CN111710933B - 电池包及具有其的车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电池包及具有其的车辆。该电池包包括：多个散热器，其分别包括多条冷却液流道，并具有共同的冷却液入口与冷却液出口；以及多个电池单体，各个所述电池单体的两侧均设置有所述散热器；其中，所述散热器的冷却液流道内还设置有感温变形元件，其随着流经的冷却液的温度变化而发生变形。根据本申请的电池包及具有其的车辆，通过使用感温变形元件，根据电池包内各点温度的不同来自动调节此处的散热能力，从而达到温度均衡和自适应的效果。

Description

电池包及具有其的车辆
技术领域
本申请涉及车辆热管理领域，尤其涉及车辆的电池包。
背景技术
作为电动汽车上装载电池组的主要储能元件，电池包是电动汽车的关键部件。车辆上的电池包在运行过程中，电池包内的各个电池单体的生热速率可能不一致，这会导致电池包内各个部分的温度不均匀。由于车辆上运用的锂离子电池包的性能和寿命对温度变化较敏感，故电池包内恶化长期的温度不均匀会加快电池单体一致性，进而降低电池包的寿命，严重时还将导致热失控，影响电池的安全性与可靠性。现有的车辆电池热管理技术仅关注于总体上对电池进行散热，而尚未解决电池包内的温度不均匀的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种电池包及具有其的车辆，从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。
根据本申请的一个方面，在此提供一种电池包，其包括：多个散热器，其分别包括多条冷却液流道，并具有共同的冷却液入口与冷却液出口；以及多个电池单体，各个所述电池单体的两侧均设置有所述散热器；其中，所述散热器的冷却液流道内还设置有感温变形元件，其随着流经的冷却液的温度变化而发生变形。
可选地，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的流道轮廓。
可选地，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的流道截面积。
可选地，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的表面换热系数。
可选地，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道内的冷却液流向。
可选地，位于所述电池单体两侧的所述散热器的冷却液流道中的冷却液具有相反的流向。
可选地，位于各个所述电池单体两侧的所述散热器的冷却液流道中的冷却液分别具有沿竖向朝下及沿竖向朝上的流向。
可选地，所述电池单体与所述散热器相互交替地间隔设置。
可选地，所述电池包为锂离子电池包。
根据本申请的再一方面，在此还提供一种车辆，其包括如前所述的电池包。
根据本申请的电池包及具有其的车辆，通过使用感温变形元件，根据电池包内各点温度的不同来自动调节此处的散热能力，从而达到温度均衡和自适应的效果。
附图说明
图1是本申请的电池包的一个实施例的示意图。
图2是本申请的电池包内的散热器的一个实施例的示意图。
图3a-3c是本申请的散热器内的感温变形元件在冷却液温度变化时的变形示意图。
具体实施方式
根据本申请的构想，在此结合图1至图2描述一种电池包100的实施例。其中，图1中的实线箭头及虚线箭头均用于表示冷却液的流向，其中虚线箭头用于表示相对较低温的冷却液（也即吸热前的冷却液），而实线箭头用于表示相对较高温的冷却液（也即吸热后的冷却液）。
图中的电池包100至少包括多个散热器110及多个电池单体120。其中，各个散热器110分别包括多条冷却液流道111，并具有共同的冷却液入口与冷却液出口。而各个电池单体120的两侧均设置有散热器110，以便其能够得到充分冷却。更为关键的是，在散热器110的冷却液流道111内设置有感温变形元件112，其随着流经的冷却液的温度变化而发生变形。在此种布置下，感温变形元件112将根据电池包100内各点温度的不同来自动调节此处的冷却液流道111，进而调整其散热能力，使得电池单体120在局部温度较高处获得较大的散热量，而在局部温度较低处获得较小的散热量，从而达到温度均衡和自适应的效果。
关于该感温变形元件112，如何设计其感温变形的形式，将直接地影响到其所能对应改变的散热器110的散热性能，且最终解决电池散热不均匀的问题。如下将列举感温变形元件112可能存在的部分实现形式来进行示例性地说明。
例如，该感温变形元件112的变形可用于改变冷却液流道111的流道轮廓，从而使冷却液流道111所能带来的换热面积增加或减小，也即使冷却液与电池的热传导面增加或减小，进而影响对应冷却液流道111所能带来的散热性能。
再如，该感温变形元件112的变形用于改变冷却液流道111的流道截面积，从而使流经该冷却液流道111的冷却液流量增加或减小，也即使该流道内的冷却液所能带来的冷却量增加或减小，进而影响对应冷却液流道111所能带来的散热性能。参见图3a-3b，可见在电池单体120的局部温度较高时，对应处的冷却液流道111内的感温变形元件112几乎保持贴近冷却液流道111的内壁，使得流道具有较大的开口，此处流阻降低，将会有更多的冷却液流经此处，进而增大此处的散热能力，快速降低电池单体120在该局部的温度，使其与电池单体120的其他局部温度趋同；随着电池单体120的局部温度的降低，对应处的冷却液流道111内的感温变形元件112逐渐膨胀至阻隔部分冷却液流道111的内壁，使得流道的开口减小，此处流阻增加，流经此处的冷却液的流量减少，进而降低此处的散热能力，缓慢降低电池单体120在该局部的温度，使其与电池单体120的其他局部温度趋同；此后，随着电池单体120的局部温度的进一步降低，对应处的冷却液流道111内的感温变形元件112膨胀至阻隔绝大部分冷却液流道111的内壁，使得流道的开口进一步减小，此处流阻进一步增加，流经此处的冷却液的流量进一步减少，故将此处的散热能力降至最低，使其与电池单体120的其他局部温度趋同。
又如，该感温变形元件112的变形用于改变冷却液流道111的表面换热系数，从而使经由该冷却液流道111所能传递至电池单体120的冷却量增加或减小，进而影响对应冷却液流道111所能带来的散热性能。
还如，该感温变形元件112的变形用于改变冷却液流道111内的冷却液流向。由于冷却液随着流动在不断吸收来自电池单体120的热量，故同一冷却液流道111内下游处的冷却液的冷却能力必然低于上游处的冷却液的冷却能力。因此，流向的变更则可以改善前述问题，进而影响对应冷却液流道111所能带来的散热性能。
此外，还可通过改善管路布置，使得位于电池单体120两侧的散热器110的冷却液流道111中的冷却液具有相反的流向。如此布置，将使得电池单体120的一侧同时处于不同散热器110的冷却液流道111的上游与下游处，这使得两侧散热器110中间的电池单体120（或单体组）总体上沿着冷却液流道111的方向的温度保持均匀。
具体而言，参见图1所示出的锂离子电池包100，其中，电池单体120与散热器110沿Y轴相互交替地间隔设置，且位于各个电池单体120两侧的散热器110的冷却液流道111中的冷却液分别具有沿Z轴正向及沿Z轴负向的流向，各个散热器110采用并联结构，且各个冷却液入口与冷却液出口处的冷却液温度基本保持一致。此种布置可以使得在X轴与Z轴所形成平面上，电池单体120或电池组获得的散热能力基本一致。考虑到沿着Y方向，电池单体120的厚度相对较小，故也可认为这个即使两侧换热器的温差较大，但电池单体120内部的温度仍基本一致。
当然，在前述实施例的教示下，应当知道的是，只要能保证电池单体120或电池组各侧的冷却液相互逆流，即可达成沿着流动方向上电池或电池组散热能力基本一致效果。故基于此所作出的适当改型，其同样应纳入本申请的构想内。例如，使电池单体120与散热器110采用1:2的数量配比，也即每个电池单体120两侧分别配备一个散热器110，此后再规整为电池包100形式，其同样符合前述构想，且也能带来相应的技术效果。
此外，虽然图中未示出，根据本申请的再一方面，在此还提供一个车辆的实施例，其包括前述任意实施例或其组合中的电池包，故也具有相应的技术效果，在此不再赘述。
以上例子主要说明了电池包及具有其的车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：多个散热器，其分别包括多条冷却液流道，并具有共同的冷却液入口与冷却液出口；以及多个电池单体，各个所述电池单体的两侧均设置有所述散热器；其中，所述散热器的冷却液流道内还设置有感温变形元件，其随着流经的冷却液的温度变化而发生变形。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的流道轮廓。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的流道截面积。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道的表面换热系数。
5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述感温变形元件的变形用于改变所述冷却液流道内的冷却液流向。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的电池包，其特征在于，位于所述电池单体两侧的所述散热器的冷却液流道中的冷却液具有相反的流向。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，位于各个所述电池单体两侧的所述散热器的冷却液流道中的冷却液分别具有沿竖向朝下及沿竖向朝上的流向。
8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池单体与所述散热器相互交替地间隔设置。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包为锂离子电池包。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1至9任意一项所述的电池包。
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