制冷模块设置为，当电池芯体内部温度高于50℃时半导体制冷和散热模块进行制冷工作。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，由温度采集模块(3)测量电池模组(9)内部多个监控点的温度。
8.根据权利要求6所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，温度采集模块连接控制系统。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，控制系统包括加热模块，当内部温度低于0℃时由控制系统(11)发出指令，合金箔加热片(10)加热合金芯体散热片(8)，给电池模组(9)加热。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种电池包热管理系统，其特征在于，所述半导体制冷和散热模块至少有2组，2组半导体制冷和散热模块均匀布置在电池包箱体外侧。
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