CN207994004U - 一种换热片及使用该换热片的电池、电池模组、车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种换热片及使用该换热片的电池、电池模组、车辆，属于电池控温技术领域。电池包括电芯，电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口，通过在换热片中通入换热介质实现与电芯的热交换，通过将换热片置于电芯内部，解决现有技术中的电池调温速率慢的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热片及使用该换热片的电池、电池模组、车辆。
背景技术
随着化石燃料的耗竭和环境污染问题的加剧，新能源汽车得到了迅速的发展和推广应用，作为新能源汽车能量源的电池，其性能直接决定了其加速、续航里程等各项指标。锂离子电池由于具有高能量密度、高功率密度、长寿命、无记忆效应等优点成为了新能源汽车电池的首选，但是锂离子电池的性能的发挥受限于环境温度。在低温环境下，由于电解质等关键材料的离子电导迅速下降，导致锂离子电池充放电速率明显下降，甚至会发生无法充放电的情况；在高温环境下，电解质、电极材料的副反应加剧，导致锂离子电池寿命迅速衰减。所以，对锂离子电池的温度调节对于提高其循环寿命、充放电速率至关重要。
现有的电池加热技术主要有两种：一种是外部加热，如授权公告号为CN202282431U的实用新型专利公开了一种动力电池底部放置加热片的加热方式，加热效率较低；另一种是内部加热，如申请公布号为CN105849968A的发明专利申请公开了一种自加热技术，但存在开关失效导致热失控的风险。电池冷却技术目前只有外部冷却，如申请公布号为CN103022589A的发明专利申请公开了一种冷却管抵靠电池模块的冷却方式，这种冷却方式效率低，增加了系统的复杂性，不利于能量密度的提升和成本的降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池，以解决现有技术中的电池调温速率慢的问题；另外，本实用新型的目的还在于提供一种使用该电池的电池模组、车辆及其换热片。
为实现上述目的，本实用新型的电池的第一种技术方案是：电池包括电芯，电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口，通过在换热片中通入换热介质实现与电芯的热交换，由于换热片置于电池内部，解决现有技术中的电池调温速率慢的问题。
本实用新型的电池的第二种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种技术方案的基础上，所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道，增大换热片中的换热介质与电芯的换热面积。
本实用新型的电池的第三种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种技术方案的基础上，所述换热通道为蛇形，增大换热介质的流动速度，减少换热片中的非流动区域增大换热效率。
本实用新型的电池的第四种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池的第五种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池的第六种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池的第七种技术方案是：在本实用新型的电池的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池模组的第一种技术方案是：电池模组包括若干个电池，电池包括电芯，电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口，通过在换热片中通入换热介质实现与电芯的热交换，由于换热片置于电池内部，解决现有技术中的电池调温速率慢的问题。
本实用新型的电池模组的第二种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种技术方案的基础上，所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道，增大换热片中的换热介质与电芯的换热面积。
本实用新型的电池模组的第三种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种技术方案的基础上，所述换热通道为蛇形，增大换热介质的流动速度，减少换热片中的非流动区域增大换热效率。
本实用新型的电池模组的第四种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池模组的第五种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池模组的第六种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池模组的第七种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的电池模组的第八种技术方案是：在本实用新型的电池模组的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述介质流入口和介质流出口之间设有换热管路，所述换热管路上设有驱动换热介质流动的泵及用于加热和冷却换热介质的换热装置，通过外部循环系统进行热交换，稳定可靠。
本实用新型的车辆的第一种技术方案是：车辆包括车体和为车体提供电能的电池模组，电池模组包括若干个电池，电池包括电芯，电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口，通过在换热片中通入换热介质实现与电芯的热交换，由于换热片置于电池内部，解决现有技术中的电池调温速率慢的问题。
本实用新型的车辆的第二种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种技术方案的基础上，所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道，增大换热片中的换热介质与电芯的换热面积。
本实用新型的车辆的第三种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种技术方案的基础上，所述换热通道为蛇形，增大换热介质的流动速度，减少换热片中的非流动区域增大换热效率。
本实用新型的车辆的第四种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的车辆的第五种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的车辆的第六种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的车辆的第七种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板，使换热片与电芯之间充分接触提高换热效率。
本实用新型的车辆的第八种技术方案是：在本实用新型的车辆的第一种或第二种或第三种技术方案的基础上，所述介质流入口和介质流出口之间设有换热管路，所述换热管路上设有驱动换热介质流动的泵及用于加热和冷却换热介质的换热装置，通过外部循环系统进行热交换，稳定可靠。
本实用新型的换热片的第一种技术方案是：所述换热片具有用于设置在电芯内以与电芯之间进行热交换的换热面，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口，通过在换热片中通入换热介质实现与电芯的热交换，由于换热片置于电池内部，解决现有技术中的电池调温速率慢的问题。
本实用新型的换热片的第二种技术方案是：在本实用新型的换热片的第一种技术方案的基础上，所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道，增大换热片中的换热介质与电芯的换热面积。
本实用新型的换热片的第三种技术方案是：在本实用新型的换热片的第一种技术方案的基础上，所述换热通道为蛇形，增大换热介质的流动速度，减少换热片中的非流动区域增大换热效率。
附图说明
图1为本实用新型的电池模组的具体实施例1的电池结构示意图；
图2为本实用新型的电池模组的具体实施例2的换热片的结构示意图；
图3为本实用新型的电池模组的具体实施例3的换热片的结构示意图；
图4为本实用新型的电池模组的具体实施例4的换热片的结构示意图；
图5为本实用新型的电池模组的具体实施例5的换热片结构示意图；
图6为本实用新型的电池模组的具体实施例6的电池结构示意图；
图7为本实用新型的电池模组的具体实施例7的电池结构示意图；
图8为本实用新型的电池模组的具体实施例8的电池结构示意图；
图9为本实用新型的电池模组的具体实施例9的电池结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的电池模组的具体实施例1，电池模组包括若干个电池，每个电池通过上下两块电池模架将电池夹装在电池模架之间。电池模组中的电池如图1所示，电池包括电芯1及用于包裹电芯1的铝塑膜3，现有技术中电芯1主要包括叠片式和卷芯式两种，本实施例中，主要针对叠片电芯进行介绍，但对于卷芯式电池来说本实用新型也是适用的。
由于电池在低温下和高温下均会对电池的性能造成一定的影响，因此，在电池温度过低时加热电池，在电池温度过高时冷却电池，使电池温度保持在恒温状态或者一定的温度范围内即可以规避掉温度对电池性能的影响。电池中还包括一个用于加热和冷却电芯1的换热片2，本实施例中，换热片2贴覆在相邻的两电芯叠片之间，当然，在其他实施例中，只要能够实现换热的目的，换热片置于电芯1的一侧或两侧都是可以的，对于卷芯来说也可将换热片2贴覆于卷芯中间。
本实施例中，换热片2为空心的薄片，换热片的材质可以是金属材质，也可以是高分子聚合物材质，尽可能的减少换热片2所占用的电池的内部空间，换热片2内部的空心的腔室内通入有换热介质，换热介质应选择适合作为导热液体的一种或多种的组合，本实施例中选择冷却液作为换热介质，换热片2两侧设有供换热介质流入换热片的介质流入口4和供换热介质流出换热片2的介质流出口5，介质流入口4和介质流出口5之间通过换热管路连通，换热管路上还设有一个驱动换热介质流动的泵，为实现换热的目的，换热管路上还设有加热装置和冷却装置，加热装置用于加热换热介质，提高换热介质的温度，冷却装置用于冷却换热介质，降低换热介质的温度，通过泵驱动换热介质在换热管路中流动，当换热介质流经换热片时与电芯1之间进行热交换，然后根据实际需要选择开启加热装置或冷却装置将换热介质加热或冷却，即可达到对电芯1进行控温的目的，且占用空间小，便于集成化，其中加热装置和冷却装置构成用于加热和冷却换热介质的换热装置，换热片2空心的腔室构成供换热介质通过的换热通道。当然，在其他实施例中，换热片中也可设置换热通道来达到换热的目的。
本实施例中，考虑到安全性，加热装置为PTC加热器或电阻丝，通过电阻发热的方式加热换热介质，进而提高电芯的温度；冷却装置选择风机，通过增加换热介质附近的空气流动速度来冷却换热介质，进而降低电芯1的温度。在其他实施例中，加热装置也可以选择燃气加热器或者燃油加热器，冷却装置也可以是表冷器，当然，换热装置还可以是空调，同时实现加热和冷却换热介质的功能。
该电池调温装置的工作流程如下：当电池处于低温条件下需要加热时，加热装置和泵启动，加热装置对换热管路中的换热介质进行加热，通过泵将加热后的换热介质送入换热片2中进行循环流动，换热片2与电芯1进行热交换，使电芯1升温，当温度升高到所需温度时，加热装置和泵停止工作；当电池处于高温条件下需要冷却时，冷却装置和泵启动，冷却装置对换热管路中的换热介质进行冷却，通过泵将冷却后的换热介质送入换热片2中进行循环流动，换热片2与电芯1进行热交换，使电芯1降温，当温度下降到所需温度时，冷却装置和泵停止工作，从而达到控制电芯1温度的目的。
本实用新型的电池模组中的电池不限定电池的种类，可以是铅酸电池、镍氢电池、镍铬电池、超级电容器、锂离子电池、全固态锂离子电池等；也不限定电池材料体系，如对于锂离子电池，可以是钴酸锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等任何材料体系。
本实用新型的电池模组的具体实施例2，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图2所示，换热片22为蛇形中空的板状结构。
本实用新型的电池模组的具体实施例3，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图3所示，换热片32为板珊状结构。
本实用新型的电池模组的具体实施例4，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图4所示，换热片42中设有蛇形的换热通道46。
本实用新型的电池模组的具体实施例5，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图5所示，介质流入口54和介质流出口55置于换热片52的下部。
本实用新型的电池模组的具体实施例6，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图6所示，电芯61包括两个卷芯，换热片62置于两个卷芯之间。
本实用新型的电池模组的具体实施例7，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图7所示，电芯71为卷芯，换热片72置于电芯71中。
本实用新型的电池模组的具体实施例8，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图8所示，电芯81为卷芯，换热片82置于电芯82偏离中心的位置。
本实用新型的电池模组的具体实施例9，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：如图9所示，电芯91为圆柱形的卷芯，换热片92为圆柱状，且中心设有隔板97，换热片92设置在电芯91中间。
本实用新型的电池模组的具体实施例10，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：加热装置为燃气加热器。
本实用新型的电池模组的具体实施例11，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：换热管路将换热片串联起来，通过热胀冷缩来促进换热介质的流动。
本实用新型的电池模组的具体实施例12，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：冷却装置为表冷器。
本实用新型的电池模组的具体实施例13，与本实用新型的电池模组的具体实施例1的区别仅在于：换热装置为空调。
本实用新型的车辆的具体实施例，所述车辆包括车体和为车体提供电能的电池模组，所述电池模组与本实用新型的电池模组的具体实施例1-13中任一项所述的电池模组相同，不再赘述。
本实用新型的电池的具体实施例，所述电池与本实用新型的电池模组的具体实施例1-13中任一项所述的电池相同，不再赘述。
本实用新型的换热片的具体实施例，所述换热片与本实用新型的电池模组的具体实施例1-13中任一项所述的换热片相同，不再赘述。
Claims (26)
1.一种电池，包括电芯，其特征在于：所述电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述换热通道为蛇形。
4.根据权利要求1或2或3所述的电池，其特征在于：所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间。
5.根据权利要求1或2或3所述的电池，其特征在于：所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间。
6.根据权利要求1或2或3所述的电池，其特征在于：所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内。
7.根据权利要求1或2或3所述的电池，其特征在于：所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板。
8.电池模组，包括若干个电池，电池包括电芯，其特征在于：所述电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道。
10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述换热通道为蛇形。
11.根据权利要求8或9或10所述的电池模组，其特征在于：所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间。
12.根据权利要求8或9或10所述的电池模组，其特征在于：所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间。
13.根据权利要求8或9或10所述的电池模组，其特征在于：所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内。
14.根据权利要求8或9或10所述的电池模组，其特征在于：所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板。
15.根据权利要求8或9或10所述的电池模组，其特征在于：所述介质流入口和介质流出口之间设有换热管路，所述换热管路上设有驱动换热介质流动的泵及用于加热和冷却换热介质的换热装置。
16.车辆，包括车体和为车体提供电能的电池模组，电池模组包括若干个电池，电池包括电芯，其特征在于：所述电芯内设有用于调节电芯温度的换热片，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口。
17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于：所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道。
18.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于：所述换热通道为蛇形。
19.根据权利要求16或17或18所述的车辆，其特征在于：所述电芯为叠片电芯，所述换热片置于电芯叠片之间。
20.根据权利要求16或17或18所述的车辆，其特征在于：所述电芯包括至少两个卷芯，所述换热片置于相邻的两卷芯之间。
21.根据权利要求16或17或18所述的车辆，其特征在于：所述电芯包括卷芯，所述换热片置于卷芯内。
22.根据权利要求16或17或18所述的车辆，其特征在于：所述电池为圆柱状，所述换热片置于电芯中间，且换热片内设有用于使换热片形成换热通道的隔板。
23.根据权利要求16或17或18所述的车辆，其特征在于：所述介质流入口和介质流出口之间设有换热管路，所述换热管路上设有驱动换热介质流动的泵及用于加热和冷却换热介质的换热装置。
24.换热片，其特征在于：所述换热片具有用于设置在电芯内以与电芯之间进行热交换的换热面，所述换热片中设有供换热介质通过的换热通道，换热通道一端设有供换热介质流入的介质流入口，另一端设有供换热介质流出的介质流出口。
25.根据权利要求24所述的换热片，其特征在于：所述换热片为空心结构，换热片中的腔室构成所述换热通道。
26.根据权利要求24所述的换热片，其特征在于：所述换热通道为蛇形。
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2017
- 2017-12-14 CN CN201721741953.9U patent/CN207994004U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Address after: 450061 Yudao Road, Guancheng District, Zhengzhou City, Henan Province Patentee after: Yutong Bus Co.,Ltd. Address before: 450016 Yutong Industrial Zone, eighteen Li River, Henan, Zhengzhou Patentee before: ZHENGZHOU YUTONG BUS Co.,Ltd. |