CN205028988U - 一种电池恒温保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池保护设备技术领域，尤其涉及一种电池恒温保护装置。本实用新型的电池恒温保护装置在电池的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层和用于辅助蓄能调温层进行保温或散热的调温辅助层，蓄能调温层内填充有用于为电池蓄能调温的相变材料。该电池恒温保护装置利用现有的相变材料在相变温度范围内具有近似恒温蓄、放热的特点，并通过在电池的外围可拆卸的包覆调温辅助层和填充有相变材料的蓄能调温层，使其能按照不同季节的温度要求，合理控制锂离子电池的工作温度，使电池能再合理工作温度范围内工作，从而增加电池的续航里程，延长其使用寿命。

Description

一种电池恒温保护装置

技术领域

本实用新型涉及电池保护设备技术领域，尤其涉及一种电池恒温保护装置。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、污染小、工作温度范围宽、自放电小等优点，使它在新一代电动车和电油混合动力车中具有较大的应用价值，受到众多汽车厂商的重视。由于在汽车设计时留给电池的安装空间有限，车用锂离子动力电池在充放电过程中会释放很大的热量，若不及时散热，易导致锂电池温度升高，影响电池寿命，同时存在一定的安全隐患。为此应设法控制锂离子电池的工作温度，使其能在合理的工作温度范围内工作。锂离子电池的工作温度控制包括两个方面的内容，一是在冬季极寒时期为电池升温，减缓电池在低温环境下的放电速度，增加续航里程；二是在夏季高温时期为电池降温，减缓在高温环境下电池内部单元的老化速度，延长其使用寿命。

锂离子电池在工作中发生过热或过冷的主要原因是，其产热与散热存在时间上的不平衡及不匹配。通常来说，车用锂离子电池不会连续24小时工作。在夏季，工作过程中其产热速率大于散热速率，导致电池内部热量累积和温度升高；停止工作时，产热停止，累积的热量逐渐散出，电池内部温度恢复至室外温度水平。在冬季，由于室外温度低，散热速率较大，工作过程中，产热、散热速率基本平衡，电池内部温度维持在最佳工作温度范围(大约在25℃～40℃)；但停止工作时，电池内部温度将较快降低到室外温度，由于冬季室外温度很低，严重偏离锂电池最佳工作温度范围，将增加电池的放电速度，降低其续航里程，不利于保护电池的性能。

因此，目前需要一种能够分季节合理控制锂离子电池的工作温度，使其能再合理工作温度范围内工作，从而增加电池续航里程、延长其使用寿命的电池保护装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种电池恒温保护装置，能够按照不同季节的温度要求，合理控制锂离子电池的工作温度，使其能在合理工作温度范围内工作，从而增加电池的续航里程，延长其使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池恒温保护装置，包括电池，所述电池的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层和用于辅助所述蓄能调温层进行保温或散热的调温辅助层，所述蓄能调温层内填充有用于为所述电池蓄能调温的相变材料。

其中，所述蓄能调温层内设有多个用于增强传热功能的肋片，多个所述肋片成蜂窝状交错设置。

其中，在所述蓄能调温层和调温辅助层之间还设有用于保护所述蓄能调温层的外壳，所述外壳贴覆于所述肋片的外围设置。

其中，所述调温辅助层包括用于冬季使所述电池减少热量损失的保温结构或用于夏季使所述电池散热的散热结构，所述保温结构或散热结构可拆卸的包覆于所述蓄能调温层外。

其中，所述保温结构包括保温层和设置于所述保温层外的保温壳，所述保温层可拆卸的包覆于所述蓄能调温层外。

其中，所述散热结构包括支架，所述支架为镂空结构，且可拆卸的包覆于所述蓄能调温层外。

其中，所述电池与蓄能调温层之间设有用于导热的内衬。

其中，所述内衬的材质为柔性石墨材料。

其中，所述相变材料的相变温度为30℃～35℃。

其中，所述相变材料的导热系数大于0.5W/m·k。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的电池恒温保护装置在电池的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层和用于辅助蓄能调温层进行保温或散热的调温辅助层，蓄能调温层内填充有用于为电池蓄能调温的相变材料。该电池恒温保护装置利用现有的相变材料在相变温度范围内具有近似恒温蓄、放热的特点，并通过在电池的外围可拆卸的包覆调温辅助层和填充有相变材料的蓄能调温层，使其能够按照不同季节的温度要求，合理控制锂离子电池的工作温度，使电池能在合理工作温度范围内工作，从而既能使电池的性能稳定，使用更加安全可靠，又能增加电池的续航里程，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的电池保护装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的电池保护装置的结构示意图。

其中，1、电池；2、内衬；3、蓄能调温层；4、外壳；5、保温层；6、保温壳；7、支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1所示，本实施例一所述的电池恒温保护装置在电池1的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层3和用于辅助蓄能调温层3进行保温或散热的调温辅助层，蓄能调温层3内填充有用于为电池1蓄能调温的相变材料，本实施例一的蓄能调温层3内填充的相变材料采用现有的相变材料即可，电池1优选为锂电池。

该电池恒温保护装置利用现有的相变材料在相变温度范围内具有近似恒温蓄、放热的特点，并通过在电池1的外围可拆卸的包覆调温辅助层和填充有相变材料的蓄能调温层3，使其能够按照不同季节的温度要求，合理控制锂离子电池1的工作温度，使电池1能在合理工作温度范围内工作，从而既能使电池1的性能稳定，使用更加安全可靠，又能增加电池1的续航里程，延长其使用寿命。

由于电池1内部最佳工作温度范围约在25℃～40℃之间，考虑传热热阻影响，本实施例一的相变材料优选为有机、无机或复合相变材料，优选相变材料的相变温度为30℃～35℃，相变材料的导热系数大于0.5W/m·k，其具有相变潜热大、密度小等特点，且无腐蚀性，导热性能强且工作稳定性好，相变材料的使用量根据具体电池1的工作特性及发热量，并考虑相变材料的潜热计算而得。

为了增强相变材料的传热性，本实施例一的蓄能调温层3内设有多个用于增强传热功能的肋片，多个肋片成蜂窝状交错设置；且为了获得较好的调温性能，肋片的材质优选为导热良好的铝、铜等金属，且不与相变材料反应以免发生腐蚀。

在蓄能调温层3和调温辅助层之间还设有用于保护蓄能调温层3的外壳4，外壳4贴覆于肋片的外围设置，沿肋片的蜂窝状边缘成凹凸起伏状与肋片连接；为了确保蓄能调温层3具有良好的调温性能，且具有良好的导热效果，外壳4的材质优选为强度高、导热性能好的金属或非金属材料，以满足支撑和安全方面的要求。

为了保证电池1与蓄能调温层3之间的紧密可靠接触，在电池1与蓄能调温层3之间设有用于导热的内衬2，以降低接触热阻并优化热量传递过程，内衬2的材质优选为柔性石墨材料，可压缩。

该调温辅助层包括用于冬季使电池1减少热量损失的保温结构或用于夏季使电池散热的散热结构，保温结构或散热结构可拆卸的包覆于蓄能调温层3外。本实施例一的调温辅助层为用于冬季使电池减少热量损失的保温结构，保温结构可拆卸的包覆于蓄能调温层3外。

该保温结构包括保温层5和设置于保温层5外的保温壳6，保温层5可拆卸的包覆于蓄能调温层3外，保温壳6用于保护保温层5，以辅助增强保温层5的保温效果，使得电池1在冬季能将产生的热量蓄存在相变材料中，防止热量散出，减少电池1的热量散失，以维持汽车停运期间的电池1工作温度稳定。

本实施例一的电池恒温保护装置在冬季使用时，由于室外气温低，为减小锂离子电池1的热损失，在蓄能调温层3外安装上冬季使用的调温辅助层，即保温结构的保温层5和保温壳6。在良好保温的前提下，汽车在工作中的产热速率大于散热速率，多余热量由电池1及内衬2传给填充于外壳4内的蓄能调温层3中的相变材料，使其相变储存起来，并维持电池1的温度恒定；在汽车停驶期间，储存的热量逐渐释放出来以免电池1的温度过度降低，从而使电池1维持在较理想的温度水平，以获得电池1的最佳工况。

实施例二

如图2所示，本实施例二所述的电池恒温保护装置的结构上与实施例一基本相同，相同之处不在赘述，不同之处在于：本实施例二的电池恒温保护装置的调温辅助层为用于夏季使电池1散热的散热结构，散热结构可拆卸的包覆于蓄能调温层3外。

该散热结构包括支架7，支架7为镂空结构，且可拆卸的包覆于蓄能调温层3外，以利于夏季使用时将电池1产生的热量蓄存在相变材料中，且在汽车停运期间将热量及时散到外界中，使电池1能够更好的散热，从而维持汽车停运期间电池1的工作温度稳定，以获得电池1的最佳工况。

本实施例二的电池恒温保护装置在夏季使用时，由于室外气温高，在蓄能调温层3外安装上夏季使用的调温辅助层，即镂空的支架7。由于电池1在工作中产热量大，一部分热量通过支架7与室外空气接触并直接散发到室外；但由于产热速率大于散热速率，多余的热量通过电池1及内衬2传给填充于外壳4内的蓄能调温层3中的相变材料，使其发生相变而暂时储存起来，并且维持电池1周围温度基本恒定；电池1停止工作时，散热过程继续，最后将多余热量全部散尽，该电池恒温保护装置恢复至室外温度，同时相变材料凝固并蓄存一定的冷量。这一过程实现了将电池1产出的多余热量转移到电池1停止工作的时间再释放，弥补了散热速率低于产热速率的不足。

综上所述，本实施例的电池恒温保护装置在电池1的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层3和用于辅助蓄能调温层3进行保温或散热的调温辅助层，蓄能调温层3内填充有用于为电池1蓄能调温的相变材料。该电池恒温保护装置利用现有的相变材料在相变温度范围内具有近似恒温蓄、放热的特点，并通过在电池1的外围可拆卸的包覆调温辅助层和填充有相变材料的蓄能调温层3，使其能够按照不同季节的温度要求，合理控制锂离子电池1的工作温度，使电池1能在合理工作温度范围内工作，从而既能使电池1的性能稳定，使用更加安全可靠，又能增加电池1的续航里程，延长其使用寿命。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种电池恒温保护装置，其特征在于，包括电池(1)，所述电池(1)的外围顺次可拆卸的包覆有蓄能调温层(3)和用于辅助所述蓄能调温层(3)进行保温或散热的调温辅助层，所述蓄能调温层(3)内填充有用于为所述电池(1)蓄能调温的相变材料。

2.根据权利要求1所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述蓄能调温层(3)内设有多个用于增强传热功能的肋片，多个所述肋片成蜂窝状交错设置。

3.根据权利要求2所述的电池恒温保护装置，其特征在于，在所述蓄能调温层(3)和调温辅助层之间还设有用于保护所述蓄能调温层(3)的外壳(4)，所述外壳(4)贴覆于所述肋片的外围设置。

4.根据权利要求1所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述调温辅助层包括用于冬季使所述电池(1)减少热量损失的保温结构或用于夏季使所述电池(1)散热的散热结构，所述保温结构或散热结构可拆卸的包覆于所述蓄能调温层(3)外。

5.根据权利要求4所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述保温结构包括保温层(5)和设置于所述保温层(5)外的保温壳(6)，所述保温层(5)可拆卸的包覆于所述蓄能调温层(3)外。

6.根据权利要求4所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述散热结构包括支架(7)，所述支架(7)为镂空结构，且可拆卸的包覆于所述蓄能调温层(3)外。

7.根据权利要求1所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述电池(1)与蓄能调温层(3)之间设有用于导热的内衬(2)。

8.根据权利要求7所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述内衬(2)的材质为柔性石墨材料。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述相变材料的相变温度为30℃～35℃。

10.根据权利要求1-8任一项所述的电池恒温保护装置，其特征在于，所述相变材料的导热系数大于0.5W/m·k。