CN112952250A - 一种电池用换热模块、系统及能源电池和新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池用换热模块、系统及能源电池和新能源汽车，主要涉及新能源电池技术领域。包括呈蛇形分布在电芯行列之间的控温扁带，所述温控扁带包括复合扁管，所述复合扁管通过线性竖直排列的多根管路单元组成，所述管路单元内流通有冷却介质，所述复合扁管的两端设有介质入口和介质出口，所述介质入口上安装有用于控制冷却介质流通的控制阀门，冷却介质用于为电芯的散热或加热提供热交换；所述复合扁管的外部包裹有相变导热片，所述相变导热片呈U型且其底部与温控扁带的底部之间设置缝隙，该缝隙中安装温度传感器。本发明的有益效果在于：对能源电池温度的双向高效换热控制，延迟电池的寿命和保持电池的性能。

Description

一种电池用换热模块、系统及能源电池和新能源汽车
技术领域
本发明涉及新能源电池技术领域，具体是一种电池用换热模块、系统及能源电池和新能源汽车。
背景技术
为了改善生态环境、缓解石油消耗压力,汽车行业需要进行革命性的变革。据工信部《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》，新能源汽车完全由可充电电池作为其动力来源。电池作为新能源汽车的核心部件,它对工作环境有着严苛的要求,温度过高或者过低,对电池的工作效率和寿命具有极大的影响。当环境温度过低时,电池内部的化学反应速度会受到限制,电池的内阻较大,放电功率较低,且无法正常充电；而电池在正常放电的过程中,由于电池内部的化学反应,而产生大量的热量,特别是在快速充放电的过程中,电池极耳附近产生的热量更多,如果产生的热量无法快速的散失掉,将对电池的使用安全性和寿命产生较大的影响,严重时可能会产生电池鼓包、起火和爆炸等安全问题。因此保证电池在合理的温度范围内工作,对电池的使用安全和寿命具有重要的意义。
目前新能源汽车电池的冷却方法较为全面例如有空气冷却法、液体冷却法、相变材料冷却法和热管冷却法等,电池预热方法也有应用，但是随着电池结构的变化由电池包、电池组等改为单一的多个圆柱电池、刀片电池等，其散热和预热管理也相对较为苛刻，并且目前市场上能将散热、预热及其控制系统集成为一体的能够控制例如18650和刀片电池这种电池还是没有更合适的产品和控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池用换热模块、系统及能源电池和新能源汽车，它实现了对能源电池温度的双向高效换热控制，延迟电池的寿命和保持电池的性能。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种电池用换热模块，包括呈蛇形分布在电芯行列之间的控温扁带，所述温控扁带包括复合扁管，所述复合扁管通过线性竖直排列的多根管路单元组成，所述管路单元内流通有冷却介质，所述复合扁管的两端设有介质入口和介质出口，所述介质入口上安装有用于控制冷却介质流通的控制阀门，冷却介质用于为电芯的散热或加热提供热交换；
所述复合扁管的外部包裹有相变导热片，所述相变导热片呈U型且其底部与温控扁带的底部之间设置缝隙，该缝隙中安装温度传感器。
进一步的，所述冷却介质包括冷却液、水、气体中的任一项或多项。
进一步的，所述相变导热片为导热硅胶垫片。
作为本发明的另一个方面，一种温控系统，包括控制模块和换热模块，所述换热模块使用上述的换热模块，所述控制模块用于基于温度传感器的信号反馈，对控制阀门的启闭及流量进行控制。
作为本发明的另一个方面，一种能源电池，包括呈矩阵分布的电芯，每排或每列电芯之间呈蛇形的设有上述的温控扁带。
作为本发明的另一个方面，一种新能源汽车，在其能源电池上使用上述的换热模块；
或
配合其能源电池安装有上述的温控系统；
或
使用上述的能源电池。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的复合扁管通过既能是散热管路又可以是加热管路，并且管路是多个单一管路集成在一起，管路外表使用了先进的相变材料作为传热介质，在相变材料中排列着各种热传感器通过管路上的热传感器反馈的信号，有热管理控制程序实时控制复合管路中何时通过何部位的管路，通入多少流量多少温度的液体或气体来实现即经济又高效的控制保护整个电池装置，来延迟电池的寿命和保持电池的性能。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明的电芯及温控扁带排列示意图。
附图中所示标号：
1、复合扁管；2、管路单元；3、相变导热片；4、缝隙。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1：
一种电池用换热模块，包括呈蛇形分布在电芯行列之间的控温扁带，所述温控扁带包括复合扁管1，所述复合扁管1通过线性竖直排列的多根管路单元2组成，所述管路单元2内流通有冷却介质，所述复合扁管1的两端设有介质入口和介质出口，所述介质入口上安装有用于控制冷却介质流通的控制阀门，冷却介质通过控制阀门的控制接入不断循环，进而带走电芯周围的热量，或者向电芯周围释放热量，实现加热与制冷双向控温效果。所述冷却介质可以是冷却液，如水-乙二醇混合液、油等，也可以是气体。
所述复合扁管1的外部包裹有相变导热片3，例如导热硅胶垫片，是高效绝缘产品，具备导热性能。达到既能绝缘又能导热的效果。导热硅胶片良好的绝缘性能和高回弹韧性，能有效避免电芯之间的震动摩擦破损问题，和电芯之间的短路隐患，是水冷方案的最佳辅助材料。
所述相变导热片3呈U型包裹在温控扁带的外部，所述相变导热片3的底部与温控扁带的底部之间设置缝隙4，该缝隙4中安装热传感器，通过热传感器反馈的温度信号，对控制阀门的启闭，以及连通进行控制，从而实现当温度较高的时候接入冷却介质，温度过低的时候接入加热介质，实现对电池温度的平衡控制，经济又高效的控制保护整个电池装置，来延迟电池的寿命和保持电池的性能。
实施例2：
一种能源电池，用于新能源汽车，包括电池包，所述电池包包括多个矩阵排列的电芯，每排或每列电芯之间呈蛇形的设有实施例1的温控扁带，通过复合扁带内串行流通的冷却介质，既能够带走较高的电芯热量，又能够向电芯周围释放热量，实现加热与制冷双向控温效果。
实施例3：
一种温控系统，用于新能源汽车的能源电池，用于对电池实现温控管理，包括控制模块和实施例1的换热模块，所述控制模块用于实现热量管理，包含散热和加热的控制，所述控制模块与安装在相变导热片3底部缝隙4的温度传感器信号连接，用于获得电芯的实时温度，通过与阈值的对比，通过电信号对控制阀门的启闭，以及冷却介质的流量进行控制，实现电芯的加热或散热。
实施例4：
一种新能源汽车，安装有实施例2的能源电池。
实施例5：
一种新能源汽车，安装有实施例3的温控系统。

Claims (6)

1.一种电池用换热模块，其特征在于，包括呈蛇形分布在电芯行列之间的控温扁带，所述温控扁带包括复合扁管，所述复合扁管通过线性竖直排列的多根管路单元组成，所述管路单元内流通有冷却介质，所述复合扁管的两端设有介质入口和介质出口，所述介质入口上安装有用于控制冷却介质流通的控制阀门，冷却介质用于为电芯的散热或加热提供热交换；
所述复合扁管的外部包裹有相变导热片，所述相变导热片呈U型且其底部与温控扁带的底部之间设置缝隙，该缝隙中安装温度传感器。
2.根据权利要求1所述一种电池用换热模块，其特征在于，所述冷却介质包括冷却液、水、气体中的任一项或多项。
3.根据权利要求1所述一种电池用换热模块，其特征在于，所述相变导热片为导热硅胶垫片。
4.一种温控系统，其特征在于，包括控制模块和换热模块，所述换热模块使用权利要求1-3任一项的换热模块，所述控制模块用于基于温度传感器的信号反馈，对控制阀门的启闭及流量进行控制。
5.一种能源电池，其特征在于，包括呈矩阵分布的电芯，每排或每列电芯之间呈蛇形的设有如权利要求1-3任一项的温控扁带。
6.一种新能源汽车，其特征在于，在其能源电池上使用如权利要求1-3任一项的换热模块；
或
配合其能源电池安装有如权利要求4的温控系统；
或
使用如权利要求5的能源电池。
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