CN206271838U - 一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置；每组电池模组之间贴合有导热片，导热片的两端分别连接导热支架，导热支架的两端分别连接导热管道，导热管道内有循环流动的液体介质；导热管道与外界的换热器或蒸发器的管道相通，该导热片通过吸收电池模组工作过程中产生的热量，并通过导热支架传递给导热管道；导热管道内循环流动的液体介质带走导热支架传递过来的热量；通过改变液体介质在导热管道内的流速、温度，实现对电池模组的温度控制。本装置结构紧凑、质量轻便、易组装；导热支架、导热片和导热管道可以事先组装，待加入电池单体并由导热片和导热支架定位后，便可进行电池电极间的串并联连接，安装十分方便。

Description

一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池组的冷却/加热装置，尤其涉及一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置。

背景技术

锂离子电池凭借其能量密度和功率密度高，比能量大、循环寿命长、能量转换率高、自放电率低和无记忆效应等优势，已经占据了电动汽车车用电池的绝大多数市场份额，但锂离子电池的性能受温度影响很大。锂离子电池在工作过程中由于内阻生热和极化反应会累积产生大量的热，并且在紧凑摆放的车载环境下热量更容易聚集。如果这些热量不能及时排出，就会导致电池包温度的急剧升高和各电池单体间的温差加大，进而导致电池包的整体性能下降和使用寿命的缩短，甚至会引发电池包热失控造成严重的安全事故。因此，良好的电池热管理系统很大程度上影响单体电池及整个电池包的性能发挥和循环寿命，对确保电池包的使用性能和使用安全性具有重要意义。

目前，针对车用电池的热管理方法和热管理结构层出不穷，但大部分的研究和应用基本采用空冷的热管理方式，虽然其结构简单易实现、成本低，但由于其冷却效果不佳且电池包的均匀性较差。与气体相比，液体具有更高的热容量和导热系数，因此，在相同体积和流速下，液体的冷却效果明显比空气好，电池温度分布也相对较均匀，而且液体介质在电池温度低时也能加热电池，具有良好的双向调节作用，有利于动力电池包的热管理，目前液体传热在电动汽车的应用越来越多。但是采用液体时，必须考虑密封、绝缘、可靠性、以及成本等问题，因为液体一旦发生泄漏，就可能引起电池内部短路，造成严重的安全事故。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置。在给电池组提供良好冷却/加热的基础上，解决目前现有技术中容易发生液体泄漏而导致电池组内部短路的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，包括由电池单体阵列分布而成的多组电池模组4，每组电池模组4之间贴合有导热片2，导热片2的两端分别连接导热支架3，导热支架3的两端分别连接导热管道1，导热管道1内有循环流动的液体介质。

所述导热管道1与外界的换热器或蒸发器的管道相通，该导热片2通过吸收电池模组4工作过程中产生的热量，并通过导热支架3传递给导热管道1；导热管道1内循环流动的液体介质带走导热支架3传递过来的热量；

通过改变液体介质在导热管道1内的流速、温度，实现对电池模组4的温度控制。

所述导热支架3的长度方向与导热管道1的轴线垂直；导热支架3的长度方向与导热片2长度方向垂直。

所述电池模组4与导热片2之间涂覆有导热绝缘胶；所述导热管道1的内侧为凸台结构11，该导热支架3的两端分别通过该凸台结构11连接导热管道1。

所述液体介质为水、导热油或者水—乙二醇。

所述导热片2的厚度为0.3mm～1.5mm，材质为金属铝或者氧化铝；导热片2设计成与电池模组外表面完全贴合的结构形状，面积等于或者大于电池单体或模组的中心发热区域面积。

所述导热片2的两端与导热支架3的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

所述导热支架3的两端与导热管道1的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

所述导热管道1的截面形状为矩形或者圆形。

一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热方法，其包括如下步骤：

电池模组冷却步骤

将导热管道1的两端口分别与外界的蒸发器的管道串联，当电池模组温度高于设定值时，启动蒸发器；

该导热片2吸收电池模组4工作过程中产生的热量，并通过导热支架3传递给导热管道5的管壁；再由管壁传递给导热管道5内循环流动的冷却的液体介质，进而将电池模组4工作过程中产生的热量带走；

电池模组加热步骤

将导热管道1的两端口分别与外界的换热器的管道串联，当电池模组温度低于设定值时，启动换热器；

导热管道1内循环流动的加热的液体介质，通过导热管道1的管壁将热量依次传递给导热支架3、导热片2；由导热片2将热量传递给电池模组4内的电池单体；

通过改变液体介质在导热管道1内的流速、温度，实现对电池模组4的温度控制。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本实用新型每组电池模组4之间贴合有导热片2，导热片2的两端分别连接导热支架3，导热支架3的两端分别连接导热管道1，导热管道1内有循环流动的液体介质。导热管道1与外界的换热器或蒸发器的管道相通，该导热片2通过吸收电池模组4工作过程中产生的热量，并通过导热支架3传递给导热管道1；导热管道1内循环流动的液体介质带走导热支架3传递过来的热量；通过改变液体介质在导热管道1内的流速、温度，实现对电池模组4的温度控制。本实用新型通过导热管路的热传输功能，实现对电池模组的热交换，从而避免了液体和电池的直接接触，降低了发生液体泄漏而导致电池内部短路的概率。

本实用新型导热管道通过阀的控制实现与外界的换热器或蒸发器的管道相通，实现电池模组的双向温度控制，即当电池组温度过热时，由经过蒸发器降温的低温液体对电池模组进行冷却；当电池模组温度过冷时，由经过换热器升温的高温液体对电池模组进行加热，还可以通过改变液体的流速，实现对电池包的温度合理控制。

本实用新型导热支架的两端与外界进行热交换的导热管道固接，中部与导热片固接，将导热片吸收的热量传递给导热管道。导热片的两侧与导热支架直接固接，导热片设计成与电池外表面完全贴合的结构形状，紧紧包裹着电池模组的中心发热区域，将电池模组工作产生的热量快速传递给导热支架。

本实用新型导热片、导热支架和导热管道三者通过焊接或导热绝缘粘接料相互固接，减少了因电动汽车行驶而造成电池单体与导热管路之间的碰撞和滑移，提高了电池组热管理系统的机械强度。

本实用新型采用导热片、导热支架和导热管道固定连接的方式，导热元件紧贴电池模组的中心表面，尽可能地排除了电池模组和导热管路之间的空气，使得界面热阻大大减少，有助于电池的快速热交换。同时，由于导热片与电池模组中心区域紧密接触且接触面积大，加上导热片的高导热率，对电池有很好的散热效果，同时也有助于提高电池模组温度的整体均一性。

本实用新型结构紧凑、质量轻便、易组装。导热支架、导热片和导热管道可以事先组装，待加入电池单体并由导热片和导热支架定位后，便可进行电池电极间的串并联连接，安装十分方便。

如上所述，本实用新型技术手段简便易行，既保证了动力电池组的换热效果又避免了液体和电池模组的直接接触，降低了电池模组因液体泄漏而发生内部短路的概率，提高了动力电池的使用安全性。

附图说明

图1为本实用新型动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置的俯视示意图。

图2为图1的侧视示意图(从电池中部抛开)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、2所示。本实用新型公开了一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，包括由电池单体阵列分布而成的多组电池模组4，每组电池模组4之间贴合有导热片2，导热片2的两端分别连接导热支架3，导热支架3的两端分别连接导热管道1，导热管道1内有循环流动的液体介质。导热管道1可采用金属铝、铜、铁等易加工的高导热率材料。

所述导热管道1与外界的换热器或蒸发器的管道相通，该导热片2通过吸收电池模组4工作过程中产生的热量，并通过导热支架3传递给导热管道1；导热管道1内循环流动的液体介质带走导热支架3传递过来的热量；从而避免了液体介质和电池单体的直接接触，降低了发生液体泄漏而导致电池内部短路的概率。

通过改变液体介质在导热管道1内的流速、温度，实现对电池模组4的温度控制。

所述导热支架3的长度方向与导热管道1的轴线垂直；导热支架3的长度方向与导热片2长度方向垂直。当然具体布局可根据实际情况而定。

所述电池模组4与导热片2之间涂覆有导热绝缘胶。导热绝缘胶可采用聚氨醋、有机硅、环氧树脂等粘结材料，其导热率应不小于0.5W/mK，确保其良好的导热性能。

所述导热管道1的内侧为凸台结构11，该导热支架3的两端分别通过该凸台结构11连接导热管道1。

所述液体介质为水、导热油或者水—乙二醇。

所述导热片2的厚度为0.3mm～1.5mm，导热率不低于10W/mK，材质可以是金属铝或者氧化铝；导热片2与电池单体外表面完全贴合，且形状相应，面积等于或者大于电池单体或电池模组的中心发热区域面积，其表面可进行适当的表面处理，如钝化处理，使其有一定的电绝缘强度。所述导热片2的两端与导热支架3的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

导热支架3可与导热片2的材质相同，其形状为扁平状，厚度在0.8～1.5mm，其高度可根据电池模组4的整体高度或厚度具体而定。

所述导热支架3的两端与导热管道1的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

所述导热管道1的截面形状为矩形或者圆形，当然其形状、大小可根据电池模组的功率大小和散热需要进行设计。

本实用新型动力电池组间接接触式液体冷却/加热方法，可通过如下步骤实现：

电池模组冷却步骤：将导热管道1的两端口分别与外界的蒸发器的管道串联，当电池模组温度过高时，启动蒸发器；

该导热片2吸收电池模组4工作过程中产生的热量，并通过导热支架3传递给导热管道5的管壁；再由管壁传递给导热管道5内循环流动的冷却的液体介质，进而将电池模组4工作过程中产生的热量带走；

电池模组加热步骤：将导热管道1的两端口分别与外界的换热器的管道串联，当电池模组温度过低时，启动换热器；

导热管道1内循环流动的加热的液体介质，通过导热管道1的管壁将热量依次传递给导热支架3、导热片2；由导热片2将热量传递给电池模组4内的电池单体；

通过改变液体介质在导热管道1内的流速、温度，实现对电池模组4的温度控制。

如上所述，便可较好地实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：包括由电池单体阵列分布而成的多组电池模组(4)，每组电池模组(4)之间贴合有导热片(2)，导热片(2)的两端分别连接导热支架(3)，导热支架(3)的两端分别连接导热管道(1)，导热管道(1)内有循环流动的液体介质。

2.根据权利要求1所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热管道(1)与外界的换热器或蒸发器的管道相通，该导热片(2)通过吸收电池模组(4)工作过程中产生的热量，并通过导热支架(3)传递给导热管道(1)；导热管道(1)内循环流动的液体介质带走导热支架(3)传递过来的热量；

通过改变液体介质在导热管道(1)内的流速、温度，实现对电池模组(4)的温度控制。

3.根据权利要求1所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热支架(3)的长度方向与导热管道(1)的轴线垂直；导热支架(3)的长度方向与导热片(2)长度方向垂直。

4.根据权利要求1至3中任一项所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述电池模组(4)与导热片(2)之间涂覆有导热绝缘胶；所述导热管道(1)的内侧为凸台结构(11)，该导热支架(3)的两端分别通过该凸台结构(11)连接导热管道(1)。

5.根据权利要求4所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述液体介质为水、导热油或者水—乙二醇。

6.根据权利要求4所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热片(2)的厚度为0.3mm～1.5mm，材质为金属铝或者氧化铝；导热片(2)的面积等于或者大于电池单体或电池模组(4)的中心发热区域面积。

7.根据权利要求4所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热片(2)的两端与导热支架(3)的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

8.根据权利要求4所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热支架(3)的两端与导热管道(1)的连接处，采用焊接或者导热绝缘胶粘接。

9.根据权利要求4所述动力电池组间接接触式液体冷却/加热装置，其特征在于：所述导热管道(1)的截面形状为矩形或者圆形。