CN208507896U - 电池热管理系统、蓄电池及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池热管理系统、蓄电池及汽车，涉及电池热管理技术领域。所述系统包括蒸发机、电池模组及电池箱体；蒸发机及电池模组设置在电池箱体内，电池模组设置在蒸发机四周，电池模组与蒸发机之间形成有供气体流动的通道；蒸发机用于对气体进行升温或降温，并通过通道将升温或降温后的气体输送到电池模组，通过电池模组中的空隙，对安装于电池模组中的电池电芯进行热管理。本申请将蒸发机及电池模组集成在电池箱体内，通过蒸发机对电池模组进行热管理，使电池模组的耐候性、安全性和可靠性大大提高。

Description

电池热管理系统、蓄电池及汽车

技术领域

本申请涉及电池热管理领域，具体而言，涉及一种电池热管理系统、蓄电池及汽车。

背景技术

目前，随着纯电动汽车及混合动力汽车的不断推广，作为电动汽车的核心部件，汽车动力电池的性能直接关系到电动汽车电机的使用性能、续航能力及运行的安全性、可靠性等；

现有的电动汽车电池包存在能量密度低，耐候性差等问题，其电池模组在充放电过程中由于升温，会使电池模组内温度过高或电芯单体之间温差较大，影响电池模组工作的安全性。另一方面，当电池模组在寒冷环境中工作时，过低的环境温度也可能对电池性能造成不良影响。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种电池热管理系统、蓄电池及汽车。

第一方面，本申请实施例提供一种电池热管理系统，所述系统包括蒸发机、电池模组及电池箱体；

所述蒸发机及所述电池模组设置在所述电池箱体内，所述电池模组设置在所述蒸发机四周，所述电池模组与所述蒸发机之间形成有供气体流动的通道；

所述蒸发机用于对所述气体进行升温或降温，并通过所述通道将升温或降温后的气体输送到所述电池模组，通过所述电池模组中的空隙，对安装于所述电池模组中的电池电芯进行热管理。

可选地，所述蒸发机包括底座及设置在所述底座上的风扇、加热组件、冷却组件：

所述蒸发机通过所述底座与所述电池箱体固定；

所述风扇设置在所述加热组件与所述冷却组件之间，用于将经所述加热组件加热处理后的气体或经所述冷却组件冷却处理后的气体送入所述电池模组与所述蒸发机之间形成的通道。

可选地，所述加热组件包括外壳及设置在所述外壳内部的多层网状芯体，所述网状芯体在被加热时对所述网状芯体周围的气体进行加热处理。

可选地，所述冷却组件包括本体、冷却管及接口：

所述本体上设置有第一开口及第二开口；

所述冷却管包括第一管路及第二管路，所述第一管路的一端与所述第一开口连接，所述第二管路的一端与所述第二开口连接；

所述第一管路及第二管路的另一端与所述接口连接，其中，所述接口还与外部空调系统连接，所述外部空调系统用于提供冷媒；

所述第一管路、第二管路及本体形成供所述冷媒传递的回路。

可选地，所述蒸发机还包括上盖及支撑柱；

所述支撑柱设置在所述上盖与所述底座之间，在所述上盖与所述底座之间形成用于容置所述风扇、加热组件及冷却组件的容置空间。

可选地，所述蒸发机还包括设置在所述加热组件、冷却组件与上盖之间，用于隔热的密封垫。

可选地，所述电池模组包括蛇形设置的导热隔板，所述导热隔板将所述电池模组的内腔分隔成多个通道，所述多个通道使所述气体在所述电池模组的内腔中流动。

第二方面，本申请实施例还提供一种蓄电池，所述蓄电池包括电池电芯及上面实施例中所述的电池热管理系统；

所述电池电芯设置在所述电池热管理系统中的电池模组内，由所述电池热管理系统对所述电池电芯进行热管理。

第三方面，本申请实施例还提供一种汽车，所述汽车包括空调系统及上面实施例中所述的蓄电池；

所述空调系统为所述蓄电池提供用于对气体进行冷却处理的冷媒

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的电池热管理系统、蓄电池及汽车，将蒸发机及电池模组集成在电池箱体内，通过蒸发机对电池模组进行热管理，使电池模组的耐候性、续航能力、安全性和可靠性大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电池热管理系统的结构示意图。

图2为图1所示的蒸发机的结构示意图；

图3为图2所示的加热组件的结构示意图；

图4为图2所示的冷却组件的结构示意图；

图5为图1所示的电池模组的结构示意图。

图标：1-电池热管理系统；11-蒸发机；12-电池模组；13-电池箱体；14-通道；111-底座；112-风扇；113-加热组件；114-冷却组件；115-上盖；116-支撑柱；117-密封垫；121-导热隔板；122-通道；1131-外壳；1132-网状芯体；1141-本体；1142-冷却管；1143-接口；1141a-第一开口；1141b-第二开口；1141c-流道；1142a-第一管路；1142b-第二管路；。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

申请人发现，目前现有的汽车电池包的热管理方式多为自然冷却，或在电池包内增加用于使空气流通的风扇，其热管理效果不是很理想，限制了电池性能，从而对汽车的动力性能造成一定的影响。

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，申请人经过研究提供了下面实施例给出的解决方案。

请参照图1，是本申请实施例提供的电池热管理系统1的结构示意图。

所述系统包括蒸发机11、电池模组12及电池箱体13；

所述蒸发机11及所述电池模组12设置在所述电池箱体13内，所述电池模组12设置在所述蒸发机11四周，所述电池模组12与所述蒸发机11之间形成有供气体流动的通道14；

所述蒸发机11用于对所述气体进行升温或降温，并通过所述通道14将升温或降温后的气体输送到所述电池模组12，通过所述电池模组12中的空隙，对安装于所述电池模组12中的电池电芯进行热管理。

在本实施例中，作为一种可选的实施方式，所述蒸发机11可以设置在所述电池箱体13的中央，多个所述电池模组12成排地设置在所述蒸发机11四周，并在所述蒸发机11与所述电池模组12之间形成T形通道14。所述蒸发机11对所述气体进行升温或降温处理，并将处理后的气体通过所述T形通道14的横部输送给所述电池模组12，所述气体通过所述电池模组12中的空隙后，再从所述T形通道14的竖部返回到所述蒸发机11，从而形成气体流动的循环，使循环的气流不断地对设置在所述电池模组12中的电池电芯进行升温或降温的热管理。

需要说明的是，所述蒸发机11与所述电池模组12的具体设置方式还可以有多种，例如，所述电池模组12成“回”字形设置在所述蒸发机11四周等，所述电池箱体13内设置的电池模组12及蒸发机11的数量、设置方式在此不作具体限定。

可选地，所述电池箱体13还可以包括连接部件或连接接口，用于使所述电池箱体13与车载装置连接。所述电池箱体13还可以包括箱盖(图中未标出)，用于对设置于所述箱体内的蒸发机11及电池模组12形成保护，或形成密封空间。上述气体作为用于对所述电池模组12进行热管理的热管理介质，可以是空气，也可以是通入密闭电池箱体13内的惰性气体，如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)等，在此不做具体限定。

请参照图2，是图1所示的蒸发机11的结构示意图。

所述蒸发机11包括底座111及设置在所述底座111上的风扇112、加热组件113、冷却组件114：

所述蒸发机11通过所述底座111与所述电池箱体13固定；

所述风扇112设置在所述加热组件113与所述冷却组件114之间，用于将经所述加热组件113加热处理后的气体或经所述冷却组件114冷却处理后的气体送入所述电池模组12与所述蒸发机11之间形成的通道14。

在本实施例中，所述蒸发机11中同时包含加热组件113及冷却组件114，其中，所述加热组件113可以是PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器，所述冷却组件114可以是冷凝器。当电芯温度过高时，所述冷却组件114工作，对所述冷却组件114周围的气体进行冷却处理；当环境温度过低时，所述加热组件113工作，对所述加热组件113周围的气体进行加热处理。所述风扇112工作时，使经加热处理或冷却处理后的气体形成气流，并输出到所述电池模组12与所述蒸发机11之间形成的通道14，对所述电池模组12进行热管理。

所述蒸发机11还包括上盖115及支撑柱116；

所述支撑柱116设置在所述上盖115与所述底座111之间，在所述上盖115与所述底座111之间形成用于容置所述风扇112、加热组件113及冷却组件114的容置空间。

所述蒸发机11还包括设置在所述加热组件113、冷却组件114与上盖115之间，用于隔热的密封垫117。

在本实施例中，在所述上盖115与所述底座111之间，由所述支撑柱116支撑起一个容置空间，用于容置所述风扇112、加热组件113及冷却组件114，所述上盖115及所述底座111用于对容置于其中的风扇112、加热组件113及冷却组件114形成保护。

可选地，所述底座111还包括与所述电池箱体13中设置的安装槽匹配的连接部件，用于使所述蒸发机11固定安装在所述电池箱体13内。

所述密封垫117使所述加热组件113、冷却组件114与所述上盖115分隔开，用于隔热，提高所述加热组件113的加热性能及所述冷却组件114的冷却性能，避免热量流失。

请参照图3，是图2所示的加热组件113的结构示意图。

所述加热组件113包括外壳1131及设置在所述外壳1131内部的多层网状芯体1132，所述网状芯体1132在被加热时对所述网状芯体1132周围的气体进行加热处理。

在本实施例中，所述加热组件113的加热芯体采用多层的网状结构，增加了气体与所述加热组件113的接触面积，散热量大，对所述网状芯体1132周围的气体的加热效果更佳。可选地，所述网状芯体1132可采用铝或铝合金材料制成，使所述加热组件113发热迅速，并且使所述加热组件113的结构更加紧凑，由于铝制材料本身的抗氧化性，使所述加热组件113的使用寿命延长。

请参照图4，是图2所示的冷却组件114的结构示意图。

所述冷却组件114包括本体1141、冷却管1142及接口1143：

所述本体1141上设置有第一开口1141a及第二开口1141b；

所述冷却管1142包括第一管路1142a及第二管路1142b，所述第一管路1142a的一端与所述第一开口1141a连接，所述第二管路1142b的一端与所述第二开口1141b连接；

所述第一管路1142a及第二管路1142b的另一端与所述接口1143连接，其中，所述接口1143还与外部空调系统连接，所述外部空调系统用于提供冷媒；

所述第一管路1142a、第二管路1142b及本体1141形成供所述冷媒传递的回路。

在本实施例中，所述冷却组件114过接口1143调系统连接，接收由所述外部空调系统送入的冷媒(冷却媒介，或称冷却介质)，所述冷媒可以是冷却液，也可以是经过制冷后的空气等。所述本体1141第一开口1141a及第二开口1141b，其中，所述第一开口1141a可以是冷媒输入口，所述第二开口1141b可以是冷媒输出口。所述冷却管1142包括第一管路1142a及第二管路1142b，其中，所述第一管路1142a可以是冷媒输入管路，所述第二管路1142b可以是冷媒输出管路。由所述外部空调系统供给的冷媒经过所述接口1143流入所述冷媒输入管路，再经所述冷媒输入口流入所述本体1141，经过所述本体1141并吸收所述本体1141周围的热量后温度升高，从所述冷媒输出口流出，通过所述冷媒输出管路及所述接口1143后，返回到所述外部空调系统，由所述外部空调系统对升温的冷媒进行再次降温，使冷媒在所述冷却组件114中循环，由此达成所述冷却组件114的持续冷却降温功能。

需要说明的是，上述实施例中描述的内容仅是本申请的一种实施方式，本申请还可以有其他的实施方式，例如，上述第一开口1141a及第二开口1141b、第一管路1142a及第二管路1142b可以为多个，以增大冷媒的循环量。所述第一开口1141a也并非是特指冷媒输入口，也可以将所述第二开口1141b设置为冷媒输入口，同理，其余的开口或管路的设置也可以做类似的改变。

可以理解的是，上述“第一”、“第二”等词语仅是为了区分冷媒输入管路、输入口或冷媒输出管路、输出口，为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有一定的相对重要性，因此不能理解为对本申请的限制。

所述冷却组件114的本体1141还包括多个流道1141c，用于使所述冷媒在所述流道1141c内部流动，对所述流道1141c外部的气体进行冷却处理。

在本实施例中，所述本体1141内设置多个流道1141c，增大了所述气体与所述本体1141的接触面积，提高冷却处理的效果。

请参照图5，是图1所示的电池模组12的结构示意图。

所述电池模组12包括蛇形设置的导热隔板121，所述导热隔板121将所述电池模组12的内腔分隔成多个通道122，所述多个通道122使所述气体在所述电池模组12的内腔中流动。

在本实施例中，上述电池电芯可以设置在所述内腔中。除由所述导热隔板121分隔出的通道122以外，所述导热隔板121也可以是包含通孔的导热扁管，通过向所述导热扁管的通孔内通入热管理介质，与所述通道122中的气体同时对所述电池模组12进行热管理，进一步提高对所述电池模组12的热管理效果。

可选地，所述导热隔板121也可以由铝或铝合金材料制成，所述导热隔板121呈蛇形(或称波浪形)设置，增大了所述导热隔板121与每个电池电芯的接触面积，能够有效地吸收所述电池电芯充放电过程中产生的热量，并通过流经所述通道122内的气体带出到所述电池模组12外。若所述电池电芯在寒冷环境下工作，所述通道122内的气体还用于对所述电池电芯进行加热。另一方面，所述导热隔板121还用于对所述电池电芯进行隔离，若发生单体电芯温度失控，使某个单体电芯损坏的情况时，该单体电芯的喷爆物不会引起相邻电芯产生连锁反应，从而破坏电池模组12，减少了电芯的破坏力及破坏损失，使电池模组12的安全性和可靠性大大提高。

本申请实施例提供的电池热管理系统，将蒸发机及电池模组集成在电池箱体内，通过蒸发机对电池模组进行热管理，使电池模组的耐候性、续航能力、安全性和可靠性大大提高。

本申请实施例还提供一种蓄电池，所述蓄电池包括电池电芯及上面实施例中所述的电池热管理系统1。

所述电池电芯设置在所述电池热管理系统1中的电池模组12内，由所述电池热管理系统1对所述电池电芯进行热管理。

本申请实施例还提供一种汽车，所述汽车包括空调系统及上面实施例中所述的蓄电池。

所述空调系统为所述蓄电池提供用于对气体进行冷却处理的冷媒。

综上所述，本申请实施例提供的电池热管理系统、蓄电池及汽车，采用车载的空调系统为所述电池热管理系统提供用于对气体进行冷却处理的冷媒，使所述热管理系统不需要增加额外的冷媒冷却处理装置，在保证热管理性能的同时简化了所述热管理系统的结构，方便安装。所述电池热管理系统对所述蓄电池进行热管理，提高了所述蓄电池的耐候性、安全性和可靠性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池热管理系统，其特征在于，所述系统包括蒸发机、电池模组及电池箱体；

所述蒸发机及电池模组设置在所述电池箱体内，所述电池模组设置在所述蒸发机四周，所述电池模组与所述蒸发机之间形成有供气体流动的通道；

所述蒸发机用于对所述气体进行升温或降温，并通过所述通道将升温或降温后的气体输送到所述电池模组，通过所述电池模组中的空隙，对安装于所述电池模组中的电池电芯进行热管理。

2.如权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述蒸发机包括底座及设置在所述底座上的风扇、加热组件、冷却组件：

所述蒸发机通过所述底座与所述电池箱体固定；

所述风扇设置在所述加热组件与所述冷却组件之间，用于将经所述加热组件加热处理后的气体或经所述冷却组件冷却处理后的气体送入所述电池模组与所述蒸发机之间形成的通道。

3.如权利要求2所述的电池热管理系统，其特征在于，所述加热组件包括外壳及设置在所述外壳内部的多层网状芯体，所述网状芯体在被加热时对所述网状芯体周围的气体进行加热处理。

4.如权利要求3所述的电池热管理系统，其特征在于，所述冷却组件包括本体、冷却管及接口：

所述本体上设置有第一开口及第二开口；

所述冷却管包括第一管路及第二管路，所述第一管路的一端与所述第一开口连接，所述第二管路的一端与所述第二开口连接；

所述第一管路及第二管路的另一端与所述接口连接，其中，所述接口还与外部空调系统连接，所述外部空调系统用于提供冷媒；

所述第一管路、第二管路及本体形成供所述冷媒传递的回路。

5.如权利要求4所述的电池热管理系统，其特征在于，所述冷却组件的本体还包括多个流道，用于使所述冷媒在所述流道内部流动，对所述流道外部的气体进行冷却处理。

6.如权利要求5所述的电池热管理系统，其特征在于，所述蒸发机还包括上盖及支撑柱；

所述支撑柱设置在所述上盖与所述底座之间，在所述上盖与所述底座之间形成用于容置所述风扇、加热组件及冷却组件的容置空间。

7.如权利要求6所述的电池热管理系统，其特征在于，所述蒸发机还包括设置在所述加热组件、冷却组件与上盖之间，用于隔热的密封垫。

8.如权利要求1所述的电池热管理系统，其特征在于，所述电池模组包括蛇形设置的导热隔板，所述导热隔板将所述电池模组的内腔分隔成多个通道，所述多个通道使所述气体在所述电池模组的内腔中流动。

9.一种蓄电池，其特征在于，所述蓄电池包括电池电芯及权利要求1-8中任意一项所述的电池热管理系统；

所述电池电芯设置在所述电池热管理系统中的电池模组内，由所述电池热管理系统对所述电池电芯进行热管理。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括空调系统及权利要求9中所述的蓄电池；

所述空调系统为所述蓄电池提供用于对气体进行冷却处理的冷媒。