CN201975488U - 电池换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池换热装置，其包括有基板、第一挡板和第二挡板，所述基板被固定设置并且在其上部设有电池组，所述基板在其内部设置有多个贯穿基板的换热孔，所述基板具有位于所述换热孔上部的导热区域和位于所述换热孔下部的隔热区域，沿着所述换热孔的轴向，在所述基座的两个侧部设有所述第一挡板和所述第二挡板。容易理解，本实用新型的电池换热装置结构简单、换热效率高，能够在多种环境中对电池组进行有效地散热或者加热。
Description
电池换热装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电池换热装置，尤其地，本实用新型涉及一种用于对车用锂离子电池组进行外部加热或者外部放热的电池换热装置。
【背景技术】
[0002] 目前，车辆越来越普遍地融入到普通家庭的生活中。然而，传统采用燃烧汽油或者柴油的内燃机作为动力系统的车辆需要消耗大量的石油能源，并且发动机排放出来的尾气对我们赖以生存的地球环境产生了严重影响。近年来，由于石油能源的日益短缺以及家用车辆的日益普及，这些缺陷愈发明显。正是如此，节能和环保已经成为汽车行业发展的重要方向。世界上主要车辆厂商都正集中精力研发各种可替代能源作为车辆的动力源，例如包括采用氢气、太阳能、风力等能源作为车辆的动力系统。其中，采用油电混合动力或者纯电动电力作为车辆动力源越来越成为车辆发展的主流趋势。
[0003] 采用油电混合动力或者纯电动电力的车辆，通常包括有至少一个用于驱动车辆的电机以及设置在车辆底盘上的动力电池组。由于锂离子动力电池是现阶段拥有最佳能量密度和功率密度的动力电池，因此所述动力电池组优选为包括有多个锂离子电芯的锂离子电池组。
[0004] 由于锂离子电池的电解液是有机溶质，因此在低温的情况下锂离子电池的放电能力比较差。如果长期在低温情况下强行放电，会使得锂离子的使用寿命迅速下降。如涉及电池热管理领域的技术能源所了解，在电池在高于其极限温度和低于其极限温度进行放电时，锂离子电池容易快速报废。然而，在混合动力或者纯电动车的销售区域和使用区域往往并不能排除冬季寒冷地带以及夏季暴热地带，环境温度往往处于锂离子动力电池的允许工作温度范围之外。因此在此情况下，需要额外设置有一个外部的电池加热或者散热装置来给锂离子电池加热或者散热。
[0005] 例如，中国第200910185971. 7号专利申请公开了一种锂离子动力电池加热装置， 其包括锂离子电池本体，所述锂离子电池本体的外周包裹由加热膜制成的加热套，电池管理系统BMS实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号到温度控制器，温度控制器接收到该温度信号后对加热套加热或停止加热。具体而言，加热套为电阻式加热器，该加热套套设在锂离子电池本体上，其形状与其所包裹的锂离子本体的形状相吻合。
[0006] 该技术方案解决了锂离子电池温度过低时对锂离子电池的加热的问题。然而，该技术方案所采取的加热套本身难于制造，其不仅要满足设有电能加热单元，而且其形状还必须与锂离子电池完全匹配。此外，当对锂离子套上该加热套之后，锂离子电池在放电后产生的热量无法及时交换到环境中，这造成了锂离子电池组长期处于高温状态下，可能会加剧了电池组的损坏。进一步地，该技术方案还存在使得锂离子电池和加热套的安装困难、维护不便等缺陷。
[0007] 正是如此，提供一种新型的电池换热装置，其能够根据实际需要有效地对锂离子动力电池组进行加热或者散热，诚为本领域技术人员所亟需克服的技术问题。【实用新型内容】
[0008] 本实用新型的一个目的在于，克服现有技术中的缺陷，提供一种电池换热装置，其能够有效地对车用锂离子动力电池组进行加热或者散热。
[0009] 此外，本实用新型的另一个目的在于，提供一种电池换热装置，其安装方便，维护简单，加热或者散热效率高。
[0010] 本实用新型的上述目的和其他目的通过如下技术方案来解决：
[0011] 本实用新型提供了一种电池换热装置，其包括有基板、第一挡板和第二挡板，
[0012] 所述基板被固定设置并且在其上部设有电池组，
[0013] 所述基板在其内部设置有多个贯穿基板的换热孔，
[0014] 所述基板具有位于所述换热孔上部的导热区域和位于所述换热孔下部的隔热区域，
[0015] 沿着所述换热孔的轴向，在所述基座的两个侧部设有所述第一挡板和所述第二挡板。
[0016] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述基板固定安装在汽车的底盘上。
[0017] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述电池组为锂离子电池组，所述锂离子电池组包括有多个锂离子电池模块，每个锂离子电池模块由多个锂离子电芯组成。
[0018] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述换热孔的截面为方形、圆形、 椭圆形，并且每个换热孔的结构形状相同。
[0019] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，在所述基板的内部，多个连通孔设置在相邻的换热孔之间。
[0020] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，在所述基板的横向或者纵向所述换热孔贯穿所述基板。
[0021] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述第一挡板和所述第二挡板设置为密闭所述多个换热孔。
[0022] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述第一挡板和所述第二挡板通过螺栓连接或者卡接的方式固定在所述基座的两个侧部上。
[0023] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述第一挡板和所述第二挡板的长度分别与所述基座的两个侧部的长度相同。
[0024] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，在所述第一挡板和所述第二挡板上分别设有与所述多个换热孔相对应的可自动打开或者关闭的多个第一气门和多个第二气门。
[0025] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，在每个换热孔中设置一个换热管。
[0026] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述换热管包括有插入到所述换热孔中的插入部分和处于所述换热孔之外的连接部分。
[0027] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述换热管的插入部分的直径足够小于所述换热孔的截面的最小直径。
[0028] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述换热管为电阻丝加热器。[0029] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述换热管的连接部分能够固定在所述第一挡板上并且，所述连接部分靠近所述插入部分的端部密闭所述换热孔。
[0030] 本实用新型提供了一种电池换热装置，优选地，所述第一挡板上设有连接到车辆的加热气源的连接孔。
[0031] 容易理解，相比于现有技术，本实用新型的电池换热装置结构简单、换热效率高， 能够在多种环境中对电池组进行有效地散热或者加热。
【附图说明】
[0032] 下面结合附图，对本实用新型的优选实施方式进行详细或者优选的描述，其中，
[0033] 图1是本实用新型的一种优选实施方式下的电池换热装置的结构示意图；
[0034] 图2是图1所示的电池换热装置的侧视图。
[0035] 图3是图1所示的电池换热装置的基板的结构剖视图。
【具体实施方式】
[0036] 容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本实用新型的多个结构方式。因此以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的具体说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
[0037] 图1示出了本实用新型一种优选实施方式下的电池换热装置的结构示意图。该电池换热装置主要包括有基板1、第一挡板2和第二挡板3。其中，在所述基板1的上部固定设置有电池组100，所述电池组优选为锂离子动力电池组。如图中所示，锂离子动力电池包括有多个锂离子电池模块101，每个锂离子电池模块101由多个锂离子电芯组合而成。虽然在图1中所示的电池模块101数量为3个，但是本领域的技术人员可以理解，可以根据车辆的实际动力容量需求，设置其他数量的多个电池模块。此外优选地，所述基板1固定安装在汽车的底盘上。
[0038] 本实用新型的电池换热装置的基板1的内部结构如图2和图3所示。所述基板1 在其内部设置有多个贯穿基板1的纵向的换热孔11。所述换热孔11的截面可以为方形、圆形、椭圆形以及其他合适形状。优选地，每个换热孔11的结构形状相同。此外，换热孔11 的数量可根据实际情况进行选择。此外，在基板1的内部，多个连通孔13设置在相邻的换热孔之间，从而保持每个换热孔11中的温度基本相同，以给处于不同空间位置的锂离子电池模块提供基本相同的热量交换。
[0039] 在本实用新型的另一个实施方式中，所述基板1在其内部设置有多个贯穿基板1 的横向的换热孔11。在该实施方式下，同样地，所述多个换热孔11的结构形状优选保持相同，并且在相邻的换热孔之间设有多个连通孔13，因此不多赘述。此外，对于本领域的技术人员而言，在上述揭示基础上也可以理解所述换热孔11可用其他方式贯穿所述基板1。
[0040] 优选地，所述基板1分为第一区域和第二区域，其中，位于所述换热孔11上部的第一区域采用导热材料构成，而位于所述换热孔11下部的第二区域采用隔热材料构成。通过这种设置，本实用新型所述的基板1能够与处于其上部的电池组100充分换热，同时使得所述电池组100尽可能地不通过所述基板1的第二区域与外部环境热交换。[0041] 沿着所述换热孔11的轴向，在所述基座1的两个侧部设有第一挡板2和第二挡板 3。所述第一挡板2和所述第二挡板3能够密闭所述多个换热孔。优选地，所述第一挡板2 和所述第二挡板3通过螺栓连接或者卡接的方式固定在所述基座1的两个侧部上。进一步优选地，所述第一挡板2和所述第二挡板3的长度与所述基座2的两个侧部的长度相同。进一步地，在第一挡板2和所述第二挡板3上分别设有与所述多个换热孔11相对应的可自动打开或者关闭的多个第一气门21和多个第二气门31。当所述多个第一气门21和多个第二气门31打开时，引入的外部气流能够通过所述第一气门21流入到换热孔11中并从所述第二气门31中流出，从而引入的外部气流能够通过基座1与所述电池组100交换热量。当所述多个第一气门21和多个第二气门31关闭时，多个换热孔11之间形成封闭空间从而形成空气绝热层以尽可能地阻止电池组100与外部环境之间的热交换。
[0042] 在本实用新型的一个技术方案中，在每个换热孔11中能够设置换热管12。优选地，所述换热管12即插式地接入在所述换热孔11中并且在常温情况下，所述换热管12优选从所述换热孔11中拆卸下来。所述换热管12包括有可插入到所述换热孔11中的插入部分121和处于所述换热孔11之外的连接部分122。在本实用新型的优选方案中，所述换热管12的插入部分121的直径足够小于所述换热孔11截面的最小直径。这里，最小直径表示：换热孔11的截面例如为方形结构时，最小直径则为方形结构截面的宽度。优选地，所述换热管12为电阻丝加热器，其可接入电能并能高效地将电能转换成热能。进一步地，所述换热管12的连接部分122能够固定在所述第一挡板2上。在这种情况下，所述连接部分 122靠近所述插入部分121的端部密闭所述换热孔11。
[0043] 在本实用新型的另一个实施方案中，所述第一挡板2上设有连接到车辆的加热气源的连接孔（未图示），所述加热气源例如为空调制热气体或者汽车尾气。在此情况下，可以引入加热气源来对电池组100进行加热。
[0044] 下面，对本实用新型的电池换热装置的工作方式进行简单描述。
[0045] 当电池组控制单元确定电池组100存在制冷需求，同时外部环境温度高于电池组温度时，关闭所述第一挡板2的第一气门21和第二挡板3的第二气门31，从而使得所述换热孔11形成密闭空间以与外界隔热。此时，控制单元进一步指令所述电池组100自身的热管理单元进行制冷工作。
[0046] 当电池组控制单元确定电池组100存在制热需求，同时外部环境温度低于电池组温度时，关闭所述第一挡板2的第一气门21和第二挡板3的第二气门31，从而使得所述换热孔11形成密闭空间以与外界隔热。此时，控制单元进一步指令所述电池组100自身的热管理单元进行制热工作。
[0047] 当电池组控制单元确定电池组100存在制冷需求，同时外部环境温度低于电池组温度时，打开所述第一挡板2的第一气门21和第二挡板3的第二气门31，外部引入的气流对电池组100进行制冷工作。
[0048] 当电池组控制单元确定电池组100存在制热需求，同时外部环境温度远远低于电池组温度时，将所述换热管12插入到所述换热孔11中并对所述换热管12进行通电，通过所述换热管12产生的热量对所述电池组100进行外部辅助加热。
[0049] 容易理解，本实用新型的电池换热装置结构简单、换热效率高，能够在多种环境中对电池组进行有效地散热或者加热。
Claims (16)
1. 一种电池换热装置，其包括有基板、第一挡板和第二挡板，其特征在于， 所述基板被固定设置并且在其上部设有电池组，所述基板在其内部设置有多个贯穿基板的换热孔，所述基板具有位于所述换热孔上部的导热区域和位于所述换热孔下部的隔热区域， 沿着所述换热孔的轴向，在所述基座的两个侧部设有所述第一挡板和所述第二挡板。
2.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述基板固定安装在汽车的底盘上。
3.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述电池组为锂离子电池组，所述锂离子电池组包括有多个锂离子电池模块，每个锂离子电池模块由多个锂离子电芯组成。
4.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热孔的截面为方形、圆形或者椭圆形，并且每个换热孔的结构形状相同。
5.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，在所述基板的内部，多个连通孔设置在相邻的换热孔之间。
6.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热孔沿着所述基板的横向或者纵向贯穿所述基板。
7.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板设置为密闭所述多个换热孔。
8.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板通过螺栓连接或者卡接的方式固定在所述基座的两个侧部上。
9.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板的长度分别与所述基座的两个侧部的长度相同。
10.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，在所述第一挡板和所述第二挡板上分别设有与所述多个换热孔相对应的可自动打开或者关闭的多个第一气门和多个第二气门。
11.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，在每个换热孔中设置一个换热管。
12.如权利要求11所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热管包括有插入到所述换热孔中的插入部分和处于所述换热孔之外的连接部分。
13.如权利要求12所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热管的插入部分的直径足够小于所述换热孔的截面的最小直径。
14.如权利要求11所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热管为电阻丝加热器。
15.如权利要求12所述的电池换热装置，其特征在于，所述换热管的连接部分能够固定在所述第一挡板上并且所述连接部分靠近所述插入部分的端部密闭所述换热孔。
16.如权利要求1所述的电池换热装置，其特征在于，所述第一挡板上设有连接到车辆的加热气源的连接孔。
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