CN209948000U - 一种车辆动力电池的集成温控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及权一种车辆动力电池的集成温控装置，包括温控机构及用于存放电池包的箱体，其特征在于，所述箱体包括盖板及电池罩，所述电池罩与所述盖板上下盖合形成密闭空间，所述电池包包括若干个集成化排列的单体电池，所述单体电池均周向环设有若干根金属针，所述金属针向上延伸与所述盖板相连，所述温控机构包括覆于所述盖板上的灌注有温控液的温控箱及设于所述单体电池间的温度传感器。本实用新型提供一种节能、结构简单，安全性能性能高，可实现均衡加热冷却，利用温控机构可同时实现动力电池的低温加热及高温冷却且有效控制每个单体电池温度的车辆动力电池集成温控装置及其控制方法。

Description

一种车辆动力电池的集成温控装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池包技术，尤其是涉及一种对车辆动力电池的集成温控装置等结构的改良。

背景技术

动力电池的温度会影响电池工作效率和安全性，应保证电池工作在适宜的温度范围内。目前，动力电池的低温加热可通过加热膜或加热板来实现。加热膜附在动力电池组的上表面，此种方式加热效率高，但其内部布线复杂，且由于加热膜附在电池上表面，加热膜加热失控时的高温易造成动力电池损毁，安全性较差；加热板安装在动力电池组成的电池箱下，其结构简单，但导热效率低，质量和体积较大，也可能发生加热失控现象。动力电池的高温冷却目前可通过空气冷却、液体冷却、相变冷却等方式实现。利用液体、相变材料等介质冷却时热量传递效率高，但结构复杂，需要适当的管路连接和布置，维修复杂，空气冷却并不能保证电芯的温度一致性。动力电池的温度控制通常分为低温加热和高温冷却两个部分，占用空间相对较大。现如今随着动力电池的应用日益广泛，在结构、成本和安全性等方面的要求越来越高，需要对进行设计。

发明内容

本实用新型主要解决现有技术所存在的结构复杂、安全性能差、低温加热及高温冷却需要不同装置实现等的技术问题，提供一种节能、结构简单，安全性能性能高，可实现均衡加热冷却，利用温控机构可同时实现动力电池的低温加热及高温冷却且有效控制每个单体电池温度的车辆动力电池集成温控装置及其控制方法。

为了解决上述技术问题实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种车辆动力电池的集成温控装置，包括温控机构及用于存放电池包的箱体，其特征在于，所述的箱体包括盖板及电池罩，所述的电池罩与所述的盖板上下盖合形成密闭空间，所述的电池包包括若干个集成化排列的单体电池，所述的单体电池均周向环设有若干根金属针，所述的金属针向上延伸与所述的盖板相连，所述的温控机构包括覆于所述的盖板上的灌注有温控液的温控箱及设于所述的单体电池间的温度传感器，所述的温控箱的底部通过高温熔化阻燃材料相连有若干个所述的箱体，所述的温控箱两端分别设有温控液进管及温控液出管，所述的温控液进管与所述的温控液出管均与压缩机相连，所述的温度传感器与设有温度上限值与温度下限值的控制模块相连，所述的控制模块与所述的压缩机相连。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的电池罩均匀分割成若干个用于存放所述的电池包的宫格，任一所述的宫格内均匀填充有导热硅脂，所述的导热硅脂将所述的金属针与所述的单体电池均包裹在内。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的金属针同轴设有金属针孔，所述的金属针孔内灌注有所述的导热硅脂，所述的盖板上设有与所述的金属针孔一一对应设置的盖板通孔，所述的盖板通孔与所述的金属针孔同轴等径设置。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的盖板及所述的温控箱与所述的盖板相接端为导热材料，所述的温控箱与所述的箱体上下盖合后外侧包裹有隔热保温材料，所述的盖板与所述的箱体间涂有所述的导热硅脂。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的盖板通过紧定螺钉与所述的电池罩相连，所述的箱体通过四周包裹有所述的高温熔化阻燃材料与温控箱相连，任一所述的箱体外周向均匀插设有若干根固定杆，所述的固定杆纵向设置并一端向上延伸穿过所述的温控箱与车架相连，所述的固定杆在所述的温控箱内部分套设有套杆，所述的套杆与所述的温控箱密闭相连，所述的箱体靠近所述的盖板一端向外突出设有箱体纵向限位部，所述的固定杆的另一端横向相连有横杆，所述的横杆向所述的箱体一侧延伸并延伸至所述的箱体纵向限位部底正下方。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的高温熔化阻燃材料熔点为250℃-350℃。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的隔热保温材料厚度为2cm-4cm。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的一种改进，所述的高温熔化阻燃材料由聚苯醚8-10份，羟基聚磷酸酯3-5份，高密度聚乙烯25-27份，聚乙酰胺6-9份，碳纤维5-7份，聚氯乙烯15-18份，苯基硅油5-6份，苯胺4-7份，乙烯基三甲氧基硅烷5-6份，氢氧化铝3-5份，氢氧化镁5-7份，玻璃纤维8-10份组成。

作为本实用新型车辆动力电池的集成温控装置的控制方法的一种改进，所述的温度下限值为5℃，所述的温度上限值为40℃。

相对于现有技术，本实用新型车辆动力电池的集成温控装置具有以下有益效果：

1.使用时温度传感器检测电池包内部温度，并将检测到的电池温度与控制模块中的温度上限值及温度下限值比较，当检测到的温度低于温度下限值时，控制模块控制压缩机泵入并加热控温液，然后将加热后的温控液回流至温控箱以形成热循环，当检测温度高于下限值时，控制模块控制压缩机停止热循环，被加热后的温控液通过金属针导热至单体电池周围以提升单体电池温度，当检测到的温度高于温度上限值时，控制模块控制压缩机泵入并制冷温控液，然后将制冷后的温控液回流至温控箱以形成冷循环，当检测温度低于下限值时，控制模块控制压缩机停止冷循环，被制冷的温控液来改变金属针的温度以降低单体电池的温度，从而将单体电池的温度控制在温度上限值与温度下限值的范围内，通过同套温控机构可同时实现动力电池的低温加热及高温冷却，简化了温控机构的结构；

2.单体电池均周向环设有若干根金属针的作用是使得温控装置可以控制每个单体电池的温度以提升温控效果，增强了所有单体电池温度的一致性，且在低温加热过程中对动力电池属间接加热能避免产生热失控现象从而造成动力电池的损坏；

3.利用压缩机实现低温加热和高温冷却的作用是充分利用了车辆自身的空调系统，简化了装置的结构并实现了节能，温控液优选使用氟利昂，当动力电池需要低温加热时往往外部环境温度是比较低的，此时车辆需要将氟利昂制热打热空调，这样集成温控装置就可以充分利用被制热的氟利昂对动力电池进行低温加热，当动力电池需要高温冷却时往往外部环境温度是比较高的，此时车辆需要将氟利昂制冷打冷空调，这样集成温控装置就可以充分利用被制冷的氟利昂对动力电池进行高温冷却；

4.电池罩均匀分割成若干个用于存放电池包的宫格，任一宫格内均匀填充有导热硅脂，导热硅脂将金属针与单体电池均包裹在内的作用是在低温加热或者高温冷却过程中减少金属针与单体电池间的传导损耗从而增强温控效果；

5.金属针同轴设有金属针孔，金属针孔内灌注有导热硅脂，盖板上设有与金属针孔一一对应设置的盖板通孔，盖板通孔与金属针孔同轴等径设置作用是减少金属针与单体电池间的传动损耗从而增强温控效果；

6.盖板及温控箱与盖板相接端为导热材料，盖板与箱体间涂有导热硅脂的作用是在低温加热时充分将热量传导至金属针上，在高温冷却时充分对金属针进行冷却，温控箱与箱体上下盖合后外侧包裹有隔热保温材料的作用是在低温加热时避免内部热量散失，在高温冷却时避免外部热量传导至箱体与温控箱内从而降低冷却效果；

7.箱体通过四周包裹有高温熔化阻燃材料与温控箱相连，任一箱体外周向均匀插设有若干根固定杆，固定杆纵向设置并一端向上延伸穿过温控箱与车架相连，箱体靠近盖板一端向外突出设有箱体纵向限位部，固定杆的另一端横向相连有横杆，横杆向箱体一侧延伸并延伸至箱体纵向限位部底正下的作用是可以在动力电池产生热失控的时候，高温融化了高温熔化阻燃材料，让箱体脱离温控箱，离开周边的动力电池单元的同时箱体纵向限位部掉落至横杆上避免箱体进一步下落至车外，既可以防止更大范围的热失控，也可以给乘客留够足够的逃生时间；

8.固定杆在温控箱内部分套设有套杆，套杆与温控箱密闭相连的作用是通过套杆与温控箱密闭相连，使得固定杆与温控箱隔离设置，这样即使固定杆纵向穿过也不会发生温控液泄露的情况；

9.横杆向箱体一侧延伸并延伸至箱体纵向限位部底正下方的作用一是与横杆够成上下限位在发生热失控时防止箱体进一步下落至车外，二是使得横杆与高温熔化阻燃材料充分结合，以增强箱体与温控箱之间连接稳定性；

10.箱体通过高温熔化阻燃材料与温控箱相连使得在车辆行驶过程中发生震动及在车辆受到撞击时对电池包起到缓冲作用；

11.温控箱的底部通过高温熔化阻燃材料相连有若干个所述的箱体的作用是使得温控箱与箱体间可进行随意组合，使得每个箱体都可进行模块化利用，有利于日后的回收以及维修。

因此，本实用新型具有结构简单，安全节能等特点。

附图说明

附图1是本实用新型箱体与温控箱相连的一种结构示意图；

附图2是本实用新型箱体脱落于温控箱的一种结构示意图；

附图3是本实用新型箱体与温控箱相连的一种B处局部放大图；

附图4是本实用新型箱体的一种剖视图；

附图5是本实用新型箱体的一种A出局部放大图；

附图6是本实用新型电池罩的一种主视图；

附图7是本实用新型电池罩的一种俯视图；

附图8是本实用新型电池罩与电池包装配的一种示意图；

附图9是本实用新型盖板与金属针相连的一种俯视图；

附图10是本实用新型盖板与金属针相连的一种主视图；

附图11是本实用新型箱体的一种装配示意图；

附图12是本实用新型的一种线路示意图。

图中件号说明：1.盖板、2.电池罩、3.单体电池、4.金属针、5.温控箱、6.温度传感器、7.高温熔化阻燃材料、8.温控液进管、9.温控液出管、10.压缩机、11.控制模块、12.宫格、13.导热硅脂、14.紧定螺钉、15.固定杆、16.车架、17.套杆、18.箱体纵向限位部、19.横杆、20.箱体、21.隔热保温材料。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述到的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

实施例1：

根据图1至图12所示的一种车辆动力电池的集成温控装置，包括温控机构及用于存放电池包的箱体20，其特征在于，所述的箱体20包括盖板1及电池罩2，所述的电池罩2与所述的盖板1上下盖合形成密闭空间，所述的电池包包括若干个集成化排列的单体电池3，所述的单体电池3均周向环设有若干根金属针4，所述的金属针4向上延伸与所述的盖板1相连，所述的温控机构包括覆于所述的盖板1上的灌注有温控液的温控箱5及设于所述的单体电池3间的温度传感器6，所述的温控箱5的底部通过高温熔化阻燃材料7相连有若干个所述的箱体20，所述的温控箱5两端分别设有温控液进管8及温控液出管9，所述的温控液进管8与所述的温控液出管9均与压缩机10相连，所述的温度传感器6与设有温度上限值与温度下限值的控制模块11相连，所述的控制模块11与所述的压缩机10相连。

具体使用时温度传感器6检测电池包内部温度，并将检测到的电池温度与控制模块11中的温度上限值及温度下限值比较，当检测到的温度低于温度下限值时，控制模块11控制压缩机10泵入并加热控温液，然后将加热后的温控液回流至温控箱5以形成热循环，当检测温度高于下限值时，控制模块11控制压缩机10停止热循环，被加热后的温控液通过金属针4导热至单体电池3周围以提升单体电池3温度，当检测到的温度高于温度上限值时，控制模块11控制压缩机10泵入并制冷温控液，然后将制冷后的温控液回流至温控箱5以形成冷循环，当检测温度低于下限值时，控制模块11控制压缩机10停止冷循环，被制冷的温控液来改变金属针4的温度以降低单体电池3的温度，从而将单体电池3的温度控制在温度上限值与温度下限值的范围内，通过同套温控机构可同时实现动力电池的低温加热及高温冷却，简化了温控机构的结构。

单体电池3均周向环设有若干根金属针4的作用是使得温控装置可以控制每个单体电池3的温度以提升温控效果，增强了所有单体电池温度的一致性，且在低温加热过程中对动力电池属间接加热能避免产生热失控现象从而造成动力电池的损坏。

利用压缩机10实现低温加热和高温冷却的作用是充分利用了车辆自身的空调系统，简化了装置的结构并实现了节能，温控液优选使用氟利昂，当动力电池需要低温加热时往往外部环境温度是比较低的，此时车辆需要将氟利昂制热打热空调，这样集成温控装置就可以充分利用被制热的氟利昂对动力电池进行低温加热，当动力电池需要高温冷却时往往外部环境温度是比较高的，此时车辆需要将氟利昂制冷打冷空调，这样集成温控装置就可以充分利用被制冷的氟利昂对动力电池进行高温冷却。

箱体20通过高温熔化阻燃材料7与温控箱5相连使得在车辆行驶过程中发生震动及在车辆受到撞击时对电池包起到缓冲作用，同时也增强了电池罩强度。

温控箱5的底部通过高温熔化阻燃材料7相连有若干个所述的箱体20的作用是使得温控箱5与箱体20间可进行随意组合，使得每个箱体20都可进行模块化利用，有利于日后的回收以及维修。

实施例2：

根据图1、图2、图4、图5、图7、图8、图11所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述的电池罩2均匀分割成若干个用于存放所述的电池包的宫格12，任一所述的宫格12内均匀填充有导热硅脂13，所述的导热硅脂13将所述的金属针4与所述的单体电池3均包裹在内。

相对于实施例1，本实施例对于电池罩2做出了进一步限定，使得在低温加热或者高温冷却过程中减少金属针4与单体电池3间的传导损耗从而增强温控效果。

实施例3：

根据图1、图2、图4、图5所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述的金属针4同轴设有金属针孔，所述的金属针孔内灌注有所述的导热硅脂13，所述的盖板1上设有与所述的金属针孔一一对应设置的盖板通孔，所述的盖板通孔与所述的金属针孔同轴等径设置。

相对于实施例1，本实施例对于金属针4做出了进一步限定，以减少金属针4与单体电池3间的传动损耗从而增强温控效果。

实施例4：

根据图1及图2所示本实施例与实施例1的区别在于：所述的盖板1及所述的温控箱5与所述的盖板1相接端为导热材料，所述的温控箱5与所述的箱体20上下盖合后外侧包裹有隔热保温材料21，所述的盖板1与所述的箱体20间涂有所述的导热硅脂13。

相对于实施例1，本实施例对于温控箱5与箱体20做出了进一步限定，盖板1及温控箱5与盖板1相接端为导热材料，盖板1与箱体5间涂有导热硅脂13的作用是在低温加热时充分将热量传导至金属针4上，在高温冷却时充分对金属针4进行冷却，温控箱5与箱体20上下盖合后外侧包裹有隔热保温材料21的作用是在低温加热时避免内部热量散失，在高温冷却时避免外部热量传导至箱体20与温控箱5内从而降低冷却效果。

实施例5：

根据图8至图12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述的盖板1通过紧定螺钉14与所述的电池罩2相连，所述的箱体20通过四周包裹有所述的高温熔化阻燃材料7与温控箱5相连，任一所述的箱体20外周向均匀插设有若干根固定杆15，所述的固定杆15纵向设置并一端向上延伸穿过所述的温控箱5与车架16相连，所述的固定杆15在所述的温控箱5内部分套设有套杆17，所述的套杆17与所述的温控箱5密闭相连，所述的箱体20靠近所述的盖板1一端向外突出设有箱体纵向限位部18，所述的固定杆15的另一端横向相连有横杆19，所述的横杆19向所述的箱体20一侧延伸并延伸至所述的箱体纵向限位部18底正下方。

相对于实施例1，本实施例对于箱体20做出了进一步限定，使得在动力电池产生热失控的时候，高温融化了高温熔化阻燃材料7，让箱体20脱离温控箱5，离开周边的动力电池单元的同时箱体纵向限位部18掉落至横杆19上避免箱体20进一步下落至车外，既可以防止更大范围的热失控，也可以给乘客留够足够的逃生时间。

固定杆15在温控箱5内部分套设有套杆17，套杆17与温控箱5密闭相连的作用是通过套杆17与温控箱5密闭相连，使得固定杆15与温控箱5隔离设置，这样即使固定杆15纵向穿过也不会发生温控液泄露的情况。

横杆19向箱体20一侧延伸并延伸至箱体纵向限位部18底正下方的作用一是与横杆19够成上下限位在发生热失控时防止箱体20进一步下落至车外，二是使得横杆19与高温熔化阻燃材料充分结合，以增强箱体20与温控箱5之间连接稳定性。

箱体20通过高温熔化阻燃材料7与温控箱5相连使得在车辆行驶过程中发生震动时起到缓冲作用。

实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于：所述的高温熔化阻燃材料熔点为250℃-350℃。

相对于实施例5，本实施例对于高温熔化阻燃材料7熔点做出了进一步限定。

实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于：所述的温度下限值为5℃，所述的温度上限值为40℃。

相对于实施例1，本实施例对于温度上限值与温度下限值做出了进一步限定。

实施例8：

本实施例与实施例1的区别在于：所述的隔热保温材料21厚度为2cm-4cm。

相对于实施例4，本实施例是对于隔热保温材料21做出了进一步限定。

实施例9：

本实施例与实施例1的区别在于：所述的高温熔化阻燃材料7由聚苯醚8-10份，羟基聚磷酸酯3-5份，高密度聚乙烯25-27份，聚乙酰胺6-9份，碳纤维5-7份，聚氯乙烯15-18份，苯基硅油5-6份，苯胺4-7份，乙烯基三甲氧基硅烷5-6份，氢氧化铝3-5份，氢氧化镁5-7份，玻璃纤维8-10份组成。

相对于实施例1，本实施例是对于高温熔化阻燃材料7的进一步限定。

Claims (8)

1.一种车辆动力电池的集成温控装置，包括温控机构及用于存放电池包的箱体，其特征在于，所述的箱体包括盖板及电池罩，所述的电池罩与所述的盖板上下盖合形成密闭空间，所述的电池包包括若干个集成化排列的单体电池，所述的单体电池均周向环设有若干根金属针，所述的金属针向上延伸与所述的盖板相连，所述的温控机构包括覆于所述的盖板上的灌注有温控液的温控箱及设于所述的单体电池间的温度传感器，所述的温控箱的底部通过高温熔化阻燃材料相连有若干个所述的箱体，所述的温控箱两端分别设有温控液进管及温控液出管，所述的温控液进管与所述的温控液出管均与压缩机相连，所述的温度传感器与设有温度上限值与温度下限值的控制模块相连，所述的控制模块与所述的压缩机相连。

2.根据权利要求1所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的电池罩均匀分割成若干个用于存放所述的电池包的宫格，任一所述的宫格内均匀填充有导热硅脂，所述的导热硅脂将所述的金属针与所述的单体电池均包裹在内。

3.根据权利要求2所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的金属针同轴设有金属针孔，所述的金属针孔内灌注有所述的导热硅脂，所述的盖板上设有与所述的金属针孔一一对应设置的盖板通孔，所述的盖板通孔与所述的金属针孔同轴等径设置。

4.根据权利要求3所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的盖板及所述的温控箱与所述的盖板相接端为导热材料，所述的温控箱与所述的箱体上下盖合后外侧包裹有隔热保温材料，所述的盖板与所述的箱体间涂有所述的导热硅脂。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的盖板通过紧定螺钉与所述的电池罩相连，所述的箱体通过四周包裹有所述的高温熔化阻燃材料与温控箱相连，任一所述的箱体外周向均匀插设有若干根固定杆，所述的固定杆纵向设置并一端向上延伸穿过所述的温控箱与车架相连，所述的固定杆在所述的温控箱内部分套设有套杆，所述的套杆与所述的温控箱密闭相连，所述的箱体靠近所述的盖板一端向外突出设有箱体纵向限位部，所述的固定杆的另一端横向相连有横杆，所述的横杆向所述的箱体一侧延伸并延伸至所述的箱体纵向限位部底正下方。

6.根据权利要求5所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的高温熔化阻燃材料的熔点为250℃-350℃。

7.根据权利要求1所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的温度下限值为5℃，所述的温度上限值为40℃。

8.根据权利要求4所述的一种车辆动力电池的集成温控装置，其特征在于，所述的隔热保温材料厚度为2cm-4cm。

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