CN214848972U - 电解液外循环控温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电解液外循环控温系统，包括电池模块以及电解液外循环冷却和/或加热模块；所述电解液外循环冷却和/或加热模块与所述电池模块中的电解液连通形成循环通路，用于对所述电解液进行外部冷却和/或加热；所述电解液外循环冷却和/或加热模块还包含电解液加注口，用于补充或更换电解液。本实用新型通过电解液外循环设计，加速电解液冷却速率和均匀度，还可以补充充放电反应中消耗的电解液，更换电解液，排出充放电产生的气体，优化电池性能。

Description

电解液外循环控温系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电解液外循环控温系统。

背景技术

随着新能源电动汽车对于续航里程要求的逐渐提升，对于电池的能量密度要求逐渐升高，对于电池的散热/加热性能要求也愈发严苛。现阶段电池系统的散热/加热方案为将电池模组与水冷散热/加热板面接触，电池和散热/加热板仅有表层的热交换，电池中心部位散热/加热效果较差，同一电芯内电极材料处于不同温度下，长久使用会造成电池内阻升高，劣化速率内外不一致。另外，随着锂离子电池不断充放电循环，电极材料与电解液会不断发生副反应，生成气体，同时造成电解液分解消耗。

有鉴于此，有必要设计一种改进的电解液外循环控温系统，以解决上述问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电解液外循环控温系统，通过电解液外循环设计，加速电解液冷却速率和均匀度，还可以补充充放电反应中消耗的电解液，更换电解液，排出充放电产生的气体，优化电池性能。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种电解液外循环控温系统，包括电池模块以及电解液外循环冷却和/或加热模块；所述电解液外循环冷却和/或加热模块与所述电池模块中的电解液连通形成循环通路，用于对所述电解液进行外部冷却和/或加热；所述电解液外循环冷却和/或加热模块还包含电解液加注口，用于补充或更换电解液。

作为本实用新型的进一步改进，所述电解液外循环冷却和/或加热模块还包括排气阀，用于排除充放电中产生气体。

作为本实用新型的进一步改进，所述电解液外循环冷却和/或加热模块包括电解液循环管路、电解液循环泵、加热和制冷单元；所述电解液循环管路的两端分别与所述电池模块中的电解液连通，所述电解液循环泵设置于所述电解液循环管路上；所述加热和制冷单元分别用于对所述电解液进行加热和冷却。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷单元包括液冷管道和水泵，所述液冷管道与所述电解液循环管路相邻设置，用于对所述电解液进行冷却。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷单元还包括设置于所述液冷管道上的制冷压缩机。

作为本实用新型的进一步改进，所述加热单元包括加热器，用于为所述液冷管道中的冷却液进行加热，从而对所述电解液进行加热。

作为本实用新型的进一步改进，所述液冷管道为S型回路。

作为本实用新型的进一步改进，所述电解液外循环控温系统还包括电池壳体冷却模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述电池壳体冷却模块与所述电解液外循环冷却和/或加热模块的制冷单元共用一个制冷管道。

作为本实用新型的进一步改进，所述电池模块包括若干个电池，相邻两个电池中的电解液相互连通，与所述电解液外循环冷却和/或加热模块形成总的循环通路。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的电解液外循环控温系统，通过电解液外循环设计，冷却/加热回路对在外部循环的电解液进行冷却或加热。如此设置，由于冷却/加热后的电解液会回流进电芯中，并在电芯腔体内部以流体的形式扩散，因此其冷却/加热效果会大大提升，可使电池内部的温度分布更均匀；且进入电芯卷绕/叠片结构内部的电解液也会对电芯内部进行冷却/加热，减少了电芯内外温度差。

2.本实用新型提供的电解液外循环控温系统，电解液循环管路上的电解液加注口和排气阀的设置，可以从外部对电解液进行一定的补充，并排出充放电反应过程中的气体，优化电池性能。与此同时，设置电池壳体冷却模块，实现双重冷却，进一步提高冷却效果。

附图说明

图1为实施例1电解液外循环控温系统的结构示意图。

图2为实施例1电解液外循环控温系统的电解液外循环冷却和/或加热模块的结构示意图。

图3为实施例1电解液外循环控温系统的另一种结构示意图。

图4为实施例2电解液外循环控温系统的结构示意图。

附图标记

10-电池模块；11-正极；12-负极；20-电解液外循环冷却和/或加热模块；21-电解液循环管路；22-加热和制冷单元；221-液冷管路；222-加热单元；223-制冷单元；224-水泵；225-第一连接管路；23-电解液循环泵；24-电解液加注口；25-排气阀；26-电解液出口；27-电解液入口；31-电池壳体冷却模块；32-第二连接管路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在具体实施例中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

实施例1

请参阅图1和2所示，本实用新型提供的一种电解液外循环控温系统，包括电池模块10以及电解液外循环冷却和/或加热模块20。所述电解液外循环冷却和/或加热模块20与所述电池模块10中的电解液连通形成循环通路，用于对所述电解液进行外部冷却和/或加热。所述电解液外循环冷却和/或加热模块20还包含电解液加注口24，用于补充或更换电解液。

通常电池模块10包括电芯和外壳，电芯包括正极11、负极12、电芯卷绕/叠片结构和电解液。电解液外循环冷却和/或加热模块20包括电解液出口26和电解液进口27，分别与电解液循环管路21相连。

特别地，所述电解液外循环冷却和/或加热模块20还包括排气阀25，用于排除充放电中产生气体。

当电解液需要冷却时，电解液外循环冷却和/或加热模块20的冷却功能开启，对从电池模块10中循环出来的电解液进行冷却后，再通入电池模块10中；当需要加热时(例如在环境温度过低状况)，电解液外循环冷却和/或加热模块20的加热功能开启，对从电池模块10中循环出来的电解液进行加热后，再通入电池模块10中。由于冷却/加热后的电解液会回流进电芯中，并在电芯腔体内部以流体的形式扩散，因此其冷却/加热效果会大大提升，且进入电芯卷绕/叠片结构内部的电解液也会对电芯内部进行冷却/加热，减少了电芯内外温度差。电解液加注口24和排气阀25的设置，可以从外部对电解液进行一定的补充，并排出充放电反应过程中的气体，优化电池性能。

具体地，请参阅图2所示，所述电解液外循环冷却和/或加热模块20包括电解液循环管路21、电解液循环泵23、加热和制冷单元22；所述电解液循环管路21的两端分别与所述电池模块10中的电解液连通，所述电解液循环泵23设置于所述电解液循环管路21上；所述加热和制冷单元22分别用于对所述电解液进行加热和冷却。加热和制冷单元22应与电解液循环管路21相互关联设置，从而实现对电解液的冷却或加热。

所述制冷单元223包括液冷管道221和水泵224，所述液冷管道221与所述电解液循环管路21相邻设置或采用类似冷凝管的双层通路管道，内层管道为电解液循环管路21，外层管道为液冷管道221，从而对所述电解液进行有效冷却。

所述制冷单元223还包括设置于所述液冷管道221上的制冷压缩机。

所述加热单元222包括加热器，相应地设有将液冷管道221与水泵224、制冷压缩机和加热器相连地的第一连接管路225，用于为所述液冷管道221中的冷却液进行加热，进而对所述电解液进行加热。

所述液冷管道优选为S型回路，提高冷却效率。

在实际应用中，电解液外循环冷却和/或加热模块20应当包含电解液温度监测模块和对制冷单元223和加热单元222的运行进行控制的控制模块，以便根据电解液温度监测模块监测的电解液温度，控制制冷单元223或加热单元222开启。

特别地，请参阅图3所示，所述电池模块10包括若干个电池，相邻两个电池中的电解液相互连通，与所述电解液外循环冷却和/或加热模块20形成总的循环通路。

实施例2

一种电解液可在电池外部循环，请参阅图4所示，与实施例1相比，不同之处在于，所述电解液外循环控温系统还包括电池壳体冷却模块31，设置于电池模块的电池壳体表面，用于对电池壳体进行冷却。所述电池壳体冷却模块31与所述电解液外循环冷却和/或加热模块20的制冷单元223共用一套个制冷装置，即电池壳体冷却模块31的冷却管道通过第二连接管路32与上述水泵224和制冷压缩机连接，形成冷却系统。

表1现有技术冷却/加热结构设计的电池内外温度状况

表2使用本实用新型电解液外循环控温系统的电池内外温度状况

表1和表2分别为现有技术以及本实用新型提供的解液外循环冷却系统的电池内外温度状况，可以看出，本实用新型的电芯内外温差远小于现有技术的。由此可见，采用本实用新型的外循环冷却系统，冷却/加热效果会显著提升。

综上所述，本实用新型提供的电解液外循环控温系统，通过电解液外循环设计，使得冷却/加热后的电解液会回流进电芯中，并在电芯腔体内部以流体的形式扩散，因此其冷却/加热效果会大大提升，可使电池内部的温度分布更均匀；且进入电芯卷绕/叠片结构内部的电解液也会对电芯内部进行冷却/加热，减少了电芯内外温度差。电解液加注口和排气阀的设置，可以从外部对电解液进行一定的补充，并排出充放电反应过程中的气体，优化电池性能。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电解液外循环控温系统，其特征在于，包括电池模块以及电解液外循环冷却和/或加热模块；所述电解液外循环冷却和/或加热模块与所述电池模块中的电解液连通形成循环通路，用于对所述电解液进行外部冷却和/或加热；所述电解液外循环冷却和/或加热模块还包含电解液加注口，用于补充或更换电解液。

2.根据权利要求1所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述电解液外循环冷却和/或加热模块还包括排气阀，用于排除充放电中产生气体。

3.根据权利要求1所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述电解液外循环冷却和/或加热模块包括电解液循环管路、电解液循环泵、加热和制冷单元；所述电解液循环管路的两端分别与所述电池模块中的电解液连通，所述电解液循环泵设置于所述电解液循环管路上；所述加热和制冷单元分别用于对所述电解液进行加热和冷却。

4.根据权利要求3所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述制冷单元包括液冷管道和水泵，所述液冷管道与所述电解液循环管路相邻设置，用于对所述电解液进行冷却。

5.根据权利要求4所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述制冷单元还包括设置于所述液冷管道上的制冷压缩机。

6.根据权利要求4所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述加热和制冷单元还包括加热器，用于为所述液冷管道中的冷却液进行加热，从而对所述电解液进行加热。

7.根据权利要求4所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述液冷管道为S型回路。

8.根据权利要求1所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述电解液外循环控温系统还包括电池壳体冷却模块。

9.根据权利要求8所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述电池壳体冷却模块与所述电解液外循环冷却和/或加热模块的制冷单元共用一个制冷管道。

10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的电解液外循环控温系统，其特征在于，所述电池模块包括若干个电池，相邻两个电池中的电解液相互连通，与所述电解液外循环冷却和/或加热模块形成总的循环通路。

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