CN209691901U - 汽车动力电池温度控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车动力电池温度控制设备，包括动力电池、平板热管和液冷板，所述动力电池包括电池正面和电池侧面，所述平板热管包蒸发区和冷凝区，所述蒸发区通过导热介质贴合在电池正面，所述冷凝区通过导热介质贴合在电池侧面，所述液冷板与冷凝区背离电池侧面的一侧接触。上述平板热管由于其蒸发区和冷凝区分别与电池正面和电池侧面贴，加之液冷板与冷凝区背离电池侧面的一侧接触，使得动力电池、平板热管和液冷板组成的结构比较紧凑。这样有利于使整个温度控制设备占用空间较少。同时，也有利于提高散热效果。

Description

汽车动力电池温度控制设备

技术领域

本实用新型涉及温控设备，特别是涉及汽车动力电池温度控制设备。

背景技术

随着能源危机的加重，新能源的开发和广泛应用，纯电动汽车在运行过程中无污染排放、经济效率高，引起世界各国的广泛重视。电池内部化学反应迅速，会产生大量的热。尤其是在快速充电、爬坡、加速等工况下，电池充、放电倍率较高，短时间内会产生大量的热。而温度过高不仅不利于电池正常工作，甚至可能发生热失控，出现燃烧爆炸的情况。因而为了满足电动汽车正常使用的需求，控制电池的工作范围，延长电池的使用寿命，增大车辆运行的安全性，电动汽车的动力电池温度控制系统作为汽车的热管理系统一部分，是不可或缺的。

通过冷板对电池经行散热的方式可以将冷板布置在电池底部，或是用冷板将动力电池缠绕起来。还可以利用热管极强的导热能力，将热管与冷板结合，将电池产生的热量带走。但是传统的温控设备，冷板和热管的布置方式不够合理，占用空间较大，降低了电池包整体的能量密度，且散热效果较差。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的温控设备占用空间较大且散热效果较差的问题，提供一种汽车动力电池温度控制设备。

一种汽车动力电池温度控制设备，包括动力电池、平板热管和液冷板，所述动力电池包括电池正面和电池侧面，所述平板热管包蒸发区和冷凝区，所述蒸发区通过导热介质贴合在电池正面，所述冷凝区通过导热介质贴合在电池侧面，所述液冷板与冷凝区背离电池侧面的一侧接触。

上述平板热管由于其蒸发区和冷凝区分别与电池正面和电池侧面贴合，加之液冷板与冷凝区背离电池侧面的一侧接触，使得动力电池、平板热管和液冷板组成的结构比较紧凑。这样有利于使整个温度控制设备占用空间较少。同时，也有利于提高散热效果。

在其中一个实施例中，所述动力电池为立方体形状，所述蒸发区的高度以及冷凝区的高度均高于动力电池的高度，所述蒸发区的长度小于动力电池的长度。

在其中一个实施例中，所述汽车动力电池温度控制设备还包括正面温度传感器、侧面温度传感器、泵和控制单元，所述正面温度传感器与电池正面接触，所述侧面温度传感器与电池侧面接触，所述正面温度传感器和侧面温度传感器分别与所述控制单元相连，所述泵与所述液冷板通过管道相连，所述泵与所述控制单元相连。

在其中一个实施例中，所述汽车动力电池温度控制设备还包括电池箱体，所述动力电池、平板热管、液冷板、正面温度传感器和侧面温度传感器设置在所述电池箱体内部，所述泵和控制单元设置在所述电池箱体的外部。

在其中一个实施例中，所述平板热管的内部具有工质流动通道，所述工质流动通道为棋格状。

在其中一个实施例中，所述平板热管为吹胀式平板热管。

在其中一个实施例中，所述动力电池为方形电池、方形软包电池或者方形的柱状电池模组。

在其中一个实施例中，所述液冷板为水冷板。

在其中一个实施例中，所述水冷板为吹胀式水冷板。

在其中一个实施例中，所述汽车动力电池温度控制设备还包括夹持装置，所述夹持装置使动力电池、平板热管和液冷板的对应区域紧密接触。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的汽车动力电池温度控制设备的示意图。

图2为图1中的动力电池和平板热管之间的配合关系的示意图。

图3为图1中的平板热管的蒸发区和冷凝区的示意图。

图4为本实用新型的实施例的汽车动力电池温度控制设备的控制单元实现温度控制的流程图。

图5为本实用新型的实施例的汽车动力电池温度控制设备的工作流程示意图。

图6为本实用新型的实施例的平板热管内部的工质流动通道为棋格状的示意图。

图7为本实用新型的实施例的棋格状的工质流动通道的截面图。

其中：

1、动力电池 1a、电池正面 1b、电池侧面

2、电极 3、正面温度传感器 4、平板热管

4a、蒸发区 4b、冷凝区 5、导热硅脂 6、侧面温度传感器

7、水冷板 8、水泵 9、控制单元

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种汽车动力电池温度控制设备。该设备包括动力电池1、平板热管4和液冷板，所述动力电池1包括电池正面1a和电池侧面1b，所述平板热管4包蒸发区4a和冷凝区4b，所述蒸发区4a通过导热介质贴合在电池正面1a，所述冷凝区通过导热介质贴合在电池侧面1b，所述液冷板与冷凝区背离电池侧面1b的一侧接触。

需要说明的是，如果动力电池1为方形。则平板热管4的蒸发区4a和冷凝区4b相互之间基本成90度夹角。平板热管4整体成L形状。

上述平板热管4由于其蒸发区4a和冷凝区4b分别与电池正面1a和电池侧面1b贴合，加之液冷板与冷凝区4b背离电池侧面1b的一侧接触，使得动力电池1、平板热管4和液冷板组成的结构比较紧凑。这样有利于使整个温度控制设备占用空间较少。同时，也有利于提高散热效果。通过平板热管4强化了动力电池1与液冷板之间的热量交换，同时，上述设置方式，可简化液冷板结构。通过平板热管4和液冷板的结构分布，使设备既具备均温功能，也具备散热功能。

装配时，平板热管4的蒸发区4a涂抹导热硅脂5后嵌入到各个动力电池1单元之间并夹紧。之后，进行电池电极2间的连线，保证连线不高过平板热管4蒸发区4a的高度即可。平板热管4的冷凝区涂抹导热硅脂5后与液冷板通过夹持装置紧密接触。通过夹持装置，使得液冷板、平板热管4和动力电池1表面紧密接触，尽可能减少接触热阻。上述夹持装置可以使用现有的各种夹持装置，例如，夹持装置可以是在动力电池箱体与动力电池1之间加设的弹簧组件，该弹簧组件可以给平板热管4和动力电池1一个沿着宽度方向的压力。

本实施例中，结合图1和图3所示，所述动力电池1为立方体形状，所述蒸发区4a的高度以及冷凝区的高度均高于动力电池1的高度，蒸发区4a的长度小于动力电池1的长度。这样设置，保证均温性能的同时，不破坏电池紧凑的空间结构。进一步的是，所述蒸发区4a的高度以及冷凝区的高度比动力电池1的高度大2cm-3cm，蒸发区4a的长度比动力电池的长度少1cm-2cm。

本实施例中，所述汽车动力电池1温度控制设备还包括正面温度传感器3、侧面温度传感器6、泵和控制单元9，所述正面温度传感器3与电池正面1a接触，所述侧面温度传感器6与电池侧面1b接触，所述正面温度传感器3和侧面温度传感器6分别与所述控制单元9相连，所述泵与所述液冷板通过管道相连，所述泵与所述控制单元9相连。上述设置方式，有利于实现温度的精细调控。

需要说明的是，上述泵可以是水泵8，相应的，液冷板为水冷板7。具体使用时，可设置储水装置，例如水箱。水泵8将储水装置中的冷水输入水冷板7中，水冷板7的热水流出，经过散热回到储水装置中，从而构成水循环的回路。上述控制单元9可以使用单片机。单片机作为车用ECU的一部分，负责温度控制中的逻辑控制。单片机可用型号如SPC56PowerArchitecture等。

工作时，如图4和图5所示，正面温度传感器3和侧面温度传感器6采集温度信号传递给控制单元9。如果电池温度未超过设定的阈值温度，则泵不开启或降低转速。如果电池温度超过阈值温度，则控制单元9根据温度值来控制泵的转速，用以调整流入电池包的冷量。在泵工作后，仍继续获取电池温度，进而用电池温度来调整泵的转速，形成闭环控制。

进一步的是，动力电池1的热量通过各部件进行传导，最终被冷却液带走。水冷板7的温度比动力电池1低，平板热管4的正面的蒸发区4a在吸热后，液态工质蒸发，流动到侧面冷凝区4b进行冷凝，其热量会向水冷板7传递。电池温度通过温度传感器传递至控制单元9，控制单元9通过控制泵的转速，进而对流入电池包的冷量进行控制。

本实施例中，所述汽车动力电池1温度控制设备还包括电池箱体，所述动力电池1、平板热管4、液冷板、正面温度传感器3和侧面温度传感器6设置在所述电池箱体内部，所述泵和控制单元9设置在所述电池箱体的外部。

本实施例中，如图6和图7所示，所述平板热管4的内部具有工质流动通道，所述工质流动通道为棋格状。棋格状即呈多个格子的阵列形状。上述棋格状的工质流动通道可为毛细结构，以供工质流动使用。

本实施例中，所述平板热管4为吹胀式平板热管4。可以理解，平板热管4也可以是其他类型的平板热管4，只要具备上述功能即可。

本实施例中，所述动力电池1为方形电池、方形软包电池或者方形的柱状电池模组。

本实施例中，所述水冷板7为吹胀式水冷板7。可以理解，水冷板7也可以是其它类型的水冷板7，只要具备上述功能即可。

本实施例中，所述导热介质为导热硅脂5。可以理解，上述导热介质也可以是其它类型的导热介质。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车动力电池温度控制设备，包括动力电池、平板热管和液冷板，所述动力电池包括电池正面和电池侧面，所述平板热管包蒸发区和冷凝区，其特征在于，所述蒸发区通过导热介质贴合在电池正面，所述冷凝区通过导热介质贴合在电池侧面，所述液冷板与冷凝区背离电池侧面的一侧接触。

2.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述动力电池为立方体形状，所述蒸发区的高度以及冷凝区的高度均高于动力电池的高度，所述蒸发区的长度小于动力电池的长度。

3.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述汽车动力电池温度控制设备还包括正面温度传感器、侧面温度传感器、泵和控制单元，所述正面温度传感器与电池正面接触，所述侧面温度传感器与电池侧面接触，所述正面温度传感器和侧面温度传感器分别与所述控制单元相连，所述泵与所述液冷板通过管道相连，所述泵与所述控制单元相连。

4.根据权利要求3所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述汽车动力电池温度控制设备还包括电池箱体，所述动力电池、平板热管、液冷板、正面温度传感器和侧面温度传感器设置在所述电池箱体内部，所述泵和控制单元设置在所述电池箱体的外部。

5.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述平板热管的内部具有工质流动通道，所述工质流动通道为棋格状。

6.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述平板热管为吹胀式平板热管。

7.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述动力电池为方形电池、方形软包电池或者方形的柱状电池模组。

8.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述液冷板为水冷板。

9.根据权利要求8所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述水冷板为吹胀式水冷板。

10.根据权利要求1所述的汽车动力电池温度控制设备，其特征在于，所述汽车动力电池温度控制设备还包括夹持装置，所述夹持装置使动力电池、平板热管和液冷板的对应区域紧密接触。